| | | | | | | | | | B3F焊接钢管，10、20号钢无缝钢管，优质碳素钢无缝钢管 | | | | | | | | | | | | | | | 钛管及钛合金管（Ti-2A1-1.5Mn, Ti-6AL-6V-2Sn-0.5Cu-0.5Fe） |
| | | | | | | 酚醛塑料管，耐酸酚醛塑料管，硬聚氯乙烯管，高、低密度乙烯管，聚丙烯管，聚四氟乙烯管，ABS管，PVC/FRP复合管，高压聚乙烯管 | |
| | | | | | 聚脂玻璃钢管、环氧玻璃钢管、酚醛玻璃钢管、呋喃玻璃钢管 | |
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注：① 本对照表是在化学成分与机械性能两者都有近似或有一项近似，另一项基本近似的基础上编制的，同一钢种可以互相代替。② 当有特殊要求时尚应进一步详细对照，再确定能否代替。1、钢的热处理方法主要有退火和正火、淬火和回火、调质、固溶处理等。将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫退火。根据处理的目的和要求不同，钢 的常用退火又可分为完全退火（重结晶退火）、再结晶退火和消除应力退火。完全退火是将铁碳合金完全奥氏体化（加热到Ac3以上20～30℃）然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的工艺过程。完全退火适用于处理亚共析钢、中合金钢，目的是改善钢铸铁或热扎型材的机械性能。由于加热温度超过上临界点，使组织完全重结晶，可达到细化晶粒、均匀组织、降低硬度、充分消除内应力等目的。再结晶退火是将变形后的金属加热到再结晶温度以上（600℃～Ac1之间），保持适当时间，使被冷加工拉长和破碎的晶粒重新成核并长大成正常晶粒，成为没有内应力的新稳定组织，使钢的物理性能和机械性能基本上都能得到恢复。对于连续多次冷加工的钢材，因随加工道次的增加、硬度不断升高，塑性不断下降，必须在两次加工中间安排一次再结晶退火、使其软化，以便钢材能进一步加工。这种退火又称为软化退火或中间退火。消除应力退火是为了除去由于塑性变形加工、焊接等原因造成以及铸件内存在的残余应力而进行的热处理工艺，消除应力退火的加热温度低于钢的再结晶温度。正火是将钢加热到Ac3（或Acm）以上30℃～50℃，保温后在空气中冷却，得到珠光体型组织的热处理工艺。正火主要用于细化钢材晶粒，改善组织，提高其机械性能。正火与退火的区别是正火的冷却速度稍快，所获得的组织比退火细，综合机械性能也有所提高。淬火是将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上30℃～50℃，保温后以大于临界冷却速度的快速冷却的热处理工艺。淬火一般是为了得到马氏体组织，使钢材得到强化；淬火马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。回火是将钢加热到Ac1以下某一温度，保温后在空气中冷却的工艺。回火常作为钢淬火后的第二道热处理，以改善钢的淬火组织和性能。回火也常用于消除钢材的变形加工或焊接残余应力。根据钢的使用目的不同，回火时加热的温度也不同。回火可分为低温、中温和高温回火三种。通常将淬火加高温回火的热处理工艺叫调质。调质后获得回火索氏体组织，可使钢材得到强度与韧性相配合良好的综合机械性能。固溶处理是将合金加热至高温单相区，并经过充分的保温，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。其目的是为了改善金属的塑性和韧性，并为进一步进行沉淀硬化热处理准备条件。对于非超低碳型的奥氏体不锈钢，通过固溶处理可使过剩的碳被固溶在奥氏体中，从而可消除其晶间腐蚀的敏感性。一般情况下，对不锈钢通常加热到1000℃～1120℃，并按每毫米1～2分钟进行保温，然后进行急冷，使得过剩的碳来不及向晶界迁移，从而达到消除晶界贫铬的目的。经固溶处理后的钢仍要防止在敏化温度加热，否则碳化铬会重新沿晶界析出。(1) 对碳钢和低合金钢，介质为碱液、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢、醋酸等；(2) 对奥氏体不锈钢，介质为氯离子、氯化物+蒸汽、硫化氢、碱液等；(3) 对含钼奥氏体不锈钢，介质为碱液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸铜的水溶液等；(4) 对黄铜，介质为氨气及溶液、氯化铁、湿二氧化硫等；(5) 对钛，介质有含盐酸的甲醇或乙醇、熔融氯化钠等；(6) 对铝，介质有湿硫化氢、含氢硫化氢、海水等；其一是降低应力水平，避免或减少局部应力集中，消除加工残余应力和焊接残余应力；其二是控制敏感环境，例如：加入缓蚀挤、提高介质的pH值、采用电化学保护等措施；其三是正确选用材质，避免易产生应力腐蚀开裂材料的环境组合出现。奥氏体不锈钢在焊接时，焊缝两侧2～3mm处可被加热到400～910℃,这就是所谓的晶间腐蚀敏化区。该区域晶界的铬和碳化合为Cr23C6从固溶体中沉降下来，铬的流动性很慢，不容易从晶内扩散到晶界，因此晶界形成贫铬区。钢中含铬量须在11%以上才有良好耐腐蚀性，贫铬区的铬量可降到11%的水平，在一定的腐蚀溶液中就形成“碳化铬（阴极）- 贫铬区（阴极）电池，使晶界贫铬区产生腐蚀。3、工程上防止奥氏体不锈钢晶间腐蚀发生的措施主要有：(2) 降低不锈钢中的含碳量，将碳含量降低到0.03%以下；(3) 采用含稳定化元素(主要是钛和铌)的奥氏体不锈钢。