浅谈管道材料的选用 合理选择管道材料是材控专业的主要任务。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,主要针对国内现状,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,起着非常重要的作用。装置能否正常生产与管道是否正常工作关系密切。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影响。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,所以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原因,文中的错误和不妥之处一定不少,敬请领导批评指正。 二 材料 鉴于篇幅有限,一下主要讨论黑色金属,对非金属及补里也作一简单介绍,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,虽然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、球阀等采用铸铁。国内公用工程管道所用阀门与弯头、三通等管件也一直采用铸铁。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用铸铁。本人认为,如果我们与阀门厂加强合作,在设计上提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)]管道元件可以采用铸铁,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,在石化工业上也不例外。之所以如此,主要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。 需要说明的是,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,所以,在ANSI/ASME B31.3 中规定 A53-A,A53-B,A106-A,A106-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...