工程(cheng)上的實(shi)際(ji)應用(yong)環(huan)境條(tiao)件是十分復雜(za)的,不(bu)(bu)同的介(jie)質、介(jie)質溫度(du)、介(jie)質壓力等(deng)操(cao)作條(tiao)件的組合,構成了(le)無數個選(xuan)材條(tiao)件。工程(cheng)上,壓力管(guan)道(dao)選(xuan)材除了(le)要(yao)確定(ding)材料(liao)牌(pai)號(hao)外,還要(yao)確定(ding)材料(liao)標準(zhun),因為不(bu)(bu)同的材料(liao)標準(zhun),對材料(liao)質量的要(yao)求是不(bu)(bu)一(yi)樣的。ASME、GB 50316、SH/T 3059、HG/T 20646等(deng)標準(zhun)均(jun)提(ti)到(dao)了(le)常用(yong)金屬材料(liao)的基本限制條(tiao)件。


材料選用時,首先應遵循(xun)下列(lie)一些原則。


1. 滿(man)足操作條(tiao)件的要求


 ①. 根據操作條件判斷該(gai)管(guan)道(dao)是不是壓(ya)力管(guan)道(dao),屬(shu)于哪(na)一(yi)類壓(ya)力管(guan)道(dao)。


   不同(tong)類(lei)別(bie)的壓力管(guan)道(dao)(dao)因其(qi)重要(yao)性不同(tong),發生事故帶(dai)來的危害程度(du)不同(tong),對材(cai)料(liao)的要(yao)求也不同(tong)。一般情況下,高(gao)類(lei)別(bie)的壓力管(guan)道(dao)(dao)(如一類(lei)壓力管(guan)道(dao)(dao))從材(cai)料(liao)的冶煉工藝(yi)到(dao)最終產品(pin)的檢(jian)查試驗(yan)都比低類(lei)別(bie)的壓力管(guan)道(dao)(dao)要(yao)求高(gao)。


 ②. 應考慮(lv)操作條件對(dui)材料的(de)選(xuan)擇要求。


   不同的材料對同一腐蝕介質的耐腐蝕性能是不相同的。在腐蝕環境中,選用材料應避免災難性的腐蝕形式(如應力腐蝕開(kai)裂)出現,而對均勻腐蝕,一般至少應限定在“耐腐蝕”級,即最高腐蝕速率不超過0.5mm/a。


 ③. 介質溫度(du)也是選用材料的一個重要參(can)數。


   因(yin)(yin)為溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)會引起材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)一(yi)系列性(xing)能(neng)變(bian)(bian)化(hua),如(ru)低溫(wen)(wen)下(xia)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)脆性(xing),高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)石墨(mo)化(hua)、蠕變(bian)(bian)等問(wen)題。很(hen)多(duo)腐蝕(shi)形態(tai)都與介質溫(wen)(wen)度(du)有密切的(de)(de)關系,甚至(zhi)是腐蝕(shi)發生(sheng)的(de)(de)基本條(tiao)件。因(yin)(yin)此壓力(li)管(guan)道的(de)(de)選材(cai)(cai)應滿足溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)限制條(tiao)件。



2. 滿足材料加(jia)工工藝(yi)和工業化生產的要求


 ①. 理想(xiang)的(de)(de)材料應該是(shi)容易獲得的(de)(de),即(ji)它應具有(you)良好的(de)(de)加工工藝性、焊接性能等。


    例如,對(dui)于(yu)一些腐蝕環境,選用碳鋼(gang)和(he)不銹(xiu)鋼(gang)復合(he)(he)制成(cheng)的(de)壓力(li)管道及其元(yuan)件來代替純(chun)不銹(xiu)鋼(gang)材(cai)料無疑是經(jing)濟適(shi)用的(de),但由于(yu)許(xu)多制造(zao)廠的(de)復合(he)(he)工(gong)藝不過關,使用中(zhong)屢(lv)次(ci)出現問(wen)題,從而給復合(he)(he)材(cai)料的(de)應用帶來了限制,尤(you)其是碳鋼(gang)與0Cr13的(de)復合(he)(he)板(ban)材(cai)因現場(chang)焊接(jie)質量不容易保證,以(yi)致工(gong)程上不敢使用或者說(shuo)不敢大(da)量使用它。


 ②. 工程(cheng)上的材(cai)料應用是(shi)系列(lie)化、標準化的。


   實(shi)際工程中不像在實(shi)驗室(shi)中,可以做到少量、理想化(hua)的材(cai)(cai)料(liao)應用。將(jiang)材(cai)(cai)料(liao)標準化(hua)、系列(lie)化(hua)便于大(da)規模生產,減少材(cai)(cai)料(liao)品種,從而可以節約(yue)設計(ji)、制造(zao)、安(an)裝、使用等各環節的投入,同時也(ye)將(jiang)大(da)大(da)降(jiang)低(di)生產成本(ben)。


