03 设备和管道及管件材料.pdf
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1、设备和管道及设备和管道及设备和管道及设备和管道及管件材料管件材料管件材料管件材料王王王王 勇勇勇勇2011年12月18日第2页2011年12月18日第2页概述概述概述概述一一主要内容主要内容选材的原则选材的原则选材的原则选材的原则二二设计寿命设计寿命设计寿命设计寿命三三国内与国外常用钢材材料代码对照国内与国外常用钢材材料代码对照国内与国外常用钢材材料代码对照国内与国外常用钢材材料代码对照四四2011年12月18日第3页2011年12月18日第3页?1.1.1.1.概述概述概述概述管道材料管道材料管道材料管道材料是根据设计温度、设计压力和输送介质的是根据设计温度、设计压力和输送介质的是根据设计温
2、度、设计压力和输送介质的是根据设计温度、设计压力和输送介质的要求，以及材料的性能和经济合理性确定的。管道和要求，以及材料的性能和经济合理性确定的。管道和要求，以及材料的性能和经济合理性确定的。管道和要求，以及材料的性能和经济合理性确定的。管道和管道组成件的材质、品种和规格型号应根据管道组成件的材质、品种和规格型号应根据管道组成件的材质、品种和规格型号应根据管道组成件的材质、品种和规格型号应根据工艺管工艺管工艺管工艺管道及仪表流程图道及仪表流程图道及仪表流程图道及仪表流程图（PIDPIDPIDPID）上的管道材料等级，按管道）上的管道材料等级，按管道）上的管道材料等级，按管道）上的管道材料等级，
3、按管道等级标准选用。等级标准选用。等级标准选用。等级标准选用。设备材料设备材料设备材料设备材料是根据设计温度、设计压力和输送介质的是根据设计温度、设计压力和输送介质的是根据设计温度、设计压力和输送介质的是根据设计温度、设计压力和输送介质的要求，按照国内或国际材料标准，以及材料的性能和要求，按照国内或国际材料标准，以及材料的性能和要求，按照国内或国际材料标准，以及材料的性能和要求，按照国内或国际材料标准，以及材料的性能和经济合理性来确定材料及计算需要的壁厚。通常设备经济合理性来确定材料及计算需要的壁厚。通常设备经济合理性来确定材料及计算需要的壁厚。通常设备经济合理性来确定材料及计算需要的壁厚。通
4、常设备材料的选择基于工艺专业提供的设备工艺数据表。材料的选择基于工艺专业提供的设备工艺数据表。材料的选择基于工艺专业提供的设备工艺数据表。材料的选择基于工艺专业提供的设备工艺数据表。2011年12月18日第4页2011年12月18日第4页不管是管道材料还是设备材料，由于工艺专业对于不管是管道材料还是设备材料，由于工艺专业对于不管是管道材料还是设备材料，由于工艺专业对于不管是管道材料还是设备材料，由于工艺专业对于所适用的设计温度、设计压力和输送介质条件最清所适用的设计温度、设计压力和输送介质条件最清所适用的设计温度、设计压力和输送介质条件最清所适用的设计温度、设计压力和输送介质条件最清楚；对于管
5、道及设备的各种操作、运行工况及各种事楚；对于管道及设备的各种操作、运行工况及各种事楚；对于管道及设备的各种操作、运行工况及各种事楚；对于管道及设备的各种操作、运行工况及各种事故工况的条件最了解，因此一般有工艺专业提出管道故工况的条件最了解，因此一般有工艺专业提出管道故工况的条件最了解，因此一般有工艺专业提出管道故工况的条件最了解，因此一般有工艺专业提出管道或设备的推荐材料，是碳钢、低温碳钢还是不锈钢？或设备的推荐材料，是碳钢、低温碳钢还是不锈钢？或设备的推荐材料，是碳钢、低温碳钢还是不锈钢？或设备的推荐材料，是碳钢、低温碳钢还是不锈钢？这就需要工艺工程师对于钢材及一些特殊的耐酸、这就需要工艺工
