管道器材是管道（配管）設計基礎，它直接影響管道系統乃至整個工程裝置的質量、安全和經濟性。管道器材在石油、化工、輕工、食品、制藥、冶金、電力等工程裝置中成本占比較大，管道器材的費用約占整個EPC總承包工程總投資的20％（其中，管件費用約占7.5％，閥門費用約占53％，法蘭費用約占12％，螺栓、螺母及墊片費用約占3％，管道其他費用約占2.5％）；管道專業設計工作量約占整個工程總設計工作量的30％～40％；管道施工安裝工作量約占整個工程總工作量的50％。以上比例如圖1.1.1所示。
全球管道安全生產形勢嚴峻，火災爆炸的頻率和造成的經濟損失，一直呈增長趨勢。據資料統計：石油化工裝置統計事故中35％是由于管道系統引發的，這足以引起人們對管道安全屏障作用的關注。管道器材防護失效造成泄漏的原因，不外乎機械破壞、腐蝕和密封失效，這正是管道設計安全的要害。了解并處理好這些問題是管道設計者的責任。《中華人民共和國特種設備安全法》規定特種設備是指對人身及財產安全有較大危險性的鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管(guan)道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施、場（廠）內專用機動車輛以及法律、行政法規規定適用本法的其他特種設備。壓力管道作為特種設備納入監管范圍。
管道器材（piping material）選用是根據工程設計的總體條件、工藝條件及采購特點等因素，對管子、管道施工所占比例管件、閥(fa)門、法蘭、墊片(pian)、緊固元(yuan)件、特殊管道器材、隔熱材料、涂漆材料等的選用，包括管道材料的標準、材質、規格、結構形式、連接形式等內容的選定。國內外有的設計單位還包括計算管道口徑，計算管道壁厚及強度，匯總管道材料數量，向采購提出請購單，編制管道材料的采購技術要求文件（material requirement），對管道材料提供商文件的評閱（technical bid evaluation）、施工現場管道器材的檢驗和試驗等內容。管道器材選用的工作貫穿前端設計（FEED）、工程詢價（inquiry）、設計（design）、采購（procure）、施工（construct）等階段，具有以下特點。
1. 標準化
目前大(da)多數管(guan)(guan)道(dao)及(ji)其(qi)元件都進行了標(biao)(biao)準化(hua)，并有相應的(de)應用(yong)標(biao)(biao)準作(zuo)支持。配管(guan)(guan)設計管(guan)(guan)道(dao)材料選用(yong)時(shi)，首先要考(kao)慮的(de)就是管(guan)(guan)道(dao)標(biao)(biao)準體系的(de)選用(yong)。這些標(biao)(biao)準應包括管(guan)(guan)子系列(lie)標(biao)(biao)準、管(guan)(guan)件系列(lie)標(biao)(biao)準、法蘭及(ji)其(qi)連接件系列(lie)標(biao)(biao)準、閥門系列(lie)標(biao)(biao)準等。其(qi)中管(guan)(guan)子標(biao)(biao)準和法蘭標(biao)(biao)準最具有代表性。
世界各(ge)國應用(yong)的(de)管道(dao)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)體(ti)系有很多，不(bu)同國家有不(bu)同的(de)應用(yong)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)和(he)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)體(ti)系，而(er)在我國，不(bu)同行(xing)業又各(ge)采用(yong)不(bu)同的(de)應用(yong)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)和(he)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)體(ti)系。