HG/T 20589-2011.Specification of strength calculation on pressure parts for chemical industrial furnace.
1总则
1.0.1为统一化学 工业炉受压元件的强度计算,特制定HG/T 20589。
1.0.2HG/T 20589适用 于新建的化学工业炉炉管(包括直管和弯管)和相关连接件如联箱(集合管)、三通、异型管件等受压元件的强度计算。
1.0.3HG/T 20589本标准不适用于有耐火内衬的新建化学工业炉的受内压圆筒、封头和元件的强度计算,如气化炉、二段转化炉等。
1.0.4下列标准中的条款,通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的相关标准,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。凡是不注日期的相关标准,其最新版本适用HG/T 20589。
钢制压力容器(GB150)
石油裂化用无缝钢管(GB9948)
水管锅炉受压元件强度计算(GB/T9222-2008)
ASTM A234 Standard specification for piping fittings of wrought carbon steel and alloy steel for moderate and high temperature service

备案号：J1200—2011
中华人民共和国化工行业标准
HG/T20589—2011
代替 HGT 20589—1996
化学工业炉受压元件强度计算规定Specification of strength calculation on pressureparts for chemical industrial furuace2011-05--18发布
2011-06-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
中华人民共和国化工行业标准
化学工业炉受压元件强度计算规定Specification of strength calculation on pressureparts for chemical industrial furnaceHG/T20589—2011
主编单位：中国石化集团洛阳石油化工工程公司批准部门：中华人民共和国工业和信息化部实施日期：2
中国计划出版社
中华人民共和国化工行业标摊
化学工业炉受压元件强度计算规定HG/T205892011
中国石化集团洛阳石油化工工程公司主编中国计划出版杜出版
(地址;北京市西域区木桦地北里甲11 号国宏大区C座4层)（邮政编码：100038电话：6390643363906381)新华书店北京发行所发行
三河裤华印刷包装有限公司印刷880×1230毫米1/166.25印张154千字2011年7月第1版2011年7月第1次印刷印数1500
统—书号：1580177-620
定价：65.00元
中华人民共和国工业和信息化部公告
公告［2011年］13号
工.业和信息化部批准《电除尘用高压整流变压器》等625项行业标准(标准编号、名称、主要内容及实施日期见附件1)及1项纺织行业标准修改单（见附件2）。其中：机械行业标准285项、汽车行业标准22项、制药装备行业标准6项，纺织行业标准46项，轻工行业标准16项、化工行业标准19项，治金行业标准2项、石化行业标准34项、船舱行业标准4项、黄金行业标准1项、通信行业标准190项，现子以公告。以上机械行业标准电机械工业出版社出版，汽车、制药装备及化工行业标准电中国计划出版社出版，纺织、黄金行业标准电中国标准出版社出版，轻工业行业标准由中国轻工业出版社出版，治金行业标准由治金工业出版社出版，石化行业标准由中国石化出版社出版，舰舶行业标准电中国船舶工业综合技术经济研究院组织出版，通信行业标准电人民邮电出版社出版。
附件：19项化工行业标准编号、名称及起始实施日期中华人民共和国工业和信息化部二〇-一一年五月十八日
附件：
19项化工行业标准编号、名称及起始实施日期标准编号
HG/T 20272—2011
HG/T 20273--2011
HG/T 20680—2011
HG/T 21558—2011
IIG/T 21511-2011
HG/T 20653—2011
HG/T 20708 : 2011
HG/T 20553—2011
HG/T 20580—2011
HG/I 20581—2011
HG/T 20582—2011
HG/T 20583—2011 :
HG/1 20584—2011
HG/T 20585--2011
HIG/T 20589--2011
HG/T20642—2011
IIG/T 20566—2011
