中华人民共和国国家标准
工业金属管道设计规范
Design code for industrial metallic piping
GB 50316-2000
(2008年版)
主编部门：中华人民共和国原化学工业部
批准部门：中华人民共和国建设部
施行日期：2001年1月1日
中华人民共和国建设部公告
第796号
建设部关于发布国家标准《工业金属管道设计规范》局部修订的公告
现批准《工业金属管道设计规范》GB 50316-2000局部修订的条文，自2008年7月1日起实施。其中，第13.1.3.6款为强制性条文，必须严格执行。经此次修改的原条文同时废止。
局部修订的条文及具体内容，将在近期出版的《工程建设标准化》刊物上登载。
中华人民共和国建设部
二〇〇八年一月三十一日
条文说明
前 言
根据国家计委计综合[1991]290号文附件《一九九一年工程建设国家标准制订、修订计划》的要求，结合建设部(91)建标计字第10号文的安排，由原化学工业部为主编部门，中国寰球化学工程公司为主编单位，华北电力设计院、北京钢铁设计研究总院、中石化北京设计院、原化工部第四设计院、原化工部第八设计院为参编单位共同制订的《工业金属管道设计规范》(GB 50316-2000)，经建设部2000年9月26日以建标[2000]199号文批准，并会同国家质量技术监督局联合发布。
本规范是通用的适用于工厂区的工业金属管道规范，是在总结了我国各行业多年来管道设计实践的经验，并借鉴了工业发达国家先进标准编制而成的。
国家石油和化学工业局已行文，将原化学工业部组织编制的工程建设强制性国家标准交由中国工程建设标准化协会化工工程委员会管理。
为了便于广大设计、施工、科研、学校等有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定，《工业金属管道设计规范》编制组按章、节、条的顺序，编制了本条文说明，供使用人员参考。
各单位在使用中，注意总结经验，积累资料，如发现本规范及条文说明中需要修改和补充之处，请将意见和有关资料函寄北京亚运村安慧里四区16号楼中国工程建设标准化协会化工工程委员会秘书处(邮编100723)，以便今后进行修订。
中华人民共和国原化学工业部
1.0.1为了提高工业金属管道工程的设计水平，保证设计质量，制定本规范。
1.0.2本规范适用于公称压力小于或等于42MPa的工业金属管道及非金属衬里的工业金属管道的设计。
1.0.3本规范不适用于下列管道的设计：
1.0.3.1制造厂成套设计的设备或机器所属的管道；
1.0.3.2电力行业的管道；
1.0.3.3长输管道；
1.0.3.4矿井的管道；
1.0.3.5采暖通风与空气调节的管道及非圆形截面的管道；
1.0.3.6地下或室内给排水及消防给水管道；
1.0.3.7泡沫、二氧化碳及其他灭火系统的管道；
1.0.3.8城镇公用管道。
1.0.4除另有注明外，本规范所述的压力均应为表压。
1.0.5工业金属管道设计，除应执行本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
条文说明
1 总 则
1.0.2本规范适用于金属管道也包括非金属衬里的金属管道。主要考虑目前非金属管道设计资料还不多，故未编入。另外，本规范与现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235制定的范围取得一致。
本规范的管辖范围为工业生产装置(工厂)和辅助设施的管道，包括储罐区、装卸站及连接的界外管道等。但不包括非金属管道以及本规范第1．0．3条中所列的管道。
对于给排水管道应按设计所依据的规范来划分，例如设备周围的地上水管应属于本规范的范围。地下给排水管道通常是按给排水规范设计。对于水处理、泵房及冷却塔等管道也可作为辅助设施，按本规范执行，但主要依据工程设计决定。
除仪表制造厂配套的管道外，与工艺或公用工程管道直接连接的仪表管道，可按本规范执行。
本规范中规定的公称压力上限为42MPa，与国家现行标准中钢制管法兰的压力上限值一致。
本规范未规定使用温度范围，因材料选用与许用温度已有直接关系。
1.0.3第1.0.3.2款电力行业的管道也包括核电的管道。输送粉料或粒料的气流输送管道，由于其制造上的特殊性，一般属于制造厂成套设计范围。工业管道穿越居民区时，应符合城镇公用管道的有关规定。
1.0.5本规范条文及附录中引用的标准和规范如下：
《钢制压力容器》 GB 150
《金属夏比缺口冲击试验方法》 GB/T 229
《优质碳素结构钢技术条件》GB/T 699
《碳素结构钢》GB/T 700
《碳素结构钢和低合金结构钢 热轧薄钢板及钢带》GB/T 912
《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB/T 985
《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB/T 986
《不锈钢棒》GB/T 1220
《耐热钢棒》GB/T 1221
《球墨铸铁件》GB/T 1348
《低中压锅炉用无缝钢管》GB 3087
《合金结构钢技术条件》GB/T 3077
《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091
