第1章 常用资料 1
1.1 常用数据 1
1.1.1 常用几何面积、体积及重心位置 1
1.1.2 常用材料的密度 4
1.1.3 常用松散材料的密度及安息角 4
1.1.4 材料的线胀系数 4
1.1.5 材料的弹性模量及泊松比 4
1.1.6 常用材料的摩擦因数 4
1.2 常用计量单位及单位换算 9
1.2.1 国际单位制及我国法定计量单位 9
1.2.2 常用单位换算 10
1.3.1 运动学和动力学公式 16
1.3 常用力学公式 16
1.3.2 材料力学公式 19
1.4 人体工程学有关参数 34
1.4.1 人体必需的空间 34
1.4.2 站着工作时手工操作的有关尺寸 35
1.4.3 手工操作的主要数据 35
1.4.4 梯子和防护栏杆 37
第2章 压力管道材料 40
2.1 钢铁材料牌号表示方法 40
2.1.1 变形钢及合金牌号表示方法 40
2.1.2 铸钢牌号表示方法 40
2.1.3 铸铁牌号表示方法 44
2.2 金属材料的力学性能代号 45
2.3.1 碳素结构钢及合金结构钢 46
2.3 各类钢铁材料的化学成分、力学性能及用途 46
2.3.2 铸钢 92
2.3.3 铸铁 100
2.4 钢板 103
2.4.1 钢板每平方米面积的理论质量 103
2.4.2 冷轧钢板和钢带（摘自GB 708—1988） 104
2.4.3 热轧钢板和钢带（摘自GB 709—1988） 105
2.4.4 锅炉用钢板（摘自GB 713—1997） 107
2.4.5 压力容器用钢板（摘自GB 6654—1996） 110
2.4.6 低温压力容器用低合金钢板（摘自GB 3531—1996） 112
2.4.7 镀锡钢板、镀锌钢板、镀铅钢板（摘自GB 2520—1988、YB/T 5131—1993、YB/T 5130—1993） 113
2.4.8 不锈钢冷轧钢板、不锈钢热轧钢板（摘自GB 3280—1992、GB 4237—1992） 114
2.4.9 耐热钢板（摘自GB 4238—1992） 117
2.4.10 花纹钢板（摘自GB/T 3277—1991） 118
2.5 钢管 119
2.5.1 一般规定 119
2.5.2 无缝钢管尺寸、外形、质量及允许偏差（摘自GB/T 17395—1998） 119
2.5.3 低压流体输送用焊接钢管（摘自GB/T 3091—2001） 124
2.5.4 低、中压锅炉用无缝钢管（摘自GB 3087—1999） 125
2.5.5 高压锅炉用无缝钢管（摘自GB 5310—1995） 126
2.5.6 高压化肥设备用无缝钢管（摘自GB 6479—2000） 132
2.5.7 流体输送用无缝钢管（摘自GB/T 8163—1999） 136
2.5.8 石油裂化用无缝钢管（摘自GB 9948—1988） 136
2.5.9 流体输送用不锈钢焊接钢管（摘自GB/T 12771—2000） 138
2.5.10 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管（摘自GB 13296—1991） 141
2.5.11 直缝电焊钢管（摘自GB/T 13793—1992） 145
2.5.12 流体输送用不锈钢无缝钢管（摘自GB/T 14976—1994） 148
2.5.13 低温管道用无缝钢管（摘自GB/T 18984—2003） 152
2.5.14 低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管（摘自SY 5037—2000） 154
2.5.15 石油天然气工业输送钢管交货技术条件（摘自GB/T 9711—1997） 156
2.6 型钢 161
2.6.1 热轧扁钢（摘自GB 704—1988） 161
2.6.2 热轧圆钢、方钢、六角钢（摘自GB 702—1986、GB 705—1989） 163
2.6.3 优质结构钢冷拉钢材技术条件（摘自GB 3078—1994） 165
2.6.4 角钢（摘自GB 9787—1988、GB 9788—1988、GB 4227—1984） 165
2.6.5 热轧工字钢（摘自GB 706—1988） 174
2.6.6 热轧槽钢（摘自GB 707—1988） 176
2.6.7 H型钢和剖分T型钢（摘自GB/T 11263—1998） 178