HG/T 20661—2011
HG/T 21536—2011
标准名称
镁钢制品绝热工程施工技术
喷涂型聚脲防护材料涂装工程
技术规范
锅炉房设计工艺计算规定
橡胶工厂工艺设计技术规定
橡胶二厂施工图设计文件内容
和深度规定
化工企业化学水处理设计技术
化工建(构)筑物地基加筋垫层
技术规程
化工配管用无缝及焊接钢管尺
寸选用系列免费标准bzxz.net
钢制化工容器设计基础规定
钢制化工容器材料选用规定
钢制化工容器强度计算规定
钢制化工容器结构设计规定
钢制化工容器制造技术要求
钢制低温压力容器技术要求
化学工业炉受压元件强度计算
化学工业炉耐火陶瓷纤维炉衬
设计技术规定
化I同转窑设计规定
硫酸沸腾炉硼筑技术条件
化工工厂工业炉设计施工图内
容深度统-·规定
被代替标准
HG/T 20680—1990
HC 21558—1994
HG 21511--- 1992
HG/T20653—1998
HG 20553—1993
HC 20580—1998
HG 20581—1998
HG 20582-
HC 20583—1998
HG 20584—1998
HG 20585
HG/T 20589
HG/T 20612--1998
HG/T 20566-- 1994
HG/T 20661—1999
HG/T 21536—1992
起始实施日期
2011-08-01
2011-08-01
2011-08 01
2011.08 01
2011-08-01
2011-08-01
20J1-06-01
2011-06 01
2011 06 01
2011-06-01
2011-06-01
2011-06-01
2011-06 01
2011-06-01
2011-06-01
2011-06-01
2011-06-01
2011-06-01
2011-06-01
本标根据国家发展和收革委员会（发改办T业厂200871242号文）和中国石油和化学工业协会（中石化协质发_20087158号文）的要求.由中国石油和化工勘察设计协会委托全国化T工业炉设计技术中心站组织中国石化集团潞阳石油化工工程公司和中国石化集团南京设计院编制。本标准自实施之日起代替《化学工业炉受压元件强度计算规定》HG/I20589—1996。本称准是在原《化学r业炉受压元件强度计算规定》HC/T20589-·1996的基础上，根据多年实施得的经验，并依据《Peiroleum，petrochemical and natural gasindustries一Calculation of healer tubethicknessinpctroleumrelineries》（ISO13704;2007)的内容以及国内、外行业标准、规范进行的修订。本标准主要包括炉管计算、联箱集合管、异型管件计算，并包括为了对标准进行补充和方便使用所列出的附录,附表，其巾附录C、附录D和附录 K为规范性附录，附录A,附录B、附录E、附录F、附录G、附录H和附录J为资料性附录，
本标准与HG/T20589—1996相比，主要变化如下：1.“第1章总则”中修改了适用范围和相关标谁，取消了“1.3材料”。2.“第2章炉管\修改采用国际标准ISO13704:2007。增加了术和定义，急弯弯管和弯管壁厚计算内容。把腐蚀曲线移到了附录E3.“第3章联箱（集合管）\中炉體外联箱及近出口总管的强度计算使用标准作了改动。4.“第4章异型管件”取消了“弯头”部分，内弯头的应力计算见第2竞。5.附受部分重新进行了编排，取消了原规定附录B“内压圆筒、封头和元件”和附录C“单位换算”。增加了附E“膚蚀曲线”、附录F\数据来源”、附录」\常用系数和钢令对照”和附录K“腐蚀分数和温度分数的推”，
本标准由中国石油和化学工业联合会提出并归口。本标雅技术内容的解释由中国石化集团洛阳石油化工工程公司（地址：河南省洛阳市中州西路27号，电话：0379一641887991，邮政编码：471003)负责，本标准在实施过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料提供给主编单位，以便今后修订时参考。本标滩主编单位、参编单位租主要起草人：主编单位：中国石化集团洛阳石油化工工程公司参 编 单位：中国石化集团南京设计院主要趣草人：张海燕张铁峰俞画东王德瑞李绍明李发海I
2, 2 术语和定义
2.3设计基础
2.5许用应力
3联箱（合管）
3. 1水、汽炉管联箱
3.2炉撞外联箱及进出口总管
3.3炉障内联箱
异型管件
铸辋弯头
三通、等径叉型管
炉管剩余寿命的估算（资料性附录）附录 A
附录 B
附录 C
附录 D
附录E
附录 F
附录G
附录H
附录」
辐射段最高管子金属温度计算(资料性附录)热应力限制（弹性范围)规范性附录）成力曲线（规范性附录）
蚀曲线(资料性附录)
数据米源（资料性附录….
