《压力管道技术》 第五章 管道元件应用

管道工程工艺标准规范做法相关

编制:

审核:

批准:

二零XX年XX月XX日

压力管道技术

目录

第一章绪论..................................................................1

第一节压力管道的特点...................................................1

一、压力管道的定义及分类...............................................1

二、压力管道的特点.....................................................2

第二节压力管道的研究范畴...............................................3

一、设计................................................................3

二、制造................................................................7

三、安装................................................................7

四、应用（运行）.......................................................8

第三节压力管道的基本要求...............................................8

一、安全性..............................................................9

二、经济性..............................................................9

第二章应用标准体系.........................................................11

第一节国际上常用的标准体系.............................................11

一、德国及前苏联应用标准体系...........................................11

二、美国及日本应用标准体系.............................................12

三、国际标准化组织的应用标准体系.......................................14

四、英国及法国应用标准体系.............................................14

第二节国内常用的标准体系...............................................15

一、石化行业应用标准体系...............................................15

二、化工行业应用标准体系...............................................16

三、机械行业应用标准体系...............................................17

四、中国国家应用标准体系...............................................17

第三节常用压力管道应用标准配伍表.......................................19

附录F2—1常用的管子标准及其外径尺寸对比..............................21

第三章材料..................................................................22

第一节金属材料基本知识（一）...........................................22

一、金属的微观结构.....................................................22

二、金属材料的基本性能.................................................28

三、温度对金属材料性能的影响...........................................30

四、常见元素对金属材料性能的影响.......................................32

第二节常用金属材料.....................................................36

一、常用黑色金属材料...................................................37

二、常用有色金属材料...................................................43

第三节石油化工生产过程中常见的腐蚀环境................................44

一、常见的腐蚀类型及定义...............................................44

二、常见的几种腐蚀介质.................................................48

三、常见的几种腐蚀环境.................................................52

第四节压力管道常用金属材料的基本限制条件..............................54

一、一般限制条件.......................................................54

二、常用材料的应用限制.................................................56

三、其它方面对材料的限制...............................................57

第五节常用非金属材料...................................................58

一、常用工程塑料及其衬里管.............................................59

二、常用橡胶衬里管子...................................................62

三、其它非金属及其衬里管子.............................................63

四、非金属材料及其衬里的设计与施工.....................................63

附录F3-1常用金属材料的物理参数.......................................66

第四章管道压力等级..........................................................69

第一节设计条件..........................................................69

一、设计压力............................................................69

二、设计温度............................................................70

第二节影响管道压力等级确定的因素.......................................71

一、影响公称压力等级确定的因素.........................................71

二、影响壁厚等级确定的因素.............................................71

第三节压力等级的确定方法...............................................74

一、管道压力等级确定的原则.............................................74

二、公称压力等级的确定方法.............................................75

三、壁厚等级的确定方法.................................................76

第四节特殊管道元件的强度设计...........................................77

一、法兰强度设计........................................................77

二、常用非标准管件的壁厚确定...........................................84

三、管道的开孔补强......................................................86

附录F4-1常用垫片的比压力y和垫片系数m........................................................90

附录F4—2盲板或平盖封头的计算直径和结构特征参数......................91

第五章管道元件应用..........................................................92

第一节管子..............................................................92

一、焊接钢管............................................................92

二、无缝钢管............................................................93

三、复合管和衬里管......................................................95

四、其它类管子..........................................................95

第二节管件..............................................................96

一、连接型式............................................................96

二、对焊管件............................................................97

三、承插焊和螺纹连接管件...............................................98

四、其它管件............................................................100

第三节法兰及紧固件......................................................101

一、法兰................................................................101

二、螺栓/螺母...........................................................102

三、垫片................................................................102

四、盲板、8字盲板、限流孔板和混合孔板................................103