2.7.3 有色金属铸造方法、合金状态代号（摘自GB/T 1173—1995、GB/T 1176—1987、GB/T 1175—1997） 182
2.7.5 变形铝及铝合金牌号表示方法（摘自GB/T 16474—1996） 182
2.7.4 有色金属产品状态、特性代号（摘自GB/T 340—1976） 182
2.7.1 常用有色金属、合金元素名称及其代号（摘自GB/T 340—1976） 182
2.7.2 专用有色金属、合金名称及其代号（摘自GB/T 340—1976） 182
2.7 有色金属材料代号、牌号 182
2.7.6 变形铝及铝合金状态代号（摘自GB/T 16475—1996） 184
2.8 有色金属型材 184
2.8.1 铜及铜合金型材 184
2.8.2 常用铜及铜合金管材 184
2.8.3 铝及铝合金型材 185
2.8.4 钛及钛合金型材 192
2.8.5 铅及铅锑合金型材 199
2.8.6 镍及镍合金 201
2.9.1 常用橡胶品种、性能、特点 204
2.9 非金属材料 204
2.9.2 橡胶板 208
2.9.3 橡胶管 208
2.9.4 石棉橡胶板 211
2.9.5 耐油石棉橡胶板 211
2.9.6 常用工程塑料 211
第3章 螺纹及紧固件 224
3.1 普通螺纹 224
3.1.1 基本牙型和基本尺寸（摘自GB/T 192—2003、GB/T 196—2003） 224
3.1.2 公差配合的选用（摘自GB/T 197—2003） 229
3.1.3 螺纹标记（摘自GB/T 197—2003） 229
3.2 英制螺纹 231
3.3.1 基本尺寸和公差（摘自GB/T 7307—2001） 232
3.3 55°非密封管螺纹 232
3.3.2 螺纹标记 233
3.4 55°密封管螺纹 233
3.4.1 牙型和基本尺寸（摘自GB/T 7306.1—2000、GB/T 7306.2—2000） 236
3.4.2 螺纹标记 236
3.5 60°圆锥管螺纹 236
3.5.1 基本尺寸和公差（摘自GB/T 12716—2002） 236
3.5.2 螺纹标记 236
3.6 米制锥螺纹 236
3.6.1 牙型和基本尺寸（摘自GB/T 1415—1992） 236
3.6.2 极限偏差 236
3.6.3 螺纹标记 237
3.8 切制管螺纹前的内孔和外螺纹毛坯直径 239
3.7 管子旋入端普通螺纹尺寸（摘自GB/T 1414—1978） 239
3.9 螺纹零件结构要素 240
3.9.1 螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角 240
3.9.2 紧固件用沉孔尺寸 240
3.9.3 扳手空间 240
3.10 通用紧固件 244
3.10.1 紧固件材料及力学、物理性能 244
3.10.2 螺栓 252
3.10.3 螺母 262
3.10.4 垫圈 265
3.11 专用紧固件 268
3.11.1 压力容器法兰用等长双头螺柱（摘自JB/T 4707—2000） 268
3.11.2 管法兰连接用紧固件（摘自GB/T 9125—2003） 269
3.12 管法兰连接用紧固件长度计算 272
第4章 管道器材元件 275
4.1 管件 275
4.1.1 钢制对焊无缝管件（摘自GB/T 12459—2005） 275
4.1.2 钢板制对焊管件（摘自GB/T 13401—1992） 291
4.1.3 锻钢制承插焊管件（摘自GB/T 14383—1993） 296
4.1.4 锻钢制螺纹管件（摘自GB/T 14626—1993） 300
4.1.5 锻钢螺纹管件（摘自化工标准） 302
4.1.6 钢制法兰管件（摘自GB/T 17185—1977） 304
4.1.7 钢制承插焊、螺纹和对焊支管座（摘自GB/T 19326—2003） 311
4.1.8 可锻铸铁管路连接件（摘自GB/T 3287—2000） 315
4.1.9 斜接弯头尺寸 333
4.1.10 衬胶钢管和管件（摘自HG 21501—1993） 333
4.1.11 衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件（摘自HG 20538—1992） 338
4.1.12 衬聚四氟乙烯钢管和管件（摘自HG/T 21562—1994） 343
