壓力管道標(biāo)準(zhǔn)及管道等級(jí)表完整版

1、壓力管道標(biāo)準(zhǔn)及管道等級(jí)表HENsystemofficeroom【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】壓力管道標(biāo)準(zhǔn)及管道等級(jí)表（講座提綱）全國(guó)壓力管道標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)岳進(jìn)才Email:目錄壓力管道工程標(biāo)準(zhǔn)綜述常見(jiàn)基礎(chǔ)性工程規(guī)范工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ASME規(guī)范解讀GB/T20801規(guī)范解讀管道等級(jí)表綜述管道等級(jí)表其它管道材料選用材料的基本性能常用材料類型及特點(diǎn)高溫對(duì)材料選用的影響低溫對(duì)材料選用的影響介質(zhì)對(duì)材料選用的影響材料選用原則管道組成件壓力設(shè)計(jì)載荷類型許用應(yīng)力及強(qiáng)度準(zhǔn)則標(biāo)準(zhǔn)管道組成件非標(biāo)準(zhǔn)管道組成件管道組成件型式及選用連接型式及選用鋼管管件及分支接頭法蘭及法蘭接頭閥門(mén)選用閥型選用基

2、本原則常用關(guān)斷閥的特點(diǎn)及應(yīng)用常用閥門(mén)的屬性參數(shù)選用1壓力管道工程標(biāo)準(zhǔn)綜述1.1.1標(biāo)準(zhǔn)體系標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)成：指令性規(guī)范（法規(guī)），基礎(chǔ)性工程規(guī)范，單項(xiàng)或行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目工程規(guī)定，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1）指令性規(guī)范（法規(guī)）：法定，強(qiáng)制性；技術(shù)管理性；適用范圍（監(jiān)管范圍，包括了設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、建造、使用、維修和改造）。國(guó)內(nèi)外的差別。典型代表：PED97/23,PressureEquipmentDirective；TSGD0001壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程工業(yè)管道。2）基礎(chǔ)性工程規(guī)范：與指令性規(guī)范相比：推薦性/非唯一性，用戶負(fù)責(zé)制；技術(shù)性；建造標(biāo)準(zhǔn)。與行業(yè)或項(xiàng)目工程標(biāo)準(zhǔn)相比：通用性：適用范圍廣，不針對(duì)特定行業(yè)；

3、基礎(chǔ)性：系統(tǒng)性要求，最低要求，不能代替設(shè)計(jì)手冊(cè)。強(qiáng)調(diào)：符合規(guī)范要求而出現(xiàn)問(wèn)題，仍由設(shè)計(jì)者負(fù)責(zé)；安全性：安全標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)險(xiǎn)控制。典型代表：ASMEB31系列；GB/T20801系列。3）單項(xiàng)或行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)：針對(duì)特定的介質(zhì)環(huán)境或針對(duì)特定的行業(yè)而給出的更有針對(duì)性、更詳細(xì)的工程規(guī)定。一般情況下，是基礎(chǔ)性工程規(guī)范的補(bǔ)充和細(xì)化。典型代表：NACEMR0175,油田設(shè)備用抗硫化裂紋的金屬材料；API941,石油化工廠高溫臨氫用鋼；SH3059,石油化工管道設(shè)計(jì)器材選用規(guī)定；GB50030，氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范。4）項(xiàng)目工程規(guī)定：比單項(xiàng)的工程標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)更有針對(duì)性，規(guī)定更詳細(xì)。一般情況下，是基礎(chǔ)性工程規(guī)范和單項(xiàng)或

4、行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充和細(xì)化。典型代表：各工程公司或設(shè)計(jì)院/所針對(duì)具體項(xiàng)目的工程規(guī)定。5）工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化工程建造而設(shè)置的支持性標(biāo)準(zhǔn)。包括產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐方法。詳見(jiàn)1.1.3節(jié)。4+1層級(jí)，魚(yú)頭、魚(yú)骨、魚(yú)刺與魚(yú)肉的關(guān)系指令性規(guī)范（法規(guī)）為魚(yú)頭，針對(duì)重要的方面給出強(qiáng)制性要求，不能突破?；A(chǔ)性工程規(guī)范為魚(yú)骨，框架性規(guī)定，最低安全規(guī)則。單項(xiàng)或行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目工程規(guī)定為魚(yú)刺，依附于基礎(chǔ)性工程規(guī)范而給出的更具體的要求，是基礎(chǔ)性工程規(guī)范的補(bǔ)充和細(xì)化。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是魚(yú)肉，與上述的工程規(guī)范一起構(gòu)成整個(gè)工程標(biāo)準(zhǔn)體系。應(yīng)用現(xiàn)狀1）對(duì)工程規(guī)范層級(jí)的認(rèn)識(shí)不足：期望基礎(chǔ)性工程規(guī)范包羅單項(xiàng)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目規(guī)定的內(nèi)容

5、。2）將指令性規(guī)范和基礎(chǔ)性工程規(guī)范的適用范圍混淆。3）將基礎(chǔ)性工程規(guī)范、單項(xiàng)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)視為指令性規(guī)范。4）多版本同層級(jí)的工程規(guī)范并存現(xiàn)狀，同時(shí)也造成引用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的困惑及由此產(chǎn)生的問(wèn)題。5）由于行業(yè)格局及部門(mén)利益問(wèn)題，造成產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)及由此帶來(lái)的應(yīng)用困惑，同時(shí)又都不完善。常見(jiàn)基礎(chǔ)性工程規(guī)范ASME管道規(guī)范ASME標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用廣泛，影響較大，很多其它類似的標(biāo)準(zhǔn)等效采用了該標(biāo)準(zhǔn)，或直接引用并加以修訂和補(bǔ)充。見(jiàn)后面所述。ASME是ASMEB31系列標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)，其它標(biāo)準(zhǔn)表列如下：PowerPiping/動(dòng)力管道；FuelGasPiping/燃?xì)夤艿?；ProcessPiping/工藝管道；PipelineT