《碳素结构钢和低合金结构钢 热轧厚钢板和钢带》GB/T 3274
《低温压力容器低合金钢厚钢板技术条件》GB 3531
《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》GB/T 13201
《变形铝及铝合金化学成分》GB/T 3190
《不锈钢热轧钢板》GB/T 4237
《设备和管道保温技术通则》GB/T 4272
《铝及铝合金热挤压管》GB/T 4437．1
《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044
《高压锅炉用无缝钢管》GB 5310
《化肥设备用高压无缝钢管》GB 6479
《压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板》GB 6654
《工业用铝及铝合金拉(轧)制管》GB/T 6893
《工业管路的基本识别色和识别符号》GB 7231
《焊接结构用碳素钢铸件》GB/T 7659
《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163
《设备及管道保温设计导则》GB/T 8175
《灰铸铁件》GB/T 9439
《可锻铸铁件》GB/T 9440
《石油裂化用无缝钢管》GB 9948
《一般工程用铸造碳钢件》GB/T 11352
《设备及管道保冷技术通则》GB/T 11790
《防止静电事故通用导则》GB 12158
《直缝电焊钢管》GB/T 13793
《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T 14976
《氧气站设计规范》GB 50030
《石油化工企业设计防火规范》GB 50160
《工业企业总平面设计规范》GB 50187
《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236
《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264
《建筑设计防火规范》GBJ 16
《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87
《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》JB 4726
《低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》JB 4727
《压力容器用不锈钢锻件》JB 4728
《脱脂工程施工及验收规范》HG 20202
2.1.1A1类流体 category A1 fluid
在本规范内系指剧毒流体，在输送过程中如有极少量的流体泄漏到环境中，被人吸入或与人体接触时，能造成严重中毒，脱离接触后，不能治愈。相当于现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044中Ⅰ级(极度危害)的毒物。
2.1.2A2类流体 category A2 fluid
在本规范内系指有毒流体，接触此类流体后，会有不同程度的中毒，脱离接触后可治愈。相当于《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044中Ⅱ级及以下(高度、中度、轻度危害)的毒物。
2.1.3B类流体 category B fluid
在本规范内系指这些流体在环境或操作条件下是一种气体或可闪蒸产生气体的液体，这些流体能点燃并在空气中连续燃烧。
2.1.4D类流体 category D fluid
指不可燃、无毒、设计压力小于或等于1.0MPa和设计温度高于－20～186℃之间的流体。
2.1.5C类流体 category C fluid
系指不包括D类流体的不可燃、无毒的流体。
2.1.6管道 piping
由管道组成件、管道支吊架等组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动。
2.1.7管道系统 piping system
简称管系，按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道。
2.1.8管道组成件 piping components
用于连接或装配成管道的元件，包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及管道特殊件等。
2.1.9管道特殊件 piping specialties
指非普通标准组成件，系按工程设计条件特殊制造的管道组成件，包括：膨胀节、补偿器、特殊阀门、爆破片、阻火器、过滤器、挠性接头及软管等。
2.1.10斜接弯管(弯头) miter bends
采用管子或钢板制成的焊接弯管(弯头)，具有与管子纵轴线不相垂直的斜接焊缝的管段拼接而成。
2.1.11支管连接 branch connections
从主管引出支管的结构，包括整体加强的管件及带加强或不带加强的焊接结构的支管连接。
2.1.12突面 raised face
为法兰密封面的一种形式，突起的平密封面在螺栓孔的内侧，代号为RF。
2.1.13满平面 full face
也称全平面，为法兰密封面的一种形式，在法兰外径以内均为平密封面，代号为FF。