4.1.13 化工用硬聚氯乙烯管件（摘自QB/T 3802—1999） 347
4.1.14 聚丙烯／玻璃钢（PP/FRP）复合管及管件（摘自HG/T 21579—1995） 349
4.1.15 异径短管（摘自MSS SP—1995） 368
4.1.16 3000磅级承插焊式和螺纹式钢管活接头（摘自MSS SP—1983） 368
4.2 管法兰 373
4.2.1 钢制管法兰类型与参数（摘自GB/T 9112—2000） 373
4.2.2 平面、突面整体钢制管法兰（摘自GB/T 9113.1—2000） 387
4.2.3 凹凸面整体钢制管法兰（摘自GB/T 9113.2—2000） 394
4.2.4 榫槽面整体钢制管法兰（摘自GB/T 9113.3—2000） 395
4.2.5 环连接面整体钢制管法兰（摘自GB/T 9113.4—2000） 395
4.2.6 突面带颈螺纹钢制管法兰（摘自GB/T 9114—2000） 396
4.2.7 平面、突面对焊钢制管法兰（摘自GB/T 9115.1—2000） 399
4.2.8 凹凸面对焊钢制管法兰（摘自GB/T 9115.2—2000） 405
4.2.9 榫槽面对焊钢制管法兰（摘自GB/T 9115.3—2000） 409
4.2.10 环连接面对焊钢制管法兰（摘自GB/T 9115.4—2000） 410
4.2.11 平面、突面带颈平焊钢制管法兰（摘自GB/T 9116.1—2000） 410
4.2.12 凹凸面带颈平焊钢制管法兰（摘自GB/T 9116.2—2000） 415
4.2.13 榫槽面带颈平焊钢制管法兰（摘自GB/T 9116.3—2000） 416
4.2.14 环连接面带颈平焊钢制管法兰（摘自GB/T 9116.4—2000） 416
4.2.15 突面带颈承插焊钢制管法兰（摘自GB/T 9117.1—2000） 417
4.2.16 凹凸面带颈承插焊钢制管法兰（摘自GB/T 9117.2—2000） 419
4.2.17 榫槽面带颈承插焊钢制管法兰（摘自GB/T 9117.3—2000） 419
4.2.18 环连接面带颈承插焊钢制管法兰（摘自GB/T 9117.4—2000） 419
4.2.19 突面对焊环带颈松套钢制管法兰（摘自GB/T 9118.1—2000） 420
4.2.20 环连接面对焊环带颈松套钢制管法兰（摘自GB/T 9118.2—2000） 424
4.2.21 平面、突面板式平焊钢制管法兰（摘自GB/T 9119—2000） 426
4.2.22 突面对焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9120.1—2000） 431
4.2.23 凹凸面对焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9120.2—2000） 434
4.2.24 榫槽面对焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9120.3—2000） 434
4.2.25 突面平焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9121.1—2000） 434
4.2.26 凹凸面平焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9121.2—2000） 437
4.2.27 榫槽面平焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9121.3—2000） 437
4.2.28 翻边环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9122—2000） 437
4.2.29 平面、突面钢制管法兰盖（摘自GB/T 9123.1—2000） 439
4.2.32 环连接面钢制管法兰盖（摘自GB/T 9123.4—2000） 445
4.2.33 钢制管法兰技术条件（摘自GB/T 9124—2000） 445
4.2.31 榫槽面钢制管法兰盖（摘自GB/T 9123.3—2000） 445
4.2.30 凹凸面钢制管法兰盖（摘自GB/T 9123.2—2000） 445
4.2.34 大直径碳钢管法兰（摘自GB/T 13402—1992） 455