6、ansportationSystemforLiquidhydrocarbonsandotherLiquids/烴類、液態(tài)石油氣、無(wú)水氨和酒精的液體輸送管道系統(tǒng)；RefrigerationPipingandHeatTransferComponents/制冷管道和傳熱組件；化工廠管道（從未出版）；核管道（移入ASME鍋爐壓力容器規(guī)范第III卷）；GasTransmissionandDistributionPipingSystems/天然氣輸送和分配管道系統(tǒng)；BuildingServicesPiping/建筑用管道；深冷管道（從未出版）；SlurryTransportationPipingSyste

7、ms/漿液管道。HydrogenPipingSystemCode/氫用管道系統(tǒng)和管道。其中，是基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，其它是特例。在適用范圍上給出了銜接點(diǎn)。對(duì)于B31系列標(biāo)準(zhǔn)，各標(biāo)準(zhǔn)由不同類型的專家編制，因此各標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)格和內(nèi)容安排并不盡相同。GB/T20801及系列標(biāo)準(zhǔn)GB/T20801標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局特種設(shè)備安全監(jiān)察局管理、全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)壓力管道分技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)組織編寫(xiě)的壓力管道基礎(chǔ)性工程規(guī)范，與壓力管道技術(shù)安全監(jiān)察工程配套的技術(shù)性支持標(biāo)準(zhǔn)。按照壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定對(duì)壓力管道的劃分(GA類、GB類、GC類、GD類)，也對(duì)應(yīng)編制了四個(gè)壓力管道工程規(guī)范。分別是：GB/T

8、20801壓力管道規(guī)范工業(yè)管道。2006年已頒布實(shí)施；GB/T(20802)壓力管道規(guī)范動(dòng)力管道。2013年10月已提交報(bào)批稿；GB/T(20803)壓力管道規(guī)范長(zhǎng)輸管道。2013年10月已提交終審稿；GB/T(20804)壓力管道規(guī)范公用管道。2014年3約已提交提綱稿。其中，GB/T20801是基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，其它是特例。在適用范圍上給出了銜接點(diǎn)。特種設(shè)備安全法。監(jiān)管范圍可能會(huì)縮小(比如，DN150及以上管道)。1.2.3ISO15649石油及天然氣工業(yè)管道類似于ASME和GB/T20801,但該規(guī)范內(nèi)容較少，明確指明引用了，是的補(bǔ)充。特點(diǎn)：對(duì)管道布置給出了原則性要求。ISO15649共有5個(gè)章

9、節(jié)和2個(gè)附錄：第1章適用范圍：適用于石油化工生產(chǎn)裝置。與ASME一起用。第2章相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：ASME。第3章術(shù)語(yǔ)和定義：給出了化工廠、承壓管道等常用名詞解釋共19個(gè)。第4章金屬管道：分9節(jié)，分別對(duì)責(zé)任、材料、安全措施、放空與排凝、設(shè)計(jì)條件、管道布置、埋地管道、腐蝕等進(jìn)行了原則性規(guī)定。第5章非金屬管道或非金屬襯里管道：分2節(jié)，分別對(duì)設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)基本原則進(jìn)行了規(guī)定。附錄A管道布置：對(duì)管道布置提出了原則要求。附錄B埋地管道：對(duì)埋地管道設(shè)計(jì)提出了原則要求。EN13480工業(yè)金屬管道類似于ASME和GB/T20801。結(jié)構(gòu)和內(nèi)容含量與相似，很多規(guī)定也相同，但也存在一些明顯的差異。特點(diǎn)：是一個(gè)可以與分庭抗禮

10、的基礎(chǔ)性工程規(guī)范。與GB/T20801類似，有6個(gè)分項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)組成：工業(yè)金屬管道一般規(guī)定工業(yè)金屬管道材料工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)和計(jì)算工業(yè)金屬管道預(yù)制與安裝工業(yè)金屬管道檢查和試驗(yàn)工業(yè)金屬管道埋地管道的附加要求EN13480與ASME差異的典型例子：管道分級(jí)，材料的許用應(yīng)力，承壓管道組成件的壓力計(jì)算。前瞻性技術(shù)：三大類14種失效模式的評(píng)定舉例：三大類14種失效模式第I類：短期失效模式I-1:脆性斷裂；I-2：韌性斷裂；I-3：超量變形引起的接頭泄露；I-4：超量局部應(yīng)變引起的裂紋形成或韌性撕裂；I-5：彈性、塑性或彈塑性失穩(wěn)（垮塌）；第II類：長(zhǎng)期失效模式II-1：蠕變斷裂；II-2：蠕變引起的機(jī)械接頭超量

11、變形或過(guò)大的載荷轉(zhuǎn)移；II-3：蠕變失穩(wěn)；II-4：磨蝕和腐蝕；II-5：環(huán)境助長(zhǎng)開(kāi)裂。如應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，氫致開(kāi)裂；第III類：循環(huán)失效模式iii-i：擴(kuò)展性塑性變形；III-2：交替塑性；III-3：彈性應(yīng)變疲勞（中、高周疲勞）和彈塑性應(yīng)變疲勞（低周）；III-4：環(huán)境助長(zhǎng)疲勞。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)包括尺寸標(biāo)準(zhǔn)、制造標(biāo)準(zhǔn)、材料標(biāo)準(zhǔn)等。1）尺寸標(biāo)準(zhǔn)尺寸標(biāo)準(zhǔn)體系，兩個(gè)基礎(chǔ)尺寸標(biāo)準(zhǔn)（管子和法蘭），大外徑系列和小外徑系歹列，PN系列（歐式）和CLASS系列（美式）。尺寸標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀，ASME與GB的異同，兼容性。舉例：管子外徑和壁厚尺寸，法蘭螺栓孔尺寸，55錐管螺紋和60錐管螺紋。常用尺寸標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1.3.

