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压力管道常用钢管材料选用原则

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压力管道常用管子材料选用原则有哪些?今天小编就来说说这个事情。

压力管道

在进行压力管道设计时,管径经计算确定以后,就要选择管子的材料。压力管道常用管子材料的使用时根据所输送介质的操作条件(如压力、温度)及其在该条件下的介质特性决定的。

材料选择不当,会造成浪费或埋下事故隐患。如可以用普通材料的管子,选用了较昂贵材料的管子,就增加了不必要的基建投资。该有耐酸不锈钢的场合用了碳钢就会直接影响压力管道的正常运行,甚至留下祸根。所以在选择管子材料时,要求设计人员首先要了解管子的种类、规格、性能、使用范围,最好还要调查该管子在其他类似的压力管道的应用情况,再根据以下的原则确定管子的材料。

(1)优先选用的管材

在选用管子材料时,一般先考虑采用金属材料,金属材料不适用时,再考虑非金属材料。金属材料优先选用钢制管材,后考虑选用有色金属材料。钢制管材中,先考虑采用碳钢,不适用时再选用不锈钢。在考虑碳钢材料时,先考虑焊接钢管,不适用时再选用无缝钢管。

(2)介质压力的影响

输送介质的压力越高,管子的壁厚就越厚,对管子材料的要求一般也越高。

介质压力在1.6MPa以上时,可选用无缝钢管或有色金属管子。压力很高时,如在合成氨、尿素和甲醇生产中,有的管子介质压力高达32MPa,一般选用材料为20#或15CrMo的高压无缝钢管。在真空设备上的管子及压力大于10MPa时的氧气管子,一般采用铜管和黄铜管。

介质压力在1.6MPa以下时,可考虑采用焊接钢管、铸铁管或非金属管子。但铸铁管子承受介质的压力不得大于1.0MPa。非金属管子所能承受的介质压力,与非金属材料品种有关,如硬聚氯乙烯管子,使用压力小于或等于1.6MPa;增强聚丙烯管子,使用压力小于或等于1.0MPa;ABS管子,使用压力小于或等于0.6MPa。

对水管,当水的压力在1.0MPa以下时,通常采用材料为Q235A的焊接钢管;当水的压力大于2.5MPa时,一般采用采用为20#的无缝钢管。

(3)介质温度的影响

不同材料的管子,适用于不同的温度范围。压力为1.0MPa的氢气,当氢气的温度小于350℃时,一般采用20#无缝钢管,当氢气的温度在351~400℃范围时,一般采用15CrMo或12CrMo无缝钢管。

(4)介质化学性质的影响

输送不同介质,采用不同的管材。有的介质呈中性,一般对材料要求不高,可选用普通碳钢管;有的介质呈酸性或碱性,就要选择耐酸或耐碱的管材。强酸强碱与弱酸弱碱对管子的采用要求也不一样,同样的酸或碱,浓度不同对管子的材料要求也有区别。如输送水及水蒸气,采用碳钢材料的管子就可以了。如在尿素装置中,输送二氧化碳的管子,一般采用不锈钢管,因为二氧化碳遇水形成碳酸,碳酸对一般钢管有腐蚀作用。如发烟硫酸可选用碳钢管子,稀硫酸就不得用碳钢管子,因为稀硫酸和碳钢能其化学反应,对碳钢有腐蚀,可采用硬铝管。

(5)管子本身功能的影响

有些管子除需具备输送介质的功能外,还有具有吸震的功能、系数热胀冷缩的功能,在工作状况下,能经常移动的功能,如民用液化石油气、氧气、乙炔气在灌瓶的部位,管子常采用高压钢丝编织胶管,而不能使用移动不方便的硬质钢管。

(6)压力降的影响

管子的材料初步选定以后,还要进行管道压力降的计算,确定管子内径。通过压力降的计算,看选用的材料是否符合要求。特别是初步选用塑料管子时,更要重视压力降的复核。

压力管道的计算,在工程设计中,一般要根据生产规模进行物料衡算、能量衡算和设备计算,初步确定物料流量。并参照有关资料,假定一个物料流速,计算出管子内径,查手册或标准,选用标准管子,通常选用的标准管子内径应等于或略大于计算出的管子内径。再计算管道的压力降。

(7)常用管道的类型

一般用途及选用材料情况参见下表。

本文相关表格及参数,请点点击下方链接下载:

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