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

（中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，廣州 510663）

隨著國家一帶一路政策實施，國內電力設計院業務逐步擴展到歐洲大陸。歐洲國家普遍采用歐洲標準，跟國內設計院常規使用美標（主要用于東南亞、中東、南美國家）或國標不同。目前即將執行的工程業主傾向使用歐洲標準。這對于電力設計院來說，是全新的課題，畢竟以往做歐標的工程不多，國內對歐標不甚熟悉。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。國內電力行業管件標準普遍采用《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電廠所用鋼制對焊管件及核電站內非核級鋼制對焊管件。

EN 10253-2的第2部分規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的，只是國標更適合火力發電廠用鋼制對焊管件及核電站內非核級鋼制對焊管件，而EN 10253-2未特指電力行業。因此在電力行業中，如果歐洲業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規定了GB 3087、GB 5310、ASTM、EN 10216-2各種國內常用的鋼材種類；EN 10253的第2本部分規定了碳鋼鋼材有：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規定外徑控制管尺寸系列DN15～DN 1 200的對焊管件，內徑控制管尺寸系列146～1 067的對焊管件。

EN 10253-2的第2本部分規定尺寸系列為DN15～DN 1200。

國內標準DL/T 695分別對外徑控制管尺寸和內徑控制管尺寸進行規定。歐洲標準并未對外徑控制管尺寸和內徑控制管尺寸范圍加以區分，管徑范圍與國內控制外徑管尺寸一致。

尺寸范圍規定的不同，是由于各國家實際加工能力的不同。采用不同標準時，應注意其尺寸范圍的規定，避免選用采購不到的產品。

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

國內標準DL/T 695未根據管件壁厚是否與相連直段壁厚相同或增加來區分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部壓力。這兩類管件用于歐盟指令2014/68/EU涵蓋的應用中。A型：壓力系數X降低的對焊管件；壓力系數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（壁厚腐蝕預量1 mm）的壓力系數X僅為67%。B型：在全工作壓力下使用的對焊管件。據此定義，電力行業壓力管道系統一般采用B類管件。

3.2 中歐管件標準壓力等級對比

DL/T 695—2014未規定壓力等級及強度。

EN 10253-2的第2部分中B類管件壁厚設立了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），每個系列對應一個直管選取壁厚，每個管件都有該直管選取壁厚對應下的具體的壁厚參數。對彎頭來說，根據不同彎曲半徑，定義了最小的內弧壁厚Tint。

由此看出，國標和歐標均并未對具體壓力等級管件對應具體材料的管件強度（壁厚）作規定。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，雖然國內標準DL/T 695—2014未規定壓力等級及強度，但是國內為了便于火力發電廠汽水管道及管件的選型、加工制造及采購，由中國電力設計規劃協會編制《火力發電廠汽水管道零件及部件典型設計》（GD 2016）［5］。《2016典管》適用于火力發電廠范圍內超超臨界參數及以下、管道的設計溫度不大于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計。《2016典管》手冊內容涵蓋了鋼管品種、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，用設計壓力或設計壓力設計溫度表示；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；第六單元是規格代碼。經過標識編碼，管道及管件開列是方便理解管道、管件的特性和材質，方便檢索及標準化設計。據了解，由于知識產權問題，歐洲標準中沒有對應國內行業協會編制的典管手冊。

建議歐標使用時，有能力設計、制造歐標管件廠家需根據管件的具體壓力等級、材料、管件型式按此類標準規定的尺寸進行強度計算（強度設計），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，對國內管件廠家生產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。可見，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%。總體歐標在形位偏差方面比國標更為嚴格。

經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更精細造成。國內管件廠如果需要生產制造歐標管件，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部分規定：根據制造商選擇，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，則其端部的斜角應為30°±5°，其底面為1.6 mm±0.8 mm。

如果壁厚超過22 mm，則應得到采購方同意。

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，設計壓力：1.03 MPa（g），設計溫度379℃，材料許用應力91.29 MPa。為了便于比較，統一不考慮壁厚偏差及磨損預量，彎曲半徑統一為1.5倍外徑。

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

式中：

p——設計壓力［MPa（g）］；

D0——管子外徑；

［σ］t——為設計溫度下的許用應力（MPa）；

η——許用應力的修正系數；

I——彎頭壁厚修正系數；

Y——修正系數。

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

歐洲標準EN 10253的第2部分的管件強度設計來自標準歐標EN 13480-3［7］，其彎頭內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——設計壓力［MPa（g）］；

Do——管子外徑；

F——設計溫度下的許用應力（MPa）；

Z——焊縫系數；

R——彎頭彎曲半徑（mm）。

經過對比，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中規定：彎頭、三通最小內徑所保證的通流面積宜與接管相等，且通流面積不應低于其接管通流面積的95%。

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

7.2 中歐彎頭彎曲半徑對比

DL/T 695中規定：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不同，是國內的彎曲半徑2倍的關系。同時彎曲半徑系列更為豐富。

7.3 中歐管件承受內壓指令對比

國內標準沒有壓力設備的行政指令。EN 10253-2的第2部分明確：壓力設備指令（2014/68/EU）規定，足夠強度的設計應基于計算方法，或有限制地基于實驗方法。符合本歐洲標準的管件對內部壓力的抵抗力應根據EN 13480-3選擇合適的管件（材料，厚度）是壓力設備制造商的最終責任。只有進入歐洲市場的產品才需要遵守歐盟指令，對于壓力設備來說，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標準不同的地方。

8 結 論

國家的一帶一路政策促使國內電力設計業務邁出國門，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，現在我們的業務已經拓展到歐洲區域，除了練好國標或美標基本功，也需要熟悉掌握歐洲當地設計標準及設計習慣。同樣，國內的管道和管件廠家也需要同步研究歐洲市場規范，共同出海贏取廣闊的歐洲大陸市場。本文介紹了國內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。得到如下結論：

1）歐標的使用行業范圍更為寬泛些。

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控制外徑管尺寸一致。

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

4）經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更精細而造成的。國內管件廠如果需要生產制造歐標管件，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的加工制造特性。

6）經過實例計算對比，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管件廠特別需要注意的地方，除了滿足歐洲相關設計、制造，檢驗標準，還需要符合PED行政指令。

上述結論指出了中歐管件標準的異同點，對國內電力設計院及國內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。