   所以(yi)工程上應首(shou)先選用(yong)標準(zhun)材(cai)料,對于必須選用(yong)的新材(cai)料,應有完整(zheng)的技(ji)術評定文件,并經過省(sheng)級及(ji)以(yi)上管理部(bu)門組織技(ji)術鑒定,合格(ge)后(hou)才能使用(yong)。


   對(dui)于進口的(de)材(cai)(cai)料,應提出詳細的(de)規格、性能(neng)、材(cai)(cai)料牌號、材(cai)(cai)料標準(zhun)、應用標準(zhun)等技術(shu)要求(qiu)(qiu),并按(an)國內的(de)有關技術(shu)要求(qiu)(qiu)對(dui)其(qi)進行(xing)復驗,合格后才能(neng)使用。



3. 符合既適用(yong)又經濟(ji)的要求


  這(zhe)是(shi)一個(ge)很原(yuan)則的(de)(de)問題,實際操(cao)作起來是(shi)很復雜的(de)(de)。它要求(qiu)材料工(gong)程(cheng)師必須(xu)運用工(gong)程(cheng)學(xue)(xue)、材料學(xue)(xue)、腐蝕學(xue)(xue)等(deng)方面的(de)(de)知(zhi)識綜合判斷。這(zhe)樣的(de)(de)問題有時是(shi)可(ke)(ke)以(yi)定量計算(suan)的(de)(de),有時則是(shi)不可(ke)(ke)以(yi)定量計算(suan)的(de)(de)。一般情況下,應從以(yi)下幾(ji)個(ge)方面來考慮。


①. 腐蝕方面


   例如,對于某一個腐(fu)(fu)蝕環境,若(ruo)選(xuan)用(yong)高(gao)(gao)級(ji)(ji)的(de)(de)、價(jia)格(ge)高(gao)(gao)的(de)(de)材(cai)料時遭受(shou)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕可能是(shi)危險性較大的(de)(de)局部腐(fu)(fu)蝕,而選(xuan)用(yong)低級(ji)(ji)的(de)(de)、價(jia)格(ge)低的(de)(de)材(cai)料時遭受(shou)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕可能是(shi)具有(you)較大腐(fu)(fu)蝕速率的(de)(de)均勻腐(fu)(fu)蝕。進(jin)行(xing)綜合(he)的(de)(de)技術經濟(ji)評定(ding)后,此(ci)時就應(ying)考(kao)慮選(xuan)用(yong)低級(ji)(ji)材(cai)料并輔以(yi)其他防(fang)腐(fu)(fu)措施。總(zong)之(zhi)這一類型的(de)(de)材(cai)料選(xuan)用(yong)應(ying)進(jin)行(xing)經濟(ji)核算。


②. 材料(liao)標(biao)準及制造方面(mian)


   壓力管道的(de)類別與(yu)材料(liao)標(biao)準和制造要求并(bing)沒有(you)一(yi)個完全一(yi)一(yi)對應(ying)的(de)關系,這就(jiu)要求材料(liao)工(gong)程師應(ying)用有(you)關知識來綜合考慮。


   許多材料(liao)標準(zhun)(zhun)和制造(zao)標準(zhun)(zhun)中,都有許多需要用(yong)戶確認的選擇(ze)項。當用(yong)戶沒有指定(ding)時(shi),制造(zao)商將按自己(ji)的習慣(guan)去(qu)做。例如(ru),鋼管的供貨長度(du)、供貨狀態等(deng)都屬于這類項目。


   有些(xie)項(xiang)目則是附加(jia)檢驗項(xiang)目,這些(xie)檢驗項(xiang)目不是必需的(de)(de),只有用(yong)戶要求(qiu)時制造(zao)商才做(zuo)。用(yong)戶可以根據使用(yong)條件不同,追加(jia)若干檢驗項(xiang)目以便更好地控制材料的(de)(de)內在(zai)質量。但提出了這些(xie)特殊(shu)要求(qiu)就(jiu)意(yi)味著產 品價格的(de)(de)上升,有些(xie)檢驗項(xiang)目如(ru)射線(xian)探(tan)傷的(de)(de)費用(yong)是很(hen)高的(de)(de)。如(ru)何(he)追加(jia)這些(xie)附加(jia)檢驗項(xiang)目,應結合使用(yong)條件和產品的(de)(de)價格綜合考慮。


③. 新(xin)材料、新(xin)工藝應用方面


   采(cai)用新(xin)材(cai)料,支持新(xin)材(cai)料、新(xin)工藝的開發和應用,可以有(you)效(xiao)地降低(di)建(jian)設(she)投資,又(you)能滿足(zu)生(sheng)產(chan)工藝對材(cai)料的要求。


   例如,用滲鋁碳鋼代替不銹鋼用于抗硫和有機酸的腐蝕;用碳鋼與不銹鋼的復合材料代替純不銹鋼材料;用焊接質量有保證的有縫鋼管代替無縫鋼管等。