金(jin)屬(shu)材料選用時,首先應遵循(xun)下列一些(xie)原則。
一、滿足操作(zuo)條件的要求
①. 根據操作條件(jian)判斷該管(guan)道是不是工(gong)業(ye)管(guan)道,屬于哪一(yi)類工(gong)業(ye)管(guan)道
不(bu)(bu)同類(lei)(lei)別的(de)(de)工(gong)(gong)業(ye)管道(dao)因其重要(yao)(yao)性不(bu)(bu)同,發生(sheng)事故帶來的(de)(de)危害程(cheng)度(du)不(bu)(bu)同,對(dui)材(cai)料的(de)(de)要(yao)(yao)求也不(bu)(bu)同。一般情況下,高類(lei)(lei)別的(de)(de)工(gong)(gong)業(ye)管道(dao)(如一類(lei)(lei)工(gong)(gong)業(ye)管道(dao))從材(cai)料的(de)(de)冶煉工(gong)(gong)藝到最終產品的(de)(de)檢查試驗都比低類(lei)(lei)別的(de)(de)工(gong)(gong)業(ye)管道(dao)要(yao)(yao)求高。
②. 應考慮(lv)操作(zuo)條(tiao)件對材料(liao)的選擇要求。
不(bu)同的(de)材料對(dui)(dui)同一(yi)(yi)腐蝕(shi)(shi)(shi)介質的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能是不(bu)相同的(de)。在腐蝕(shi)(shi)(shi)環境中,選用材料應(ying)避(bi)免災難性(xing)的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)形式(如(ru)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)開裂(lie))出現,而對(dui)(dui)均勻腐蝕(shi)(shi)(shi),一(yi)(yi)般(ban)至少應(ying)限定(ding)在“耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)”級,即最高年(nian)腐蝕(shi)(shi)(shi)速率不(bu)超過0.5mm。
③. 介(jie)質(zhi)溫度也是選用材(cai)料(liao)的一個重要(yao)參數
因為溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)會引起(qi)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)一系列性能變(bian)化(hua),如低(di)溫(wen)(wen)下(xia)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)脆(cui)性,高溫(wen)(wen)下(xia)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)石墨(mo)化(hua)、蠕變(bian)等問題。很多腐蝕形態都與介質溫(wen)(wen)度(du)有密(mi)切(qie)的(de)(de)(de)關系,甚至是腐蝕發生的(de)(de)(de)基(ji)本條件。因此(ci)工業管道的(de)(de)(de)選(xuan)材(cai)應滿(man)足溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)限制條件。
二、滿(man)足材料加(jia)工(gong)工(gong)藝和(he)工(gong)業化生產的要(yao)求
①. 理想的(de)材料應(ying)該是容易獲得的(de),即它應(ying)具有良好(hao)的(de)加工(gong)工(gong)藝性、焊接性能等
例如(ru),對于一些腐蝕環境,選(xuan)用碳鋼(gang)(gang)和(he)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)復合制成的(de)(de)工業管道及其(qi)元(yuan)件來代替純不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料無疑是經濟適(shi)用的(de)(de),但(dan)由于許多制造廠的(de)(de)復合工藝(yi)不(bu)過關,使用中屢次出現問題,從而(er)給復合材料的(de)(de)應用帶來了限制,尤其(qi)是碳鋼(gang)(gang)與0Cr13的(de)(de)復合板材因現場(chang)焊(han)接質量不(bu)容易保(bao)證,以致工程上不(bu)敢使用或者(zhe)說不(bu)敢大(da)量使用。
②. 工程上的材料應用(yong)是(shi)系(xi)列(lie)化、標準化的
這樣,便(bian)于大規(gui)模生(sheng)產,減少(shao)材料品種,從而可(ke)以節(jie)約(yue)設計、制造、安裝、使用等各環節(jie)的投(tou)入,同時也將大大降低生(sheng)產成本(ben)。
所以工程上應(ying)首先選用標(biao)準(zhun)材(cai)料(liao),對(dui)于必須選用的新(xin)材(cai)料(liao),應(ying)有完整的技(ji)術評(ping)定文件(jian),并經過省(sheng)級(ji)及(ji)以上管理部門組織技(ji)術鑒定,合(he)(he)格(ge)后才(cai)能(neng)使(shi)用。對(dui)于進(jin)口的材(cai)料(liao),應(ying)提出(chu)詳細的規(gui)格(ge)、性能(neng)、材(cai)料(liao)牌號、材(cai)料(liao)標(biao)準(zhun)、應(ying)用標(biao)準(zhun)等技(ji)術要(yao)求(qiu),并按國內的有關技(ji)術要(yao)求(qiu)對(dui)其進(jin)行復(fu)驗(yan),合(he)(he)格(ge)以后才(cai)能(neng)使(shi)用。
