歐洲管件標準與中國管件標準對比研究

白建基，王芳，鄧成剛

（中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院有限公司，廣州 510663）

隨著國家一帶一路政策實施，國內(nèi)電力設(shè)計院業(yè)務(wù)逐步擴展到歐洲大陸。歐洲國家普遍采用歐洲標準，跟國內(nèi)設(shè)計院常規(guī)使用美標（主要用于東南亞、中東、南美國家）或國標不同。目前即將執(zhí)行的工程業(yè)主傾向使用歐洲標準。這對于電力設(shè)計院來說，是全新的課題，畢竟以往做歐標的工程不多，國內(nèi)對歐標不甚熟悉。對于管道工程方面，這里涉及管道及管件的設(shè)計、制造、檢驗的歐標標準。本文囿于篇幅，選取管件來進行標準對比。國內(nèi)電力行業(yè)管件標準普遍采用《電站鋼制對焊管件》（DL/T 695—2014）［1］，這次我們將要了解掌握的是Butt-weldingpipefittings（EN 10253）（對焊管件）。EN 10253分為4個部分，分別為第1部分：通用和無特殊檢驗要求的鍛制碳鋼；第2部分：帶特殊檢驗要求的非合金和鐵素體合金鋼；第3部分：無特殊檢驗要求的鍛制奧氏體和奧氏體-鐵素體（雙相）不銹鋼；第4部分：具有特殊檢驗要求的鍛制奧氏體和鐵素體－奧氏體（雙相）不銹鋼。電力行業(yè)用的比較多的是第2部分。因此這次標準對比研究主要是《電站鋼制對焊管件》（DL/T 695—2014）與Butt-weldingpipefittings—part2：nonal‐loyandferriticalloysteelswithspecificinspectionre‐quirements（EN 10253-2-2007）［2］對比。

1 中歐管件標準使用范圍對比

DL/T 695規(guī)定了碳鋼、合金鋼和奧氏體不銹鋼對焊管件的基本要求。本標準適用于火力發(fā)電廠所用鋼制對焊管件及核電站內(nèi)非核級鋼制對焊管件。

EN 10253-2的第2部分規(guī)定了由碳鋼和合金鋼制成的無縫和對焊管件（彎頭，同心和偏心變徑管，等徑三通和異徑三通，封頭）的技術(shù)要求，這些材料旨在在室溫，低溫或高溫下，用于流體和氣體的傳輸和分配。EN 10253-2的第4部分規(guī)定了不銹鋼對焊管件的基本要求。

通過對比，兩者管材使用范圍是相當?shù)?，只是國標更適合火力發(fā)電廠用鋼制對焊管件及核電站內(nèi)非核級鋼制對焊管件，而EN 10253-2未特指電力行業(yè)。因此在電力行業(yè)中，如果歐洲業(yè)主要求使用歐標管材，歐標管件標準可以使用。

2 中歐管件標準鋼材、管徑對比

2.1 中歐管件標準鋼材對比

DL/T 695—2014規(guī)定了GB 3087、GB 5310、ASTM、EN 10216-2各種國內(nèi)常用的鋼材種類；EN 10253的第2本部分規(guī)定了碳鋼鋼材有：P235TR2-P265TR2-P235GH-P265GH-P355N-P355NH-P355NL1-P215NL-P265NL，其他鋼材名稱見EN 10027-1。國標未提及歐標碳鋼材料，歐標則涵蓋了碳鋼、合金鋼、不銹鋼等材料。在歐標管材使用范圍上，歐標更全面。

2.2 中歐管件標準管徑對比

1）公稱尺寸對比

DL/T 695在DN系列中，給出兩種外徑尺寸系列，即A系列和B系列。A系列為國際通用系列，即ISO系列。

EN 10253-2的第2本部分公稱通徑DN來自EN ISO 6708；外徑系列來自EN 10220，與無縫鋼管Seamlesssteeltubesforpressurepurposes-technical deliveryconditionspart2：non-alloyandalloysteel tubeswithspecifiedelevatedtemperaturepropertiesEN 10216-2［3］和 焊 接 鋼 管Weldedsteeltubesfor pressurepurposes-technicaldeliveryconditionspart 2：electricweldednon-alloyandalloysteeltubes withspecifiedelevatedtemperaturepropertiesEN 10217-2［4］的外徑系列一致。

歐標公稱尺寸及外徑系列與國標的A系列完全一致。

2）尺寸范圍對比

DL/T 695規(guī)定外徑控制管尺寸系列DN15～DN 1 200的對焊管件，內(nèi)徑控制管尺寸系列146～1 067的對焊管件。

EN 10253-2的第2本部分規(guī)定尺寸系列為DN15～DN 1200。

國內(nèi)標準DL/T 695分別對外徑控制管尺寸和內(nèi)徑控制管尺寸進行規(guī)定。歐洲標準并未對外徑控制管尺寸和內(nèi)徑控制管尺寸范圍加以區(qū)分，管徑范圍與國內(nèi)控制外徑管尺寸一致。