1) 当介质中含硫化氢且符合下列各项条件之一时,即构成湿硫化氢应力腐蚀环境:(1) 硫化氢在介质中的分压，大于或等于0.000345 MPa；(3) 介质pH小于6，但当介质中含有氰化物时pH可大于7。2) 当介质构成湿硫化氢应力腐蚀开裂的环境条件时，选用的材料应符合下列要求；(1) 材料标准规定的屈服强度应小于或等于355MPa；(2) 材料实测的抗拉强度应小于或等于650MPa；(3) 材料的使用状态应为正火、正火加回火、退火或调质状态；(4) 碳当量限制：对碳钢和碳锰钢应小于或等于0.4，对低合金钢应小于或等于0.45；(5) 硬度限制：无论是对材料本体或焊缝及热影响区, 硬度均应小于或等于HB200；(6) 焊后应进行消除应力热处理或其他等效的热处理。1) 当介质为液氨，并符合下列条件之一时,即构成液氨应力腐蚀环境：(1) 介质为液氨，含水量小于或等于0.2%（wt）,且有可能受空气(氧或二氧化碳)的污染；2) 当介质构成液氨应力腐蚀开裂的环境条件时，应用的材料应符合下列要求：(1) 材料标准规定的屈服强度应小于或等于355MPa；(2) 材料实测的抗拉强度应小于或等于650MPa；(3) 材料的使用状态应为正火、正火加回火、退火或调质状态；(4) 碳当量限制：对碳钢和碳猛钢应小于或等于0.4，对低合金钢应小于或等于0.45；(5) 硬度限制：无论是对材料本体或焊缝及热影响区，硬度均应小于或等于HB185；(6) 焊后应进行消除应力热处理或其他等效的热处理。苛性钠碱液管道在一定条件下能引起碳钢材料的应力腐蚀开裂（碱脆），影响碳钢产生应力腐蚀开裂的因素有碱液浓度、操作温度和材料中存在的残余应力等。一般情况下，当NaOH的浓度（wt）%和操作温度超出下列规定时，应对焊缝进行消除应力热处理。见表5所示。当NaOH的浓度（wt）%和温度超出下列规定时，则应考虑采用含镍合金。见表6所示。(1) 氢脆: 在高温、高压下氢分子部分分解为原子氢，或者氢气在湿的腐蚀环境中经过电化学反应生成氢原子，这些氢原子渗透到钢内部后，使钢晶粒间原子结合力降低，造成钢材的延伸率、断面收缩率降低，强度也降低，这种现象叫氢脆。(2) 氢腐蚀: 钢材长期与高温、高压氢气接触时，氢原子或氢分子会与钢中的碳化物（渗碳体）发生化学反应生成甲烷（Fe3C2+2H2→3Fe+CH4）,当该化学反应发生在钢材的表面时，称为表面脱碳；发生在钢材内部时，称为内部脱碳。内部脱碳和外部脱碳统称为氢腐蚀。对于钢材的内部脱碳，因生成的甲烷气体不能从钢中扩散出去，而聚积在晶粒间形成局部高压，造成应力集中，进而使钢材产生微裂纹或鼓泡，致使钢材的强度及韧性下降，即钢材变脆。 氢脆是一次脆化，是可逆的；而氢腐蚀是永久脆化、是不可逆的。 工程中防止氢脆发生的措施有：避开其温度敏感区使用、选用强度低的材料、降低金属构件的应力水平。(1) 对于碳素钢、低合金钢、中合金钢及高合金铁素体钢，钢材的使用温度下限均高于-20℃。当设计温度低于或等于-20℃时，应按低温管道的设计规定进行夏比（V型缺口）低温冲击试验。低温冲击试验温度应低于或等于受压元件的最低设计温度。但符合下列条件者可免除冲击试验：① 使用温度高于-45℃，且不低于规范规定的使用温度下限，同时，材料的厚度无法制备5mm厚的试样时；② 除了抗拉强度下限值大于540MPa的钢材及螺栓材料外，使用的材料在低温低应力工况下注，若设计温度加50℃后，高于-20℃。 注：低温低应力工况是指受压元件的设计温度虽然低于-20℃，但其薄膜应力小于或等于钢材常温标准屈服强度的六分之一，且不大于50MPa的工况。(2) 对于奥氏体不锈钢，钢材的使用温度下限均高于-196℃。当设计温度低于或等于-196℃时，应按低温管道的设计规定进行夏比（V型缺口）低温冲击试验。但如果材料的含碳量大于0.1%，且设计温度低于-20℃，即使设计温度不低于-196℃，也应对焊缝及其热影响区进行低温冲击韧性试验。(1) 当碳钢、纯镍钢、碳锰钢、锰钒钢和碳硅钢在425℃以上长时间使用时，其碳化物有转化为石墨的可能性，致使强度下降。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(2) 当碳钼钢、锰钼钒钢和铬钒钢在468℃以上长时间使用时，其碳化物有转化为石墨的可能性，致使强度下降。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(3) 铬钼合金钢及铬钼钒合金钢长期在400℃～550℃的温度区间使用时，可能会产生回火脆性问题。工程中如果不能避开这种使用情况时，应提出适当的防护（防止）措施。(4) 铁素体不锈钢在高于371℃的温度下使用时，会在室温下出现脆性。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(5) 含铬12%以上的铁素体和马氏体不锈钢长期在400℃～550℃温度区间使用时，可能会产生475℃脆性问题。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(6) 含铬16%以上的高铬不锈钢和含铬18%以上的高铬镍不锈钢在540℃～900℃温度区间长期使用时，可能会产生σ相脆性问题。在这种情况下，应控制材料中的铁素体含量不超过8%。(7) 一般奥氏体不锈钢在经过427℃～871℃的温度区间进行升温或降温时，会产生晶间腐蚀的敏感性。在该工况下，应避免材料在能引起晶间腐蚀的介质环境中使用，或采用稳定化或超低碳不锈钢材料。(8) 奥氏体不锈钢与某些低熔点的金属如：铝、锑、铋、镉、镓、铅、锰、锌等及其化合物在高温（高于这些低熔点金属的熔点温度）下接触，会产生晶间破坏的敏感性。工程中应避免该环境的出现。(9) 对于奥氏体不锈钢材料，当使用温度大于525℃时，应考虑采用高碳（含碳量大于0.04%）不锈钢。