第四节阀门及其它管道设备.................................................104

一、对阀门的一般要求...................................................104

二、闸阀、截止阀、止回阀...............................................107

三、蝶阀、球阀、疏水阀.................................................107

四、仪表调节阀和安全阀.................................................108

五、其它管道设备........................................................108

第六章管系静应力分析........................................................110

第一节静力分析的基础知识...............................................110

一、基本概念............................................................110

二、管道元件变形的几种基本型式.........................................112

三、强度理论............................................................118

四、强度分析............................................................124

第二节管系静应力的计算与评定...........................................128

一、管系静应力分析的目的及任务.........................................129

二、管系静应力的分析方法...............................................130

三、ANSI简单判断法...................................................131

四、CAESARII详细应力分析法...........................................132

第三节管系的热胀及柔性设计..............................................140

一、热膨胀的概念........................................................141

二、管系柔性的概念......................................................143

三、影响管系柔性的因素..................................................144

四、管系的柔性设计......................................................145

附录F6—1常用管件的应力增强系数和柔性系数.............................149

第七章管系动应力分析........................................................151

第一节机械振动理论......................................................151

一、基本概念............................................................151

二、机械振动研究的目的和方法............................................152

三、机械振动理论........................................................152

第二节往复压缩机管道的振动分析与设计...................................158

一、第一振系的分析与设计................................................159

二、第二振系的分析与设计................................................160

三、第三振系的分析与设计................................................163

四、第五振系的分析与设计................................................166

五、管道振动设计的其它问题..............................................167

第三节其它常见的管道振动设计............................................168

一、两相流介质呈柱塞流时引起的管道振动分析及设计.......................168

二、水锤引起的管道振动分析及设计.......................................168

三、介质涡流引起的管道振动分析及设计...................................169

四、转动机械动不平衡引起的管道振动分析及设计...........................169

五、风载荷引起的管道振动分析及设计.....................................169

六、地震载荷引起的管道振动分析及设计...................................169

第四节管道的低循环疲劳破坏及设计.......................................170

一、基本概念............................................................170

二、低循环疲劳的分析与计算..............................................172

三、低循环疲劳设计时应注意的问题.......................................174

附录F7—1常见材料的设计疲劳曲线.......................................175

第八章管道支撑..............................................................179

第一节概述...............................................................179

一、管道支吊架的分类....................................................179

二、支吊架的结构组■成....................................................181

第二节支吊架的型式选用..................................................183

一、一般选用原则........................................................183

二、常用支吊架型式及其选用..............................................184

三、弹簧支吊架..........................................................192

第三节支吊架的位置确定..................................................197

一、支吊架位置确定的原则................................................197

二、管道允许跨距的确定..................................................199

第四节支吊架的载荷计算及强度设计.......................................202

一、载荷的分类及计算....................................................202

二、管道支撑件的强度设计................................................206

第九章采购与制造............................................................209

第一节金属材料的基本知识（二）.........................................209

一、冶炼方法及其对材料性能的影响.......................................209

二、加工变形及其对材料性能的影响.......................................211

三、热处理及其对材料性能的影响.........................................213

第二节检测技术..........................................................219

一、化学成分分析........................................................219

二、机械性能试验........................................................220

三、耐腐蚀性试验........................................................222

四、宏观组织检验........................................................223

五、微观组织检验........................................................226

六、无损检测............................................................227

第三节管道及其元件的常用制造方法.......................................231

一、铸造................................................................231

二、压力变形加工........................................................234

第四节管道元件的采购和技术要求.........................................237

一、编写询标技术文件....................................................237

二、参加技术谈判........................................................238

三、编写订货技术文件....................................................240

四、中间技术资料确认....................................................241

附录F9-1常用的检查试验标准...........................................242

附录F9—2布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度对照表...........................243