尺寸范圍規(guī)定的不同，是由于各國家實際加工能力的不同。采用不同標準時，應(yīng)注意其尺寸范圍的規(guī)定，避免選用采購不到的產(chǎn)品。

3 中歐管件標準管件類型、壓力等級對比

3.1 中歐管件標準管件類型對比

國內(nèi)標準DL/T 695未根據(jù)管件壁厚是否與相連直段壁厚相同或增加來區(qū)分A、B類。

EN 10253-2定義了兩種類型的管件：A型管件的焊接端和管件主體的壁厚與相連直道的壁厚相同。通常，它們對內(nèi)部壓力的承壓力小于相同尺寸的直管。B型管件在管件主體處的壁厚增加，旨在承受與具有相同尺寸的直管相同的內(nèi)部壓力。這兩類管件用于歐盟指令2014/68/EU涵蓋的應(yīng)用中。A型：壓力系數(shù)X降低的對焊管件；壓力系數(shù)X定義為：管件承受的壓力/直管承受的壓力。例如接管OD711×7.1的2D彎曲半徑的焊接彎頭（壁厚腐蝕預(yù)量1 mm）的壓力系數(shù)X僅為67%。B型：在全工作壓力下使用的對焊管件。據(jù)此定義，電力行業(yè)壓力管道系統(tǒng)一般采用B類管件。

3.2 中歐管件標準壓力等級對比

DL/T 695—2014未規(guī)定壓力等級及強度。

EN 10253-2的第2部分中B類管件壁厚設(shè)立了8大壓力等級系列（這8大壓力等級系列未具體定義壓力值），每個系列對應(yīng)一個直管選取壁厚，每個管件都有該直管選取壁厚對應(yīng)下的具體的壁厚參數(shù)。對彎頭來說，根據(jù)不同彎曲半徑，定義了最小的內(nèi)弧壁厚Tint。

由此看出，國標和歐標均并未對具體壓力等級管件對應(yīng)具體材料的管件強度（壁厚）作規(guī)定。歐標則只是列出推薦的8大壓力等級系列下的管件壁厚，但是未具體定義壓力值。

另外，雖然國內(nèi)標準DL/T 695—2014未規(guī)定壓力等級及強度，但是國內(nèi)為了便于火力發(fā)電廠汽水管道及管件的選型、加工制造及采購，由中國電力設(shè)計規(guī)劃協(xié)會編制《火力發(fā)電廠汽水管道零件及部件典型設(shè)計》（GD 2016）［5］。《2016典管》適用于火力發(fā)電廠范圍內(nèi)超超臨界參數(shù)及以下、管道的設(shè)計溫度不大于628℃、容量不大于1 000 MW級機組的金屬汽水管道零件及部件設(shè)計?！?016典管》手冊內(nèi)容涵蓋了鋼管品種、彎管彎頭、異徑管、三通、封頭、法蘭及組合件等。該典管有個特點，設(shè)置了管道或管件的標識編碼。標識編碼至少有6個單元表達：第一單元是名稱代碼；第二單元是等級代碼，用設(shè)計壓力或設(shè)計壓力設(shè)計溫度表示；第三單元是材料類型；第四單元是材料代碼；第五單元是型式代碼；第六單元是規(guī)格代碼。經(jīng)過標識編碼，管道及管件開列是方便理解管道、管件的特性和材質(zhì)，方便檢索及標準化設(shè)計。據(jù)了解，由于知識產(chǎn)權(quán)問題，歐洲標準中沒有對應(yīng)國內(nèi)行業(yè)協(xié)會編制的典管手冊。

建議歐標使用時，有能力設(shè)計、制造歐標管件廠家需根據(jù)管件的具體壓力等級、材料、管件型式按此類標準規(guī)定的尺寸進行強度計算（強度設(shè)計），以確定管件的具體壁厚。

4 中歐管件標準尺寸、壁厚、形位公差對比

4.1 中歐管件標準尺寸公差對比

DL/T 695—2014在附表E.1中列出了外徑控制管各類管件的尺寸公差，是具體的數(shù)值。尺寸正偏差從DN 15的1.0 mm到DN 1 200的6.4 mm；負偏差從DN 15的0.8 mm到DN1 200的4.8 mm。

