压力管道材料选用

压力管道材料－管道器材选用

6.1.2 无缝钢管

无缝钢管是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。必要时，热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。目前，无缝钢管（DN15－600）是石油化工生产装置中应用最多的管子。

a.碳素钢无缝钢管

材料牌号： 10、20、09MnV、16Mn共4种

标准：GB8163《流体输送用无缝钢管》

GB/T9711.1－1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》

GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》

GB9948《石油裂化用无缝钢管》

GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》

GB5310《高压锅炉用无缝钢管》

GB/T8163：

材料牌号：10、20、09MnV、16Mn

适用范围：设计温度小于350℃、压力低于10MPa的油品、油气和公用介质

GB6479：

材料牌号：10、20G、16Mn共3种

适用范围：设计温度－40～400℃、设计压力10.0～32.0MPa的油品、油气

GB9948：

材料牌号：10、20共2种

适用范围：不宜采用GB/T8163钢管的场合。

GB3087：

材料牌号：10、20共2种

适用范围：低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等

GB5310：

材料牌号：20G 1种

适用范围：高压锅炉的过热蒸汽介质

检验：一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。

GB5310、GB6479、GB9948三种标准的钢管，除了流体输送用钢管必须进行的试验外，还要求进行扩口试验和冲击试验；这三种钢管的制造检验要求是比较严格的。

GB6479标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。

GB3087标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，还要求进行冷弯试验。

GB/T8163标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，据协议要求进行扩口试验和冷弯试验。这两种管子的制造要求不如前三种严格。

制造：

GB/T/8163和GB3087标准的钢管多采采用平炉或转炉冶炼，其杂质成分和内部缺陷相对较多。

GB9948多采用电炉冶炼。大多加入了炉外精炼工艺，成分和内部缺陷相对较少。

GB6479和GB5310标准本身规定了炉外精炼的要求，其杂质成分和内部缺陷最少，材料质量最高。

上述几个钢管标准的制造质量等级从低到高的顺序：

GB/T8163

选用：

一般情况下，GB/T8163标准的钢管适用于设计温度小于350℃、压力低于10.0MPa的油品、油气和公用介质条件下；

对于油品、油气介质，当其设计温度超过350℃或压力大于10.0MPa时，宜选用GB9948或GB6479标准的钢管；

对于临氢操作的管道，或者在有应力腐蚀倾向环境中工作的管道，也宜使用GB9948或GB6479标准。

凡是低温下(小于－20℃)使用碳素钢钢管应采用GB6479标准，只有它规定了对材料低温冲击韧性的要求。

GB3087和GB5310标准是专门为锅炉用钢管而设置的标准。《锅炉安全监察规程》强调指出，凡与锅炉相连的管子都属监察范围，其材料与标准的应用都应符合《锅炉安全监察规程》的规定，故锅炉、电站、供暖以及石化生产装置中用到的公用蒸汽管道(由系统供给)等都应采用GB3087或GB5310标准。

**值得注意的是，质量好的钢管标准，钢管的价格也比较高，如GB9948比GB8163材料的价格高近1/5，因此，在选用钢管材料标准时，应依据使用条件综合考虑，既要可靠又要经济。

b.铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管

石油化工生产装置中，常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有

GB9948《石油裂化用无缝钢管》

GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》

GB5310《高压锅炉用无缝钢管》

GB9948包含的铬钼钢材料牌号：12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo共4种

GB6479包含的铬钼钢材料牌号：12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo共3种

GB5310包含的铬钼钢和铬钼钒钢材料牌号：15MoG、20MoG、12CrMoG 、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG共6种

c.不锈钢无缝钢管

常用的不锈钢无缝钢管标准有：GB/T14976、GB13296、GB9948、GB6479、GB5310共五个标准。其中，后三个标准中仅列出了两三个不锈钢材料牌号，而且是不常用的材料牌号。因此，当工程上选用不锈钢无缝钢管标准时，基本上都选用GB/T14976和GB13296标准。

GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》：

材料牌号：0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2 (316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等共19种适于一般流体的输送。GB13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》：

材料牌号：0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2 (316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等共25种

※“304”代号为ASTM标准中的对应牌号

※其中超低碳不锈钢(00Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni10)具有优良的抗腐蚀性能，在一定条件下，可代替稳定型不锈钢(0018Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb)用于抗介质的腐蚀；

※超低碳不锈钢高温机械性能较低，一般仅用于温度低于525℃的条件下；

※稳定型奥氏体不锈钢既具有较好的抗腐蚀性能，又有较高的高温机械性能，但0Cr18Ni10Ti 中的Ti在焊接过程中易被氧化而失掉，从而降低了其抗腐蚀性能，其价格较高，这类材料一般用在较重要的场合。

※0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2具有一般的抗腐蚀性能，价格便宜，因此被广泛应用。

6.2管件

常用的管件有：弯头、三通、异径管（大小头）、管帽、加强管嘴、加强管接头、异径短节、螺纹短节、活接头、丝堵、仪表管嘴、软管站快速接头、漏斗、水喷头、管箍等。

管道的拐弯以前由现场煨制，该方法劳动强度大、效率低，，材料的组织状态和性能也不好，而且往往因管壁厚减薄而导致拐弯处成为整个管道的薄弱环节；管道的分支一般是在管子上直接开孔连接，此处有时虽然进行补强，但.焊缝一般为角焊缝，受力状况不好，焊缝质量也不易控制，因此，该处往往也成为管道的薄弱环节。采用管件后，较好地解决了上述问题。因此，现在的压力管道已大量采用各种各样的管件，其投资约占整个管道投资的1/5。

6.2.1连接形式

管件之间、管件和管子之间常用的连接型式有对焊连接、承插焊连接、螺纹连接和法兰连接。

a.对焊连接

它是DN≥50的管道及其元件常用的一种连接型式。对于DN≤40的管子及其元件，因为它的壁厚一般较薄，采用对焊连接时错口影响较大，容易烧穿，焊接质量不易保证，故此时一般不采用对焊连接。但下列几种情况例外：

1) 对于DN≤40、壁厚大于等于SCH160的管道及其元件，其壁厚已比较厚，采用对焊连接时前面所述的问题已不存在，故也常用对焊连接；

2) 有缝隙腐蚀介质(如氢氟酸介质)存在的情况下，即使DN≤40、壁厚小于SCH160，也采用对焊连接，以避免缝隙腐蚀的发生，此时在焊接施工时常采用小焊丝直径、小焊接电流的氩弧焊而不用一般的电弧焊；

3）对润滑油管道，当采用承插焊连接时，其接头缝隙处易积存杂质而对机械设备产生不利影响，此时也应采用对焊连接；

b.承插焊连接

它多用于D N≤40、管壁较薄的管子和管件之间的连接。

承插焊连接必定为一个是插口，另一个则为承口管件。

一般异径短节、螺纹短节等为插口管件；

弯头、三通、管帽、加强管嘴、活接头、管箍等为承口管件。在应用中应考虑这些管件之间的搭配组合以及所需的结构空间。