6、程师对于钢材及一些特殊的耐酸、这就需要工艺工程师对于钢材及一些特殊的耐酸、这就需要工艺工程师对于钢材及一些特殊的耐酸、耐碱、耐高温、耐低温、耐腐蚀材料有一定的了解，耐碱、耐高温、耐低温、耐腐蚀材料有一定的了解，耐碱、耐高温、耐低温、耐腐蚀材料有一定的了解，耐碱、耐高温、耐低温、耐腐蚀材料有一定的了解，这样才能在材料工程师的协助下给出推荐材料，并最这样才能在材料工程师的协助下给出推荐材料，并最这样才能在材料工程师的协助下给出推荐材料，并最这样才能在材料工程师的协助下给出推荐材料，并最终由材料工程师和设备工程师来确定合适的管道或设终由材料工程师和设备工程师来确定合适的管道或设终由材料工程师和设备工
7、程师来确定合适的管道或设终由材料工程师和设备工程师来确定合适的管道或设备材料。备材料。备材料。备材料。2011年12月18日第5页2011年12月18日第5页?2.2.2.2.选材的原则选材的原则选材的原则选材的原则在进行工程材料选用时，首先应遵循下列原则。在进行工程材料选用时，首先应遵循下列原则。在进行工程材料选用时，首先应遵循下列原则。在进行工程材料选用时，首先应遵循下列原则。?2.1 2.1 2.1 2.1 满足操作条件的要求满足操作条件的要求满足操作条件的要求满足操作条件的要求?a a a a根据操作条件判断该管道是不是压力管道，属于根据操作条件判断该管道是不是压力管道，属于根据操作条
8、件判断该管道是不是压力管道，属于根据操作条件判断该管道是不是压力管道，属于那一类压力管道。那一类压力管道。那一类压力管道。那一类压力管道。不同类别的压力管道因其重要性不同，发生事故带不同类别的压力管道因其重要性不同，发生事故带不同类别的压力管道因其重要性不同，发生事故带不同类别的压力管道因其重要性不同，发生事故带来的危害程度不同，故对材料的要求也不同。一般情来的危害程度不同，故对材料的要求也不同。一般情来的危害程度不同，故对材料的要求也不同。一般情来的危害程度不同，故对材料的要求也不同。一般情况下，高类别的压力管道况下，高类别的压力管道况下，高类别的压力管道况下，高类别的压力管道(如一类压力管
9、道如一类压力管道如一类压力管道如一类压力管道)从材料的从材料的从材料的从材料的冶炼工艺到最终产品的检查试验都比低类别的压力管冶炼工艺到最终产品的检查试验都比低类别的压力管冶炼工艺到最终产品的检查试验都比低类别的压力管冶炼工艺到最终产品的检查试验都比低类别的压力管道要求高。道要求高。道要求高。道要求高。?b.b.b.b.应考虑操作条件对材料的选择要求。不同的材料应考虑操作条件对材料的选择要求。不同的材料应考虑操作条件对材料的选择要求。不同的材料应考虑操作条件对材料的选择要求。不同的材料对同一腐蚀介质的抗腐蚀性能是不相同的。在腐蚀环对同一腐蚀介质的抗腐蚀性能是不相同的。在腐蚀环对同一腐蚀介质的抗腐
10、蚀性能是不相同的。在腐蚀环对同一腐蚀介质的抗腐蚀性能是不相同的。在腐蚀环境中，选用材料应避免灾难性的腐蚀形式境中，选用材料应避免灾难性的腐蚀形式境中，选用材料应避免灾难性的腐蚀形式境中，选用材料应避免灾难性的腐蚀形式(如应力腐蚀如应力腐蚀如应力腐蚀如应力腐蚀开裂开裂开裂开裂)出现，而对均匀腐蚀，一般至少应限定在出现，而对均匀腐蚀，一般至少应限定在出现，而对均匀腐蚀，一般至少应限定在出现，而对均匀腐蚀，一般至少应限定在“耐腐耐腐耐腐耐腐蚀蚀蚀蚀”级，即最高年腐蚀速率不超过级，即最高年腐蚀速率不超过级，即最高年腐蚀速率不超过级，即最高年腐蚀速率不超过0.5mm0.5mm0.5mm0.5mm。201