若含碳量太低，钢的强度会显著下降。(10) 对于碳钢 - 奥氏体不锈钢复合材料，当使用温度大于400℃时，应考虑较大的热膨胀差引起的不利情况。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(11) 钛及钛合金在316℃以上温度下使用时，有品质降低的可能。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(12) 所用材料长期在蠕变温度以上使用时，应注意蠕变可能带来的一些不利影响，这样的影响包括管道组成件的过度变形、管道节点的过大位移甚至材料的变性等问题；这种影响对少量位移比较敏感的管道组成件如螺栓是不可忽视的。(13) 通过热处理提高其性能的材料，如果材料长期在高于回火的温度下使用，会导致材料的强度降低。所以当可预见到出现这种情况时，应限制材料的高温使用温度，或按较小的许用应力进行设计。(1) 当 ＜ /6时，管子的计算壁厚按下式计算 式中  ─管子的计算壁厚，mm；P─设计压力，MPa； ─管子外径, mm； ─设计温度下管子材料的许用应力, MPa；φ─焊缝系数，对无缝钢管取1；Y─温度对计算管子壁厚公式的修正系数，应按表7。 式中：S─包括附加裕量在内的管子壁厚, mm；C─管子的壁厚的附加裕量（包括腐蚀裕量、壁厚负偏差和螺纹深度差等）,mm。(2) 对于S0≥D0/6或P/＞0.385的管子，其计算壁厚，应根据断裂理论、疲劳、热应力及材料特性等因素综合考虑确定。无缝钢管壁厚负偏差,按《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T17395 S2级取-12.5%。 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
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| GB/T9711.1埋弧焊、气体保护金属焊或两者结合 | | | | |
注：①不得通过附加无损检测来提高纵向焊接接头系数。2) 受外压直管的壁厚和加强圈计算，应根据《钢制压力容器》GB 150规定的方法进行。当确定D0/S0＜10的管子的许用外压力时，应力σ0应取下列式中的较小值：σ0=1.50σ0=0.9 式中 ─设计温度下管子材料的屈服极限, MPa。 S00 S0i 式中 S0i─弯管内侧计算壁厚, mm；S00─弯管外侧计算壁厚, mm；R─弯管弯曲半径, mm；D0─管子内径, mm；C2─腐蚀裕量, mm；上述两式计算结果，分别是弯管或弯头成型件外恻和内侧允许的最小壁厚，未包括弯制过程中的工艺减薄量和弯制选用直管负偏差的附加值。(3) 弯管弯曲后的最小厚度，不应小于直管扣除壁厚负偏差后的壁厚值。(4) 当无法计算时，也可采用验证性试验决定最大许用工作压力。(5) 采用爆破法验证最大许用工作压力时，爆破压力可按下列公式计算：P2 =P1/P1 =2σb /D0 式中：P2─管件的爆破试验压力, MPa；P1─管件的计算爆破压力, MPa；σb─直管材料的标准抗拉强度下限值, MPa；─直管名义壁厚, mm；─试验管件材料的实际抗拉强度, MPa；─试验管件材料的规定抗拉强度, MPa； 当管子环向应力大于材料在工作温度下许用应力的50%时，被支管开孔削弱的管子应经验算确定是否需要补强。 补强圈的补强计算见《石油化工管道设计器材选用通则》SH3059规定。适用于炼油化工装置用钢管的种类、规格尺寸和适用范围，各国均有国家或协会（学会）标准、行业标准以及生产厂家的标准。在国内配管最常用的是国标GB标准和美国ASME标准。 | | | | | | | | 电阻焊或埋弧焊；未经镀锌和管端加工的钢管按原制造状态交货；公称外径不大于323.9 mm的钢管可镀锌交货。 | ≤1.6MPa，水、污水、燃气、空气，采暖蒸汽等低压流体。不得用于剧烈循环工况. | | | | | | | 石油天然气工业输送管道交货技术条件,第一部分:A级钢管 | | | | | | | | 热轧（挤压、扩）和冷拔（轧）无缝方法制造。热轧（挤压、扩）钢管以热轧或热处理状态交货，冷拔（轧）钢管以热处理状态交货。 | | | | | 热轧（挤压、扩）和冷拔（轧）无缝方法制造，需方指定某一制造方法时，应在合同中注明。钢管按本标准表4规定的热处理制度热处理后交货。 | | | | | | | | | | 热轧（挤压、扩）和冷拔（轧）无缝方法制造，需方指定某一制造方法时，应在合同中注明。钢管按本标准表5规定的热处理制度热处理后交货。 | 适用高压及其以上压力的蒸汽锅炉、管道等用的优质碳素钢，合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。 | | | | 采用自动电弧焊或电阻焊接方法制造；钢管以热处理状态交货，热处理时须采用连续式或周期式炉全长处理。推荐热处理制度按本标准表7，根据需方要求，经供需双方协议，也可按其他状态交货。 | | | | | 钢管应采用热轧（挤压、扩）和冷拔（轧）无缝方法制造，需方指定某一制造方法时，应在合同中注明。钢管按本标准表4规定的热处理制度进行热处理后交货。 | -40～600℃，10～32MPa的化工设备和管道用。 | | | | 采用热扎钢带做管坯，经常温螺旋成型，螺旋缝采用自动埋弧焊法焊接，内外埋弧焊缝各不少于一道。 | | | | | | |