第十章施工安装..............................................................244

第一节金属焊接的基本知识（一）.........................................244

一、金属焊接的分类......................................................244

二、电弧焊接过程的金属理论..............................................247

三、焊接接头缺陷........................................................251

四、焊接接头的检查与试验................................................254

第二节金属焊接的基本知识（二）.........................................256

一、焊接技术............................................................256

二、常用材料的焊接......................................................261

第三节常用压力管道施工规范介绍.........................................264

一、适用范围及管道分类..................................................264

二、管道及其元件安装前的检查...........................................265

三、管道的焊接与检验....................................................266

四、管道的压力及密封试验................................................268

第四节设计人员在施工中的任务...........................................270

一、设计文件的技术交底..................................................270

二、处理施工中与设计有关的技术问题.....................................271

二、一些常见的施工问题..................................................271

附录F10—1常用管道焊接坡口型式及尺寸.................................274

附录F10-1常用管道施工标准...........................................276

第十一章运行使用............................................................277

第一节运行前的检查......................................................277

一、竣工文件检查........................................................277

二、现场检查............................................................281

三、建档、标识及数据采集................................................283

第二节运行中的检查和监测................................................285

一、运行初期检查........................................................285

二、巡线检查及在线监测..................................................287

三、末期检查及寿命评估..................................................287

第三节压力管道事故的呈报及分析.........................................289

一、压力管道事故的呈报..................................................289

二、压力管遒事故的分析..................................................289

三、工程引例............................................................291

第五章管道元件应用

压力管道的管子及其元件的选用包括应用标准、材料标准、结构形式、连接形式等内容的选定，它是管道压力等级

内容的延伸。前面几章已经就压力管道应用标准体系、材料的选用以及管道压力等级的确定进行了论述，本章将就压力

管道及其元件的型式选用、材料标准的选用以及相关的问题进行介绍。为了简化内容，突出重点，就以SH标准体系为

例，以石油化工生产装置常用的压力管道及其元件为主进行介绍。

第一节管子

管子是压力管道中应用最普遍、用量最大的元件，它的重量占整个压力管道的近2/3,而投资则占近3/5。因此，

管子选用的好与坏、是否经济合理，直接影响着石油化工生产装置的生产安全和基建投资费用。管子的应用标准（是“

大外径系列”还是“小外径系列“）又是决定压力管道其它元件应用标准的基础。例如，如果选用“小外径系列”管子

的应用标准，它只能与JB法兰或HG法兰相配，而阀门则必须用JB系列阀门，否则，各管道元件之间是无法连接的。

前文已经讲到，SH标准体系中的管子应用标准属于“大外径系列“，它与ANSI、IS。以及GB标准均能配套使用，同

时又能与API阀门配套使用，因此代表着目前管子应用标准的潮流。

需要说明的是，在我国的钢管制造标准中，有结构用钢管和流体输送用钢管之分。结构用钢管主要用于一般金属结

构如桥梁、钢构架等，它只要求保证强度与刚度，而对钢管的严密性不作要求。流体输送用钢管主要用于带有压力的流

体输送，它除了要保证有符合相应要求的强度与刚度外，还要求保证密闭性，即钢管在出厂前要求逐根进行水压试验。

对压力管道来说，它输送的介质常常是易燃、易爆、有毒、有温度、有压力的介质，故应当采用流体输送用钢管。在实

际的工程设计、采购和施工中，经常发现用结构用钢管代替流体输送用钢管的现象，这是不允许的。

一、焊接钢管

在目前的石油化工生产装置中，大量使用的是无缝钢管，而焊接管子仅在一些介质条件比较低或者因管子直径比较

大而无无缝钢管供货的情况下才使用焊接钢管，这是因为焊接钢管质量比较差的缘故。随着现代工业生产技术的发展，

焊接钢管的生产技术水平和质量在不断提高，其应用范围也在不断扩大。焊接钢管与无^钢管相比，其价格便宜，材料

利用率高，尺寸偏差小，设备投资也较少，尤其是在大直径（DN》600）钢管生产上，无缝钢管的生产已比较困难。因

此，目前新建或改建的石油化工生产装置中，焊接钢管应用的越来越多，尤其对一些不锈钢钢管应用较多的生产装置，

采用焊接钢管代替无缝钢管，投资可以节省近1/4,这对工程建设者来说无疑是一个较大的吸引力。

目前，常用的焊接钢管根据其生产时采用的焊接工艺不同可以分为连续炉焊（锻焊）钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢

管三种。

1.连续炉焊（锻焊）钢管

连续炉焊（锻焊）钢管是在加热炉内对钢带进行加热，然后对已成型的边缘采用机械加压方法使其焊接在一起而形

成的具有一条直缝的钢管。其特点是生产效率高，生产成本低，但焊接接头冶金结合不完全，焊缝质量差，综合机械性

能差。目前炉焊管在压力管道中仅用于水和压缩空气系统。

GB/T3091《低压流体输送用镀锌焊接钢管》、GB/T3092《低压流体输送用焊接钢管》标准的钢管一般为炉焊钢管

（有时也用电阻焊制造），它们除了流体输送用钢管的必检项目外，只附加了弯曲试验要求，故此类管子的制造、检验

要求是比较低的。它们的规格范围为1/8”〜6”，壁厚有普通级和加厚级两种，材料牌号有Q195A、Q215A.Q235A=

种，适用于设计温度为0℃〜100-C、设计压力不超过0.6MPa的水和压缩空气系统。

当输送介质为仪表用净化压缩空气时，因为仪表驱动芯子孔径比较小，若有较小的固体杂质进入就会引起操作故障

,因此它采用的管子应为符合GB/T3091标准的镀锌管，而且其管道组成件应是螺纹连接而不是焊接。实际上这点是很

难做到的，因为DN》50的管子及其元件均采用螺纹连接是不合适的。通常，将仪表用净化压缩空气输送用的干管（一

般DN250）采用无缝钢管，连接为焊接，而支管（一般DNW40）则采用镀锌管，且支管从干管的上部引出，这样处

理的结果基本上能保证仪表用净化压缩空气的干净度要求。

2电阻焊钢管

电阻焊钢管是通过电阻焊或电感应焊焊接方法生产的、带有一条直焊健的钢管，其特点是生产效率高，自动化程度

高，焊接时不需要焊条和焊药，对母材损伤小，焊后的变形和残余应力也较小。但它的生产设备较复杂，设备投资高，

对焊接接头的表面质量要求也比较高。由于接头处难免有杂质存在，所以接头处的塑性和冲击韧性较低，不宜用于高温

情况下和重要的场合。一般规定电阻焊钢管应使用在不超过200℃的情况下。

常用的电阻焊钢管标准有SY/T5038《普通流体输送用螺旋缝高频焊钢管》等。SY/T5038标准的规格范围为DN150

〜DN500,壁厚从4.0mm〜10.0mm共9种规格，材料牌号有Q195、Q215,Q235三种，适用介质为水、煤气、空气

、采暖蒸汽等普通流体。

3,电弧焊钢管

电瓠焊钢管是通过电弧焊焊接方法生产的钢管，它的特点是焊接接头达到完全的冶金结合，接头的机械性能能够完

全达到或接近母材的机械性能。在经过适当的热处理和无损检查之后，电弧焊直缝钢管的使用条件可以达到无缝钢管的

使用条件而取代无缝钢管。

根据焊缝形状的不同，电弧焊钢管可分为直缝管和螺旋焊健管两种。根据焊接时采取的保护方法不同，电瓠焊钢管

又可分为埋弧焊钢管和熔化极气体保护焊钢管两种。

螺旋缝焊接钢管是在焊接过程中，焊枪与焊缝处于旋转运动和直线运动组合的相对运动中，其焊缝呈螺旋形。与直

健钢管相比，其焊缝线度长，而且焊缝的受力为二维拉应力。故它一般适用于设计温度为0℃〜200℃、设计压力不超

过I.OMPa的无毒介质管道。但螺旋焊畿管的生产可以连续作业，生产效率高，材料利用率高，便于大规模生产。目前

常用的钢管标准有SY/T5037《普通流体输送用螺旋缝埋瓠焊钢管》等。SY/T5037标准的规格范围为DN250〜DN2500

，壁厚从5.0mm〜20.0mm共15种规格，材料牌号有Q195、Q215.Q235三种，适用介质为水、煤气、空气、采暖

蒸汽等普通流体。

直缝电瓠焊钢管常用标准有GB12771《流体输送用不锈钢焊接钢管》、HG50237.1〜4《奥氏体不锈钢焊接钢管》

等。其中，GB12771标准的规格范围为DN6-DN560,壁厚从0.3mm〜14.0mm共29种规格，材料牌号有1Cr18Ni9