11、1年12月18日第6页2011年12月18日第6页?c.c.c.c.介质温度也是选用材料的一个重要参数。因为温度介质温度也是选用材料的一个重要参数。因为温度介质温度也是选用材料的一个重要参数。因为温度介质温度也是选用材料的一个重要参数。因为温度的变化会引起材料的一系列性能变化，如低温下材料的的变化会引起材料的一系列性能变化，如低温下材料的的变化会引起材料的一系列性能变化，如低温下材料的的变化会引起材料的一系列性能变化，如低温下材料的脆性，高温下材料的石墨化、蠕变等问题。很多腐蚀形脆性，高温下材料的石墨化、蠕变等问题。很多腐蚀形脆性，高温下材料的石墨化、蠕变等问题。很多腐蚀形脆性，高温下材料的石
12、墨化、蠕变等问题。很多腐蚀形态都与介质温度有密切的关系，甚至是腐蚀发生的基本态都与介质温度有密切的关系，甚至是腐蚀发生的基本态都与介质温度有密切的关系，甚至是腐蚀发生的基本态都与介质温度有密切的关系，甚至是腐蚀发生的基本条件。因此压力管道的选材应满足温度的限制条件。条件。因此压力管道的选材应满足温度的限制条件。条件。因此压力管道的选材应满足温度的限制条件。条件。因此压力管道的选材应满足温度的限制条件。?2.22.22.22.2满足材料加工工艺和工业化生产的要求满足材料加工工艺和工业化生产的要求满足材料加工工艺和工业化生产的要求满足材料加工工艺和工业化生产的要求?a a a a理想的材料应该是容
13、易获得的，即它应具有良好理想的材料应该是容易获得的，即它应具有良好理想的材料应该是容易获得的，即它应具有良好理想的材料应该是容易获得的，即它应具有良好的加工工艺性、焊接性能等。的加工工艺性、焊接性能等。的加工工艺性、焊接性能等。的加工工艺性、焊接性能等。例如，对于一些腐蚀环境，选用碳钢和不锈钢复合制例如，对于一些腐蚀环境，选用碳钢和不锈钢复合制例如，对于一些腐蚀环境，选用碳钢和不锈钢复合制例如，对于一些腐蚀环境，选用碳钢和不锈钢复合制成的压力管道及其元件来代替纯不锈钢材料无疑是经济成的压力管道及其元件来代替纯不锈钢材料无疑是经济成的压力管道及其元件来代替纯不锈钢材料无疑是经济成的压力管道及其元
14、件来代替纯不锈钢材料无疑是经济适用的，但由于许多制造厂的复合工艺不过关，使用中适用的，但由于许多制造厂的复合工艺不过关，使用中适用的，但由于许多制造厂的复合工艺不过关，使用中适用的，但由于许多制造厂的复合工艺不过关，使用中屡次出现问题，从而给复合材料的应用带来了限制，尤屡次出现问题，从而给复合材料的应用带来了限制，尤屡次出现问题，从而给复合材料的应用带来了限制，尤屡次出现问题，从而给复合材料的应用带来了限制，尤其是碳钢与其是碳钢与其是碳钢与其是碳钢与0Cr130Cr130Cr130Cr13的复合板材因现场焊接质量不容易保的复合板材因现场焊接质量不容易保的复合板材因现场焊接质量不容易保的复合板材
15、因现场焊接质量不容易保证，以致工程上不敢使用或者说不敢大量使用它。证，以致工程上不敢使用或者说不敢大量使用它。证，以致工程上不敢使用或者说不敢大量使用它。证，以致工程上不敢使用或者说不敢大量使用它。2011年12月18日第7页2011年12月18日第7页?b.b.b.b.工程上的材料应用是系列化、标准化的。工程上的材料应用是系列化、标准化的。工程上的材料应用是系列化、标准化的。工程上的材料应用是系列化、标准化的。它不像在实验室中，可以做到少量、理想化的材料应它不像在实验室中，可以做到少量、理想化的材料应它不像在实验室中，可以做到少量、理想化的材料应它不像在实验室中，可以做到少量、理想化的材料应