12、1-1。表1.3.1-1常用管道組成件尺寸標(biāo)準(zhǔn)“大外徑系列”/CLASS系列“小外徑系列”/PN系列SH標(biāo)準(zhǔn)體系GB標(biāo)準(zhǔn)體系A(chǔ)NSI標(biāo)準(zhǔn)體系JB標(biāo)準(zhǔn)體系HG標(biāo)準(zhǔn)體系一般管SH/T3405GB/T17395ANSIHG20553道ANSI長(zhǎng)輸管GB/GB/API5L道管件SH/T3408GB/T12459?ANSI-z一一？一GB/T12459?HG/21634SH/T3409ANSIHG/21635SH/T3410,一？GB/T13401?ANSIGB/T13401?HG/21631GB/T14626GB/T14383?GB/T14626GB/T14383?HG/21632法蘭SH/T3406

13、GB9112GB9131ANSIJB/T7486HG20592HG20605墊片SH/T3401SH/T3402SH/T3403SH/T34072ANSIANSIJB/T87JB/T88JB/T89JB/T90HG20606HG20612緊固件SH/T3404GB5780GB5782GB41GB6170ANSIB18.2.1ANSIB18.2.2GB5780GB5782GB41GB6170HG20613HG20614閥門(mén)API600API602API603API608API609API594GB/T12232GB/T12247?API600API602API603API608API609API

14、594JB系列？JB系列？其它尺寸標(biāo)準(zhǔn)MSSSP-95MSSSP-97MSSSP-48注：GB標(biāo)準(zhǔn)體系的管子管件標(biāo)準(zhǔn)原來(lái)是借助于SHJ405進(jìn)行定義的，目前SHJ405已被修訂成SH/T3405,而且定義已作了改變。因此，GB系列管件標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)作相應(yīng)修訂才能使用；此處應(yīng)為該標(biāo)準(zhǔn)的A系列。?同？。此處應(yīng)為該標(biāo)準(zhǔn)的B系列。GB/T1223268/112247目前尚存在較多問(wèn)題，實(shí)際上并沒(méi)有推廣應(yīng)用，它可用相應(yīng)的API標(biāo)準(zhǔn)取代。JB系列指原來(lái)的JB系列閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在大多數(shù)閥門(mén)制造廠仍按該系列閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。這里僅列出了主要的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不是全部標(biāo)準(zhǔn)。2）制造標(biāo)準(zhǔn)和材料標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)制造標(biāo)準(zhǔn)和材料標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀/A

15、SME與GB應(yīng)用工程材料的異同：政出多頭，各自為政，例如鋼管、閥門(mén)、板材、鍛件標(biāo)準(zhǔn)；配套性差，例如缺少中高溫焊管、螺栓、對(duì)焊管件制造標(biāo)準(zhǔn)；碳鋼的低溫限制；標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)密性和生產(chǎn)的隨意性；閥門(mén)鑄件和不銹鋼材料靠近了人51忖材料，但配套標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有跟上，等效和等同的問(wèn)題。舉例：國(guó)產(chǎn)低溫碳鋼材料。管道材料的進(jìn)展：生產(chǎn)方法帶來(lái)的影響，AOD/VOD精煉技術(shù)的應(yīng)用，GB150對(duì)硫、磷要求的提高，超低碳不銹鋼的應(yīng)用；新材料的開(kāi)發(fā)，舉例：347AP，P92。常用管道組成件制造標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1.3.1-2。表1.3.1-2常用管道組成件制造標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品名稱國(guó)標(biāo)材料ASTM材料說(shuō)明碳鋼無(wú)縫鋼管GB/T8163,GB3087,GB

16、9948,GB6479,GB5310ASTMA53,A106非等效長(zhǎng)輸專用無(wú)縫和焊接鋼管GB/，GB/API5L等效焊接碳鋼鋼管（無(wú)）ASTMA671，A672（無(wú)對(duì)應(yīng)）低溫?zé)o縫鋼管GB/T18984ASTMA333非等效合金鋼無(wú)縫鋼管GB9948，GB6479，GB5310ASTMA335，A213非等效合金鋼焊管（無(wú)）ASTMA691（無(wú)對(duì)應(yīng)）不銹鋼無(wú)縫鋼管GB/T14976ASTMA312等效不銹鋼焊管GB/T12771ASTMA358等效碳鋼及合金鋼管件（GB12459）ASTMA234（無(wú)對(duì)應(yīng)）低溫碳鋼管件（無(wú)）ASTMA420（無(wú)對(duì)應(yīng)）不銹鋼管件（GB12459）ASTMA403（

17、無(wú)對(duì)應(yīng)）碳鋼鍛件JB4726，NB/T47008ASTMA105非等效低溫碳鋼鍛件JB4727，NB/T47009ASTMA350非等效合金鋼鍛件JB4726，NB/T47008ASTMA182非等效不銹鋼鍛件JB4728，NB/T47010ASTMA182等效碳鋼板材GB713ASTMA515非等效低溫碳鋼板材GB3531ASTMA516非等效合金鋼板材GB713ASTMA387非等效不銹鋼板材GB24511ASTMA240等效碳鋼鑄件GB12229ASTMA216等效低溫碳鋼鑄件JB7248ASTMA352等效合金鋼鑄件JB5263ASTMA217等效不銹鋼鑄件GB12230ASTMA35

