壓力管道常用管子材料選用原則

在進(jìn)行壓力管道設(shè)計(jì)時(shí)，管徑經(jīng)計(jì)算確定以后，就要選擇管子的材料。壓力管道常用管子材料的使用時(shí)根據(jù)所輸送介質(zhì)的操作條件（如壓力、溫度）及其在該條件下的介質(zhì)特性決定的。

材料選擇不當(dāng)，會(huì)造成浪費(fèi)或埋下事故隱患。如可以用普通材料的管子，選用了較昂貴材料的管子，就增加了不必要的基建投資。該有耐酸不銹鋼的場(chǎng)合用了碳鋼就會(huì)直接影響壓力管道的正常運(yùn)行，甚至留下禍根。所以在選擇管子材料時(shí)，要求設(shè)計(jì)人員首先要了解管子的種類、規(guī)格、性能、使用范圍，最好還要調(diào)查該管子在其他類似的壓力管道的應(yīng)用情況，再根據(jù)以下的原則確定管子的材料。

(1)優(yōu)先選用的管材

在選用管子材料時(shí)，一般先考慮采用金屬材料，金屬材料不適用時(shí)，再考慮非金屬材料。金屬材料優(yōu)先選用鋼制管材，后考慮選用有色金屬材料。鋼制管材中，先考慮采用碳鋼，不適用時(shí)再選用不銹鋼。在考慮碳鋼材料時(shí)，先考慮焊接鋼管，不適用時(shí)再選用無(wú)縫鋼管。

(2)介質(zhì)壓力的影響

輸送介質(zhì)的壓力越高，管子的壁厚就越厚，對(duì)管子材料的要求一般也越高。

介質(zhì)壓力在1.6MPa以上時(shí)，可選用無(wú)縫鋼管或有色金屬管子。壓力很高時(shí)，如在合成氨、尿素和甲醇生產(chǎn)中，有的管子介質(zhì)壓力高達(dá)32MPa，一般選用材料為20#或15CrMo的高壓無(wú)縫鋼管。在真空設(shè)備上的管子及壓力大于10MPa時(shí)的氧氣管子，一般采用銅管和黃銅管。

介質(zhì)壓力在1.6MPa以下時(shí)，可考慮采用焊接鋼管、鑄鐵管或非金屬管子。但鑄鐵管子承受介質(zhì)的壓力不得大于1.0MPa。非金屬管子所能承受的介質(zhì)壓力，與非金屬材料品種有關(guān)，如硬聚氯乙烯管子，使用壓力小于或等于1.6MPa；增強(qiáng)聚丙烯管子，使用壓力小于或等于1.0MPa；ABS管子，使用壓力小于或等于0.6MPa。

對(duì)水管，當(dāng)水的壓力在1.0MPa以下時(shí)，通常采用材料為Q235A的焊接鋼管；當(dāng)水的壓力大于2.5MPa時(shí)，一般采用采用為20#的無(wú)縫鋼管。

(3)介質(zhì)溫度的影響

不同材料的管子，適用于不同的溫度范圍。壓力為1.0MPa的氫氣，當(dāng)氫氣的溫度小于350℃時(shí)，一般采用20#無(wú)縫鋼管，當(dāng)氫氣的溫度在351~400℃范圍時(shí)，一般采用15CrMo或12CrMo無(wú)縫鋼管。

(4)介質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響

輸送不同介質(zhì)，采用不同的管材。有的介質(zhì)呈中性，一般對(duì)材料要求不高，可選用普通碳鋼管；有的介質(zhì)呈酸性或堿性，就要選擇耐酸或耐堿的管材。強(qiáng)酸強(qiáng)堿與弱酸弱堿對(duì)管子的采用要求也不一樣，同樣的酸或堿，濃度不同對(duì)管子的材料要求也有區(qū)別。如輸送水及水蒸氣，采用碳鋼材料的管子就可以了。如在尿素裝置中，輸送二氧化碳的管子，一般采用不銹鋼管，因?yàn)槎趸加鏊纬商妓?，碳酸?duì)一般鋼管有腐蝕作用。如發(fā)煙硫酸可選用碳鋼管子，稀硫酸就不得用碳鋼管子，因?yàn)橄×蛩岷吞间撃芷浠瘜W(xué)反應(yīng)，對(duì)碳鋼有腐蝕，可采用硬鋁管。

(5)管子本身功能的影響

有些管子除需具備輸送介質(zhì)的功能外，還有具有吸震的功能、系數(shù)熱脹冷縮的功能，在工作狀況下，能經(jīng)常移動(dòng)的功能，如民用液化石油氣、氧氣、乙炔氣在灌瓶的部位，管子常采用高壓鋼絲編織膠管，而不能使用移動(dòng)不方便的硬質(zhì)鋼管。

(6)壓力降的影響

管子的材料初步選定以后，還要進(jìn)行管道壓力降的計(jì)算，確定管子內(nèi)徑。通過(guò)壓力降的計(jì)算，看選用的材料是否符合要求。特別是初步選用塑料管子時(shí)，更要重視壓力降的復(fù)核。

壓力管道的計(jì)算，在工程設(shè)計(jì)中，一般要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)行物料衡算、能量衡算和設(shè)備計(jì)算，初步確定物料流量。并參照有關(guān)資料，假定一個(gè)物料流速，計(jì)算出管子內(nèi)徑，查手冊(cè)或標(biāo)準(zhǔn)，選用標(biāo)準(zhǔn)管子，通常選用的標(biāo)準(zhǔn)管子內(nèi)徑應(yīng)等于或略大于計(jì)算出的管子內(nèi)徑。再計(jì)算管道的壓力降。

(7)常用管道的類型

一般用途及選用材料情況參見(jiàn)下表。