2.1.14集液包 liquid collecting pocket(drip leg)
在气体或蒸汽管道的低点设置收集冷凝液的袋形装置。
2.1.15管道支吊架 pipe supports and hangers
用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总称，但不包括土建的结构。
2.1.16固定支架 anchors
可使管系在支承点处不产生任何线位移和角位移，并可承受管道各方向的各种荷载的支架。
2.1.17滑动支架 sliding supports
有滑动支承面的支架，可约束管道垂直向下方向的位移，不限制管道热胀或冷缩时的水平位移，承受包括自重在内的垂直方向的荷载。
2.1.18刚性吊架 rigid hangers
带有铰接吊杆的管架结构，可约束管道垂直向下方向的位移，不限制管道热胀或冷缩时的水平位移，承受包括自重在内的垂直方向的荷载。
2.1.19导向架 guides
可阻止因力矩和扭矩所产生旋转的支架，可对一个或一个以上方向进行导向，但管道可沿给定轴向位移。当用在水平管道时，支架还承受包括自重力在内的垂直方向荷载。通常导向架的结构兼有对某轴向或二个轴向限位的作用。
2.1.20限位架 restraints
可限制管道在某点处指定方向的位移(可以是一个或一个以上方向线位移或角位移)的支架。规定位移值的限位架，称为定值限位架。
2.1.21减振装置 vibrating eliminators
可控制管系高频低幅振动或低频高幅晃动的装置，不限制管系热胀冷缩。
2.1.22阻尼装置 snubbers(dampers)
可控制管道瞬时冲击荷载或管系高速振动位移的装置，不限制管系热胀冷缩。
2.1.23剧烈循环条件 severe cyclic condition
指管道计算的最大位移应力范围σE超过0.8倍许用的位移应力范围(即0.8[σ]A)和当量循环数N大于7000或由设计确定的产生相等效果的条件。
2.1.24应力增大系数 stress intensification factor
受弯矩的作用，在非直管的组成件中，产生疲劳损坏的最大弯曲应力与承受相同弯矩、相同直径及厚度的直管产生疲劳损坏的最大弯曲应力的比值，称为应力增大系数。因弯矩与管道组成件所在平面不同，有平面内及平面外的应力增大系数。
2.1.25位移应力范围 displacement stress range
由管道热膨胀产生的位移所计算的应力称为位移应力范围。从最低温度到最高温度的全补偿值进行计算的应力，称为计算的最大位移应力范围。
2.1.26附加位移 externally imposed displacements
指所计算管系的端点处因设备或其他连接管的热膨胀或其他位移附加给计算管系的位移量。
2.1.27冷拉 cold spring
在安装管道时预先施加于管道的弹性变形，以产生预期的初始位移和应力，达到降低初始热态下管端的作用力和力矩。
2.1.28柔性系数 flexibility factor
表示管道元件在承受力矩时，相对于直管而言其柔性增加的程度。即：在管道元件中由给定的力矩产生的每单位长度元件的角变形与相同直径及厚度的直管受同样力矩产生的角变形的比值。
2.1.29公用工程管道 utility piping
相对于工艺管道而言，公用工程管道系指工厂(装置)的各工序中公用流体的管道。
2.1.30管道和仪表流程图 piping and instrument diagram
简称P&ID(或PID)。此图上除表示设备外，主要表示连接的管道系统、仪表的符号及管道识别代号等。
条文说明
2.1术 语
2.1.1～2.1.5在本规范中，流体划分为五类；其中有三类与美国《工艺管道规范ASME B31.3》(以下简称“ASME B31.3”)中的M类、D类流体和可燃流体相同。流体类别用代号是为了条文叙述的方便，并不是危险程度的排序。因未全面计入设计压力、温度的影响。这里，流体分类不同于管道分类。有的流体既是B类流体同时又是有毒流体，在设计上均应遵循两类流体的有关条文的规定。氧气管道按本规范附录J第J.2.5条属于C类流体。
2.1.11 “支管连接”是管道分支处所有结构形式的总称，它包括下列整体件及焊接件：
(1)工厂制造的整体的或焊制的管件：如三通、斜三通、四通等。
(2)焊接支管：在主管上开孔直接焊直管，有带或不带补强板的结构。
(3)半管接头(Half coupling)：在主管上开孔，焊接半管接头。半管接头的常用直径为DN15～40。半管接头的连接端有内螺纹(锥管)及承插焊两种。
(4)支管台：在主管上开孔，焊接整体补强的支管台。常用支管台的连接端有三种即：对焊支管台(Weldolet)、承插焊支管台(Sockolet)及螺纹支管台(Thredolet)。
(5)嵌入式支管(Sweepolet)：在主管上开一个比支管外缘直径略大一些的孔，加工对焊的坡口，将其焊接一起，此种支管具有大的圆角，焊接后尤如整体三通。可用于有振动的管道上。
以上(2)～(5)项在支管两侧的主管上没有焊缝，不能称为三通。
2.1.12本规范中“突面”是指法兰的RF型密封面，避免与凹凸面混淆。
2.1.18L型及U型的支架，虽然在上部生根，但有滑动支承面，不能列入刚性吊架内。因此刚性吊架系用圆钢吊杆，一般均带有铰接的结构。
