目前，國內已發布的有關管道的施工規范是比較多的。就以綜合性的施工規范來說，就有GB50235、GB50236等國家標準和SH3501、HG20225、CCJ28、CCJ33等行業標準，當承擔國外的設計項目時，還將用到ANSI B31.3、ANSI B31.4等規范，輔助性的單項施工標準則更多。為了便于讀者查閱，本書在附錄F10-2中給出了常用施工標準明細表。各個行業的標準之間，既有相同之處，也有差異，從而給工程應用帶來了麻煩。實際上，就壓力管道的施工來說，完全可以統一為一個標準。我們期待著《壓力管道安全監察技術規程》快點出臺，并在此基礎上統一各行業的設計標準、應用標準和施工規范。
本書就以常用的施工規范進行對比介紹，并利用相關理論進行評述，以便讀者能夠很好地理解和執行規范。
GB50235和SH3501這兩個綜合性的施工規范是目前石油化工生產裝置建設中最常用的規范。在這里，不準備就規范的具體內容都進行對比介紹，只對其核心的部分進行對比介紹和評述。至于HG20225施工標準，與上兩個規范的內容差別不太大，有興趣的讀者只要將其對應內容拿到這里對比就可明白了。
一、適用范圍及管道分類
1、適用范圍
GB50235規定：它適用于設計壓力不大于42MPa、設計溫度不超過材料允許使用溫度的工業金屬管道工程的施工及驗收。不適用于核能裝置的專用管道、礦井專用管道和長輸管道。
SH3501規定：它適用于石油化工企業設計壓力為400Pa(絕壓)~42MPa(表壓)、設計溫度為-196℃~850℃的劇毒（毒性程度為極度危害和高度危害）、可燃介質鋼制管道的新建、改建或擴建的施工及驗收。不適用于長輸管道及城鎮公用燃氣管道的施工及驗收。
由上面的規定可知，SH3501的規定加了許多限制性定語，故其使用范圍比較小，主要是考慮了行業的特點。但在一個裝置內，僅用這樣一個施工標準是不夠的，例如對于公用工程管道的施工尚須借助于GB50235標準的支持，而GB50235相應的使用范圍就比較寬。
總起來說，兩個標準的使用范圍規定都不具體。就以GB50235來說，對于城鎮公用燃氣管道和熱力管道、鍋爐管道、設備本體和受火焰加熱的管道、成套冷凍系統的管道等都可認為能執行GB50235規范，事實上該規范的內容很少有針對上述一些特殊情況的特殊要求。相比之下，ANSI B31.3標準給出的使用范圍就更明確、更具體。
ANSI B31.3規定的適用范圍如下：
a、對帶壓和真空系統管道的設計、施工等提出了最低限度的要求；
b、適用介質除不適用范圍規定的具體情況以外，它包括液化固體在內的所有流體的管道系統；
c、適用范圍除不適用范圍規定的具體情況外，包括石油化工廠資產范圍內的全部管道；
d、對于適合其它規范的管道，當它位于裝置內時，仍可執行該規范。
ANSI B31.3不適用的范圍如下：
a、成套冷凍裝置的管道；
b、介質壓力等于或大于零但小于103KPa，溫度為-29℃~186℃，介質為不可燃、無毒的管道系統；
c、屬于鍋爐規范（ANSI B31.1）范圍內的管道；
d、受火焰直接加熱的管道；
e、附屬于設備、泵、壓縮機等設備的內部管道；
f、屬于用戶資產內的管道，或已被劃為B31.4、B31.8規范，或相應政府管轄的管道；
g、衛生管道和下水管道；
h、按保險公司或防火工程標準規定的消防系統管道。
注：為了便于理解，這里沒有按原文摘取。
2、管道的分類和分級
GB50235標準在修訂前是進行管道分類的，但在1997年修訂之后取消了分類。
SH3501標準根據輸送介質的條件將管道共分為SHA、SHB（SHBⅠ、SHBⅡ）兩級，詳見表10－4所示。
表10－4 SH3501標準的管道分級
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管道級別
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適 用 范 圍
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SHA
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1、毒性程度為極度危害介質管道
2、設計壓力等于或大于10MPa的SHB級介質管道
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SHB