16、用。将材料标准化、系列化便于大规模生产，减少材料用。将材料标准化、系列化便于大规模生产，减少材料用。将材料标准化、系列化便于大规模生产，减少材料用。将材料标准化、系列化便于大规模生产，减少材料品种，从而可以节约设计、制造、安装、使用等各环节品种，从而可以节约设计、制造、安装、使用等各环节品种，从而可以节约设计、制造、安装、使用等各环节品种，从而可以节约设计、制造、安装、使用等各环节的投入，同时也将大大降低生产成本。的投入，同时也将大大降低生产成本。的投入，同时也将大大降低生产成本。的投入，同时也将大大降低生产成本。所以工程上应首先选用标准材料，对于必须选用的新所以工程上应首先选用标准材料，对于
17、必须选用的新所以工程上应首先选用标准材料，对于必须选用的新所以工程上应首先选用标准材料，对于必须选用的新材料，应有完整的技术评定文件，并经过省级及其以上材料，应有完整的技术评定文件，并经过省级及其以上材料，应有完整的技术评定文件，并经过省级及其以上材料，应有完整的技术评定文件，并经过省级及其以上管理部门组织技术鉴定，合格后才能使用。管理部门组织技术鉴定，合格后才能使用。管理部门组织技术鉴定，合格后才能使用。管理部门组织技术鉴定，合格后才能使用。对于必须进口的材料，应提出详细的规格、性能、材对于必须进口的材料，应提出详细的规格、性能、材对于必须进口的材料，应提出详细的规格、性能、材对于必须进口的
18、材料，应提出详细的规格、性能、材料牌号、材料标准、应用标准等技术要求，并按国内的料牌号、材料标准、应用标准等技术要求，并按国内的料牌号、材料标准、应用标准等技术要求，并按国内的料牌号、材料标准、应用标准等技术要求，并按国内的有关技术要求对其进行复验，合格以后才能使用。有关技术要求对其进行复验，合格以后才能使用。有关技术要求对其进行复验，合格以后才能使用。有关技术要求对其进行复验，合格以后才能使用。2011年12月18日第8页2011年12月18日第8页?2.3 2.3 2.3 2.3 符合既适用又经济的要求符合既适用又经济的要求符合既适用又经济的要求符合既适用又经济的要求这是一个很原则的问题，
19、实际操作起来是很复杂的。这是一个很原则的问题，实际操作起来是很复杂的。这是一个很原则的问题，实际操作起来是很复杂的。这是一个很原则的问题，实际操作起来是很复杂的。它要求材料工程师须运用工程学、材料学、腐蚀学等方它要求材料工程师须运用工程学、材料学、腐蚀学等方它要求材料工程师须运用工程学、材料学、腐蚀学等方它要求材料工程师须运用工程学、材料学、腐蚀学等方面的知识综合判断。这样的问题有时是可以定量计算面的知识综合判断。这样的问题有时是可以定量计算面的知识综合判断。这样的问题有时是可以定量计算面的知识综合判断。这样的问题有时是可以定量计算的，有时则是不可以定量计算的。一般情况下，应从以的，有时则是不
20、可以定量计算的。一般情况下，应从以的，有时则是不可以定量计算的。一般情况下，应从以的，有时则是不可以定量计算的。一般情况下，应从以下几个方面来考虑：下几个方面来考虑：下几个方面来考虑：下几个方面来考虑：?a.a.a.a.腐蚀方面腐蚀方面腐蚀方面腐蚀方面1 1 1 1）对于局部腐蚀，若通过其它措施）对于局部腐蚀，若通过其它措施）对于局部腐蚀，若通过其它措施）对于局部腐蚀，若通过其它措施(如工艺防腐措施如工艺防腐措施如工艺防腐措施如工艺防腐措施)能防止或控制局部腐蚀的发生，特别是突然性、灾难性能防止或控制局部腐蚀的发生，特别是突然性、灾难性能防止或控制局部腐蚀的发生，特别是突然性、灾难性能防止或控
