工程上的實際應用環(huán)境條件十分復雜,不同的介質(zhì)、介質(zhì)溫度、介質(zhì)壓力等操作條件的組合,構成了無數(shù)個選材條件。工業(yè)管道選材除了要確定材料牌號外,還要確定材料標準,不同的材料標準,對材料質(zhì)量的要求是不一樣的。
輸送極度危害介質(zhì)、高度危害介質(zhì)及液化烴的管道應采用優(yōu)質(zhì)鋼制造;輸送可燃介質(zhì)的管道不得采用沸騰鋼制造。含碳量大于0.24%的材料,不宜用于焊制管子及管件。在特殊情況下,如選用含碳量超過0.24%(0.25%)的鋼材,應限定碳當量不大于0.45%。
工程應用:配管設計劇烈循環(huán)工況管道組成件應符合的一些特殊要求
劇烈循環(huán)工況是指管道計算的最大位移應力范圍超過0.8倍的許用位移應力范圍,而且在管道組成件的使用壽命期間內(nèi)的當量循環(huán)次數(shù)大于7000或由設計確定的產(chǎn)生相等效果的條件。由管道熱膨脹產(chǎn)生的位移所計算的應力稱為位移應力范圍,從最低溫度到最高溫度的全補償值進行計算的應力,稱為計算的最大位移應力范圍。
劇烈循環(huán)條件下的管道組成件應滿足下列要求:采用鍛造件和/或無縫管件;采用軋制焊接件時,焊接接頭系數(shù)不小于0.9;采用鋼鑄件時,鑄造質(zhì)量系數(shù)不小于0.9;不銹鋼管件的壁厚不得低于國家標準GB 50316 D.0.1規(guī)定的最小壁厚;不選用大于DN40的承插焊接頭;螺紋連接僅限用于溫度計套管;不采用平焊法蘭,而采用對焊法蘭,且法蘭連接用的螺栓或螺柱采用合金鋼材料;斜接彎頭(管)的一條焊縫改變方向的角度不大于22.5°。
工程應用:常用金屬材料的使用溫度
常用金屬材料的使用溫度見表16.3
工程應用:常用ASME基本材料及工程應用
①. 碳鋼
使用溫度范圍為5℃,碳鋼碳當量(CE)不超過0.4,用于介質(zhì)無腐蝕性管道系統(tǒng)(新鮮水、工廠空氣、氮、燃料氣等)。
②. 低溫碳鋼
介質(zhì)最低溫度低于-29℃,用于介質(zhì)低溫無腐蝕性管道系統(tǒng)(如火炬氣)。
③. 奧氏體不銹鋼
海邊用奧氏體不銹鋼是被限制的,最大介質(zhì)溫度600℃,用于當腐蝕率太高以致不能用碳鋼時(在設計壽命內(nèi)典型的腐蝕率為3~6mm)。適用介質(zhì)為燃料氣、化學制劑、儀表空氣、濕烴化物(腐蝕性)。
④. 雙相不銹鋼
當設計條件超過SS316不銹鋼的范圍時采用。
⑤. 合金鋼
高溫介質(zhì)用鋼有Cr-Mo抗熱鋼(含0.5%~9%Cr,0.5%~1.0% Mo,最大含0.20%C),最高用于650℃。低溫用鋼:用于0~-195℃,常用鎳鋼。