,0Cr19Ni9.00Cr19Ni11,0Cr18Ni10Ti.0Cr17Ni12Mo2,00Cr17Ni14Mo2共12种。目前,我国尚无适用于石化装

置上的碳钢和合金钢直缝电瓠焊焊接钢管标准，当设计中用到这类焊接钢管时，设计文件中往往不得不提出许多制造要

求，这是很不方便的。因此，希望国家或行业尽快编制出一个这样的标准，供设计人员和制造商使用。一般情况下，直

缝焊接管不宜用于设计压力大于5QMPa的工况，当其焊缝系数小于1.0时，不宜用于极度或高度危害介质的输送。

二无缝钢管

无"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。

目前，无缝钢管（规格为DN15〜DN600）是石油化工生产装置中应用最多的管子，生产工艺也比较成熟。但对于

大直径（DNN250）、大壁厚（大于SCH100）的管子，国内尚缺乏生产能力，因此，这类管子目前尚需要进口。

1、碳素钢无缝钢管

石油化工生产装置中，常用的碳素钢无舞钢管标准有GB8163、GB9948,GB6479.GB3087.GB5310五种标准

GB8163《流体输送用无健钢管》标准是应用最多的一个钢管制造标准，其制造方法有热轧、冷拔、热扩三种方式

,规格范围为DN6〜DN600,壁厚包括从0.25mm〜75.0mm共66种规格，材料牌号有10、20、09MnV、16Mn共4

种，适用于一般流体的输送。

GB9948《石油裂化用无缝钢管》是一个包括碳素钢、铸锢钢、不锈钢等多种材质的钢管制造标准，制造方法有热

轧、冷拔两种方式。其规格范围为DN6〜DN250,壁厚包括从1.0mm〜20.0mm共16个规格，它包含的碳素钢材料牌

号有10、20共2种。一般情况下，它常用于不宜采用GB8163钢管的场合。

GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》也是一个包括碳素钢、辂钢钢、不锈钢等多种材质的钢管制造标准，制造方

法有热轧、冷拔两种方式。其规格范围为DN8〜DN250,壁厚包括从2.0mm〜40.0mm等多种规格，包含的碳素钢材

料牌号有10、20G、16Mn共3种。一般情况下，它适用于设计温度为一40七〜4000设计压力为10.0MPa〜32.0MPa

的油品、油气介质。

GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》标准的钢管制造方法有热轧、冷拔两种方式，规格范围为DN6〜DN400,壁厚

包括从1.5mm〜26.0mm等多种规格，材料牌号有10、20共两种，适用于低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等介质。

GB5310《高压锅炉用无缝钢管》是一个包括碳素钢、辂铝钢、不锈钢等多种材质的钢管制造标准，制造方法有热

轧、冷拔两种方式。其规格范围为DN15〜DN500,壁厚包括从2.0mm〜70.0mm等多种规格，包含的碳素钢材料牌号

只有20G一种，适用于高压锅炉过热蒸汽介质。

从检查试验角度来讲，一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。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。其中

,GB6479标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。应当说这几种钢管的制造、检验要求是比较严格的。对于

GB3087标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，还要求进行冷弯试验。对于GB8163标准的钢管，除了

