工(gong)程(cheng)上的(de)(de)實際(ji)應用環境條(tiao)(tiao)件是(shi)十分(fen)復雜的(de)(de),不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)介質(zhi)(zhi)、介質(zhi)(zhi)溫(wen)度、介質(zhi)(zhi)壓力等操作條(tiao)(tiao)件的(de)(de)組合,構成了無數個選(xuan)材條(tiao)(tiao)件。工(gong)程(cheng)上,壓力管道選(xuan)材除(chu)了要確定材料(liao)(liao)(liao)牌號外(wai),還要確定材料(liao)(liao)(liao)標(biao)(biao)準,因為不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)材料(liao)(liao)(liao)標(biao)(biao)準,對材料(liao)(liao)(liao)質(zhi)(zhi)量(liang)的(de)(de)要求是(shi)不(bu)一樣的(de)(de)。ASME、GB 50316、SH/T 3059、HG/T 20646等標(biao)(biao)準均提(ti)到(dao)了常用金屬材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)基(ji)本(ben)限制條(tiao)(tiao)件。


材料選用(yong)時,首先(xian)應遵循下(xia)列一些原(yuan)則。


1. 滿足操作條件(jian)的(de)要求(qiu)


 ①. 根(gen)據(ju)操作(zuo)條件(jian)判斷(duan)該管道是不是壓力(li)管道,屬于哪一類壓力(li)管道。


   不(bu)同類(lei)別的壓(ya)(ya)力(li)管道因(yin)其重要(yao)性不(bu)同,發生事(shi)故(gu)帶來的危害程(cheng)度(du)不(bu)同,對材料的要(yao)求也不(bu)同。一般情況下(xia),高類(lei)別的壓(ya)(ya)力(li)管道(如一類(lei)壓(ya)(ya)力(li)管道)從材料的冶(ye)煉工藝(yi)到最終產(chan)品(pin)的檢查試驗都比低(di)類(lei)別的壓(ya)(ya)力(li)管道要(yao)求高。


 ②. 應(ying)考慮操作條件對材料的選擇要求(qiu)。


   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(如應力腐蝕開裂)出現,而對均勻(yun)腐(fu)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. 介質溫度也是選(xuan)用材料的一個(ge)重要參(can)數。


   因(yin)為溫度(du)的(de)變(bian)化會引起材(cai)料的(de)一系列性能變(bian)化,如低溫下材(cai)料的(de)脆性,高溫下材(cai)料的(de)石墨化、蠕變(bian)等問(wen)題。很多腐蝕(shi)形態都與介質溫度(du)有密切的(de)關(guan)系,甚至是腐蝕(shi)發生的(de)基(ji)本條件。因(yin)此壓力管(guan)道的(de)選材(cai)應(ying)滿足溫度(du)的(de)限制條件。



2. 滿足(zu)材料加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝和工(gong)(gong)業化生產的要求


 ①. 理想的(de)材(cai)料應該是(shi)容易獲(huo)得的(de),即它應具(ju)有良好的(de)加工工藝性、焊接性能(neng)等(deng)。


    例如,對于(yu)一(yi)些腐蝕(shi)環境,選用碳鋼(gang)和不(bu)銹鋼(gang)復(fu)(fu)合制(zhi)成的(de)(de)壓力管道及(ji)其(qi)元件(jian)來代替純不(bu)銹鋼(gang)材料(liao)無疑是(shi)經濟適用的(de)(de),但由于(yu)許多制(zhi)造廠的(de)(de)復(fu)(fu)合工藝(yi)不(bu)過(guo)關,使用中(zhong)屢次出(chu)現問題,從而給復(fu)(fu)合材料(liao)的(de)(de)應用帶來了(le)限(xian)制(zhi),尤其(qi)是(shi)碳鋼(gang)與(yu)0Cr13的(de)(de)復(fu)(fu)合板材因現場焊(han)接質量(liang)不(bu)容易保證,以致工程(cheng)上不(bu)敢使用或者說不(bu)敢大量(liang)使用它。


 ②. 工程上的(de)材(cai)料應用是系列化、標準化的(de)。


   實際工程中不(bu)像在實驗室(shi)中,可(ke)以做到少(shao)(shao)量、理想化的材(cai)料(liao)應用。將(jiang)(jiang)材(cai)料(liao)標準化、系列化便(bian)于(yu)大(da)規模(mo)生產,減(jian)少(shao)(shao)材(cai)料(liao)品種(zhong),從而可(ke)以節約設計(ji)、制造、安裝、使用等各環節的投(tou)入,同時也將(jiang)(jiang)大(da)大(da)降低生產成本。