18、1等效常規(guī)螺栓材料（無(wú)）ASTMA193/A194（無(wú)對(duì)應(yīng)）低溫螺栓材料（無(wú)）ASTMA320（無(wú)對(duì)應(yīng)）3）產(chǎn)品制造的幾個(gè)深層次問(wèn)題關(guān)于非金屬夾雜物：不可避免，對(duì)金屬基體的割裂，微觀空隙，裂紋起裂源，對(duì)二次變形加工的影響。非金屬夾雜物等級(jí)的應(yīng)用。舉例：氫介質(zhì)環(huán)境下非金屬夾雜物的影響；管件成型時(shí)的開(kāi)裂。關(guān)于殘余元素和雜質(zhì)元素：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般不給出殘余元素和部分雜質(zhì)元素的限制，舉例說(shuō)明殘余元素和部分雜質(zhì)元素對(duì)金屬材料性能的影響：釩對(duì)碳鋼性能的影響，銅對(duì)不銹鋼性能的影響。關(guān)于金屬晶粒度：冶金理論，高溫下自動(dòng)長(zhǎng)大的特性，對(duì)金屬材料性能的影響。舉例：常用變形加工金屬材料的精度級(jí)別及應(yīng)用。關(guān)于承壓金屬部件的

19、表面缺陷：常見(jiàn)缺陷類型（imperfection和defect的差別）及分類，缺口敏感效應(yīng)。舉例：常見(jiàn)表面缺陷控制的工程例子。關(guān)于承壓金屬部件的表面缺陷：常見(jiàn)缺陷類型，客觀存在，缺陷的穩(wěn)定與開(kāi)展，無(wú)損檢驗(yàn)。舉例：某裝置用不銹鋼焊管的采購(gòu)要求與現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)要求的沖突。關(guān)于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的最低要求：標(biāo)準(zhǔn)編制者不知道產(chǎn)品的介質(zhì)應(yīng)用環(huán)境，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不解決特殊介質(zhì)環(huán)境的特殊要求。舉例，上述殘余元素和雜質(zhì)元素的影響，材料的高溫性能。關(guān)于質(zhì)量管理：資質(zhì)與過(guò)程控制，ISO9001的內(nèi)涵：做你所寫(xiě)的，寫(xiě)你所做的。舉例：國(guó)內(nèi)外配管設(shè)計(jì)規(guī)定的差別。關(guān)于生產(chǎn)細(xì)節(jié)：型式試驗(yàn)，過(guò)程控制。舉例：不銹鋼材料的酸洗。上述問(wèn)題與采購(gòu)技術(shù)要求

20、有關(guān)，與制造商選擇有關(guān)。實(shí)踐方法包括檢驗(yàn)方法、焊接規(guī)定、熱處理規(guī)定等配套標(biāo)準(zhǔn)。1）檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法涉及到化學(xué)成分檢驗(yàn)方法及規(guī)定、機(jī)械性能檢驗(yàn)方法及規(guī)定、金相分析規(guī)定、腐蝕試驗(yàn)方法、各種無(wú)損檢驗(yàn)方法及規(guī)定等?；瘜W(xué)分析分金屬元素和非金屬元素等測(cè)定方法，測(cè)定誤差，產(chǎn)品分析和熔煉分析。機(jī)械性能除常規(guī)拉伸試驗(yàn)，還包括硬度檢驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)等。延伸率的標(biāo)準(zhǔn)值。無(wú)損檢驗(yàn)分鍛件、板材、鋼管、鑄件等，方法和判定指標(biāo)不同。舉例見(jiàn)表1.3.2。表1.3.2常見(jiàn)檢驗(yàn)方法舉例名稱國(guó)標(biāo)ASTM說(shuō)明化學(xué)成分GB/T222ASTMA751非等效機(jī)械性能GB2975ASTM370非等效金屬晶粒度檢驗(yàn)GB/T6394ASTME112

21、等效非金屬夾雜物檢驗(yàn)GB/T10561ASTME45等效晶間腐蝕試驗(yàn)GB4334ASTMA262非等效超聲波檢驗(yàn)JB4730ASTMA388/E213非等效射線檢驗(yàn)JB4730MSSSP-54非等效磁粉檢驗(yàn)JB4730ASTME709/A275非等效著色檢驗(yàn)JB4730ASTME165非等效2）焊接規(guī)定最典型的焊接規(guī)定是焊接評(píng)定。例如ASMEIV和JB4708。（其它略）ASME規(guī)范解讀綜述如前所述的特性：推薦性/非唯一性，用戶負(fù)責(zé)制；技術(shù)性；建造標(biāo)準(zhǔn)；通用性；基礎(chǔ)性，最低要求；安全性。與EN規(guī)范的區(qū)別：ASME的特點(diǎn)是通過(guò)引入系數(shù)而簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，EN標(biāo)準(zhǔn)則是盡可能計(jì)入各種影響因素。不包括管道布置

22、。第一章應(yīng)用范圍和定義關(guān)注不管轄的范圍，其它規(guī)范沒(méi)有明確管轄的管道均可參考。原名稱為石油化工廠管道規(guī)范，2002版后改為工藝管道，適用范圍有所擴(kuò)展。關(guān)注管道分類，實(shí)際上隱含了四種分類：D類流體，M類流體，介于D類和M類之間的流體，K類流體。劇烈循環(huán)工況。第二章設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)最低溫度。預(yù)期工況中的最低溫度。舉例：環(huán)境溫度的考慮（位移應(yīng)力）。2）條。對(duì)可能出現(xiàn)的影響因素給出了提示性的規(guī)定，沒(méi)有工程經(jīng)驗(yàn)的人不容易理解，很重要，但容易被忽視。舉例：流體膨脹的問(wèn)題，防凍問(wèn)題。壓力溫度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。三種情況：具有壓力額定值的表列組件，沒(méi)有壓力額定值的表列組件，非表列組成件（見(jiàn)下文）。舉例：沒(méi)有壓力額定值的表列組件的