EN 10253-2的第2部分定義管件尺寸偏差為±1%或者±0.5 mm，取兩者大者，但最大±5 mm。

從上，歐標的管件尺寸偏差略微比國標嚴格，對國內(nèi)管件廠家生產(chǎn)歐標管件提出更高的要求。

4.2 中歐管件標準焊接端壁厚公差對比

DL/T 695—2014中規(guī)定焊接端壁厚最大偏差從0.9 mm（DN≤65）到5.6 mm（1 050≤DN≤1 200）。

EN 10253-2-2007的第2部分規(guī)定焊接端的壁厚偏差（對于B類管件）：

當外徑≤610 mm，無論壁厚多少，均為偏差－12.5%，+20%。

當外徑＞610 mm，分三類：

1）無縫管件，壁厚－12.5%，+20%。

2）焊接管件，壁厚≤10 mm，偏差-0.35 mm，+20%。

3）焊接管件，壁厚＞10 mm，偏差-0.5 mm，+20%。

從上可知，對于焊接管件，歐標對于壁厚負偏差要求絕對數(shù)值較小，此方面國標未見具體要求。另外，歐標對無縫管件和焊接管件，壁厚正偏差均為20%，國標未見具體要求?？梢?，歐標總體來說對壁厚公差控制范圍更窄一些。

4.3 中歐管件標準形位公差對比

DL/T 695—2014中規(guī)定公稱尺寸為15～100時形位公差X=1 mm；125～200時X=2 mm；225～400時X=3 mm；450～600時X=4 mm；650～1 200時X=5 mm。

EN 10253-2的第2部分規(guī)定：形位公差X≤測量點外徑的1%或1 mm，以較大者為準。

歐標在大口徑管件即DN＞500時，形位偏差比國標要求低一些；口徑DN＜500時，形位偏差與國標一致，均為外徑的1%?？傮w歐標在形位偏差方面比國標更為嚴格。

經(jīng)過對比中歐標準管件的尺寸、壁厚、形位偏差，歐標均比國標允許偏差范圍更窄，總體比國標要求嚴格。主要是歐洲加工制造工藝比國內(nèi)更精細造成。國內(nèi)管件廠如果需要生產(chǎn)制造歐標管件，需要提高加工制造水平。

5 中歐管件標準管件端部坡口形式對比

DL/T 695中規(guī)定：碳素鋼及鐵素體合金鋼公稱壁厚5 mm≤tn≤22 mm及奧氏體不銹鋼公稱壁厚3 mm≤tn≤22 mm時，采用V型坡口；公稱壁厚≥22mm，采用雙V型坡口；其余未做規(guī)定。V型坡口端部斜角37.5°±2.5°。底面是1.5 mm±1.0 mm。

EN 10253-2的第2部分規(guī)定：根據(jù)制造商選擇，對于小于3 mm的指定壁厚，兩端可以切成方形或稍微倒角。如果壁厚在3～22 mm之間，則其端部的斜角應(yīng)為30°±5°，其底面為1.6 mm±0.8 mm。

如果壁厚超過22 mm，則應(yīng)得到采購方同意。

通過對比，中歐管件標準對管件端部坡口形式，壁厚分檔幾乎一致。唯一不同是斜角的角度和底面尺寸稍有不同，這取決于不同國家的加工制造特性，無所謂優(yōu)劣。

6 中歐管件標準計算最小壁厚對比

對比實例：無縫彎頭接管OD168.3×4.5，材料為P265GH，設(shè)計壓力：1.03 MPa（g），設(shè)計溫度379℃，材料許用應(yīng)力91.29 MPa。為了便于比較，統(tǒng)一不考慮壁厚偏差及磨損預(yù)量，彎曲半徑統(tǒng)一為1.5倍外徑。

國內(nèi)標準DL/T 695的管件強度設(shè)計來自汽規(guī)DL/T 5054—2016［6］，其彎頭計算最小壁厚公式如下：

式中：

p——設(shè)計壓力［MPa（g）］；

D0——管子外徑；

［σ］t——為設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力（MPa）；

η——許用應(yīng)力的修正系數(shù)；

I——彎頭壁厚修正系數(shù)；

Y——修正系數(shù)。

Sm=1.03×168.3/2×（91.29+0.4×1.03）=0.95 mm；

歐洲標準EN 10253的第2部分的管件強度設(shè)計來自標準歐標EN 13480-3［7］，其彎頭內(nèi)弧最小壁厚公式如下：

當Do/Di≤1.7時；

式中：

e——直管最小壁厚（mm）；

pc——設(shè)計壓力［MPa（g）］；

Do——管子外徑；

F——設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力（MPa）；

Z——焊縫系數(shù)；

R——彎頭彎曲半徑（mm）。

經(jīng)過對比，中歐管件強度計算標準都不考慮壁厚偏差及磨損余量，彎頭的最小壁厚歐標公式會保守一些。

7 中歐管件標準其他對比

7.1 中歐管件通流面積對比

DL/T 695中規(guī)定：彎頭、三通最小內(nèi)徑所保證的通流面積宜與接管相等，且通流面積不應(yīng)低于其接管通流面積的95%。

EN 10253-2的第2部分規(guī)定：為了保證流體通過管件的正常流動，管件任何部分的內(nèi)徑（不適用于封頭）應(yīng)大于內(nèi)徑ID的80%。國標對通流面積要求比歐標更高，對控制介質(zhì)通流阻力方面更優(yōu)。

