管道器材基础

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1、管道器材基础第一节管道材料及其选择石油化工厂中管道在装置中占很大的比重，其材料的选用对装置的安全性和经济性影响很大。本节将对管道金属材料的性能及选用作一简单介绍，以供参考。一、碳素钢和合金钢1、碳素钢：钢是含碳量小于2.11%(2%)的铁碳合金；含碳量大于2.11%的铁碳合金称为生铁；含碳量低于2.11%并含有少量硅、锚、硫和、铜、铸、镰等杂质的铁碳合金称为碳素钢。碳素钢的强度等性能指标，主要取决于其中碳存在的形式和碳化物的形状、大小以及分布状态等，即主要取决于钢的金相组织。钢中的杂质，不能当作合金元素看待。它们的存在虽然有时也起到一定的有益作用，但大多数产生不利影响。优质碳素钢中规定：允许

2、含S、P量不大于0.035%；含币、Cr.Cu量不大于0.25%O常用的普通碳素钢有Q235(A3)等，常用的优质碳度钢有102(T钢等。2、合金钢碳素钢的性能，对于不锈、耐酸、耐热、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温等场合时已不能满足要求。因此，为提高钢的某些性能，必须向钢中加入某一种或某几种其它元素，这种钢称为合金钢。加入的元素称为合金元素。合金元素在合金钢中，不一定直接改善钢的性能，而大部分是由于它们的存在影响到相变的过程，从而间接发生作用的。二、高温用钢的材料温度超过3509谓之高温。在石油化工装置里，高温并伴有腐蚀的管道必须使用耐腐蚀材料；高温、不伴有腐蚀的管道则应使用高温、高压钢管。

3、碳素钢的上限使用温度为4509左右。碳素钢在4509左右会引起石墨化现象，致使强度下降，所以必须添加合金元素以改善碳素钢的高温性能。注：石墨化现象是钢中稳定的碳化物、在高温时分解形成碳原子聚集的现象。在碳素钢中添加适量的Cr.Mo元素可以提高钢的耐氧化性和高温强度。同时Cr-Mo系列钢对S0?和邛气体都具有良好的耐腐蚀性能。对于氨气考虑N的飘(N&在4009以上分解氮原子被钢管表面吸收而形成硬化层)，要使用含Ni量多的钢种如18-8系或25-20系的奥氏体不锈钢，在腐蚀性弱的地方使用Cr-Mo钢、Cr-V钢等。常用耐热一般有!Cr5Mo.12Cr2Mo.Crl3SiAhCrl7A14Si.C

4、r22Ni4N、Cr22Ni20等。三、低温用钢管的材料对于钢管材料的选择，在-20〜1969范围内可作以下划分:-20-46°C不宜用碳素钢管-40~709不宜用低合金钢管-70~196°C不宜用一般合金钢管-196°C以下不宜用低碳普通不锈钢管一般碳素钢、低合金钢等铁素体钢，在冰点以下会表现出韧性急剧下降，脆性上升的现象。这种现象称为材料的冷脆现象。对于低温下使用的钢应作低温冲击试验，并选择低温用合金钢。常用的低温用合金钢有16Mn、09Mn2V、06MnNb.06AlTu、20Mn23Al.15Mn26Al.,等。另外，对于腐蚀性介质，应根据介质特性选择恰当的耐腐蚀合金钢。常用的耐氢和

5、硫化氢腐蚀用钢有1.25Cr-0.5Mo、lCrl8Ni9Ti等。四、钢管的外径系列根据钢管生产的工艺的特点，钢管产品是按外径和壁厚系列组织生产的，目前各国的钢管尺寸系列尚不统一，在世界各国的钢管外经尺寸系列中，我国、日本、德国和国际标准化组织等用mm表示外经尺寸，美国则有公制和英制两种表示方法，分别用mm和in表示外经尺寸。目前，我国常用的钢管的尺寸系列及对应的外经尺寸在表1-6-1中列出一部分，仅供参考。表1-6-1公称直径外径(mm)壁厚(mm)公制(mm)英制(in)103/8172151/2223203/4273251343.540172483.5502604803894.5100

6、411461506168620082197250102738300123251040016426125002053014注：公称直径英制同公制的换算:lin=25.4nim管的表示方法采用钢管的外径X壁厚来表示。例如:中89x5代表外径为89毫米,壁厚为5毫米的钢管。第二节阀门的基本知识阀门是炼油和石油化工管道系统的重要组成部件，在石油加工过程中起着重要作用。其中主要功能是：接通和截断介质；防止介质倒流；调节介质压力、流量；分离、混合或分配介质；防止介质压力超过规定数值，以保证管道或设备安全运行等。一、阀门的分类1、按用途分：(1)截断阀类主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、

7、旋塞阀、球阀、蝶阀等。(2)调节阀类阀等。(3)止回阀类(4)分流阀等(5)安全阀类2、按压力分：主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。用于分配、分离或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。(1)真空阀PNv0.101325Mpa（标准大气压）(2)低压阀PN<1.6Mpa(3)中压阀PN=2.5~6.4Mpa(4)高压阀PN10~80Mpa用于超