2.1.23计算的位移应力范围σE见本规范第9.4.4条。许用的位移应力范围和当量循环数N见本规范第3.2.7条的规定。
2.1.27“冷拉”与“冷紧”以前都使用过，英文名称为“Cold Spring”，即管道冷态下预拉紧的意思。因现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235把低温下紧法兰螺栓叫做冷紧，因此本规范统一称“冷拉”以示区别。
2.1.29公用工程管道通常指冷却水、加热用蒸汽、热水、伴管用热油及吹扫置换用空气、氮气等。
A——主管开孔削弱所需的补强面积
A1——补强范围内主管承受内、外压所需计算厚度和厚度附加量两者之外的多余金属面积
A2——补强范围内支管承受内、外压所需计算厚度和厚度附加量两者之外的多余金属面积
A3——补强范围内的角焊缝面积
A4——补强范围内另加补强件的面积
A5——补强范围内，挤压引出支管上承受内、外压所需厚度和厚度附加量两者之外的多余金属面积
Ak——材料的冲击功
B——补强区有效宽度
C1t——支管厚度减薄(负偏差)的附加量
C1m——主管厚度减薄(负偏差)的附加量
C1r——补强板厚度减薄(负偏差)的附加量
C——厚度附加量之和
C1——厚度减薄附加量，包括加工、开槽和螺纹深度及材料厚度负偏差
C2——腐蚀或磨蚀附加量
Cf——修正系数
Ch——管道压力损失的裕度系数
Cp——定压热容
Cs——冷拉比，即冷拉值与全补偿值之比
Cv——定容热容
C.S.C.(L.C.)——关闭状态下锁住(未经批准不得开启)
C.S.O.(L.O.)——开启状态下锁住(未经批准不得关闭)
d——扣除厚度附加量后支管内径
do——支管名义外径
d1——扣除厚度附加量后主管上斜开孔的长径
dG——凹面或平面法兰垫片的内径或环槽式垫片平均直径
dX——除去厚度附加量后挤压引出支管的内径
DN——管子或管件的公称直径
Di——管子或管件内径
DiL——异径管大端内径
DiS——异径管小端内径
Do——管子或管件外径
DOL——异径管大端外径
DOS——异径管小端外径
Dr——补强板的外径
Ec——铸件的质量系数
Ej——焊接接头系数
Eh——在最高或最低温度下管道材料的弹性模量
E20——在安装温度下的管道材料的弹性模量
FH——工作荷载
ƒr——补强板材料与主管材料许用应力比
ƒs——荷载变化系数
ƒ——管道位移应力范围减小系数
g——重力加速度
h——尺寸系数
h1——主管外侧法向补强的有效高度
h2——支管有效补强高度
h3——平盖内凹的深度
hx——挤压引出支管的高度
i——应力增大系数
ii——平面内应力增大系数
io——平面外应力增大系数
is——管道坡度
k——气体的绝热指数
K——柔性系数
K1——与平盖结构有关的系数
K2——用于斜接弯管的经验值
K3——挤压引出支管补强系数
KR——阻力系数
Ks——弹簧刚度
KT——许用应力系数
L——管道长度
Le——阀门和管件的当量长度
Lf——斜接弯管端节短边的长度
Ls——支吊架间距
LSL——与异径管大端连接的直管加强段长度
LSS——与异径管小端连接的直管加强段长度
M——气体分子量
MA——由于自重和其他持续外载作用在管道横截面上的合成力矩
MB——安全阀或释放阀的反座推力、管道内流量和压力的瞬时变化、风力或地震等产生的偶然荷载作用于管道横截面上的合成力矩
ME——热胀当量合成力矩
M′E——未计入应力增大系数的合成力矩
Mi——平面内热胀弯曲力矩
MO——平面外热胀弯曲力矩
Mt——热胀扭转力矩
MX——沿坐标轴X方向的力矩
MY——沿坐标轴Y方向的力矩
MZ——沿坐标轴Z方向的力矩
n——序数
N——管系预计使用寿命下全位移循环当量数
NE——与计算的最大位移应力范围σE相关的循环数
Nj——与按小于全位移计算的位移应力范围σj相关的循环数
P——设计压力
PA——在设计温度下的许用压力
Pm——斜接弯管的最大许用内压力
PN——公称压力
PT——试验压力
QL——异径管大端与直管连接的应力增值系数
QS——异径管小端与直管连接的应力增值系数
R——圆弧弯管的弯曲半径
R1——斜接弯管的弯曲半径
Rc——管道运行初期在安装温度下对设备或端点的作用力和力矩
Rc1——管道应变自均衡后在安装温度下对设备或端点的作用力和力矩
RE——以E20和全补偿值计算的管道对端点的作用力和力矩
Rh——管道运行初期在最高或最低温度下对设备或端点的作用力和力矩
Rm——主管平均半径
r——平盖内圆角半径
ro——管子或管件的平均半径
r1、r2、r3——支管补强部位过渡半径
rj——按小于全位移计算的位移应力范围σj与计算的最大位移应力范围σE之比
rm——支管平均半径
rp——支管补强部分外半径
rx——在主管和支管轴线的平面内，外轮廓转角处的曲率半径
S——斜接弯管斜接段中心线处的间距
T——气体温度
T1——对焊件较薄一侧的厚度
T2——对焊件较厚一侧的厚度
Tc——三通圆角部(主支管相交处)厚度
Tt——主管计算厚度
Ttn——主管名义厚度
t——半管接头的端部厚度
tb——支管补强部位有效厚度
tc——角焊缝计算的有效厚度
teb——三通支管的有效厚度
tFn——管件的名义厚度
tL——异径管名义厚度
tL1——异径管大端名义厚度
tL2——异径管小端名义厚度
tLC——异径管锥部计算厚度
tLL——异径管大端计算厚度