注：当热轧15MoG 、20MoG 、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG钢管的终轧温度符合规定的正火温度时，可以热轧代替正火。ASTM A358 高温用电熔焊奥氏体铬镍合金钢管ASTM A691高温高压用碳钢和合金钢电熔焊制钢管 一个项目配管材料的设计首先要确定选用的管道材料标准和尺寸标准；国内配管最常用的材料标准是美国ASTM标准及国标GB标准；最常用的尺寸标准是英制管（国际通用系列）和公制管（国内沿用系列）。英制管常用的尺寸标准有ASME B36.10M、ASME B36.19M；HG20553 Ⅰ系列、SH3405、GB17395公制管（ 国内沿用系列淘汰系列 ）最常用的尺寸标准有HG20553Ⅱ系列。只有管道标准确定后，其它的阀门、管件、紧固件标准才能确定。管子标准和材质的选择是管道组成件选择的基础，管道材质则根据流体介质工况选择。常用的国内金属管道标准见表9。输送极度危害介质、高度危害介质（补充说明见GB5044）、可燃介质或压力温度参数较高或承受机械振动、压力脉动及温度剧烈变化的管道，宜选用无缝钢管。碳钢、低合金钢无缝钢管应符合现行《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163、《低中压锅炉用无缝钢管》GB 3087、《高压锅炉用无缝钢管》GB 5310、《石油裂化用无缝钢管》GB 9948、《化肥设备用高压无缝钢管》GB 6479，不锈钢无缝钢管应符合现行《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T 14976的规定。除产品标准明确规定，并经设计确认可用于压力、温度参数较高或特定条件外，焊接钢管宜按下列规定选用：(1) 锻焊（炉焊）直缝钢管主要用于水、空气系统，且设计温度为0～100℃，设计压力不超过1.0MPa。《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091规定；(2) 电阻焊碳钢直缝钢管，宜用于设计温度不超过200℃的无毒介质管道；(3) 螺旋缝埋弧焊钢管主要用于设计温度不超过300℃的非极度、高度危害介质管道；(4) 电弧焊直缝钢管的使用温度，碳钢不宜超过425℃，奥氏体不锈钢不宜超过600℃；(5) 焊接钢管应符合《石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第1部分 A 级钢管》GB/T9711.1的要求。根据操作介质的性质、操作条件以及用途来确定管件的种类。弯头、三通、异径管、管帽等管件的材质、锻造管件的压力等级及对焊管件外径和壁厚应与所连接管道一致或相当，并符合下列要求：应符合现行《钢制对焊无缝管件》SH 3408、GB/T 12459、HG/T 21635和SY/T 0510等标准的规定。应符合现行《钢板制对焊管件》SH 3409、GB/T 13401和HG/T 21631等标准的规定。应符合现行《锻钢制承插焊管件》SH 3410、GB/T 14383和HG/T 21634等标准的规定;《锻钢制螺纹管件》应符合现行GB/T 14626等标准的规定。弯头宜选用长半径弯头（R=1.5DN）,当采用短半径弯头（R=1.0DN）时,其最高工作压力不宜超过同规格半径弯头的0.8倍。斜接弯头的弯曲半径，不宜小于其公称直径的1.5倍；斜接角度大于45°的斜接弯头,不应用于有毒、可燃介质管道或可能承受由于机械振动、压力脉动及温度变化产生交变荷载的部位。管道法兰应按公称压力选用，法兰的压力——温度等级表示公称压力与某温度下最大工作压力的关系。如果将工作压力等于公称压力时的温度定义为基准温度，不同的材料所选定的基准温度也不同。每个国家均有各自的管路附件压力——温度等级表，因各国标准对各种材料所定的基准温度不同，所以相同公称压力值的法兰，在同一温度下的工作压力也就不同。不同国家或不同体系标准的公称压力值原则上不能用简单的单位换算来套用，应严格根据不同国家或不同体系标准的压力——温度等级表确定法兰的公称压力。最常用的国内管法兰标准：石化行业标准《石油化工钢制管法兰》SH 3406、国家标准《钢制管法兰》GB/T 9112～ 9124、化工行业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG 20592～20635、机械行业标准《管路法兰及垫片》JB/T 74～90。其中国标GB/T 9112～ 9124和化工行业标准HG 20592～20635分为美洲体系和欧洲体系、石化行业标准SH 3406为美洲体系。最常用的美国管法兰标准：《钢制管法兰和法兰管件》ASME B16.5，《大直径钢法兰》B16.47 。国内管法兰标准管子外径系列有国际通用系列—英制管； 国内沿用系列—公制管（淘汰），不同材料在工作温度下的允许工作压力在管法兰标准的压力温度等级表中给出。法兰和管子的连接方式有平焊－SO、对焊－WN、承插焊－SW、螺纹－PT、松套－LJ五种型式。法兰密封面型式有全平面－FF、突面－RF、凹凸面－MF、榫槽面－TG、环连接面－RJ/RTJ12等型式。② 承插焊法兰不得使用在可能发生间隙腐蚀或严重腐蚀处。③ 在可能发生间隙腐蚀、严重腐蚀条件下，不得采用螺纹法兰。⑤ 当法兰尺寸相同而压力等级不同的法兰相连接时，其使用条件应以较低等级法兰为准。法兰密封面面光洁度即法兰密封面表面粗糙度。垫片越硬，密封面粗糙度应越小.各种垫片对密封面粗糙度的要求见法兰标准。以标准法兰盖作异径法兰时，开口直径不应大于表11规定。(1) 应能保证垫片达到初始密封条件，并在整个操作过程中保持垫片的密封性；(2) 应根据法兰连接的设计条件和选用的垫片种类决定；(3) 六角头螺栓宜用于PN≤2.0MPa的法兰连接；PN＞2.0MPa或在高温条件下应采用全螺纹螺柱或等长双头螺柱。