流体输送用钢管的一般试验要求外，可根据协议要求进行扩口试验和冷弯试验。这两种管子的制造、检验要求不如前三

种严格。

从制造质量角度来讲，GB8163和GB3087标准的钢管多采用平炉或转炉冶炼，其杂质成分和内部缺陷相对较多。

GB9948标准的钢管多采用电炉冶炼。在一些无缝钢管生产大厂，GB9948标准中虽然没有要求必须进行炉外精炼，但

为了保证它在苛刻条件下的使用质量，均超标准加入了炉外精炼工艺，因此其杂质成分和内部缺陷相对较少。GB6479

和GB5310标准本身就规定了应进行炉外精炼的要求，故其杂质成分和内部缺陷最少，材料质量最高。上述几个钢管标

准的制造质量等级从低到高的顺序依次应是GB8163<GB3087<GB9948<GB5310<GB6479«

从使用角度来讲，一般情况下，GB8163标准的钢管适用于设计温度小于350℃、压力低于lO.OMPa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35（TC或设计压力大于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。这是因为，临氢操作或者有应力腐蚀环境存在时，会因它的内部缺陷对介质有破坏敏感作用而导致管子使用寿命

下降，甚至过早的产生破坏。凡是低温下（小于-20七）使用的碳素钢钢管应采用GB6479标准，这是因为只有它规定

了能满足对材料低温冲击韧性的要求。

GB3087和GB5310标准是专门为锅炉用钢管而设置的标准。《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》的要求，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同材料的价格高近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。

2,铝锢钢和铝铝银钢无缝钢管

石油化工生产装置中，常用的辂铝钢和铝缶银钢无舞钢管标准有GB9948、GB6479、GB5310共三个标准。

GB9948标准包含的辂铝钢材料牌号有12CrMo、15CrMo、1Cr2M0、1Cr5Mo共4种。

GB6479标准包含的帑锢钢材料牌号有12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo共3种。

GB5310标准包含的辂铝钢和辂钳锐钢材料牌号有15MoG、20MoG、12CrMoG,15CrMoG、12Cr2MoG

、12Cr1MoVG共6种。

上述三个标准的质量和使用范围在前面已经谈到。值得注意的是，同是15CrMo材料，按GB5310标准生产的钢管

和按GB9948生产的钢管相比，它们的许用应力值"相差近1/3（前者较高），这实际上是没有道理的，纯粹是两个标准

在制定过程中的沟通和协调不够，因为从制造质量控制上是不应有这么大的差别的。实践证明这两个标准的许用应力都

是可靠的。

注：GB5310标准的许用应力值是按锅炉规范确定的，而GB9948标准的许用应力值是按压力容器规范确定的。

3、不锈钢无缝钢管

石油化工生产装置中，常用的不锈钢无缝钢管标准有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。

GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》标准是一个通用的不锈钢钢管制造标准，其制造方法有热轧、冷拔两种

方式，规格范围为DN6〜DN400,壁厚包括从0.5mm〜15.0mm共33种规格，材料牌号有0Cr18Ni9(TP304')、

00Cr19Ni10(TP304L).0Cr17Ni12Mo2(TP316),00Cr17Ni14Mo2(TP316L).0Cr18Ni10Ti(TP321)、0Cr18Ni11Nb

(TP347).1Cr18Ni9Ti(不推荐使用)、OCr25Ni20(TP310)共19种，适用于一般流体的输送。

GB13296《锅炉、热交换器用不锈钢无健钢管》是一个锅炉和热交换器专用的不锈钢钢管制造标准，制造方法有

热轧、冷拔两种方式。其规格范围为DN6-DN100,壁厚包括从1.2mm〜13.0mm等多种规格，包含的不锈钢材料牌

号有0Cr18Ni9(TP304)、00Cr19Ni10(TP304L).0Cr17Ni12Mo2(TP316),00Cr17Ni14Mo2(TP316L),0Cr18Ni10Ti