tLS——异径管小端计算厚度
tm——盲板计算厚度
tp——平盖计算厚度
tpd——平盖或盲板的设计厚度
tr——补强板名义厚度
ts——直管计算厚度
tsd——直管设计厚度
tse——直管有效厚度
tsn——直管名义厚度
tt——支管计算厚度
ttn——支管名义厚度
tX——除去厚度附加量后在主管外表面处挤压引出支管的有效厚度
tw——插入式支管台的尺寸
v——平均流速
vc——气体的声速或临界流速
W——截面系数
WB——异径三通支管的有效截面系数
Wo——质量流量
X——法兰内侧角焊缝焊脚尺寸
Xmin——角焊缝最小焊脚尺寸
Y——系数
Ys——管道自重弯曲挠度
α——斜接弯管一条焊缝方向改变的角度(相邻斜接线夹角)
α1——支管轴线与主管轴线的夹角
α0——金属材料的平均线膨胀系数
β——异径管斜边与轴线的夹角
θ——斜接弯管一条焊缝方向改变的角度的1/2(相邻斜接线夹角的一半)
θn——支管补强部位过渡角度
δ——最大计算纤维伸长率
δave——对接焊口错边量的平均值
δmax——对接焊口错边量的最大值
δ1——基层金属的名义厚度
δ2——复层金属扣除附加量后的有效厚度
△——管道垂直热位移
△Pf——直管的摩擦压力损失
△Pk——局部的摩擦压力损失
△Pt——管道总压力损失
η——与平盖结构有关的系数
ρ——流体密度
λ——流体摩擦系数
σb——材料标准抗拉强度下限值
σtb——材料在设计温度下的抗拉强度
σtD——材料在设计温度下经10万h断裂的持久强度的平均值
σE——计算的最大位移应力范围
σj——按小于全位移计算的位移应力范围
σL——管道中由于压力、重力和其他持续荷载所产生的纵向应力之和
σtn——材料在设计温度下经10万h蠕变率为1％的蠕变极限
σs(σ0.2)——材料标准常温屈服点(或0.2％屈服强度)
σts(σt0.2)——材料在设计温度下的屈服点(或0.2％屈服强度)
σT——在试验条件下组成件的周向应力
[σ]T——在试验温度下材料的许用应力
[σ]t——在设计温度下材料的许用应力
[σ]o——在设计温度下整体复合金属材料的许用应力
[σ]1——在设计温度下基层金属的许用应力
[σ]2——在设计温度下复层金属的许用应力
[σ]A——许用的位移应力范围
[σ]c——在分析中的位移循环内，金属材料在冷态(预计最低温度)下的许用应力
[σ]h——在分析中的位移循环内，金属材料在热态(预计最高温度)下的许用应力
[σ]z——决定组成件厚度时采用的计算温度下材料的许用应力
[σ]tRP——在设计温度下补强板材料的许用应力
[σ]tM——在设计温度下主管材料的许用应力
条文说明
2.2符 号
全补偿值的解释，见本规范第9.4.1条的条文说明。
原Tm更正为Ttn。
3.1.1管道设计应根据压力、温度、流体特性等工艺条件，并结合环境和各种荷载等条件进行。
3.1.2设计压力的确定应符合下列规定：
3.1.2.1一条管道及其每个组成件的设计压力，不应小于运行中遇到的内压或外压与温度相偶合时最严重条件下的压力。最严重条件应为强度计算中管道组成件需要最大厚度及最高公称压力时的参数。但上述设计压力不应包括本章中允许的非经常性压力变动值。
3.1.2.2下列特殊条件的管道，其设计压力应与第3.1.2.1款比较，并应取两者的较大值。
(1)输送制冷剂、液化烃类等气化温度低的流体的管道，设计压力不应小于阀被关闭或流体不流动时在最高环境温度下气化所能达到的最高压力；
(2)离心泵出口管道的设计压力不应小于吸入压力与扬程相应压力之和；
(3)没有压力泄放装置保护或与压力泄放装置隔离的管道，设计压力不应低于流体可达到的最大压力。
3.1.2.3真空管道应按受外压设计，当装有安全控制装置时，设计压力应取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者中的低值；无安全控制装置时，设计压力应取0.1MPa。
3.1.2.4装有泄压装置的管道的设计压力不应小于泄压装置开启的压力。
3.1.3设计温度的确定应符合下列规定：
3.1.3.1管道中每个组成件的设计温度，应不低于本规范第3.1.2.1款规定的需要最大厚度或最高公称压力相对应的温度。设计温度的确定，还应包括流体温度、环境温度、阳光辐射、加热或冷却的流体温度等因素的影响。
设计的最低温度应为管道组成件的最低工作温度，此温度不应低于材料的使用温度下限。常用材料的使用温度下限，应符合本规范附录A的规定。
3.1.3.2管道采用伴管或夹套加热时，应以外加热和管内流体温度中较高的温度为设计温度。
3.1.3.3无隔热层的管道中，不同的管道组成件可具有不同的设计温度，管道组成件的设计温度应符合以下规定：
(1)流体温度低于65℃时，管道组成件的设计温度可与流体温度相同；
(2)流体温度等于或大于65℃时，除非按传热计算或试验确定有较低的平均壁温，管道组成件的设计温度不应低于以下的值：
阀门、管子、突缘短节、焊接管件和厚度与管子相似的其他管道组成件：为流体温度的95％；
法兰(除松套法兰外)，包括在管件和阀门上的法兰：为流体温度的90％；
松套法兰：为流体温度的85％；
法兰的紧固件：为流体温度的80％。
3.1.3.4外保温管道的设计温度应按第3.1.3.1款和第3.1.3.2款确定。当另有计算、试验或测定的结果时，可取其他温度。
3.1.3.5内保温管道的设计温度，应根据传热计算或试验确定。