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SHBⅠ
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1、毒性程度為高度危害介質管道
2、設計壓力小于10MPa的甲類、乙類可燃氣體和甲A類液化烴、甲B類可燃
液體介質管道
3、乙A類可燃液體介質管道
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SHBⅡ
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1、乙B類可燃液體介質管道
2、丙類可燃液體介質管道
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對壓力管道進行分類分級，便于對管道設計、制造、施工和檢查試驗的操作，因此分類分級是有必要的。但目前我國各行業對管道的分類分級的方法太多，前后也不銜接，從而給壓力管道的安全監察和管理帶來了麻煩。筆者認為，無論是設計標準、施工標準還是檢查試驗標準，都應統一到《壓力管道安全監察技術規程》上來。
縱觀ANSI B31.3標準，它是一個集設計、制造、施工、檢查和驗收于一身的綜合性技術標準。因此，在對管道進行統一分類之后，它貫穿于設計、制造、施工、檢查和驗收各個環節，給各個環節的操作和執行提供了方便。ANSI B31.3標準名義上僅將管道分為M類和D類兩大類，實質上它還隱含了將M類管道分為“非劇烈循環”和“劇烈循環”兩種情況，并在設計、制造、施工、檢查試驗各個環節都對這兩種情況提出了不同的要求，因此，設計文件中只要給出了這樣的標識，那么各環節將按照相應的要求去實施。
二、管道及其元件安裝前的檢驗
GB50235大致規定了以下的檢驗內容：
a、檢驗到貨產品的質量證明書等制造文件，并符合相應標準和設計文件要求；
b、合金鋼管道應進行光譜分析，對合金鋼閥門內件每批至少應抽查一件；
c、對閥門應逐個或者按比例抽出若干個進行壓力試驗和密封性試驗；
d、對安全閥、夾套閥、低溫管道元件均應進行調試或抽檢；等等。
SH3501標準大致規定了以下檢驗內容。
a、檢查到貨產品的質量證明書等制造文件，并符合相應的標準和設計文件要求；
b、逐件進行外觀檢查；
c、關鍵的合金鋼管道元件應進行光譜分析；
d、低溫管道元件應有低溫沖擊韌性試驗值，否則應補做試驗；
e、對奧氏體不銹鋼，當無晶間腐蝕試驗報告時，應補做；
f、閥門應逐個進行壓力試驗和密封試驗，合金鋼閥門還應進行光譜分析，只有當制造商取得API認證，并經用戶到制造廠進行驗收后，上述項目才免做；
g、合金鋼螺栓應逐個進行光譜分析；等等。
由此可見，上述兩個標準都對管道元件在安裝前的檢驗提出了具體要求，這不能不說是我國特有的規定。按照國際慣例，產品的質量應由制造商來保證，無論是在運輸、施工還是使用過程中（在性能保證期內）出現任何由于制造而帶來的問題，都應由制造商負責。一個合格的管道元件，首先應由設計人員提出詳細、明確的制造技術要求，采購人員通過調查和了解確認合格的制造商，驗收人員對產品的最終質量進行了驗收，此時，一個合格的產品就交給了施工現場。到現場后由用戶再花時間、花精力對產品進行檢驗無疑是重復勞動，也是責任不清的體現。查看ANSI B31.3標準，沒有任何有關這方面的要求，因此我國的施工規范中是否提這些方面的要求值得商榷。
當然，作為長期從事石油化工管道設計的作者，也深知我國目前的壓力管道元件的采購、制造等各方面尚存在著許多漏洞，如果不加強安裝前的檢查容易出現問題，而且很多施工現場都出現了類似的問題。但是作者認為將這些內容列入產品標準的檢查驗收內容中更好些，因為制造廠的檢查試驗條件更好些，而且也省去了如果產品不合格而往返搬運的時間和費用。
三、管道的焊接與檢驗
在這項內容當中，兩個標準之間差別較大的地方主要有焊縫的位置要求、焊接坡口加工方法的規定、焊后熱處理規定和焊縫的檢驗規定。
1、焊縫的位置要求
GB50235規定了焊縫的位置應符合下列要求：
a、直管段上兩對接焊口中間面之間的距離，當管子的公稱直徑大于或等于150mm時，不應小于150mm，當公稱直徑小于150mm時，不應小于管子外徑；
b、對于煨彎管道，其焊縫距起彎點不得小于100mm，且不得小于管子外徑；
c、卷管的縱向焊縫應置于易檢修的位置，且不宜在管子的底部；
d、環焊縫距支吊架凈距不應小于50mm。需熱處理的焊縫距支吊架不得小于焊縫寬度的5倍，且不得小于100mm；