23、壓力等級(jí)的定義。許用應(yīng)力和其它應(yīng)力的限制。四個(gè)基本系數(shù)（抗拉強(qiáng)度/，屈服強(qiáng)度/，10萬(wàn)小時(shí)蠕變延伸率為1%的平均應(yīng)力/，10萬(wàn)小時(shí)斷裂平均應(yīng)力/）。5）304組件的壓力設(shè)計(jì)。除管子以外，其它應(yīng)用于非標(biāo)管道組成件設(shè)計(jì)，也可作為標(biāo)準(zhǔn)管道組成件的設(shè)計(jì)依據(jù)。支管補(bǔ)強(qiáng)，僅給出來(lái)等面積補(bǔ)強(qiáng)方法。沒(méi)有給壓力面積法計(jì)算方法。沒(méi)有大小頭的計(jì)算方法。沒(méi)有疲勞設(shè)計(jì)方法。非表列組件：類比法，試驗(yàn)應(yīng)力分析法，驗(yàn)證試驗(yàn)方法，詳細(xì)應(yīng)力分析法。305318流體工況對(duì)管道組成件及接頭的要求。針對(duì)不同的流體工況，對(duì)各種管道組成件及接頭提出了各種應(yīng)用限制。最低要求。319321柔性和支架管系應(yīng)力分析。屬管道機(jī)械專業(yè)。略。8)322

24、特殊管道系統(tǒng)。儀表管道。略。第三章材料材料和技術(shù)條件四種情況：表列材料，認(rèn)可；非表列材料，有條件認(rèn)可；牌號(hào)不明材料，不認(rèn)可；回收材料，有條件認(rèn)可。溫度上限304L/316L奧氏體不銹鋼的溫度上限(1500F/815)。溫度下限碳鋼材料的溫度下限是變化的，與厚度、結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平有關(guān)；所謂的下限溫度是可以突破的，需要進(jìn)行評(píng)定；注意免除沖擊試驗(yàn)的條件，對(duì)于厚壁碳鋼材料，即使使用溫度高于零度，也要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。沖擊試驗(yàn)方法和驗(yàn)收準(zhǔn)則沖擊試驗(yàn)溫度降低值，小尺寸試樣。橫向膨脹量，沖擊功與強(qiáng)度指標(biāo)有關(guān)。材料在使用中的變質(zhì)原則規(guī)定，與附錄F一起解讀，幾乎不涉及腐蝕問(wèn)題。第四章管道組成件及尺寸/應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系，定義

25、管道系統(tǒng)的外徑、壁厚系列、公稱壓力等級(jí)、額定壓力值、連接尺寸等。表列組件標(biāo)準(zhǔn)和非表列組件標(biāo)準(zhǔn)，給其它配套標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)口。匹配性。舉例：BS閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。詳見(jiàn)1.3.1節(jié)。第五章制作、裝配和安裝328焊接：無(wú)值得關(guān)注的說(shuō)明。GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的更細(xì)。330預(yù)熱：無(wú)值得關(guān)注的說(shuō)明。331熱處理：應(yīng)注意是最低要求。332彎曲與成型：無(wú)值得關(guān)注的說(shuō)明。第六章檢驗(yàn)、檢查和試驗(yàn)Inspection,Examination,Test的區(qū)別。Inspection：Activitycarriedoutbypersonsindependentofproductiontoverifythattheresultsofthete

26、stingandexaminationsconformtospecificrequirements.Examination：Assessmentcarriedouttodetermineorverifytheacceptabilityofacomponent,systemordocument.Test：Physicalactivity(destructiveornon-destructive)carriedoutinaccordancewithadefinedprocedurewhichprovidesanobjectiveassessmentsofacharacteristicofacomp

27、onentorsystem.要求檢查的范圍檢驗(yàn)范圍應(yīng)由工程公司或業(yè)主確定。3)345試驗(yàn)無(wú)值得關(guān)注的說(shuō)明。其它章節(jié)第七章非金屬管道和非金屬襯里管道：略。第八章M類流體工況管道：根據(jù)M類流體工況特點(diǎn)，增加一些附加要求。內(nèi)容略。第九章高壓(K類流體工況)管道：疲勞的影響成需要計(jì)入的因素。略。GB/T20801規(guī)范解讀綜述等效ASME，但結(jié)合國(guó)情進(jìn)行了本土化修改。GB/T20801與ASME的差異見(jiàn)下面各部分。第一部分應(yīng)用范圍和定義1)管轄范圍比ASME更規(guī)范，體現(xiàn)在：ASME主要對(duì)工藝管道做出了規(guī)定，適用于生產(chǎn)裝置，而GB/T20801對(duì)工業(yè)管道做出了規(guī)定，原則上其它規(guī)范不管轄的，都可以使用GB/