计算示例（资料性附录）
许算表（资料性附录）
常用系数及钢号对照(资料性附录）附录 K
蚀分数和温度分数的推导（规范性附录）参考文献
本规定用说明
附：条文说明
1Geeral
Hcater-tuhe
2.1 Scope
2.2 Tertns atd definitions
2, 3 General design inforrration2. 4Design
2.5 Allowable stres5e
3 Header(nanifold).
3. I Water or steam header inside the firehox3. 2 Header and piping outsidethe lirebox --3, 3 Header inside the firebox4Irregular shaped fitting
4. l Cast steel elbow
4. 2 Tees Hnd isrinelrie y-pipehContents
AnnexAEstimationof remaining tubelife(Informativeannex)Annex B Calculation of maximum radiant section tube skin temperature(lnformative annex)16
.... 22
Annex CThermal-stress limitations(elastic range)(Normative annex)Annex D Stress curves(Normative annex)Annex FCorrosian rurves(Informative annex)Annex F Data sources(Informative annex)Annex G Sarnple caleculations(Inforinalive annex)Annex H Calculation sheets(Informative annex)Annex J Factors and grade of steel number in comrnon use(Informative annex)Annex K Derivation of corrosion fraction and temperature fraction(Normative annex)Relerences
Explanation of wording in this specificationAddition: Explanation of provisionsTV
1.0.1为统-化学工业炉受压元件的强度计算，特制定本标准。1.0.2不标准适用于新建的化学工业炉炉管（包括直管和弯管）和相关连接件如联箱（集合管）、三通,异型管件等受压无件的强度计算。1. 0.3本标准不适用丁有耐火内衬的新建化学工亚炉的受内压圆筒,封头和元件的强度计算，如气化炉、二段转化炉等。
1.0.4下列标推中的条款，通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的相关标准，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版木。凡是不注日期的相关标准，其最新版本适而木标准，钢制压力容器(GB150）
石油裂化用无缝钢管（GB9948）水管锅炉受压元件强度计算（GB/T9222—2008)AsTM A234 Standard specification for piping fittings of wrought carhon steel and alloy stcelfor moderate and high temperature serviceASTM A403Standard specification for wroughr austenitic stainless steel piping fittingsASTM B366 Standard specification for factary-madc wrought nickel and nickel alloy fittingsASME l Rules far construction ol pressure vesselsASME BlG. 9 Faelory-made wrought steel buttwelding fitingsAPI RP 579 --2007Fitness-for-serviceAPIPubl581—2008RiskBased InspcctionTechnologyAPI RP 941—20o8 Stecls for hydrogen service at elevated temperatures &nd pressures in Fe-Iroleun refineries ant petrochenital planlsASME B31.3—2006Process piping2炉