(4) 屈服强度不超过235MPa的低强度紧固件，仅使用于PN＜2.0MPa非金属垫片的法兰连接，并不得用于剧烈循环操作工况，碳钢低强度紧固件工作使用范围为-20℃～-200℃。(5) 国内管法兰连接用紧固件标准基本上有下列三类：a. 《钢制管法兰用紧固件》HG 20613（欧洲体系）b. 《钢制管法兰用紧固件》HG 20634（美洲体系） 在管道设计中，有许多设计单位经常直接采用下列通用的紧固件国家标准：b. 《六角头螺栓-全螺纹-C级》GB/T 5781；常用法兰垫片按其构成材料分为非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。非金属垫片亦称软垫片，主要包括石棉橡胶板垫片，聚四氟乙烯包覆垫片等。垫片型式多为平垫，使用压力不高，不宜高于5.0MPa。使用温度则取决于垫片的材料。半金属垫片由金属和非金属两种材料共同组合而成，主要包括缠绕式垫片和金属包覆垫片等。此种垫片密封性能好，耐压性能好。缠绕式垫片最高可用于25.0MPa和600℃的苛刻条件。金属垫片为金属（或合金）材料经机械加工制成。垫片型式有平垫、椭圆型垫和八角垫等。金属垫的材料根据介质的腐蚀性质和温度选取，具体有软铁、合金钢、铜、铝等。一般用于高压情况，使用温度则根据选用的材料而定。(1) 垫片选用应根据垫片的密封性能、操作压力、操作温度、工作介质特性及密封要求等因素确定。② 不污染被密封介质、不腐蚀密封表面、耐工作介质腐蚀；石棉橡胶垫片是最常用的非金属垫片，用于温度、压力不高且波动较小的水、蒸汽、空气及其他惰性气体等介质。最高工作温度应根据垫片所使用的石棉橡胶板牌号决定，最低使用温度不应低于-50℃。石棉橡胶板应符合《石棉橡胶板》GB 3985的规定，选用时应注明其牌号。耐油石棉橡胶板应符合《耐油石棉橡胶板》GB 539的规定。介质为环氧乙烷时，不得采用含石棉的垫片；真空下操作时，不允许使用石棉橡胶板垫片；在介质不允许微量纤维混入场合，如航空汽油或航空煤油等，不应选用石棉橡胶板和其它纤维性质垫片。由于石棉致癌，欧州和美国法规禁用石棉制品。垫片应符合现行石化行业标准《管法兰用石棉橡胶板垫片》SH 3401、化工行业标准《钢制管法兰用非金属平垫片》HG 20606（欧洲体系）、HG 20627（美洲体系）和机械行业标准《管路法兰用石棉橡胶板垫片》JB/T 87等或与其相当标准的规定。① 柔性石墨复合垫片的最高工作压力为10.0MPa。最高工作温度取决于金属芯板材料。根据芯板材料材料不同，可在-196℃～650℃之间选用。柔性石墨复合垫片适用于水、油品、溶剂、酸、碱、氢气、油气、高温烟气、蒸汽等各种强腐蚀性、渗透性介质。② 垫片应符合现行化工行业标准《钢制管法兰用柔性石墨复合垫片》HG 20608（欧洲体系）、HG 20629（美洲体系）等或与其相当标准的规定。① 聚四氟乙烯包覆垫片适用于耐腐蚀、防粘结和要求清洁高的管道，其最高公称压力不应超过5.0MPa，最高工作温度为150℃。② 垫片应符合现行石化行业标准《管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》SH 3402、化工行业标准《钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》HG 20607（欧洲体系）和HG 20628（美洲体系）① 缠绕式垫片适用于剧毒、可燃介质或温度高、温差大、受机械振动或压力脉动的管道。d. 公称压力等于或大于15.0Mpa、选用聚四氟乙烯缠绕垫及用于真空介质的凸台面法兰应采用带内外环型缠绕式垫片。③ 垫片应符合现行石化行业标准《管法兰用缠绕式垫片》SH 3407、化工行业标准《钢制管法兰用缠绕式垫片》HG 20610（欧洲体系）、HG 20631（美洲体系）和机械行业标准《管路法兰用缠绕式垫片》JB/T 90等或与其相当标准的规定。① 金属齿形组合垫兼有软垫片的压紧比压小和金属垫片的强度、弹性好等优点，在具有同样的密封效果时，螺栓荷载较小，适用于中、高压及高温管道法兰密封； 注：① 用于氧化性介质时，最高使用温度为450℃。 ② 垫片应符合现行化工行业标准《钢制管法兰用齿形组合垫》HG 20611（欧洲体系）和HG 20632（美洲体系）等或与其相当标准的规定。① 金属环垫适用于高温、高压管道，根据所用材料不同使用的最高温度见表10-7-13；② 垫片应符合现行石化行业标准《管法兰用金属环垫》SH 3403、化工行业标准《钢制管法兰用金属环垫》HG 20612（欧洲体系）、HG 20633（美洲体系）和机械行业标准《管路法兰用金属环垫》JB/T 89等或与其相当标准的规定；③ 金属环垫材料硬度值应比法兰材料硬度值低30～40HB。① 金属包覆垫片密封性能好，适用于较高温度介质。金属包覆垫片可制成形状复杂的垫片。使用较广泛的是平形金属包覆垫片；③ 垫片应符合现行化工行业标准《钢制管法兰用金属包覆垫片》HG 20609（欧洲体系）、和HG 20630（美洲体系）等或与其相当标准的规定。（四）阀门 阀门是炼油化工管道系统中的重要组成部件，在石油加工过程中起着重要作用。其主要功能是：接通和截断介质；防止介质倒流；调节介质压力、流量；、分配介质等。 1、阀门的选用 阀门的选用主要从装置无故障操作和经济两方面考虑。一般要考虑下述原则： (1) 输送流体的性质 阀门是用于控制流体的，而流体的性质有多样性，如流动状态为：气体、液体、蒸汽等，有的流体还带有固颗粒、粉尘、腐蚀性、易燃、爆炸、有毒等特性。因此在选用阀门时，先要了解流体的性质。选用阀门时还应考虑阀门的使用功能。阀门是否用于切断、防止介质倒流、调节介质压力或流量、分配介质等条件？若只是切断用，则还需要考虑有无快速启闭的要求；阀门是否有零泄漏要求等？