28、T20801。關(guān)注不管轄的范圍，其它規(guī)范沒(méi)有明確管轄的管道均可參考。GA、GB、GC、GD的管轄范圍劃分。舉例：動(dòng)力管道/四大管道，長(zhǎng)輸管道/站內(nèi)管道。2)內(nèi)容與相比，不含高壓管道（K類）和非金屬管道。不含銅及銅合金材料。3）關(guān)注管道分類3個(gè)等級(jí)：GC1（一部分相當(dāng)于中的M類流體，一部分為介于D類和M類之間的流體）、GC2（相當(dāng)于中的介于D類和M類之間的流體）、GC3（相當(dāng)于中的部分D類流體）。同時(shí)也包括了劇烈循環(huán)工況。4）管轄范圍與壓力管道監(jiān)檢的范圍二者不是等同的。5）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估跟進(jìn)68150，增加風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的內(nèi)容要求。6）增加附錄A本次修訂時(shí)增加附錄A，混合介質(zhì)情況下介質(zhì)毒性與管道等級(jí)的劃分。

29、該問(wèn)題改變了許多設(shè)計(jì)人員的概念，操作難度也比較大，是2006版執(zhí)行的難點(diǎn)。因此，增加此附錄。第二部分材料1）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有像那樣明確給出表列材料和非表列材料等，也沒(méi)有對(duì)牌號(hào)不明材料、回收材料等給出規(guī)定。本次修改中將補(bǔ)充。2）溫度上限同的處理，應(yīng)正確理解溫度上限的概念，應(yīng)考慮腐蝕影響，蠕變，剛度，工程意義。同時(shí)把附錄F關(guān)于材料的高溫限制寫(xiě)入了正文，同時(shí)也增加了一些工程經(jīng)驗(yàn)到里面。舉例：碳鋼石墨化的問(wèn)題，合金鋼的珠光體球化問(wèn)題，等等。3）溫度下限同的處理，即碳鋼材料的溫度下限是變化的，與厚度、結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平有關(guān)；所謂的下限溫度是可以突破的，需要進(jìn)行評(píng)定；注意免除沖擊試驗(yàn)的條件，對(duì)于厚壁碳鋼材料，即使使

30、用溫度高于零度，也要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。但這里針對(duì)GB產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)修正了碳鋼的免除沖擊試驗(yàn)的曲線圖。舉例：20鋼與A106B的差異，16Mn與A333的差異。4）沖擊試驗(yàn)方法和驗(yàn)收準(zhǔn)則同的處理，即沖擊試驗(yàn)溫度降低值，小尺寸試樣。橫向膨脹量，沖擊功與強(qiáng)度指標(biāo)有關(guān)。5）增加附錄B本次修訂時(shí)增加附錄B，材料選用的補(bǔ)充規(guī)定。即添加腐蝕環(huán)境下材料的選用原則。沒(méi)有類似的內(nèi)容，但此內(nèi)容又是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。第三部分設(shè)計(jì)與計(jì)算與的內(nèi)容基本相同，下面僅介紹不同點(diǎn)及2006版的一些問(wèn)題。1）。移到附錄H,同時(shí)附錄H增加管道布置的內(nèi)容，僅從安全角度提出要求。2）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。更詳細(xì)的內(nèi)容見(jiàn)節(jié)。許用應(yīng)力。對(duì)的規(guī)定進(jìn)行了簡(jiǎn)化，即采用了6

31、8150的做法，對(duì)四個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)分別除以不同的安全系數(shù)，并取其最小值。但安全系數(shù)與GB150不同，與相同。舉例：針對(duì)強(qiáng)度極限的安全系數(shù)，取3,而GB150取。鋼管和管件。對(duì)GB/T8163和GB3087等的適用范圍進(jìn)行了限制，例如，不能用于GC1類管道。此條要求引起較低的質(zhì)疑聲音。解釋并舉例：采用GB/T8163鋼管制造管件時(shí)引起的開(kāi)裂問(wèn)題。與相比，增加了法蘭、螺栓、墊片、閥門(mén)選用的內(nèi)容，更貼近工程應(yīng)用。5）組件的壓力設(shè)計(jì)。與相比，法蘭的選用中增加了法蘭的當(dāng)量設(shè)計(jì)壓力。不合適，此次修訂時(shí)擬取消。此次修訂擬增加大小頭的設(shè)計(jì)計(jì)算。與相比，支管補(bǔ)強(qiáng)同時(shí)給出了壓力面積法計(jì)算方法。此次修訂擬增加疲勞設(shè)計(jì)方

32、法。管道支吊架。材料部分，對(duì)支吊架材料的要求給出的規(guī)定較少，此次修訂時(shí)擬增加。7）增加附件A由于GB產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系中沒(méi)有對(duì)焊管件的制造標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有螺栓、高溫焊管的制造標(biāo)準(zhǔn)。因此此次修訂時(shí)以附錄的型式增加該內(nèi)容。8）增加流體工況對(duì)管道組成件的制造要求。9）增加流體工況對(duì)管道組成件的施工焊接要求。第四部分制作、裝配和安裝1）條焊接工藝評(píng)定由于JB4708內(nèi)容偏少，故根據(jù)不同流體工況，增加焊評(píng)要求。解釋。2）第5章管道組成件的檢查和驗(yàn)收取消機(jī)械性能、無(wú)損檢驗(yàn)等復(fù)檢。改變國(guó)內(nèi)固有的現(xiàn)場(chǎng)施工理念。解釋。3）第7章焊接增加焊評(píng)內(nèi)容，增加焊接材料選用指南。4）第9章裝配與安裝增加螺栓擰緊力矩。解釋。5）其它多