這些(xie)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)之間千差(cha)(cha)萬別(bie)，甚至有些(xie)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)和(he)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)體(ti)系相差(cha)(cha)甚遠，相互之間無法(fa)配(pei)(pei)套使用(yong)和(he)互換，從而(er)給使用(yong)者帶來了不(bu)少麻煩。配(pei)(pei)管設計(ji)管道(dao)材料選(xuan)用(yong)的(de)第一步就是(shi)選(xuan)擇標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)體(ti)系，并(bing)作(zuo)為裝置內各(ge)專業設計(ji)的(de)統(tong)一規定(ding)，以避(bi)免各(ge)相關(guan)專業因采用(yong)不(bu)能互換的(de)其他標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)體(ti)系而(er)導致無法(fa)開(kai)展設計(ji)銜(xian)接。
有(you)的國家將石化(hua)裝(zhuang)置(zhi)配管(guan)設計管(guan)道器(qi)材(cai)規(gui)定(ding)了統(tong)一的材(cai)料等級，無論是(shi)什么裝(zhuang)置(zhi)，管(guan)道器(qi)材(cai)均從這個統(tong)一的材(cai)料等級規(gui)定(ding)內進(jin)行選用并拷(kao)貝(bei)使用。
在我國，有GB1燃氣管(guan)道(dao)、GB2熱力管(guan)道(dao)、GCD動力管(guan)道(dao)、GA長輸(shu)管(guan)道(dao)，如(ru)果流體(ti)介質種(zhong)(zhong)類較單(dan)一，管(guan)道(dao)器(qi)材選用的種(zhong)(zhong)類相對較少，可不單(dan)獨列材料等級規定文件。
2. 國際化
現在的(de)(de)(de)工程項目越來越國際(ji)化(hua)(hua)，有的(de)(de)(de)是建設(she)(she)在國外(wai)，有的(de)(de)(de)是國外(wai)投資(zi)建設(she)(she)在國內，有的(de)(de)(de)是在國外(wai)采購(gou)，有的(de)(de)(de)需要(yao)同時在幾個國家采購(gou)管(guan)(guan)道(dao)器(qi)材(cai)(cai)，這(zhe)就(jiu)要(yao)求在管(guan)(guan)道(dao)器(qi)材(cai)(cai)設(she)(she)計時按照工程項目的(de)(de)(de)具體(ti)要(yao)求，選用國際(ji)化(hua)(hua)標準的(de)(de)(de)管(guan)(guan)道(dao)器(qi)材(cai)(cai)。管(guan)(guan)道(dao)器(qi)材(cai)(cai)選用設(she)(she)計標準規范也逐(zhu)漸在統一(yi)向通用的(de)(de)(de)國際(ji)化(hua)(hua)標準看齊。筆(bi)者前(qian)些年(nian)負責的(de)(de)(de)某配管(guan)(guan)設(she)(she)計，按照業主的(de)(de)(de)要(yao)求，不同種(zhong)類的(de)(de)(de)管(guan)(guan)道(dao)材(cai)(cai)料(liao)需要(yao)分別在6個國家進行采購(gou)。
3. 經(jing)濟(ji)性
經(jing)濟性是指(zhi)(zhi)管道的(de)一(yi)(yi)(yi)次投(tou)資費(fei)用和(he)操作(zuo)維(wei)護費(fei)用的(de)綜合指(zhi)(zhi)數(shu)低(di)(di)。一(yi)(yi)(yi)般情(qing)況下，如果一(yi)(yi)(yi)次投(tou)資較高的(de)話，其可靠性好(hao)，操作(zuo)、維(wei)護費(fei)用低(di)(di)；相(xiang)反(fan)亦然。另外，在(zai)我國，美標(biao)體(ti)系管道材(cai)料價(jia)格，與我國標(biao)準(zhun)體(ti)系管道材(cai)料價(jia)格也(ye)有(you)差別，應根據工程項(xiang)目(mu)實(shi)際情(qing)況確定。對于(yu)特(te)別重(zhong)大和(he)復雜(za)的(de)決(jue)策，可借助計算機分(fen)析選取技術和(he)經(jing)濟的(de)最(zui)優化組(zu)合。在(zai)設(she)計時，盡力做到管系中(zhong)各元件(jian)具有(you)相(xiang)同的(de)強度(du)和(he)壽(shou)命。