e、不宜在管道焊縫及其邊緣上開孔；
f、有加固環的卷管，加固環的對接焊縫應與管子縱向焊縫錯開，其間距不應小于100mm，加固環距管子的環焊縫不應小于50mm。
SH3501對焊縫的位置規定如下：
a、除采用無直管段的定型彎頭外，管道焊縫的中心與彎管起彎點的距離不應小于管子的外徑，且不小于100mm；
b、環焊縫距支吊架凈距不應小于50mm。需熱處理的焊縫距支吊架不得小于焊縫寬度的5倍，且不得小于100mm；
c、直管段兩環焊縫間距不應小于100mm，且不小于管子外徑。除定型管件外，其它任意兩焊縫間的距離不應小于50mm。
由上面的規定可以看出，兩個標準均對焊縫距非標彎頭的起彎點的距離、距支吊架的距離、兩相鄰環焊縫的距離提出了要求，而且要求不盡相同。如果在解釋這些規定的原因時，對于距支吊架的距離要求可認為是由于焊縫是薄弱區，應離開集中載荷遠一些。對于其它規定，則顯得缺乏理論依據。如果是考慮焊縫之間的熱影響的話，從上節中我們已經知道，焊縫及其熱影響區的最大尺寸范圍對氣焊是22mm，對電弧焊弧則不超過6mm，那么上述的最小要求則遠遠大于這個尺寸。如果是考慮熱處理影響的話，那么對相鄰較近的焊縫可以一起進行熱處理，故也不必要求那么大的間距尺寸。對于焊縫與彎頭起彎點的距離，如果是非標彎頭，例如煨彎，那么此時彎管部分的應力集中系數更小，而柔性系數則比標準彎頭更大，也就是說此時的應力集中問題更小些，因此更沒有必要規定焊縫的距離。查看ANSI B31.3標準，也沒有見到有這方面的規定。
作者曾多次遇到過這樣的情況：當管件的直徑較小時，若采用最小連接（工程上常這么做），那么焊縫間距往往達不到上述標準要求。
2、焊接坡口的加工方法
GB50235標準規定：管道坡口的加工宜采用機械加工方法，也可采用等離子弧、氧－乙炔焰等熱加工方法。采用熱加工方法加工坡口后，應除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影響接頭質量的表面層，并將凹凸不平處打磨平整。
SH3501標準規定：
a、SHA級管道的管子，應采用機械方法加工；
b、SHB級管道的管子，宜采用機械方法加工。當采用氧－乙炔焰或等離子切割時，切割后必須清除影響焊接質量的表面層。
由此可以看出，二者的要求差別較大。但筆者認為二者都有值得商榷的地方。對于GB50235來說，其條文解釋中講到：“火焰切割已能達到要求，故不必具體規定。”如此說來，標準的該條不出現也好，具體采用何種方法由施工技術人員確定即可。而SH3501規定了僅SHA級管子應采用機械切割，其它不作強制性規定。從SHA級管道的的定義中可知，如果介質為劇毒介質，那么此時的管子材料可能是可焊性較好的一般性材料（因為對劇毒介質來說，可能其壓力和溫度都不高，而僅是管道等級高一些）。從理論講，對于淬硬性強、壁厚較厚和貴重的材料，應采用機械切割方法，以達到減少焊裂危險和節約貴重材料的目的。因此說，對于坡口的加工方法（包括管子的切割方法）進行詳細的規定是必要的，而且主要應根據不同的材料來規定加工方法。有關這方面的理論見本章第二節所述。
3、焊后熱處理
SH3501標準對焊后熱處理的規定詳見表10－3所示。GB50235和SH3501標準對焊后熱處理的規定都不太全面，工程上經常遇到超出標準規定的情況。有關這方面的理論見本章第二節所述。
4、焊縫的無損檢驗
GB50235對管道焊接接頭的射線和超聲波檢驗規定如下：
a、下列管道焊縫應進行100%射線照相檢驗，其質量等級不得低于Ⅱ級：
¬輸送劇毒流體的管道；
輸送設計壓力大于等于10MPa或設計壓力大于等于4MPa且設計溫度大于等于400℃的可燃流
體、有毒流體的管道；
®輸送設計壓力大于等于10MPa且設計溫度大于等于400℃的非可燃流體、無毒流體的管道；
¯設計溫度小于-29℃的低溫管道；
°設計文件要求進行100%射線照相檢驗的其它管道。
b、輸送設計壓力小于等于1.0MPa且設計溫度小于400℃的非可燃流體管道、無毒流體管道的焊縫，可不進行射線照相檢驗；
c、其它管道應進行抽樣射線照相檢驗，抽檢比例不得低于5%，其質量等級不得低于Ⅲ級。或者抽檢比例和質量等級按設計文件的要求進行。
d、經建設單位同意，管道焊縫的檢驗可采用超聲波檢驗代替射線照相檢驗，其檢驗數量應與射線照相檢驗數量相同；
SH3501對管道焊接接頭的無損檢驗規定如下：
a、管道焊接接頭無損檢驗后焊縫缺陷等級的評定，應符合現行JB4730《壓力容器無損檢測》的規定；
