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新利18官网手机网页版无缝钢管选用原则压力管道常用钢管材料选用原则及方法

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发布时间:2024-04-21 02:59:45 来源:18新利官网 作者:18新利官网登录在线

  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。

  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。

  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。

  GB/T8163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。

  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。

  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。

  《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。还需注意,按照GB/T20801和TSGD0001,GB3087和GB8163标准的钢管不得用于GC1管道(除非逐根超声,质量不低于L2.5级,可用于设计压力不大于4.0Mpa的GC1(1)管道)。

  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。

  其中超低碳不锈钢(304L、316L)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(321、347)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321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,304、316具有一般的抗腐蚀性能,价格便宜,因此被广泛应用。

  在进行压力管道设计时,管径经计算确定以后,就要选择管子的材料。压力管道常用管子材料的使用时根据所输送介质的操作条件(如压力、温度)及其在该条件下的介质特性决定的。

  材料选择不当,会造成浪费或埋下事故隐患。如可以用普通材料的管子,选用了较昂贵材料的管子,就增加了不必要的基建投资。该有耐酸不锈钢的场合用了碳钢就会直接影响压力管道的正常运行,甚至留下祸根。所以在选择管子材料时,要求设计人员首先要了解管子的种类、规格、性能、使用范围,最好还要调查该管子在其他类似的压力管道的应用情况,再根据以下的原则确定管子的材料。

  在选用管子材料时,一般先考虑采用金属材料,金属材料不适用时,再考虑非金属材料。金属材料优先选用钢制管材,后考虑选用有色金属材料。钢制管材中,先考虑采用碳钢,不适用时再选用不锈钢。在考虑碳钢材料时,先考虑焊接钢管,不适用时再选用无缝钢管。

  介质压力在1.6MPa以上时,可选用无缝钢管或有色金属管子。压力很高时,如在合成氨、尿素和甲醇生产中,有的管子介质压力高达32MPa,一般选用材料为20#或15CrMo的高压无缝钢管。在真空设备上的管子及压力大于10MPa时的氧气管子,一般采用铜管和黄铜管。

  介质压力在1.6MPa以下时,可考虑采用焊接钢管、铸铁管或非金属管子。但铸铁管子承受介质的压力不得大于1.0MPa。非金属管子所能承受的介质压力,与非金属材料品种有关,如硬聚氯乙烯管子,使用压力小于或等于1.6MPa;增强聚丙烯管子,使用压力小于或等于1.0MPa;ABS管子,使用压力小于或等于0.6MPa。

  对水管,当水的压力在1.0MPa以下时,通常采用材料为Q235A的焊接钢管;当水的压力大于2.5MPa时,一般采用采用为20#的无缝钢管。

  不同材料的管子,适用于不同的温度范围。压力为1.0MPa的氢气,当氢气的温度小于350℃时,一般采用20#无缝钢管,当氢气的温度在351~400℃范围时,一般采用15CrMo或12CrMo无缝钢管。

  输送不同介质,采用不同的管材。有的介质呈中性,一般对材料要求不高,可选用普通碳钢管;有的介质呈酸性或碱性,就要选择耐酸或耐碱的管材。强酸强碱与弱酸弱碱对管子的采用要求也不一样,同样的酸或碱,浓度不同对管子的材料要求也有区别。如输送水及水蒸气,采用碳钢材料的管子就可以了。如在尿素装置中,输送二氧化碳的管子,一般采用不锈钢管,因为二氧化碳遇水形成碳酸,碳酸对一般钢管有腐蚀作用。如发烟硫酸可选用碳钢管子,稀硫酸就不得用碳钢管子,因为稀硫酸和碳钢能其化学反应,对碳钢有腐蚀,可采用硬铝管。

  有些管子除需具备输送介质的功能外,还有具有吸震的功能、系数热胀冷缩的功能,在工作状况下,能经常移动的功能,如民用液化石油气、氧气、乙炔气在灌瓶的部位,管子常采用高压钢丝编织胶管,而不能使用移动不方便的硬质钢管。

  管子的材料初步选定以后,还要进行管道压力降的计算,确定管子内径。通过压力降的计算,看选用的材料是否符合要求。特别是初步选用塑料管子时,更要重视压力降的复核。

  压力管道的计算,在工程设计中,一般要根据生产规模进行物料衡算、能量衡算和设备计算,初步确定物料流量。并参照有关资料,假定一个物料流速,计算出管子内径,查手册或标准,选用标准管。


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