4.3 垫片 459
4.3.1 缠绕式垫片（摘自GB/T 4622.1～GB/T 4622.2—2003,GB/T 4622.3—1993） 459
4.3.2 管法兰用非金属平垫片（摘自GB/T 9126—2003,GB/T 9129—2003） 468
4.3.3 钢制管法兰用金属环垫（摘自GB/T 9128—2003,GB/T 9130—2003） 473
4.3.4 大直径碳钢管法兰用垫片（摘自GB/T 13403—1992） 476
4.3.5 管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（摘自GB/T 13404—1992） 479
4.3.6 管法兰用金属包覆垫片（摘自GB/T 15601—1995） 480
4.3.7 柔性石墨金属波齿复合垫片（摘自GB/T 19066—2003） 482
4.3.8 钢制管法兰齿形组合垫（摘自欧洲系列HG 20611—1997，美洲系列HG 20632—1997） 488
4.4 管道用钢制插板、垫环、8字盲板（摘自HG 21547—1993） 490
4.4.1 插板、垫环、8字盲板尺寸系列 490
4.4.2 技术条件 526
4.4.3 管道用钢制插板、垫环、8字盲板的压力温度等级表 527
第5章 管道器材的设计与选用 530
5.1 一般规定 530
5.2 压力管道常用金属材料的应用限制 531
5.2.1 压力管道受压元件钢铁材料的使用温度 531
5.2.2 碳素钢沸腾钢板Q235AF和镇静钢板Q235BC的适用范围 531
5.2.3 选用高温材料时应注意的问题 532
5.2.4 对钢材使用温度下限的有关规定 532
5.3 关于耐腐蚀材料的选择 533
5.3.1 根据腐蚀速率选择耐腐蚀材料 533
5.3.2 常见应力腐蚀条件下的材料选择 533
5.4 管道的连接 539
5.5 管道分支 540
5.6 管子的选用 542
5.6.1 钢管的外径尺寸系列 542
5.6.2 钢管壁厚系列 542
5.6.3 压力管道设计常用钢管标准 544
5.6.4 钢管的选用 548
5.7 管件的选用 549
5.7.1 压力管道设计常用管件标准 549
5.7.2 选用要求 549
5.8 管法兰的选用 550
5.8.1 管法兰标准体系 550
5.8.2 管法兰的选用要求 552
5.9 垫片的选用 553
5.9.1 现行管法兰用垫片标准 553
5.9.2 垫片的性能参数及计算数据 554
5.9.3 垫片的选用要求 557
5.10 紧固件选用 560
5.10.1 常用管法兰连接紧固件标准 560
5.10.2 紧固件的选用要求 561
5.11 管法兰、垫片和紧固件的选配 563
5.12 阀门的选用 567
5.12.1 中国阀门标准 567
5.12.2 阀门型号 568
5.12.3 法兰阀门的压力温度等级 571
5.12.4 阀门材料选用 585
5.12.5 常用阀门的主要零件材料 588
5.12.6 常用国产阀门的型号、规格及适用范围 596
5.12.7 按国外标准生产的阀门 603
5.12.8 蒸汽疏水阀 605
5.12.9 阀门的选用要求 607
5.13 管道材料等级表 609
5.13.1 管道材料等级代号 610
5.13.2 管道材料等级表 610
第6章 压力管道设计 652
6.1 压力管道的应用 652
6.2 压力管道的监察与管理 652
6.2.1 压力管道安全管理与监察规定 652
6.2.2 压力管道设计单位资格许可与管理 653
6.3 现行管道设计规范对工业管道设计类别、级别的划分方法 656
6.3.1 《工业金属管道设计规范》GB 50316对工业金属管道的分级 656
6.3.2 石油化工管道的分级 657
6.4 公称压力、公称直径 658
6.4.1 公称压力 658
6.3.3 化工管道的分级 658
6.4.2 公称直径 662
6.5 压力管道设计条件与设计基准 663
6.5.1 设计条件 663
6.5.2 设计基准 665
6.6 石油化工管道的设计程序 668
6.6.1 基础工程设计阶段 668
6.6.2 详细工程设计阶段 668
7.1 石油、化工管道 670
7.1.1 压力管道布置设计必须具备的条件 670
第7章 压力管道布置 670
7.1.2 管道敷设的种类 671