每种阀门都有它的特性和适用场合，应根据功能要求选用合适的阀门。根据流体的流量和允许的压力损失来决定阀门的尺寸。一般应与工艺管道的尺寸一致。管道流体的压力损失有相当一部分是由阀门所造成。有些阀门结构的阻力大，而有些阻力小；但各种阀门都有其固有的功能特性，选用时要适当考虑。 应根据阀门的工作温度和压力来决定阀门的材质和压力等级。 阀门的使用温度、压力等级和流体特性确定后，应选择合适的材质。阀门的不同部位可能由不同材料制造，例如阀体、阀瓣、阀座等，应选择合适、经济、耐用的材料。阀门驱动方式有手动、齿轮传动、气动、液压、电动等。使用驱动装置的目的是使阀门的操作省力方便﹑迅速可靠﹐或实现自动控制和遥控。应选择合适、经济、方便操作的阀门驱动方式。阀门类型的选择一般应根据介质的性质、操作条件及其对阀门的要求等因素确定。目前炼油化工生产用阀门，国际上最常用的标准有美国的ASME、API、BS、MSS和我国国标GB标准。国内较大生产厂家都可按以上标准生产各种类型的阀门以满足炼油化工生产的需要。闸阀的闸板由阀杆带动，沿阀座密封面作升降运动，可接通或截断流体的通路。闸阀流动阻力小，启闭省力，广泛用于各种介质管道的启闭。当闸阀部分开启时，在闸板背面产生涡流，易引起闸板的冲蚀和振动，阀座的密封面也易损坏，故一般不作为节流用。截止阀和节流阀都是向下闭合式阀门，阀瓣由阀杆带动，沿阀座中心线做升降运动。截止阀和节流阀结构基本相同，只是阀瓣形状有所不同，截止阀的阀瓣是盘形；节流阀的阀瓣多为圆锥形，可以改变流道截面积，以调节流量和压力。止回阀用于自动防止管道内的流体逆向流动，介质顺流时阀瓣自动开启，逆流时阀瓣自动关闭。根据结构不同，止回阀可分为升降式止回阀、旋启式止回阀、蝶式，双板升降式止回阀应安装在水平管道上，除非阀门带有合适的复位机构。旋启式止回阀一般安装在水平管道上。安装在垂直管道上时，流体必须是向上流动。安装止回阀时，应注意介质流动方向与止回阀上的箭头方向一致。球阀的阀瓣为一中间有通道的球体、球体绕自身轴线作90℃旋转，达到启闭目的。有快速启闭的特点，流体阻力最小。根据球体结构不同。可分为浮动球和固定球两种，阀座有软密封和硬密封两种。对可燃、易爆介质用软密封球阀，要求具有火灾安全结构和防静电结构。蝶阀是采用圆盘式启闭件，圆盘状阀瓣固定于阀杆上。阀杆旋转90℃即可完成启闭作用，操作简单。当阀瓣开启角度在20～75℃之间时，流量与开启角度线性关系，这就是蝶阀的节流特性。因而在许多场合蝶阀取代了截止阀和自控系统的调节阀，特别是在大流量调节场合下。蝶阀是由阀体、密封圈、圆盘、阀杆组成。按其结构分为中心对称圆盘、偏置圆盘、斜置圆盘和杠杆式四种型式。密封圈按其采用的材料不同，又分为硬密封和软密封。(1) 除工艺技术另有规定外，工艺物料及有毒、可燃介质管道用阀门，应选用石油化工钢制通用阀门及API阀门。阀门的基本要求应符合表15、16所列阀门标准的规定；(2) 用于工艺物料及极度、高度危害介质和可燃介质管道的球阀、旋塞阀及其他通用结构的特种阀门，应具有防火，防静电结构；(3) 具有软质密封的阀门，其密封件的压力温度参数应符合管道设计参数要求；(4) 对于低温系统阀门（止回阀除外），应选用加长阀盖结构；(5) 对于低温系统的弹性闸板闸阀，应在其进口侧的阀盘上开一排气孔；(6) 带螺纹阀盖的阀门，不应用于极度危害介质、高度危害介质和液化烃管道。(7) 对夹式止回阀不得用于往复式设备或其它苛刻条件。14'以上的对夹式止回阀，在管道布置时应考虑阀瓣开启时所需要的足够的空间。(8) 氧气阀门必须脱脂处理。氧气管道不应使用快开、快闭型阀门。阀内垫片及填料不应采用易脱落碎屑、纤维的材料或可燃的材料制成。 | | | | | | |
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| | 石油和天然气工业用DN100及以下钢制闸阀、截止阀和止回阀 | | | |
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| | 石油、石油化工和有关工业用50mm及以下尺寸的钢制楔形闸阀、截止阀和止回阀规定 | | | |
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管道特殊件包括安全阀、减压阀、疏水阀、视镜、阻火器、过滤器、防雨帽等。可按国家标准选用，或按制造厂样本选用。常用的管道特殊件有：安全阀是一种自动阀门，它不借助任何外力而是利用介质本身的压力来排出一定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，阀门再自行关闭阻止介质继续流出。按国家标准《安全阀的一般要求》分类，安全阀分为直接载荷式、带动力辅助装置式、先导式等。蒸汽疏水阀（简称疏水阀）的作用是自动的排除加热设备或蒸汽管道中的蒸汽凝结水及空气等不凝气体，且不漏出蒸汽。由于疏水阀具有阻气排水的作用，可使蒸汽加热设备均匀给热，充分利用蒸汽潜热提高热效率；并可防止凝结水对设备的腐蚀，又可以防止蒸汽管道中发生水锤、震动、结冰涨裂等现象。 根据疏水阀的动作原理分类，通常分为机械型、热静力型和热动力型三大类。此外还有特殊型疏水阀。常用的疏水阀有：倒吊桶式疏水阀、浮球式疏水阀、双金属片疏水阀和圆盘式疏水阀。视镜是安装在设备上或管道上，用以观察管道上液体的流动情况。常用的型式有直通视镜、玻璃管视镜等。阻火器是用来阻止可燃气体、易燃液体蒸气火焰蔓延和防止回火而引起爆炸的安全设施。阻火器分管道用阻火器和罐用阻火器。现行标准有《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收》SH/T 3413。过滤器是除掉流体中固体杂质的设施，用以保护主要设备的正常运转。