3.1.3.6对于非金属材料衬里的管道，设计温度应取流体的最高工作温度。当无外隔热层时，外层金属的设计温度可通过传热计算、试验决定，或按第3.1.3.3款确定。
3.1.4设计中应对以下环境影响采取有效措施：
3.1.4.1管道中的气体或蒸气被冷却时，应确定压力降低值。当管内产生真空时，管道应能承受在低温下的外部压力，或采取破坏真空的预防措施。
3.1.4.2管道组成件应能承受或消除因静态流体受热膨胀而增加的压力，或采取预防措施。
3.1.4.3当管道温度低于0℃时，应防止切断阀、控制阀、泄压装置和其他管道组成件的活动部件外表面结冰。
3.1.5管道应能承受以下的动力荷载：
3.1.5.1管道应能承受外部或内部条件引起的水力冲击、液体或固体的撞击等的冲击荷载。
3.1.5.2位于室外的地上管道应能承受风荷载。
3.1.5.3在地震区的管道应能承受地震引起的水平力，并应符合有关国家现行抗震标准的规定。
3.1.5.4管道的布置和支承设计应消除由于冲击、压力脉动、机器共振、风荷载等引起有害的管道振动的影响。
3.1.5.5在管道布置和支架设计时，应能承受由于流体的减压或排放时所产生的反作用力。
3.1.6管道承受的静荷载应包括固定荷载及活荷载。活荷载应包括输送流体重力或试验用的流体重力、寒冷地区的冰、雪重力及其他活动的临时荷载等。固定荷载应包括管道组成件、隔热材料以及由管道支承的其他永久性荷载。
3.1.7设计中应分析以下热膨胀或收缩的影响：
3.1.7.1管道被约束或固定，因热膨胀或收缩而产生的作用力和力矩。
3.1.7.2管壁上温度发生急剧的变化，或由于温度分布不均匀而产生的管壁应力及荷载。
3.1.7.3两种不同材料所组成的复合或衬里管道，因基层或复层热膨胀性能不同而产生的荷载及夹套管因内外管温度差而产生的荷载。
3.1.8设计中应避免管道受压力循环荷载、温度循环荷载以及其他循环交变荷载所引起的疲劳破坏。
3.1.9管道支架和连接设备的位移应作为计算的条件，包括设备或支架的热膨胀、地基下沉、潮水流动、风荷载等产生的位移。
3.1.10对于焊接、热处理、加工成形、弯曲、低温操作以及易挥发性流体突然减压而产生的急冷作用等情况应保证材料韧性降低在允许的范围内。
3.1.11当流体工作温度低于－191℃时，在选择管道材料包括隔热材料时应按环境空气会出现冷凝和氧气浓缩的因素，确定管外覆盖层，或采取相应的措施。
条文说明
3.1设计条件
3.1.2第3.1.2.1款 设计压力的规定与ASME B31.3的规定一致。此规定适用于一条管道的组成件有不同的工作压力和工作温度。在工艺流程中，例如：控制阀及减压阀前后的管道、两股不同参数的流体汇合、流态变化及开停工操作等，都可能出现一条管道或某些组成件有多组的工作压力-温度参数。设计时必须在这几组工作参数中，找出压力和温度相耦合时最严重条件下的压力，作为设计压力。按此条件，管道组成件需要最大厚度，这是保证管道运行安全的重要条件。
在比较几组参数时，应在各组的P/[σ]t中取最大值。[σ]t是设计温度下的许用应力，P为设计压力。P/[σ]t最大值即是压力-温度相耦合最严重的条件。
管道运行中，经常遇到的比正常工作更高的压力，例如泄压装置开启的压力，是1.1倍工作压力，见本规范第14.2.6条。这情况在本规范第3.1.2条第3.1.2.4款中已作了规定。所以，前面P/[σ]t中也应考虑这个因素。
第3.1.2.2款 所述的条件在工程设计中较常见，设计时要注意某些流体的特性，有的流体工作温度和压力有一定的关系。
第3.1.2.3款 真空管道的设计压力符合现行国家标准《钢制压力容器》GB 150的规定。
3.1.3 根据国内工程设计的实践经验和国外引进工程的设计规定，管道的设计温度一般都按最高工作温度适当增加裕量。由于各种生产流程的差异，流体的性质差别，这种裕量只能在工程设计中规定。
第3.1.3.3款 无隔热层管道组成件的设计温度，是根据散热情况不同而规定的，并参照ASME B31.3的规定。一条无隔热层管道中，各组成件的设计温度用于强度核算时可以是不同的。
3.1.4在第3.1.4.3款中管道组成件外表面是由于大气中水蒸气结冰，但在活动部件处必须采取措施防止结冰。本条参照了ASME B31.3的规定。
3.1.5第3.1.5.3款 国家现行标准有《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB 50032及《石油化工企业非埋地管道抗震设计通则》SH 3039。其余各款参照ASME B31.3的规定。
3.1.6～3.1.11参照了ASME B31.3的规定。
3.2.1管道组成件的压力-温度额定值应符合下列规定：
3.2.1.1除本规范另有规定外，管道组成件的公称压力及对应的工作压力-温度额定值应符合国家现行标准。选用管道组成件时，该组成件标准中所规定的额定值，不应低于管道的设计压力和设计温度。
对于只标明公称压力的组成件，除另有规定外，在设计温度下的许用压力可按下式计算：
式中 PA——在设计温度下的许用压力(MPa)；
PN——公称压力(MPa)；
[σ]t——在设计温度下材料的许用应力(MPa)；
[σ]x——决定组成件厚度时采用的计算温度下材料的许用应力(MPa)。