7.1.3 管道布置的一般要求 672
7.1.4 管廊上管道的布置 678
7.1.5 塔、器的管道布置 682
7.1.6 加热炉的管道布置 688
7.1.7 换热设备的管道布置 693
7.1.8 蒸汽发生器的管道布置 702
7.1.9 泵的管道布置 703
7.1.10 压缩机的管道布置 712
7.1.11 工艺及公用工程管道的布置 716
7.2 油品储运及工厂系统管道 733
7.2.1 油品储运管道 733
7.2.2 工厂系统管道的布置 739
7.2.3 可燃气体排放及火炬设施 741
7.3 加油、加气站管道 747
7.3.1 汽车加油站的管道布置 747
7.3.2 液化石油气加气站的管道布置 748
7.3.3 压缩天然气加气站的管道布置 750
7.4 工业管道上的阀门安装 753
7.4.1 阀门的安装位置 753
7.4.2 阀门的旁通 756
7.4.3 启闭阀门的传动装置 757
7.4.4 减压阀的安装 757
7.4.5 气动调节阀的安装 758
7.4.6 安全泄压装置 764
第8章 管道器材受压元件强度计算 780
8.1 一般规定 780
8.2 金属直管 780
8.2.1 内压直管 780
8.2.2 外压直管 781
8.3 弯管、弯头及斜接弯头 781
8.3.1 弯管及弯头的壁厚 781
8.3.2 斜接弯管 782
8.4 挤压三通 783
8.5 非标准异径管 784
8.6 平盖 786
8.7 盲板 786
8.8.1 一般规定 787
8.8 开孔及开孔补强 787
8.8.2 焊接支管补强 788
8.8.3 主管上多支管的开孔补强 789
8.8.4 挤压引出支管的补强 790
8.8.5 其他支管连接的补强要求 791
第9章 管道应力分析的任务和工作过程 793
9.1 管道应力分析的任务 793
9.1.1 管道静力分析的任务 793
9.1.2 管道动力分析的任务 794
9.2 管道应力分析的工作过程 794
9.2.1 编制项目的管道应力分析技术统一规定 794
9.2.2 确定需要进行详细应力分析的管道 795
9.2.3 接收管道应力分析三维等视图 795
9.2.4 对管系进行分析计算 797
9.2.5 编制计算书、向相关专业提交分析计算结果 798
9.3 需要进行详细应力分析管道的确定方法 799
9.3.1 GB 50316的规定 799
9.3.2 ASME B31.3的规定 799
9.3.3 SH/T 3041的规定 802
9.3.4 确定需要进行详细应力分析管道的其他方法 803
第10章 管道应力分析的安全评定 804
10.1 工业管道的应力校核准则 804
10.1.1 工业管道的应力分类 804
10.1.2 工业管道一次应力的校核条件 805
10.1.3 风荷载和地震荷载的计算方法 806
10.1.4 工业管道二次应力的校核条件 809
10.1.5 工业管道二次应力校核的替代方法 812
10.2.1 GB 50253—2003《输油管道工程设计规范》对管道强度校核及刚度和稳定性校核的规定 813
10.2 输油、输气管道的强度校核及刚度和稳定性校核 813
10.2.2 GB 50251—2003《输气管道工程设计规范》对管道强度校核及刚度和稳定性校核的规定 815
10.2.3 ASME B31.4《Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and Other Liquids》的应力校核条件 817
10.2.4 ASME B31.8《Gas Transportation and Distribution Piping Systems》的应力校核条件 818
10.3 转动机器的允许受力限制 819
10.3.1 汽轮机和离心式压缩机的允许受力限制 819
10.3.2 离心泵的允许受力限制 822
10.4 静设备的允许受力限制 826
10.4.1 加热炉的允许受力和允许位移限制 826
10.4.2 空冷器的允许受力限制 826
10.4.3 法兰的允许受力限制 828
11.1.1 管道柔性设计的目的 829
11.1.2 计算温度和计算压力的确定方法 829
11.1 管道柔性设计的目的和一般方法 829
第11章 管道的柔性设计 829
11.1.3 管道柔性设计的一般方法 830
11.2 金属波纹管膨胀节的选用 830
