壓力管道常用管子材料選用原則

壓力管道常用管子材料選用原則

在進行壓力管道設計時，管徑經計算確定以后，就要選擇管子的材料。壓力管道常用管子材料的使用時根據所輸送介質的操作條件（如壓力、溫度）及其在該條件下的介質特性決定的。

材料選擇不當，會造成浪費或埋下事故隱患。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合用了碳鋼就會直接影響壓力管道的正常運行，甚至留下禍根。所以在選擇管子材料時，要求設計人員首先要了解管子的種類、規格、性能、使用范圍，最好還要調查該管子在其他類似的壓力管道的應用情況，再根據以下的原則確定管子的材料。

(1)優先選用的管材

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

(2)介質壓力的影響

輸送介質的壓力越高，管子的壁厚就越厚，對管子材料的要求一般也越高。

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

介質壓力在1.6MPa以下時，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的壓力不得大于1.0MPa。非金屬管子所能承受的介質壓力，與非金屬材料品種有關，如硬聚氯乙烯管子，使用壓力小于或等于1.6MPa；增強聚丙烯管子，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。

對水管，當水的壓力在1.0MPa以下時，通常采用材料為Q235A的焊接鋼管；當水的壓力大于2.5MPa時，一般采用采用為20#的無縫鋼管。

(3)介質溫度的影響

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，當氫氣的溫度小于350℃時，一般采用20#無縫鋼管，當氫氣的溫度在351~400℃范圍時，一般采用15CrMo或12CrMo無縫鋼管。

(4)介質化學性質的影響

輸送不同介質，采用不同的管材。有的介質呈中性，一般對材料要求不高，可選用普通碳鋼管；有的介質呈酸性或堿性，就要選擇耐酸或耐堿的管材。強酸強堿與弱酸弱堿對管子的采用要求也不一樣，同樣的酸或堿，濃度不同對管子的材料要求也有區別。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，因為二氧化碳遇水形成碳酸，碳酸對一般鋼管有腐蝕作用。如發煙硫酸可選用碳鋼管子，稀硫酸就不得用碳鋼管子，因為稀硫酸和碳鋼能其化學反應，對碳鋼有腐蝕，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的功能外，還有具有吸震的功能、系數熱脹冷縮的功能，在工作狀況下，能經常移動的功能，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，而不能使用移動不方便的硬質鋼管。

(6)壓力降的影響

管子的材料初步選定以后，還要進行管道壓力降的計算，確定管子內徑。通過壓力降的計算，看選用的材料是否符合要求。特別是初步選用塑料管子時，更要重視壓力降的復核。

壓力管道的計算，在工程設計中，一般要根據生產規模進行物料衡算、能量衡算和設備計算，初步確定物料流量。并參照有關資料，假定一個物料流速，計算出管子內徑，查手冊或標準，選用標準管子，通常選用的標準管子內徑應等于或略大于計算出的管子內徑。再計算管道的壓力降。

(7)常用管道的類型

一般用途及選用材料情況參見下表。