射線透照質量等級不得低于AB級。焊接接頭經射線檢測后的合格標準為：SHA、SHBⅠ級管道的焊接接頭Ⅱ級為合格，SHBⅡ級管道的焊接接頭Ⅲ級為合格；
超聲波檢測時，焊接接頭經檢測后的合格標準為：SHA、SHBⅠ級管道的焊接接頭Ⅰ級為合格，SHBⅡ級管道的焊接接頭Ⅱ級為合格；
b、當設計未規定時，每名焊工焊接的同材質、同規格管道的焊接接頭射線檢測百分率，應符合表10-5的規定，且不少于一個焊接接頭。當管道的公稱直徑等于或大于500mm時，其焊接接頭射線檢測的百分率，應按每個焊接接頭的焊縫長度計算。
表10-5 焊接接頭射線檢測百分率
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管道級別
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設 計 條 件
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檢測百分率（%）
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合格等級
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壓力（表壓），MPa
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溫度（℃）
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SHA
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—
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—
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100
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Ⅱ
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≥4
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＞400
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100
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Ⅱ
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—
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＜-29
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SHB
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SHBⅠ
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≥4
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-29～400
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20
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Ⅱ
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＜4
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＞400
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＜4
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-29～400
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10
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Ⅱ
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SHBⅡ
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—
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—
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5
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Ⅲ
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注：¶設計壓力小于4MPa（表壓）的管道中，包括真空管道；
·甲A類液化烴管道的焊接接頭，射線檢測數量不應少于20%；
¸高度危害介質管道的焊接接頭，射線檢測數量不應少于40%；
¹在被檢測的焊接接頭中，固定焊的焊接接頭不得少于檢測數量的40%，且不少于一個。
c、每名焊工焊接的同材質、同規格管道的承插焊和跨接式三通支管的焊接接頭，應采用磁粉檢測或滲透檢測，抽查數量應符合這樣的要求：SHA級管道不應少于30%，SHBⅠ級管道不應少于10%，SHBⅡ級管道不應少于5%，且不少于一個焊接接頭。
從上面的規定中可以看出，兩個標準在檢驗數量、合格等級（二者的I、II、III級的概念不同）上的規定差別是比較大的。事實上，就我國的現行標準來說，有關的無損探傷分級標準和應用標準是比較多的，其中GB3323就是典型的鋼熔化焊對接接頭的射線探傷標準。不同的無損檢驗標準，其內容總存在一些差異，故有關部門應清理并統一這些標準，以便于設計、施工等各方的執行。
關于檢驗數量，筆者認為應給設計人員多留些選擇的余地。因為石油化工生產中所操作的介質千差萬別，對于不同介質和不同操作環境中應用的管道，應如何對焊縫質量提出要求，設計人員是最清楚的。例如對于有應力腐蝕開裂的場合，對于劇烈循環場合（即交變應力變化頻繁的情況）、低溫工況等，不是用簡單的管道分級所能包括的，此時應由設計人員根據具體的介質情況確定，最終做到既經濟又可靠。
四、管道的壓力及密封試驗
縱觀兩個施工標準，二者在壓力和密封試驗方面的規定差別不大，為了便于讀者的了解和掌握，在此也對比給出。
1、壓力試驗
a、壓力試驗應具備的條件。GB50235和SH3501標準規定相同，如下：
¬管道系統全部按設計文件安裝完畢；
管道支吊架的型式、材質和安裝位置正確，數量齊全，緊固程度和焊接質量合格；
®焊接及熱處理工作已全部完成；
¯焊縫及其它應檢查的部位，不應隱蔽；
°試壓用的臨時加固措施安全可靠。臨時盲板設置正確，標志明顯，記錄完整；
±合金鋼管道的材質標記明顯清楚；
²試壓用的檢測儀表的量程、精度等級、檢定期符合要求；
³有經批準的試壓方案，并經技術交底。
b、液體試驗壓力和氣體試驗壓力
GB50235標準規定：
¬承受內壓的地上管道及有色金屬管道，其試驗壓力應為設計壓力的1.5倍。埋地鋼管道的試驗壓力應為設計壓力的1.5倍，且不低于0.4MPa；
當管道與設備作為一個系統進行試驗，而且管道的試驗壓力等于或小于設備的試驗壓力時，應按管道的試驗壓力進行試驗；當管道試驗壓力大于設備的試驗壓力，且設備的試驗壓力不低于管道設計壓力的1.15倍時，經建設單位同意，可按設備的試驗壓力進行試驗；
®當管道的設計溫度高于試驗溫度時，試驗壓力應按下式計算：
Ps=1.5P[σ]1/[σ]2
式中：Ps……試驗壓力（表壓），MPa；
P……設計壓力（表壓），MPa；
[σ]1……試驗溫度下管材的許用應力，MPa；
[σ]2……設計溫度下管材的許用應力，MPa。
當[σ]1/[σ]2大于6.5時，取6.5。
當Ps在試驗溫度下產生超過管材屈服強度的應力時，應將試驗壓力Ps降至不超過管材屈服強度時的最大壓力；
對位差較大的管道，應將試驗介質的靜壓力計入試驗壓力中。液體管道的試驗壓力應以最高點的壓力為準，但最低點的壓力不得超過管道組成件的承受能力；
對承受外壓的管道，其試驗壓力應為設計內、外壓力之差的1.5倍，且不低于0.2MPa；
夾套管內管的試驗壓力應按內部或外部設計壓力的較高者確定。夾套管外管的試驗壓力應按上述第¬條的規定確定。