一般设置在润滑油进入设备之前；燃料油进入喷嘴之前；原料油或密封油进入泵之前的各类管道上。过滤器按使用要求可分为永久性过滤器和临时过滤器。永久性过滤器包括Y型过滤器、T型过滤器和篮式过滤器等。临时过滤器常用的有锥形过滤器，临时过滤器仅在开工试运时使用.过滤器标准有《石油化工泵用过滤器选用、检验及验收》SH/T 3411和《化工管道过滤器》HGJ 532。 过滤器设计时，均按接管尺寸考虑了相应的过滤面积，一般可直接根据工艺管径选用，当常用的过滤面积不能满足工艺要求时，可更换滤网规格或选用加长型过滤器。(1) 根据介质特性考虑管材对介质的耐受性，即介质的腐蚀性、浓度、氧化性、溶剂性等特性对管材的影响；(2) 根据管道使用参数选择管材，即工作温度、工作压力、环境温度等选用管材；(3) 根据有关非金属材料标准、样本、手册和实验数据加以选择。应向供货商索取其产品的技术性能参数。非金属管有聚氯乙烯管（PVC管）、聚乙烯管（PE管）、聚丙烯管（PP管）、增强聚丙烯管（FRPP管）、玻璃钢管（FRP管）、聚氯乙烯/玻璃钢复合管（PVC/FRP复合管）、聚丙烯/玻璃钢复合管（PP/FRP复合管）和不透性石墨管等。常用的非金属管有：聚氯乙烯管具有优异的耐腐蚀性，机械加工和力学性能，是防腐蚀领域中用得最多的塑料之一。聚氯乙烯分为硬材、软材（加有一定量增塑剂）及抗冲击型（加有合成橡胶或ABS）三个品种，后两种耐腐蚀性较差些。聚氯乙烯管适用于温度-15～60℃，低于下限温度时易开裂，高于上限温度时软化。硬聚氯乙烯的热变形温度为73.8℃，硬聚氯乙烯线膨胀系数较大，约为钢的7倍，而弹性模量较小。PVC管按使用压力等级分为0.5、0.6、1.0、1.6MPa，一般分为轻型管、重型管。它在常温下使用：轻型管≤0.6 MPa，重型管≤1.0 MPa。也可用于真空度小于740mmHg的管道。一般挤压成型的硬聚氯乙烯管，采用承插粘接连接方式的使用压力较高。硬聚氯乙烯管的氯乙烯单体含量及稳定剂中的铅、镉等有毒物质超过标准时，对环境和人体健康有害。现行标准有《化工用硬聚氯乙烯管材》GB/T 4219，选用时可参考。增强聚丙烯管具有较强的耐腐蚀性，具有较优良的抗冲击性，拉伸强度高。能在-20～120℃输送酸、碱和盐类等腐蚀性介质。FRPP管按使用压力等级分为0.6、1.0MPa。现行标准有《增强聚丙烯（FRPP）管和管件》HG 20539，适用于玻璃纤维（含量20±2%）增强聚丙烯（FRPP）的颗粒挤出成型的管子和模压成型的管件，选用时可参考。玻璃钢管是将浸有树脂基体的纤维增强材料，按照特定的工艺参数逐层缠到芯模上并进行固化而成的。管壁是一种层状结构。一般通过改变树脂或采用不同的增强材料，调整玻璃钢的各项物理、化学性能，以适应不同工况的要求。通过改变结构层厚度和缠绕角，以调整管体的承载能力。② 采用双酚A型不饱和聚酯为基材，内衬表面毡，以中碱玻璃纤维织物为骨料。专用于输水（包括海水、淡水、污水、循环冷却水）管道。以不饱和聚酯为基材，以中碱玻璃纤维织物为骨料。专用于通风管道。一般以环氧树脂为基材，内衬有机表面毡形成富树酯的抗渗透层、以中碱玻璃纤维织物为骨料。用于石油化工生产中有腐蚀性介质的管道。采用“F”型改性环氧树脂、优质玻璃纤维表面毡，内衬中碱玻璃纤维织物为骨料，管外涂防老化层，专用于温度≤120℃有严重腐蚀的介质输送管道。衬里管的主要目的是防腐蚀、电绝缘和减少流体阻力。此外尚有防止金属离子的混入和铁污染等目的而采用衬里管道。所谓衬里管道是在光管里面粘敷不同的材料。与此类似的涂塑，通常是将比衬里材料还薄的膜状物附着于光管的内表面，另有外管为钢管内管为塑料管的钢塑复合管，通过冷拔钢管或粘接在一起统称衬里管。在我国石油化工企业常用的衬里管有以下几种，见表17：管件标准应与管材标准配套使用。管件有三通、弯头、异径管箍等。连接方式参考标准或制造厂样本。非金属及衬里阀门有截止阀、球阀、止回阀、蝶阀、旋塞阀、隔膜阀等。常用的连接型式有法兰和焊接两种。(1) 管道材料应根据管道级别、设计温度、设计压力和介质特殊要求等设计参数，以及材料加工工艺性能、焊接性能和经济合理等选用。(2) 标准管道组成件的压力、温度参数，应符合管道设计压力和设计温度的要求。(3) 在设计工况下，非标准管道组成件的计算应力，不应超过管道设计温度下材料的许用应力。(4) 当管道在操作过程中存在压力温度波动时，管道组成件的压力温度允许变动范围，应符合有关标准规范的规定。(5) 压力管道受压元件用钢，应采用平炉、电炉或纯氧顶吹转炉冶炼。钢材的技术要求应符合国家标准、行业标准和有关技术条件的规定。(6) 受压元件以及直接与受压元件焊接的非受压元件用钢材，必须附有钢材生产厂的钢材质量证明书。(7) 采用未形成国家或行业标准的新材料时，应经过相关部门的技术鉴定，并根据设计参数核对材料的各项性能指标。(8) 压力管道受压元件采用国外材料时，应选用国外规范允许使用的材料，其使用范围应符合相应规范的规定，并有该材料的质量证明书。(9) 选择材料时，应考虑不同材料间相互连接或接触，在工艺过程中可能产生的有害影响。(10) 输送腐蚀性介质管道材料应有耐腐蚀能力。除晶间腐蚀和其他局部性腐蚀需按具体情况考虑外，一般可根据介质对金属材料的腐蚀速率选用。管道等级设计需要根据介质性质和特殊性分类。把性质相同、具有同一特殊性的介质分为一类。分类时可从以下几个方面考虑：管道组成件的公称压力是指与其机械强度有关的设计给定压力，它一般表示管道组成件在规定温度下的最大许用工作压力。目前在国内外管道组成件的公称压力已经标准化，各国管道组成件的公称压力虽不相同，但基本上可分为两大系列，即美洲系列和欧洲系列。同一公称压力的管道元件在不同温度下的最大许用工作压力值可由有关标准的压力温度参数表中查出。