33、處適當(dāng)?shù)胤皆黾印爱?dāng)設(shè)計(jì)有要求時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)文件要求進(jìn)行”。第五部分檢驗(yàn)、檢查和試驗(yàn)1）檢驗(yàn)范圍與相比，按6腎、GC2、GC3等，給出了不同的檢驗(yàn)比例，規(guī)定更細(xì)。應(yīng)用中的疑難問(wèn)題1）含有毒介質(zhì)的管道等級(jí)劃分。GB5044關(guān)于介質(zhì)毒性劃分的問(wèn)題。長(zhǎng)時(shí)間作用與短時(shí)間作用的差異。舉例：蒸汽的危害性。3）眾多施工規(guī)范（GB50184、GB50235、GB50517等）內(nèi)容的沖突與協(xié)調(diào)。舉例：無(wú)損檢驗(yàn)的比例。擬解決該問(wèn)題的方法。4）GB50316與GB/T20801的沖突與協(xié)調(diào)。管道等級(jí)表綜述管道材料工程師的工作內(nèi)容基礎(chǔ)知識(shí)：基礎(chǔ)性工程規(guī)范，尺寸標(biāo)準(zhǔn)，材料選用，公稱壓力等級(jí)的確定，管道組成件型式選用。核心任

34、務(wù)：管道等級(jí)表/PIPINGCLASS。輔助任務(wù)：管段表/BOM（BillOfMaterial），詢價(jià)書(shū)/MR（MaterialRequisition），采購(gòu)料表/MTO（MakeToOrder/MaterialTakeOff），訂貨技術(shù)要求/JSJOBSPECIFICATIONFORPURCHASE）基礎(chǔ)性工程規(guī)范核心詞：給管道設(shè)計(jì)定調(diào)（包括建造準(zhǔn)則、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系等）。不宜多選。更多內(nèi)容見(jiàn)第1章介紹。尺寸標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)1.3.1節(jié)介紹。材料選用制造/產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)1.3.1節(jié)介紹，材料選用見(jiàn)第3章專題介紹。壓力等級(jí)見(jiàn)第4章介紹。管道組成件型式及選用見(jiàn)第5章和第6章介紹。管道等級(jí)表綜述1）上

35、述節(jié)工作成果的集中表述。2）直接影響管道的安全性和經(jīng)濟(jì)性。3）編制原則：適度的同類合并，減少管道組成件的規(guī)格類型，屬性描述完整，方便屬性的可追溯性，經(jīng)濟(jì)性。4）管道等級(jí)表的內(nèi)容：縮寫(xiě)詞，管道等級(jí)代號(hào)，閥門(mén)代號(hào)，等級(jí)索引，等級(jí)表，分支表，變徑表，閥門(mén)規(guī)格書(shū)（DATASHEET）管道等級(jí)表范本及介紹1）縮寫(xiě)詞各工程公司編制，基本上為英文縮寫(xiě)詞，但不同工程公司不完全一致，范本見(jiàn)2）管道等級(jí)代號(hào)各工程公司編制，包含壓力等級(jí)+材料+其它區(qū)別的序列號(hào)。舉例。3）閥門(mén)代號(hào)當(dāng)采用JB系列閥門(mén)時(shí)，選擇手冊(cè)或閥門(mén)廠的代號(hào)。當(dāng)采用API閥門(mén)或新GB閥門(mén)時(shí)，由各工程公司編制閥門(mén)代號(hào)，差別較大。舉例。4）等級(jí)索引類似于

36、管道等級(jí)表的目錄，各工程公司的管道等級(jí)索引不盡相同。范本見(jiàn)5）管道等級(jí)表管道等級(jí)表正文。內(nèi)容及解釋。范本見(jiàn)6）閥門(mén)規(guī)格書(shū)與等級(jí)表配合。當(dāng)出版閥門(mén)規(guī)格書(shū)時(shí)，管道等級(jí)表中的閥門(mén)描述可采用短描述。否則，應(yīng)給出長(zhǎng)描述，給出所有主特征參數(shù)。范本見(jiàn)其它綜述除了上述的主要任務(wù)外，管道材料工程師還要編制或合作編制下列文件，但不限于這些文件：1）管段表/BOM（BillOfMaterial）2）詢價(jià)書(shū)/MR（MaterialRequisition）3）采購(gòu)料表/MTO（MakeToOrder/MaterialTakeOff）4）訂貨技術(shù)要求/JSJOBSPECIFICATIONFORPURCHASE）管段表/B

37、OM管段表是針對(duì)每根管道所用的所有管道組成件的明細(xì)表，用于材料匯總，并作為管道施工的依據(jù)。管段表中的管道組成件的描述應(yīng)與管道等級(jí)表一致。管段表一般由配管工程師編制，但描述來(lái)自等級(jí)表。當(dāng)采用PDS或PDMS制圖時(shí)，可由繪圖軟件自動(dòng)生成。范本略。詢價(jià)書(shū)/MR它是一個(gè)與采購(gòu)有關(guān)的程序文件，主要表達(dá)了采購(gòu)詢價(jià)的一些基本信息和要求，包括項(xiàng)目信息、報(bào)價(jià)要求、投標(biāo)技術(shù)文件組成要求等。有些工程公司或用戶習(xí)慣于把報(bào)價(jià)的商務(wù)要求也放在詢價(jià)書(shū)中。詢價(jià)書(shū)一般由采購(gòu)工程師編制，但其中的技術(shù)核心內(nèi)容由材料工程師提出或參與編制。一般情況下，詢價(jià)書(shū)主要包括以下幾個(gè)部分的內(nèi)容：1）項(xiàng)目信息；2）適用范圍；3）供貨范圍；4）文件