11.2.1 金属波纹管膨胀节的常用类型 831
11.2.2 波纹管压力推力及固定支架作用力的计算 832
11.2.3 金属波纹管膨胀节选用中应注意的问题 834
11.2.4 金属波纹管膨胀节在安装和使用中应注意的问题 836
11.3 冷紧及简单管系对固定点的作用力 837
11.3.1 冷紧 837
11.3.2 简单管系对固定点的作用力 837
11.4 容器管口的柔性 838
11.5.1 离心泵管道的柔性设计 840
11.5 转动机器管道的柔性设计 840
11.5.2 汽轮机和离心式压缩机管道的柔性设计 841
第12章 管道应力分析中的特殊问题 843
12.1 夹套管的分析 843
12.2 埋地管的分析 844
12.3 安全阀排气反作用力的计算 846
12.4 水锤荷载的计算 847
12.5 高压管道的应力分析 848
12.5.1 内压作用下直管的计算壁厚 848
12.5.2 管道应力的校核条件 849
第13章 管道支吊架的设计 850
13.1 管道支吊架的种类、作用及选用原则 850
13.1.1 管道支吊架的种类和作用 850
13.1.2 管道支吊架选用的一般原则 851
13.2 固定支架和导向支架的选用和位置确定原则 852
13.2.1 固定支架的选用和位置确定原则 852
13.2.2 导向支架的选用和位置确定原则 852
13.3 支吊架设计中的荷载 853
13.3.1 支吊架承受的荷载 853
13.3.2 支吊架结构上荷载的分类 853
13.3.3 支吊架的荷载组合 853
13.4 弹簧支吊架的选用 854
13.4.1 可变弹簧支吊架的形式 855
13.4.2 可变弹簧支吊架的选用方法 856
13.4.3 可变弹簧支吊架的串联与并联 857
13.4.4 可变弹簧支吊架在安装时应注意的问题 857
13.4.5 可变弹簧支吊架的选用实例 858
13.5.1 恒力弹簧支吊架的形式 859
13.5 恒力弹簧支吊架的形式及选用方法 859
13.5.2 恒力弹簧支吊架的选用方法 860
第14章 管道的防振与抗震 864
14.1 往复压缩机和往复泵管道振动的原因及控制标准 864
14.1.1 往复压缩机和往复泵管道振动的原因 864
14.1.2 往复压缩机管道振动的控制标准 864
14.1.3 往复泵管道振动的控制标准 867
14.2 往复压缩机和往复泵管道的防振设计方法 868
14.3 往复压缩机和往复泵管道防振设计中应注意的问题 870
14.4 管道的抗震设计 871
14.4.1 管道抗震设计的一般原则 871
14.4.3 管道抗震验算的方法 872
14.4.2 需要进行抗震验算的管道 872
第15章 管道应力分析程序的应用 873
15.1 管道应力分析程序简介 873
15.2 CAESAR Ⅱ软件的应用 873
15.2.1 管道应力分析模型的建立 874
15.2.2 分析计算 880
15.2.3 输出结果及安全评定 884
第16章 石油化工压力管道的施工检验和试验 886
16.1 石油化工压力管道工程常用施工及验收规范 886
16.2 阀门的试验 886
16.2.1 阀门的压力试验要求 886
16.2.3 试验介质 887
16.2.4 高压气体壳体试验 887
16.2.2 高压密封试验 887
16.2.5 试验压力 888
16.2.6 试验持续时间 888
16.2.7 泄漏量 888
16.3 管道组成件检验 889
16.3.1 一般规定 889
16.3.2 管子检验 889
16.3.3 阀门检验 889
16.3.4 其他管道组成件检验 890
16.4 焊缝质量检验 890
16.4.1 焊缝外观质量分级 890
16.4.2 焊缝表面无损检验 890
16.4.3 射线照相检验和超声波检验 891
16.5.2 试验压力 893
16.5 管道系统压力试验 893
16.5.1 一般规定 893
16.5.3 泄漏性试验 894
16.5.4 真空度试验 894
附录A 常用钢管许用应力 895
附录B 金属材料的平均线胀系数 898
附录C 金属材料的单位线胀系数 899
附录D 金属材料的弹性模量 900
附录E 连续敷设管道的允许跨距 901
附录F 柔性系数和应力增大系数 918
附录G 可变弹簧荷载位移选用表 919
附录H 恒力弹簧荷载位移系列 922
参考文献 925