应根据管道的设计温度和设计压力确定其公称压力。一般金属管子、管件都可以使用法兰的压力——温度额定值表，是指在不同工作温度下所能承受的最大无冲击工作压力，特别是对高温下使用的管道，压力——温度额定值表是设计中及重要参数。无论国标、化标、机标和国外标准的法兰，都有压力——温度额定值表，供设计选用。非金属和衬里管道的压力——温度额定值，必须通过试验或有使用经验才能使用。对于有毒、可燃介质管道的法兰最低公称压力，应符合《石油化工管道设计器材选用通则》SH 3059规定：(1) SHA级管道的公称压力，不宜低于5.0MPa；(2) SHB、SHC级管道的公称压力，不宜低于2.0MPa。管道材料编制说明是设计公司（院）对设计的项目所采用的管道材料的统一规定，对于工程中所用的管道材料从标准、规范、单位、材质、标记、试验、检验等进行说明；对常用管道、管件、阀门、法兰、垫片、螺栓、螺柱（母）的尺寸及公差进行选择并作出规定。管道材料等级索引是针对某个具体项目，将所用项目中的介质按压力、温度和使用的材料分成若干个等级的简要说明。供工艺系统专业、管道设计专业、管道机械（应力）专业、仪表专业使用。管道壁厚表是针对具体等级，将工程中所使用的各种等级管径的管道壁厚进行规定并列出表格。针对每个等级，将支管从主管上引出所采用的根部管道元件进行了规定。编制要求如下：(2) DN50以下的主管，其支管连接一般宜优先选用三通（承插焊、螺纹、对焊）；(3) DN50以上的主管，DN50以下的支管宜优先选用半管接头或支管台；(4) 设计压力大于6.3Mpa时，DN50以上的支管宜优先选用三通或支管台。(5) 焊接支管连接的补强应按照GB50316、SH3059或ASME B31.3 设计。国内现行的阀门型号表示方法，对阀杆及内件材料、填料种类、中法兰垫片种类、中法兰紧固件材料种类等均无规定，不能确切说明阀门规格。管道材料等级表是管道材料控制专业为工程设计编制的文件，是具有指导性的管道设计基础文件。(1) 应由项目经理和管道材料控制专业设计人员与用户协商并确认该项目管道组成件采用的标准——国家标准、行业标准或国外标准；(3) 系统专业提出的条件：管道仪表流程图（PID）、管道特性表、设备一览表；(1) 选用的管子和管道组成件必须是符合国家现行标准、国际现行标准或企业标准。(2) 选用的管道组成件等，在同一等级中必须相互匹配，其材料必须满足工艺流体操作条件。(3) 选用的管子和组成件应经济、实用。当选用较昂贵材料时，应做材料的经济比较。(4) 管道材料等级表一般应包括用户名称、装置名称、工程号；(6) 管道材料等级表中应注明该等级的使用范围（温度、压力、介质）。注：LIB、N1B、PIB、M1B、N2B等级代号见HG/T 20646.2-1999《化工装置管道材料设计工程规定》中管道材料等级代号规定。
| PIPING MATERIAL SPECIFICATION | | |
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名称 公称直径 材料 制造 端部 壁厚 标准号 备注ITEM NOM.SIZE MATERIAL PRODUCT END WALL THICK REF.NO NOTE| 管子 PIPE 15～40 0Cr17Ni14Mo2Ti SMLS PE （1） GB/T14974 50～300 0Cr17Ni14Mo2Ti EFW BE （1） GB/T12771 |
弯头、异径管、三通、管帽 ELBOW，REDUCER，TEE，CAP 15～40 0Cr17Ni14Mo2Ti FORGE SW CL.3000 GB/T14383 15～300 0Cr17Ni14Mo2Ti SMLS BW （1）GB/T12459 15～40 0Cr17Ni14Mo2Ti FORGE SW CL.3000 GB/T14383 15～40 0Cr17Ni14Mo2Ti FORGE SW CL.3000 GB/T14383 15～25 0Cr17Ni14Mo2Ti SMLS TE L=100mm 15～25 0Cr17Ni14Mo2Ti SMLS TE L=75mm| 名称 公称直径 材料 等级 类型-密封面 厚度 标准号 备注ITEM NOM.SIZE MATERIAL CLASS TYPE-FACE THK. REF.NO NOTE | | 15～40 0Cr17Ni14Mo2Ti 2.5 SW-RF HG20597 50～300 0Cr17Ni14Mo2Ti 2.5 SO-RF HG20594 15～300 0Cr17Ni14Mo2Ti2.5 RF HG20601 |
15～300 PTFE包覆垫 2.5 RF 3.0mm HG20609 15～300 35CrMoA(调质)/2.5 S.B/HEX.NUT HG20613 35CrMoA(调质)
| PIPING MATERIAL SPECIFICATION | | |
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| 名称 公称直径 阀体/阀芯 等级 端部 类型 阀号 标准号 备注ITEM NOM.SIZE BODY/TRIM CLASS END TYPE VALVE NO. REF.NO NOTE |
50～300 CF8M/316 2.5 RF BB.OS&Y 15～200 CF8M/316+PTFE 2.5 RF FULL 15～40 CF8M/316 2.5 RF BC.LIFT 50～300 CF8M/316 2.5 RF C.SWNG
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