   所(suo)以工程上(shang)應(ying)首先(xian)選用標準材(cai)料(liao),對(dui)于必須選用的新材(cai)料(liao),應(ying)有完整的技(ji)術評(ping)定文件,并經過(guo)省級及以上(shang)管(guan)理部門(men)組織(zhi)技(ji)術鑒定,合格(ge)后才能使用。


   對于進口(kou)的材料,應提出詳細的規(gui)格、性能、材料牌號、材料標準、應用標準等(deng)技術要求,并按(an)國內的有(you)關技術要求對其進行復驗,合(he)格后才能使用。



3. 符合既適用又經濟(ji)的(de)要求


  這是一個(ge)很(hen)原則的(de)(de)(de)問(wen)題,實際操(cao)作起來是很(hen)復(fu)雜的(de)(de)(de)。它要(yao)求材料(liao)工程師必須運用工程學(xue)、材料(liao)學(xue)、腐蝕學(xue)等方(fang)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)知識綜合判(pan)斷。這樣的(de)(de)(de)問(wen)題有(you)時是可以定量(liang)計算(suan)的(de)(de)(de),有(you)時則是不可以定量(liang)計算(suan)的(de)(de)(de)。一般情(qing)況下,應從以下幾(ji)個(ge)方(fang)面(mian)(mian)來考慮。


①. 腐蝕方面


   例如,對于某一個腐(fu)蝕(shi)環(huan)境(jing),若選(xuan)(xuan)用(yong)高級(ji)的(de)(de)、價格(ge)高的(de)(de)材料(liao)時(shi)(shi)遭受(shou)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)可能是危險性較大(da)的(de)(de)局部(bu)腐(fu)蝕(shi),而選(xuan)(xuan)用(yong)低(di)(di)級(ji)的(de)(de)、價格(ge)低(di)(di)的(de)(de)材料(liao)時(shi)(shi)遭受(shou)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)可能是具有較大(da)腐(fu)蝕(shi)速率(lv)的(de)(de)均勻(yun)腐(fu)蝕(shi)。進行綜合的(de)(de)技術經濟評定后,此時(shi)(shi)就應(ying)考慮選(xuan)(xuan)用(yong)低(di)(di)級(ji)材料(liao)并輔以其他防(fang)腐(fu)措(cuo)施(shi)。總之這一類(lei)型(xing)的(de)(de)材料(liao)選(xuan)(xuan)用(yong)應(ying)進行經濟核算。


②. 材料標準及制造方(fang)面(mian)


   壓(ya)力管道的(de)類別(bie)與材(cai)料(liao)標準和制造要(yao)求(qiu)并沒(mei)有(you)一個完全一一對應的(de)關系,這就要(yao)求(qiu)材(cai)料(liao)工程(cheng)師(shi)應用(yong)有(you)關知識來綜合考慮。


   許(xu)多材(cai)料標(biao)準(zhun)和(he)制(zhi)造(zao)(zao)標(biao)準(zhun)中,都有許(xu)多需要用戶確認的選擇項(xiang)。當用戶沒有指定時,制(zhi)造(zao)(zao)商將按自(zi)己的習慣去(qu)做。例如,鋼管的供貨(huo)長度、供貨(huo)狀態等(deng)都屬于這類項(xiang)目。


   有些(xie)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)則(ze)是附(fu)加檢(jian)(jian)(jian)驗項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu),這(zhe)(zhe)些(xie)檢(jian)(jian)(jian)驗項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)不是必(bi)需的(de),只(zhi)有用(yong)(yong)(yong)戶要求時(shi)制造商(shang)才(cai)做。用(yong)(yong)(yong)戶可(ke)以根(gen)據使用(yong)(yong)(yong)條(tiao)件不同,追(zhui)加若干(gan)檢(jian)(jian)(jian)驗項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)以便更好(hao)地控制材料的(de)內(nei)在(zai)質(zhi)量。但(dan)提出了這(zhe)(zhe)些(xie)特(te)殊要求就意味著(zhu)產(chan) 品(pin)價格的(de)上(shang)升,有些(xie)檢(jian)(jian)(jian)驗項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)如射線探傷的(de)費用(yong)(yong)(yong)是很高(gao)的(de)。如何追(zhui)加這(zhe)(zhe)些(xie)附(fu)加檢(jian)(jian)(jian)驗項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu),應結合(he)使用(yong)(yong)(yong)條(tiao)件和(he)產(chan)品(pin)的(de)價格綜合(he)考慮。


③. 新(xin)材料、新(xin)工藝應(ying)用方面


   采用新材(cai)(cai)料,支持新材(cai)(cai)料、新工藝的(de)開(kai)發和應用,可以有效地降(jiang)低建設投資,又能滿(man)足生產工藝對(dui)材(cai)(cai)料的(de)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。