7.2 中歐彎頭彎曲半徑對比

DL/T 695中規(guī)定：分為長半徑（相當于1.5倍外徑）、短半徑彎頭（相當于1倍外徑）。EN 10253的第2部分規(guī)定：分為2D（相當于1倍外徑），3D（相當于1.5倍外徑），5D系列（相當于2.5倍外徑）。歐標彎曲半徑系列表達方式與國內(nèi)不同，是國內(nèi)的彎曲半徑2倍的關(guān)系。同時彎曲半徑系列更為豐富。

7.3 中歐管件承受內(nèi)壓指令對比

國內(nèi)標準沒有壓力設(shè)備的行政指令。EN 10253-2的第2部分明確：壓力設(shè)備指令（2014/68/EU）規(guī)定，足夠強度的設(shè)計應(yīng)基于計算方法，或有限制地基于實驗方法。符合本歐洲標準的管件對內(nèi)部壓力的抵抗力應(yīng)根據(jù)EN 13480-3選擇合適的管件（材料，厚度）是壓力設(shè)備制造商的最終責任。只有進入歐洲市場的產(chǎn)品才需要遵守歐盟指令，對于壓力設(shè)備來說，就是需要符合PED指令（2014/68/EU）［8］。

另外，EN 10253-2的第2部分最后附件也有關(guān)于該標準與歐盟指令PED指令（2014/68/EU）條款相符性的說明表。這是歐洲標準顯著與國內(nèi)標準不同的地方。

8 結(jié) 論

國家的一帶一路政策促使國內(nèi)電力設(shè)計業(yè)務(wù)邁出國門，去到更為廣闊的海外市場，跟國外大型工程咨詢公司競爭國際項目。以往海外工程以東南亞國家或中東國家為多，現(xiàn)在我們的業(yè)務(wù)已經(jīng)拓展到歐洲區(qū)域，除了練好國標或美標基本功，也需要熟悉掌握歐洲當?shù)卦O(shè)計標準及設(shè)計習慣。同樣，國內(nèi)的管道和管件廠家也需要同步研究歐洲市場規(guī)范，共同出海贏取廣闊的歐洲大陸市場。本文介紹了國內(nèi)管件標準及與之對比的歐洲管件標準，從多個角度對比了中歐管件標準。得到如下結(jié)論：

1）歐標的使用行業(yè)范圍更為寬泛些。

2）歐標在管材使用范圍上更全面。歐標公稱尺寸及外徑系列與國標的A系列完全一致。歐標管徑范圍與國內(nèi)控制外徑管尺寸一致。

3）歐標EN 10253-2根據(jù)管件壁厚是否與相連直段壁厚相同或增加來區(qū)分A、B類。電力行業(yè)壓力管道系采用B類管件，無A類分類。歐洲標準中沒有對應(yīng)國內(nèi)行業(yè)協(xié)會編制的典管手冊。建議歐標使用時，有能力設(shè)計、制造歐標管件廠家需根據(jù)管件的具體壓力等級、材料、管件型式按此類標準設(shè)計，繪制歐標管件的制造圖。

4）經(jīng)過對比中歐標準管件的尺寸、焊接端壁厚、形位偏差，歐標總體比國標要求嚴格。主要是歐洲加工制造工藝比國內(nèi)更精細而造成的。國內(nèi)管件廠如果需要生產(chǎn)制造歐標管件，需要提高加工制造水平。

5）通過對比，中歐管件在管件端部坡口的斜角角度和底面尺寸稍有不同，這取決于不同國家地區(qū)的加工制造特性。

6）經(jīng)過實例計算對比，歐洲管件強度計算標準會保守一些，更偏于安全。

7）歐標管件在通流面積、彎頭彎曲半徑方面有其特殊地方。另外，凡是進入歐洲市場的管件需要遵守歐盟行政指令PED指令（2014/68/EU）。EN 10253-2的第2部分有關(guān)于該標準與歐盟指令PED指令（2014/68/EU）相符性的條款對照說明。這是擬進入歐洲市場的國內(nèi)管件廠特別需要注意的地方，除了滿足歐洲相關(guān)設(shè)計、制造，檢驗標準，還需要符合PED行政指令。

上述結(jié)論指出了中歐管件標準的異同點，對國內(nèi)電力設(shè)計院及國內(nèi)管件廠家在海外工程中了解及使用歐洲管件標準有一定參考意義。