3.2.1.2在国家现行标准中没有规定压力-温度额定值及公称压力的管道组成件，可用设计温度下材料的许用应力及组成件的有效厚度(名义厚度减去所有厚度附加量)通过计算来确定组成件的压力-温度额定值。
3.2.1.3两种不同压力-温度参数的流体管道连结一起时，分隔两种流体的阀门参数应按较严重的条件决定。位于阀门任一侧的管道，应按其输送条件设计。
3.2.1.4多条设计压力和设计温度不同的管道，用相同的管道组成件时，应按压力和温度相耦合时最严重条件下的某一条管道的压力和温度条件进行设计。
3.2.2管道运行中的压力和温度的允许变动范围应符合下列规定：
3.2.2.1金属管道在运行中其压力、温度或两者同时发生非经常性的变动，且下列所有规定都能满足时，应认为在允许的范围内。否则，必须按照压力-温度变动过程中耦合时最严重工况下的设计条件确定。
(1)没有铸铁或其他非塑性金属的受压组成件。
(2)公称压力产生的应力不应超过在设计温度下的屈服点。
(3)纵向应力不应超过本规范规定的极限。
(4)在管道寿命内，超过设计条件的压力-温度变动的总次数不应超过1000次。
(5)在任何情况下，最高变动压力不应超过管道的试验压力。
(6)超过设计条件的非经常性变动应符合下列限制之一。
允许超过压力值或提高温度的程度相当于允许提高许用应力值，其规定如下：
一次变动持续时间不超过10h，且每年累计不超过100h时，许用应力提高不得超过33％。
一次变动持续时间不超过50h，且每年累计不超过500h时，许用应力提高不得超过20％。
(7)持续的和周期性的变动对系统中所有组成件的工作性能无影响。如压力变动对阀座等部件的密封无影响。
(8)变动后的温度不应低于本规范附录A中规定的最低使用温度。
3.2.2.2对于非金属衬里管道，压力和温度允许的变动值，应在取得成功的使用经验或经过试验证实可靠时，方可使用。
3.2.3许用应力应符合下列规定：
3.2.3.1本规范附录A中金属管道材料的许用应力系指许用拉应力，使用时应符合下列规定：
(1)对于焊接的管道组成件用材料，采用本规范附录A的许用应力时，应另外计入焊接接头系数Ej。
(2)对于铸件，在本规范附录A表A.0.5～表A.0.7中的许用应力已计入铸件的质量系数Ec值0.80。
3.2.3.2许用剪切应力为本规范附录A许用应力的0.8倍；支承面的许用压应力为许用应力的1.6倍；许用压应力为本规范附录A表中的许用应力。
3.2.3.3 确定许用应力的基准：
(1)螺栓材料的许用应力应按表3.2.3-1确定。
(2)除螺栓及铸铁材料外，对本规范所用的其他材料的许用应力，应按表3.2.3-2确定。
(3)灰铸铁在设计温度下的许用应力值不应超过下列中的较低者：
标准抗拉强度下限值的1/10；
设计温度下抗拉强度的1/10。
(4)可缎铸铁在设计温度下的许用应力值不应超过下列中的较低者：
标准抗拉强度下限值的1/5；
设计温度下抗拉强度的1/5。
螺栓材料的许用应力 表3.2.3-1
其他材料的许用应力 表3.2.3-2
注：对于奥氏体高合金钢管道组成件，当设计温度低于蠕变温度范围，且允许有微量的永久变形时，可适当提高许用应力值至σts(σt0.2)的0.9倍，但不应超过σs(σ0.2)的0.667倍。此规定不适用于法兰或其他有微量永久变形会产生泄漏或故障的场合。
表中符号：
σb——材料标准抗拉强度下限值(MPa)；
σs(σ0.2)——材料标准常温屈服点(或0.2％屈服强度)(MPa)；
σts(σt0.2)——材料在设计温度下的屈服点(或0.2％屈服强度)(MPa)；
σtD——材料在设计温度下经10万h断裂的持久强度的平均值(MPa)；
σtn——材料在设计温度下经10万h蠕变率为1％的蠕变极限(MPa)。
3.2.4铸件质量系数Ec应符合下列规定：
3.2.4.1质量系数Ec可用于国家现行标准中未规定压力-温度参数值的铸造组成件。
3.2.4.2符合材料标准的灰铸铁件和可锻铸铁件质量系数Ec取0.80。
3.2.4.3其他金属的静态浇铸件，符合材料标准并经肉眼检验的阀门、法兰、管件和其他组成件的钢铸件，质量系数Ec取0.80。
3.2.4.4离心浇铸件，对只符合规定要求中的化学分析、抗拉试验、液压试验、压扁试验和肉眼检验的铸件，质量系数Ec取0.80。
3.2.4.5如对铸件进行补充检测，质量系数Ec可提高至表3.2.4的数值，但在任何情况下，质量系数不应超过1.00。
铸件增加检测后的质量系数Ec 表3.2.4
3.2.5焊接接头系数Ej应根据表3.2.5中焊接接头的型式、焊接方法和焊接接头的检验要求确定。对有色金属管道熔化极氩弧焊100％无损检测时，单面对接接头系数为0.85，双面对接接头系数为0.90；局部无损检测时，对接接头系数同表3.2.5。
焊接接头系数Ej 表3.2.5
注：无损检测指采用射线或超声波检测。
3.2.6持续荷载的计算应力应符合下列规定：
3.2.6.1管道组成件的厚度及补强计算满足本规范的要求，则由于内压所产生的应力应认为是安全的。
3.2.6.2管道组成件的厚度及稳定性计算满足本规范的要求，则由于外压所产生的应力应认为是安全的。
3.2.6.3管道中由于压力、重力和其他持续荷载所产生的纵向应力之和σL，不应超过材料在预计最高温度下的许用应力[σ]h。
3.2.7计算的最大位移应力范围σE应符合下列规定：
3.2.7.1计算的最大位移应力范围σE不应超过按下式确定的许用的位移应力范围[σ]A：