2.1.1本章规定了化学工业炉新炉管壁厚的计算方法和设计准则。2.1.2本帝适用于有腐蚀和无腐蚀环境两种情况下火焰加热炉炉管（直接火焰加热、吸热管位于炉膛内)的设计。本章不适于外部配管的设计。2.1.3本未给山炉管报废厚度的推存值，本标准附录A给出了估算炉管剩余寿命的方法。2.2术语和定义
2.2.1下列术语和定义适用于本章。2. 2. 2 实际内径 D, actual inside diameter新炉管的内径。
注：实际内径用于本标雄附录B中管于金属温度和本标附求心中热应力的计营。2.2.3连接件component fitting连接火焰加热炉炉管的管件。例如：急弯弯管、弯头、大小头等。注：1标准连接件和专门设计的连接件之间存在区别，见本标准第2.4.9条；2标准连接件的典型材料规范瑟ASIMA231.ASTMA-03和ASTMB36f。2. 2.4腐蚀裕量 dracorrosion allowance在元件的设计寿命期间，因考虑材料揽失而增加的材料厚度。2.2.5设计寿命turdesign life
用作炉管设计依据的操作时间。注：设计寿命不-定与报度时间或里换时间相同。2.2.6设计金属温度T.design metal temperature用于设计的炉管金属温度或管壁温度。注：该温度是由计算得出的最高管于金属溢度（标准附求B中的Tm）或当量肾子金属温度（本标准筑2.2.9条中的T）加上适当的温度裕量（见本标准2.2.17条）阐定的。由热强度计算最高管于金属温度的方法包括在本标准附录B中。当采用当量管于金属温度时，最高操作温度可能高干设计金属湖度。当采用当量管子金属温度砸定设计金属温度时，该设计金属温度只适用于断裂设计。需要另取适用于弹性设计的设计金属温度。用于弹性设计的设计金属温度迟整个媒作期间的最大计算管壁金属温度加上合适的温度裕。2. 2.7弹性许用应力 deelistie allewable stress在弹性范围(见本标准第2.5.2条)内的许用应力，2. 2. 8弹性设计压力 P.elastic design prcssure加热炉盘管短期内可能承受的最高压力，注：该压力通常与安全阅设定压力,录的关闭压力等有关。2
2.2.9当量管子金属温度Taequivalenttube metal temperature给定时问内，与变化的金属温度产生相同变破坏时所计算的恒定金属温度。注：在本标推第2.1.8条中更详继的描述了当量金属温度的概念。给出了从操作韧期到操作末期管子金属温度线性变化时当呈管于金属温度的计算方法。2. 2. 10内径 D×inside diameter用于设计计算的去掉腐蚀裕景后的内径。注：铸法件内径是去拆巯松层和腐蚀裕量后的内径。2.2. 11 最小厚度 6mn minimum thickness新炉管要求的最小厚度，包括各种适当的裕量[见本标谁式（2.4.4-2)]。2. 2. 12 外径 D。 outside diameter新炉臂的外径：
2.2.13断裂许用应力a，ruptureallowablestress在端变一断裂范围内的许用应力(觅本标准第2.4.4条)。2. 2. 14 断裂设计压力 p. rupture design pressure炉管在正常操作期间的最高操作压力。2. 2. 15断裂指数 nrupture exponent用于蝠变一断裂范围设计的参数（见本标准附录D中的应力曲线图）。2. 2. 16 应力厚度 5。 stress thickness采用许用应力由公式计算的厚度，该厚度不包括所有厚度裕量。2. 2. 17温度裕量 T。 temperature allowance设计金属温度的一部分，它考虑了工艺气体或烟气的不均勾分配、操作中的术知因素及设计的不确定因素等。
注：温熙裕量如上计算得出的最高管子金属温度或当量管子金属温度，可得出设计金减温度（见本标准第2.2.6条）。2.3设计基础
2.3.1 设计条件。
应确冠常用设参数(设计压力、设流体温度、腐蚀裕量和炉管材质)。另外，尚应提供下列资料：
1炉管设计寿命。
2是否采用当量温度概念。如果需要，应提供操作初期和操作末期的操作条件。3温度裕量，如需要应提出，
4腐蚀分数（如果与本标准图2.3.1所给数据不同时),5是否采用弹性范围热应力限制。如果未提供上述 1～5 中的任一项,则应采用下列原则确定：1设计寿命为1000oh.
2设计金属温度基于最高金属温度(不采用当量温度的概念），3温度裕量取15℃。
4腐蚀分数按本标摊图2.3.1查出，5来用弹性范围热应力限制。
设计方法的限制。
1许用应力仅按屈服强度和断裂强度考虑，未考虑塑性应变或蠕变应变。在一些应用中采用这些许而应力可能会产生小的永久性变形，但这些小的变形不会影响炉管的安全或操作能力，2未考虑不利环境的影响，,如石麗化、渗或氨浸蚀。由氨浸蚀产生的限制可由本标准附录 E0.9
B= ca/8,
—外径
Smin=+JonScA
断裂许用应力
腐谜裕显
力.—断教设计压力
.断裂指数
图2.3.1腐蚀分数
参数
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