(TP321),0Cr18Ni11Nb(TP347),1Cr18Ni9Ti(不推荐使用)、OCr25Ni20(TP310)共25种。

注：括号中的代号为ASTM标准中的对应材料牌号，其它同。

上述不锈钢材料牌号中，超低碳不锈钢(00Cr19Ni10、00Cr17Ni14Mo2)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(0Cr18Ni10TL0Cr18Ni11Nb)用于抗介质的腐蚀。但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

0Cr18Ni10Ti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，而0Cr18Ni11Nb价格较高，因此这类

材料一般用在较重要的场合。0Cr18Ni9和0Cr17Ni12M。2具有一般的抗腐蚀性能，价格便宜，因此广泛用在腐蚀环境

不太恶劣尤其是没有晶间腐蚀的环境中。

三、复合管和衬里管

复合管和衬里管都是通过两种材料复合而成的管子，其接触介质的材料(通常称为复层)为耐腐蚀的不锈钢材料或

非金属材料，而承压部分(通常称为基层)为较便宜的碳素钢材料，常用于特定环境下的耐热、耐磨和抗腐蚀。对于一

些腐蚀性介质，或者对一般管道材料磨损严重的介质，有时用一般金属管满足不了介质环境的要求，有时则是用一般金

属材料或者高级金属材料价格太贵，此时应考虑用复合管或衬里管。常用的复合管主要有以碳素钢为基体内复不锈钢材

料、以辂钢钢为基体内复不锈钢材料两种。而衬里管则根据用途不同有衬塑、衬胶、衬玻璃钢、衬隔热耐磨材料等多种

型式。

1、复合管

讨于小直径管子，常采用无缝钢管内复不锈钢材料，对于大口径管子，则采用复合钢板卷制。目前，对于前者我国

尚没有相应的制造标准，市场上出现的产品的质量也令人担扰，因基体和复层在使用过程中发生剥离而造成的事故时有

报遒，因此这类复合管应不应用在高温环境。后者则有相应的国家标准，设备上已大量采用，有成熟的使用经验。衡量

复合管能否使用的一个很重要指标是看其基层和复层之间的抗剪力值有多少，一般其抗剪力超过200MPa时表示复合良

好

°2,衬塑管

衬塑管一般常用于设计压力比较低(PNW2.0MPa)、设计温度也比较低(受衬里材料的限制，一般在200"C以下)

但介质对金属材料腐蚀严重、或者用金属材料不能满足介质要求的工况下。衬塑管在化工生产装置上用的较多，而炼油

装置上用的较少。常用的标准有HG21501、HG/T21502等。根据不同的介质情况，一般要求衬不同的非金属材料，详

见第三章第五节的介绍。

3.隔热耐磨衬里管

隔热耐磨衬里管常用在高温和有固体颗粒的介质工况下，如催化裂化装置的烟气管道。隔热耐磨衬里管的衬里一般

在现场施工。目前，这类管道的设计和施工尚无国家标准，许多工程公司或设计院都制定了自己的标准，这些企业标准

已应用多年，有成熟的设计和使用经验。

四、其它类管子

工信上有时还会用到诸如铸铁管、非金属管等一类的管子，这些管子一般应用于操作工况比较低或者特定腐蚀环境

中。对于铸铁管，它使用的工况条件常使得它已不属于压力管道的范畴，故在此不再展开论述。对于非金属管，详见第

三章第五节的介绍。。

值得一提的是，为适应一些特殊介质环境或用来代替纯金属管道抗腐蚀以期降低投资而最近开发出来的渗铝管等钢

管，在一定环境下具有良好的使用性，而且价格较低，具有很大的发展前途。

思考题：

1、常用焊接钢管的焊接方法有几种？各有什么特点？

2、常用的焊接钢管标准有哪些？适用范围如何？

3、常用的碳素钢无缝钢管标准有那些？各适宜的使用环境如何？

4,常用的辂锢钢和辂钢机钢无缝钢管标准有那些？适用范围如何？

5、常用的不锈钢无筵钢管标准有那些？适用范围如何？

6、常用的不锈钢无缝钢管材料牌