浅论管道材料的选用.doc

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1、浅谈管道材料的选用合理选择管道材料是材控专业的要紧任务。本文共分两大部分：材料和管道元件。在第一部分中，重点介绍了黑色金属；在第二部分中，要紧针对国内现状，讨论了管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门等管道元件的选用问题。一概述  管道是装置重要组成部分，它犹如人体内的血管，起着特不重要的作用。装置能否正常生产与管道是否正常工作关系紧密。有资料表明，石化行业中发生的事故造成停车、人身伤亡、财产损失等，有近一半是由于管道出现问题造成的。另外，管道费用约占装置投资的10~30%，对总投资起着举足轻重的阻碍。而管道是由管道元件组成的，由此可见，合理

2、选择管道元件，就显得尤为重要。但由于涉及的因素较多，比较复杂，因此一直是材料设计人员的重要研究问题。本文就这一问题谈一点个人的体会和看法。由于本人的理论水平和实际经验等方面的缘故，文中的错误和不妥之处一定许多，敬请领导批判指正。二材料16/16浅谈管道材料的选用合理选择管道材料是材控专业的要紧任务。本文共分两大部分：材料和管道元件。在第一部分中，重点介绍了黑色金属；在第二部分中，要紧针对国内现状，讨论了管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门等管道元件的选用问题。一概述  管道是装置重要组成部分，它犹如人体内的血管，起着特不重要的作用。装置能否

3、正常生产与管道是否正常工作关系紧密。有资料表明，石化行业中发生的事故造成停车、人身伤亡、财产损失等，有近一半是由于管道出现问题造成的。另外，管道费用约占装置投资的10~30%，对总投资起着举足轻重的阻碍。而管道是由管道元件组成的，由此可见，合理选择管道元件，就显得尤为重要。但由于涉及的因素较多，比较复杂，因此一直是材料设计人员的重要研究问题。本文就这一问题谈一点个人的体会和看法。由于本人的理论水平和实际经验等方面的缘故，文中的错误和不妥之处一定许多，敬请领导批判指正。二材料16/16鉴于篇幅有限，一下要紧讨论黑色金属，对非金属及补里也作一简

4、单介绍，不讨论有色金属。（一）黑色金属1铸铁铸铁由于铸造性能与切削性能好，而且成本低，尽管它的机械强度比钢差，但在低压管道上一直广泛应用。例如，在渭河化肥厂合成氨装置中，日本宇部公司在冷却水、饮用水、低压（≤0.34Mpa）蒸汽、仪表空气等介质的管系中，全部闸阀、截止阀、止回阀、碟阀、球阀等采纳铸铁。国内公用工程管道所用阀门与弯头、三通等管件也一直采纳铸铁。但由于国内铸铁阀门大多数是由中小企业生产，质量低劣，目前，除少数介质（如浓硫酸、浓硝酸、仪表空气等）外，大多数工艺介质管道元件都不采纳铸铁。本人认为，假如我们与阀门厂加强合作，在设计上提

5、出详细的合理的技术要求，对D类流体[非易燃和无毒流体，设计压力≤10.5Kgf/cm2，设计温度：-29~186℃。（注1）]管道元件能够采纳铸铁，以降低工程投资，增加经济效益。2碳钢碳钢是现代工业中使用最广泛的金属材料之一，在石化工16/16业上也不例外。之因此如此，要紧是由于碳钢具有优良的机械性能和工艺性能。作为管道材料，常用的有10号钢，20号钢，Q235-A等。需要讲明的是，由于碳钢在800℉（427℃）以上会引起石墨化现象，致使机械性能降低，因此，在ANSI/ASMEB31.3中规定A53-A，A53-B，A106-A，A106-

6、B等碳钢材料的使用上限为800℉。在国内，各行业规定不统一。本人认为，10号钢与20号钢的上限温度应规定为425℃，Q235-A的上限温度应规定为300℃（但作为紧固件时，上限温度应为200℃）。3合金钢合金钢分为低合金钢（合金元素含量≤5%）、中合金钢（合金元素含量为5～10%）、高合金钢三大类。在这类钢中，按其特性又可分为低温钢、高温钢、不锈钢等。（1）低温钢按照中国标准，温度在-20～-196℃之间为低温。用于低温的合金钢有16Mn、09MnV、09Mn2V、奥氏体不锈钢等。16Mn的使用下限温度为-40℃。09MnV和09Mn2V的

7、使用下限温度为-70℃。奥氏体不锈钢的使用下限温度为-196℃。（2）高温钢一般将温度>350℃称为高温。那个地点要紧讨论含Cr元素与Mo元素的珠光体-马氏体型高温钢。同奥氏体不锈钢相比，这类钢有如下特点：膨胀系数较小，导热系数大，抗高温氧化性能和抗氢腐蚀16/16性能较好，高温强度较高，工艺性能好，价格低等。常用的有12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、12Cr2Mo、1Cr5Mo等。在上述几种材料中，需特不讨论12Cr1MoV材料。该材料具有比上述其它几种材料更优异的综合机械性能。另外同1Cr5Mo相比，它的含铬量较低，因此价格

8、也低，有资料表明：它的价格为1Cr5Mo价格的一半。正因为如此，在渭河化肥厂合成氨装置中，日本宇部公司大量采纳了与之相近似的材料（注2），应用的场合有：高压（4.0MPa）蒸汽，