4. 多學科性
管(guan)(guan)道(dao)器材(cai)(cai)設(she)(she)計(ji)(ji)是配管(guan)(guan)設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)基礎(chu)技(ji)(ji)能之一，管(guan)(guan)道(dao)器材(cai)(cai)設(she)(she)計(ji)(ji)既要(yao)求(qiu)(qiu)從事這項設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)工(gong)程(cheng)技(ji)(ji)術人員(yuan)具有材(cai)(cai)料、力(li)學(xue)、機(ji)械(xie)、技(ji)(ji)術經濟(ji)等多(duo)學(xue)科知識，還要(yao)求(qiu)(qiu)能夠運用好計(ji)(ji)算機(ji)和外語兩(liang)個最重要(yao)的(de)工(gong)具，結合項目實際(ji)的(de)采(cai)購情況，根據工(gong)藝專業的(de)工(gong)藝管(guan)(guan)道(dao)數(shu)據表(biao)要(yao)求(qiu)(qiu)，根據管(guan)(guan)道(dao)布置、設(she)(she)備布置和管(guan)(guan)道(dao)應力(li)分析的(de)特殊(shu)要(yao)求(qiu)(qiu)，根據甲方提出的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)，并遵(zun)循相(xiang)關法(fa)規和規定，用計(ji)(ji)算機(ji)文(wen)本、表(biao)格或者數(shu)據庫表(biao)示(shi)出來，成為(wei)一個系統的(de)、集體(ti)的(de)、創(chuang)造性的(de)智力(li)勞動。
氧氣、硫酸等介質配管設計管道器材的選用，需要考慮流體的流速，還需要考慮配管設計的布置情況進行選材。有時候氧氣管(guan)道主管與分支旁路管的管道材質不應相同，因分支旁路管道內氧氣流速快，例如，p=2.0MPa 的氧氣管道，氧氣最高流速15m/s時可選用碳鋼管道材料，當氧氣最高流速達到25m/s時需選用不銹鋼(gang)管道材料。
某工程濃硫酸管道用普通碳鋼管道材料，運行后發現腐蝕破壞，多處開始泄漏，后來換成了316L不銹鋼材質管道。經分析原因，是流速和硫酸濃度的問題。
某熱水管(guan)道(dao)在管(guan)廊(lang)上用普通碳鋼管(guan)道(dao)加普通保(bao)溫(wen)管(guan)道(dao)，直埋段時(shi)改用高密度聚乙烯外(wai)保(bao)護預制直埋保(bao)溫(wen)管(guan)。
5. 復雜性
管道(dao)(dao)工程設(she)計過程中(zhong)實(shi)際應用(yong)的管道(dao)(dao)器材種類(lei)很(hen)多(duo)，使(shi)用(yong)工況也(ye)(ye)千差萬別，影(ying)響因素和環節也(ye)(ye)比較多(duo)。管道(dao)(dao)是一個(ge)系統(tong)，相(xiang)互(hu)關聯(lian)相(xiang)互(hu)影(ying)響，牽(qian)一發動全身，管道(dao)(dao)組成件和管道(dao)(dao)支承(cheng)件的種類(lei)繁多(duo)，各(ge)種材料各(ge)有特點和具體技術要求，材料選用(yong)復雜。管道(dao)(dao)長徑比很(hen)大(da)，極易(yi)失穩，受力情況比壓(ya)力容器更復雜。管道(dao)(dao)內流體流動狀態復雜，緩(huan)沖(chong)余(yu)地小，工作(zuo)條件變化頻率比壓(ya)力容器高(gao)（如高(gao)溫(wen)、高(gao)壓(ya)、低溫(wen)、低壓(ya)、位移變形、風、雪、地震等都可能影(ying)響管道(dao)(dao)受力情況）。在(zai)做配(pei)管設(she)計管道(dao)(dao)器材選用(yong)時需要全面統(tong)一考慮(lv)。