[σ]A＝ƒ(1.25[σ]c＋0.25[σ]h) (3.2.7-1)
若[σ]h大于σL，其差值可以加到上式中的0.25[σ]h项上，则许用位移应力范围为：
[σ]A＝ƒ[1.25([σ]c＋[σ]h)－σL] (3.2.7-2)
式中 [σ]c——在分析中的位移循环内，金属材料在冷态(预计最低温度)下的许用应力(MPa)；
[σ]h——在分析中的位移循环内，金属材料在热态(预计最高温度)下的许用应力(MPa)；
σL——管道中由于压力、重力和其他持续荷载所产生的纵向应力之和(MPa)；
[σ]A——许用的位移应力范围(MPa)；
ƒ——管道位移应力范围减小系数。
(1)ƒ可由表3.2.7确定。
管道位移应力范围减小系数ƒ 表3.2.7
(2)循环当量数N应按式(3.2.7-3)计算：
式中 N——管系预计使用寿命下全位移循环当量数；
NE——与计算的最大位移应力范围σE相关的循环数；
σj——按小于全位移计算的位移应力范围；
rj——按小于全位移计算的位移应力范围σj与计算的最大位移应力范围σE之比；
Nj——与按小于全位移计算的位移应力范围σj相关的循环数。
3.2.7.2 许用位移应力范围计算应符合下列补充规定：
(1)对于铸件，热态及冷态下的许用应力应计入铸件质量系数Ec。对纵向焊接接头，热态及冷态下的许用应力([σ]c及[σ]h)不需乘焊接接头系数Ej；
(2)管道位移应力范围减小系数ƒ主要用于耐蚀性良好的管道，在主应力循环数高的地方，应采用抗腐蚀的材料。
3.2.8偶然荷载与持续荷载产生的应力应按下列规定：
3.2.8.1 管道在工作状态下，受到内压、自重、其他持续荷载和偶然荷载所产生的纵向应力之和，应符合下式规定，且式中应力增大系数i的0.75倍的值不得小于1。
式中 KT——许用应力系数，当偶然荷载作用时间每次不超过10h，每年累计不超过100h时，KT＝1.33；当偶然荷载作用时间每次不超过50h，每年累计不超过500h时，KT＝1.2；
MA——由于自重和其他持续外载作用在管道横截面上的合成力矩(N·mm)；
MB——安全阀或释放阀的反座推力、管道内流量和压力的瞬时变化、风力或地震等产生的偶然荷载作用于管道横截面上的合成力矩(N·mm)；
W——截面系数(mm3)；
i——应力增大系数，按附录E计算；
P——设计压力(MPa)；
Di——管子或管件内径(mm)；
Do——管子或管件外径(mm)。
3.2.8.2在试验条件下所产生的应力可不受本规范第3.2.6及3.2.7条的限制，可不计入其他临时性荷载。
3.2.8.3地震烈度在9度及以上时，应进行地震验算。
3.2.8.4不需要考虑风和地震荷载同时发生。
条文说明
3.2设计基准
3.2.1有的法兰标准中用“压力-温度等级”这个名称。即国外标准中“压力-温度额定参数”(Pressure-temperature rating)。实际上，它是与公称压力对应的许用工作压力和工作温度的额定值。本规范称为“压力-温度额定值”。
第3.2.1.4款 在工程设计中编制“管道等级及材料选用”时，常把材料相同和设计参数相近的多条管道编在一个等级内。因此，应在各条管道的设计参数P/[σ]t中找出最大值，作为这个等级的设计压力和设计温度。
对于几种标准的额定值有差异时，要注意选用安全的值。
3.2.2压力或温度非经常性变动的程度，相当于许用应力的提高幅度，数据参照了ASME B31.3的规定。
3.2.3材料的许用应力与现行国家标准《钢制压力容器》GB 150的规定一致。
3.2.4铸件质量系数本规范表3.2.4参照了ASME B31.3的规定。
3.2.5焊接接头系数是参照现行国家标准《钢制压力容器》GB 150的规定，并符合我国施工的实际水平，但比ASME B31.1及B31.3规定低一些，例如：在ASME B31.1中单面对焊100％探伤时，Ej＝1，本规范取0.9。此外，当超声波检测有疑点时，应采用射线照相进行判断。
3.2.6参照ASME B31.3的规定。
3.2.7第3.2.7.1款 许用位移应力范围的公式(3.2.7-1)及(3.2.7-2)是国际上通用的规定。由于ASME B31.1的钢材许用应力值[σ]C及[σ]h都低于ASME B31.3，虽然基准公式是相同，但许用位移应力范围的计算值则是不同的，即ASME B31.3规定[σ]A值高于按ASME B31.1规定的[σ]A值。本规范附录A中材料的许用应力所依据的安全系数与ASME B31.3相当，所以许用位移应力范围[σ]A的计算值高于ASME B31.1的规定。
第3.2.7.2款 有腐蚀和高温下工作的管道，会降低循环寿命。特别是在蠕变温度范围工作的管道，设计时可以采取蠕变监测的措施，在运行中加强监督。
3.2.8管道在工作状态下，受到压力、自重、其他持续荷载和偶然荷载所产生的应力之和的规定，是参照ASME B31.1的规定。KT系数是参照ASME B31.3的规定。在本规范式(3.2.8)中，第一项 
有的标准用
代替。
主编单位：中国寰球化学工程公司
参加单位：华北电力设计院
中石化北京设计院
北京钢铁设计研究总院
中国成达化学工程公司
中国五环化学工程公司
主要起草人：郑茂鼎 翁燕珠 赵勇 郑天荪 盛青萍 范志增 张明群 李贤根 章德 张师荣 夏蒙尔 胡海岭
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