三、符(fu)合既適(shi)用又經濟的要(yao)求
這是一(yi)個很原則(ze)的(de)問題(ti),實際操(cao)作起來(lai)是很復雜(za)的(de)。它(ta)要求材料(liao)工程師必須運(yun)用工程學、材料(liao)學、腐蝕學等(deng)方面(mian)的(de)知識綜合(he)判斷。這樣的(de)問題(ti)有時是可(ke)以(yi)(yi)定量計(ji)算的(de),有時則(ze)是不可(ke)以(yi)(yi)定量計(ji)算的(de)。一(yi)般情況下,應(ying)從以(yi)(yi)下幾個方面(mian)來(lai)考慮。
①. 腐蝕方面
例如,對(dui)于(yu)某一個腐(fu)蝕(shi)環境(jing),若選(xuan)用(yong)高(gao)級(ji)(ji)的(de)(de)、價錢高(gao)的(de)(de)材料(liao)(liao)時遭受的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)可能(neng)是(shi)危險性較大(da)的(de)(de)局部(bu)腐(fu)蝕(shi),而選(xuan)用(yong)低級(ji)(ji)的(de)(de)、價錢低的(de)(de)材料(liao)(liao)時遭受的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)可能(neng)是(shi)具(ju)有較大(da)腐(fu)蝕(shi)速率的(de)(de)均勻腐(fu)蝕(shi)。進(jin)行(xing)綜(zong)合的(de)(de)技術經(jing)濟(ji)(ji)評定后,此時就應考慮選(xuan)用(yong)低級(ji)(ji)材料(liao)(liao)并輔以其他(ta)防腐(fu)措施。總之這(zhe)一類型的(de)(de)材料(liao)(liao)選(xuan)用(yong)是(shi)應進(jin)行(xing)經(jing)濟(ji)(ji)核算。
②. 材料標準及(ji)制造方面(mian)
工業管道的(de)(de)(de)類別(bie)與材(cai)料標準(zhun)(zhun)和制(zhi)(zhi)造(zao)要(yao)求(qiu)并(bing)沒(mei)有一一對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)關系(xi),這(zhe)就要(yao)求(qiu)材(cai)料工程(cheng)師應(ying)用(yong)(yong)有關知(zhi)識來綜合考(kao)(kao)慮。許多(duo)材(cai)料標準(zhun)(zhun)和制(zhi)(zhi)造(zao)標準(zhun)(zhun)中,都有許多(duo)需要(yao)用(yong)(yong)戶確(que)認的(de)(de)(de)選擇項(xiang)(xiang)。當(dang)用(yong)(yong)戶沒(mei)有指定時,制(zhi)(zhi)造(zao)商(shang)將按自己(ji)的(de)(de)(de)習慣去做(zuo)。例(li)如(ru),鋼管的(de)(de)(de)供貨長度、供貨狀態等都屬于這(zhe)類項(xiang)(xiang)目(mu)。有些(xie)項(xiang)(xiang)目(mu)則是(shi)附加(jia)檢(jian)驗項(xiang)(xiang)目(mu),這(zhe)些(xie)檢(jian)驗項(xiang)(xiang)目(mu)不(bu)是(shi)必需的(de)(de)(de),只有用(yong)(yong)戶要(yao)求(qiu)時制(zhi)(zhi)造(zao)商(shang)才做(zuo)。用(yong)(yong)戶可以(yi)根據使(shi)用(yong)(yong)條(tiao)件(jian)不(bu)同,追(zhui)加(jia)若(ruo)干檢(jian)驗項(xiang)(xiang)目(mu)以(yi)便(bian)更好地控制(zhi)(zhi)材(cai)料的(de)(de)(de)內在質量。但提出了這(zhe)些(xie)特殊(shu)要(yao)求(qiu)就意味(wei)著產(chan)品價(jia)格(ge)的(de)(de)(de)上升,有些(xie)檢(jian)驗項(xiang)(xiang)目(mu)如(ru)射線探傷(shang)的(de)(de)(de)費用(yong)(yong)是(shi)很高的(de)(de)(de)。如(ru)何追(zhui)加(jia)這(zhe)些(xie)附加(jia)檢(jian)驗項(xiang)(xiang)目(mu),應(ying)結合使(shi)用(yong)(yong)條(tiao)件(jian)和產(chan)品的(de)(de)(de)價(jia)格(ge)綜合考(kao)(kao)慮。
③. 新材料(liao)、新工藝應用方面
采用(yong)新(xin)材(cai)(cai)料(liao),支(zhi)持新(xin)材(cai)(cai)料(liao)、新(xin)工藝(yi)(yi)的開(kai)發和應用(yong),可(ke)以(yi)有效地降低建設投資(zi),又能(neng)滿足生產工藝(yi)(yi)對材(cai)(cai)料(liao)的要(yao)求。例如,用(yong)滲鋁碳鋼(gang)(gang)代替(ti)不銹鋼(gang)(gang)用(yong)于(yu)耐硫和有機(ji)酸的腐蝕;用(yong)碳鋼(gang)(gang)與不銹鋼(gang)(gang)的復合材(cai)(cai)料(liao)代替(ti)純不銹鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)料(liao);用(yong)焊接(jie)質量有保證的有縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)代替(ti)無縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)等。