21、制局部腐蚀的发生，特别是突然性、灾难性的局部腐蚀发生，就可以采用价格比较低的材料。否的局部腐蚀发生，就可以采用价格比较低的材料。否的局部腐蚀发生，就可以采用价格比较低的材料。否的局部腐蚀发生，就可以采用价格比较低的材料。否则，必须选用高级但价格高的材料。则，必须选用高级但价格高的材料。则，必须选用高级但价格高的材料。则，必须选用高级但价格高的材料。2011年12月18日第9页2011年12月18日第9页2 2 2 2）对均匀腐蚀，在腐蚀环境比较恶劣的情况下，若）对均匀腐蚀，在腐蚀环境比较恶劣的情况下，若）对均匀腐蚀，在腐蚀环境比较恶劣的情况下，若）对均匀腐蚀，在腐蚀环境比较恶劣的情况下，若选用
22、低级但价格便宜的材料，其腐蚀速率可能会很大，选用低级但价格便宜的材料，其腐蚀速率可能会很大，选用低级但价格便宜的材料，其腐蚀速率可能会很大，选用低级但价格便宜的材料，其腐蚀速率可能会很大，短时间内就必须更换材料；而用耐腐蚀比较好、价格比短时间内就必须更换材料；而用耐腐蚀比较好、价格比短时间内就必须更换材料；而用耐腐蚀比较好、价格比短时间内就必须更换材料；而用耐腐蚀比较好、价格比较高的材料，其腐蚀速率可能会较小，从而维持一个比较高的材料，其腐蚀速率可能会较小，从而维持一个比较高的材料，其腐蚀速率可能会较小，从而维持一个比较高的材料，其腐蚀速率可能会较小，从而维持一个比较长的生产周期。进行综合的技
23、术经济评定，此时采用较长的生产周期。进行综合的技术经济评定，此时采用较长的生产周期。进行综合的技术经济评定，此时采用较长的生产周期。进行综合的技术经济评定，此时采用高级材料也许更经济些。反之，如果腐蚀环境比缓和，高级材料也许更经济些。反之，如果腐蚀环境比缓和，高级材料也许更经济些。反之，如果腐蚀环境比缓和，高级材料也许更经济些。反之，如果腐蚀环境比缓和，此时选用低级材料虽然其腐蚀速率比较大，但其价格便此时选用低级材料虽然其腐蚀速率比较大，但其价格便此时选用低级材料虽然其腐蚀速率比较大，但其价格便此时选用低级材料虽然其腐蚀速率比较大，但其价格便宜，进行经济核算后，此时采用低级材料也许更经济些宜，
24、进行经济核算后，此时采用低级材料也许更经济些。宜，进行经济核算后，此时采用低级材料也许更经济些。宜，进行经济核算后，此时采用低级材料也许更经济些。总之这一类型的材料选用是应进行经济核算。总之这一类型的材料选用是应进行经济核算。总之这一类型的材料选用是应进行经济核算。总之这一类型的材料选用是应进行经济核算。3 3 3 3）对于同一个腐蚀环境，若选用高级材料时遭受的）对于同一个腐蚀环境，若选用高级材料时遭受的）对于同一个腐蚀环境，若选用高级材料时遭受的）对于同一个腐蚀环境，若选用高级材料时遭受的腐蚀可能是危险性较大的局部腐蚀，而选用低级材料时腐蚀可能是危险性较大的局部腐蚀，而选用低级材料时腐蚀可能
25、是危险性较大的局部腐蚀，而选用低级材料时腐蚀可能是危险性较大的局部腐蚀，而选用低级材料时遭受的腐蚀可能是具有较大腐蚀速率的均匀腐蚀。此时遭受的腐蚀可能是具有较大腐蚀速率的均匀腐蚀。此时遭受的腐蚀可能是具有较大腐蚀速率的均匀腐蚀。此时遭受的腐蚀可能是具有较大腐蚀速率的均匀腐蚀。此时就应考虑选用低级材料并辅以其它防腐措施。就应考虑选用低级材料并辅以其它防腐措施。就应考虑选用低级材料并辅以其它防腐措施。就应考虑选用低级材料并辅以其它防腐措施。2011年12月18日第10页2011年12月18日第10页?b.b.b.b.材料标准及制造方面材料标准及制造方面材料标准及制造方面材料标准及制造方面压力管道的
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