承受內壓的鋼管及有色金屬管的氣壓試驗壓力應為設計壓力的1.15倍，真空管道的試驗壓力應為0.2MPa。當管道的設計壓力大于0.6MPa時，必須有設計文件規定或經建設單位同意，方可用氣壓進行壓力試驗。
SH3501標準規定：
真空管道的試驗壓力為0.2MPa；液體壓力試驗的壓力為設計壓力的1.5倍。氣體壓力試驗的壓力為設計壓力的1.15倍。對于設計溫度高于200℃的管道試驗壓力，應按下式計算：
Pt=KPo[s1]/ [s2]
式中：Pt……試驗壓力，MPa；
K……系數，液體壓力試驗取1.5，氣體壓力試驗取1.15；
Po……設計壓力，MPa；
[s1]……試驗溫度下材料的許用應力，MPa；
[s2]……設計溫度下材料的許用應力，MPa；
管道壓力試驗時的應力值應符合下列要求：液體壓力試驗時，不得超過試驗溫度下材料屈服點的90%；氣體試驗時，不得超過試驗溫度下材料屈服點的80%。
c、壓力試驗過程及合格標準
GB50235和SH3501標準規定基本相同，如下：
液壓試驗時，應緩慢升壓，待達到試驗壓力后，穩壓10分鐘，再將試驗壓力降至設計壓力，停壓30min，以試驗系統壓力不降低、管道無滲漏為合格。
氣壓試驗時，應逐步緩慢增加壓力。當壓力升至試驗壓力的50%時，穩壓30min，如果未發現管道出現異常或泄漏，可繼續按試驗壓力的10%逐級升壓，每級穩壓3min，直至升到試驗壓力。在試驗壓力下穩壓10min，再將壓力降至設計壓力，然后用中性發泡劑對試驗系統仔細巡回檢查，以無泄漏為合格。
2、泄漏性試驗
a、試驗范圍
GB50235標準規定：輸送劇毒流體、有毒流體、可燃流體的管道應做泄漏性試驗。
SH3501標準規定：按設計文件要求進行。若設計未規定時，SHA級管道、SHBI級管道以及輸送乙B類可燃液體介質的管道應做泄漏性試驗。
b、試驗介質
GB50235標準規定：宜采用空氣。當設計文件規定采用其它介質時，按設計規定的介質進行。
SH3501標準規定：宜采用空氣。
c、試驗壓力
GB50235標準規定：為設計壓力。
SH3501標準規定：為設計壓力。對于真空管道，則為0.1MPa。
d、試驗過程及合格標準
GB50235和SH3501標準規定基本相同，如下：
試驗時，應緩慢升壓，達到試驗壓力后，仃留10分鐘，用涂刷中性發泡劑的方法，巡回檢查閥門填料函、法蘭和螺紋連接處、放空閥和排氣閥、排水閥等密封點，以無泄漏為合格。對真空管道，應進行增壓率考核，考核時間為24h，以增壓率不大于5%為合格。
3、幾點說明
a、對于不能進行水壓和氣壓試驗的管道，GB50235規定了可以用無損探傷代替。而SH3501標準中卻沒有相應的規定。事實上，實際的生產裝置中，經常碰到既不能做水壓試驗又不能做氣壓試驗的管道，例如隔熱耐磨襯里管道。
b、二者的水壓試驗壓力的限制有所不同。GB50235標準規定水壓試驗產生的應力不允許超過材料的屈服極限，而SH3501則規定不允許超過材料屈服極限的90%。從理論上講，很難說哪個標準更科學，因為它所規定的都是最大值。一般情況下，壓力試驗時，以不導致材料受到損傷為原則。但受結構的影響，難免有應力集中的問題，管道制造和焊接施工中的缺陷也在所難免，當管道元件壁厚較厚時，還將在其橫截面上產生應力梯度。這些問題的存在都使得在管道平均應力（薄膜應力）尚未達到材料屈服極限時，局部可能已達到屈服。對于塑性不太好的材料，此時容易造成材料的損傷。而這些因素的影響又是很難定量測算的，故從這個角度講，水壓試驗的壓力并不是越大越好。另外，標準中規定的試驗壓力在工程上對每根管道很難實現，這是因為實際的管道試驗很少是逐根單獨進行的，而常常是將幾根操作條件相近的管道串聯起來進行，有時甚至將相關設備串起來試驗，，此時應以被試驗的管道中最小的試驗壓力進行試驗。顯然，兩個標準都沒有對這種情況給出指導性意見。
思考題
1、GB50235標準的適用范圍如何？
2、SH3501標準的適用范圍如何？
3、ANSI B31.3標準的適用范圍如何？
4、SH3501標準是如何將管道進行分級的？
5、GB50235和SH3501標準是如何對焊縫位置進行規定的？
6、SH3501標準對焊縫坡口的加工方法是如何規定的？
7、SH3501標準對常用材料的焊后熱處理是如何規定的？
8、GB50235和SH3501標準對管道的壓力試驗介質是如何規定的？
9、GB50235和SH3501標準對管道的壓力試驗壓力是如何規定的？
10、GB50235和SH3501標準對管道的壓力試驗過程和結果是如何規定的？
11、GB50235和SH3501標準規定了哪些管道應進行氣體泄漏性試驗？