38、列表；5）執(zhí)行順序；6）投標(biāo)技術(shù)文件組成要求；7）中間技術(shù)文件要求；8）交貨技術(shù)文件要求；9）其它要求；10）附件。范本略。采購(gòu)料表/MTO它是管道組成件采購(gòu)的基礎(chǔ)技術(shù)文件，是將需求的管道組成件進(jìn)行分類匯總并給出管道組成件的類型、尺寸、壓力等級(jí)、主體材料、需求數(shù)量等基本信息的一個(gè)文件。管道組成件采購(gòu)料表一般由管道材料工程師編制。既然是用于采購(gòu)的文件，那么分類的方法和編排要便于采購(gòu)。裝置中采用的管道元件類型很多，包括管子、管件、閥門(mén)、法蘭、螺栓、墊片、管道設(shè)備、支吊架、隔熱材料、防腐材料等。就鋼管來(lái)說(shuō)，按加工方法劃分又分為無(wú)縫鋼管和焊接鋼管等，按材料劃分又分為不銹鋼、合金鋼、碳鋼、非金屬材料等。

39、不同類型的管道元件，甚至相同的管道元件但制造方法不同，或應(yīng)用的材料不同，可能是由不同的生產(chǎn)商生產(chǎn)的。就采購(gòu)來(lái)說(shuō)，每一個(gè)采購(gòu)包的產(chǎn)品應(yīng)盡可能是由單一的制造商能夠生產(chǎn)的，以便于采購(gòu)、生產(chǎn)、監(jiān)檢和運(yùn)輸?shù)确矫娴暮贤芾?。范本略。訂貨技術(shù)要求/JS在很多情況下，項(xiàng)目采購(gòu)技術(shù)規(guī)定（訂貨技術(shù)要求）是不可或缺的輔助采購(gòu)技術(shù)文件，這是因?yàn)?，管道組成件料表和/或閥門(mén)數(shù)據(jù)表有時(shí)候還不足以或不便于對(duì)某些采購(gòu)技術(shù)要求進(jìn)行更詳細(xì)的表達(dá)，例如，引用標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用的環(huán)境條件、設(shè)計(jì)要求、制造要求、檢查試驗(yàn)要求、包裝和標(biāo)記要求、技術(shù)文件要求等。因此，對(duì)于大型工業(yè)項(xiàng)目或要求較高的工業(yè)項(xiàng)目，通常都會(huì)把料表（MTO）、閥門(mén)數(shù)據(jù)表（口5）、

40、項(xiàng)目采購(gòu)技術(shù)規(guī)定（JS）和詢價(jià)書(shū)（MR）組成一個(gè)完整的采購(gòu)詢價(jià)技術(shù)文件。對(duì)于拾余補(bǔ)缺的采購(gòu)情況，或數(shù)量較少、品種簡(jiǎn)單的采購(gòu)，也可以對(duì)上述的文件進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜∩帷ｊP(guān)于閥門(mén)項(xiàng)目采購(gòu)技術(shù)規(guī)定的編制，并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，各個(gè)工程公司、設(shè)計(jì)院或用戶都有自己的習(xí)慣和格式化做法，但大同小異?？傮w來(lái)說(shuō)，常規(guī)的關(guān)于閥門(mén)的項(xiàng)目采購(gòu)技術(shù)規(guī)定包括下列內(nèi)容，但不限于這些內(nèi)容：1）適用范圍；2）引用標(biāo)準(zhǔn)；3）應(yīng)用環(huán)境條件；4）設(shè)計(jì)要求；5）制造要求；6）檢查試驗(yàn)要求；7）標(biāo)記和包裝；8）技術(shù)文件要求；9）其它要求；10）附錄。范本略。管道材料選用材料的基本性能機(jī)械性能1）強(qiáng)度指標(biāo)：強(qiáng)度極限。，屈服極限。，持久極限。（10

41、0000小時(shí)斷裂平均值），蠕變極限。（延伸率/1000小時(shí)）。相關(guān)問(wèn)題：直接作為計(jì)算參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)許用應(yīng)力及安全系數(shù)。舉例：關(guān)于。和。；2）塑性指標(biāo)：延伸率（6和6值），斷面收縮率中，非直接計(jì)算參數(shù)。舉例：碳鋼和不銹鋼的延伸5率，1104%延伸率的韌性材料界限；3）彈性指標(biāo)：彈性模量E。用于結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算參數(shù)；4）韌性指標(biāo)：沖擊功A。非直接計(jì)算參數(shù)，但作為材料脆性轉(zhuǎn)變的一個(gè)重要判據(jù)；k5）硬度：反映材料對(duì)局部塑性變形的抗力及材料的耐磨性。主要用于加工變形殘余應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力存在程度的判斷。舉例：某裝置用不銹鋼管件的斷裂，某裝置冷氫管道開(kāi)裂。硬度與抗拉強(qiáng)度的近似關(guān)系：低碳鋼：。HB高碳鋼：。：=HB

42、調(diào)質(zhì)合金鋼:：。HB化學(xué)性能包括耐腐蝕性、高溫下的組織穩(wěn)定性等。舉例：硫腐蝕、醋酸腐蝕等。物理性能包括導(dǎo)電性、熱漲率等?？杉庸ば阅馨ㄨT造性能、鍛造性能、機(jī)加工性能、焊接性能等。舉例：321材料的鑄造，滲鋁材料的焊接性能。經(jīng)濟(jì)性能包括材料的性能成本、制造成本、安裝成本等。常用材料類型及特點(diǎn)1）普通碳素鋼/GB/T700鐵碳合金。五大元素：鐵、錳、硅、硫、磷。普通碳素鋼與優(yōu)質(zhì)碳素鋼相比，由于它的有害雜質(zhì)元素S、P含量相對(duì)較高，綜合機(jī)械性能和耐蝕性較差，故不宜用在較重要的場(chǎng)合，但普通碳素鋼價(jià)格便宜，故工程上常用于各種鋼構(gòu)架、支吊架等，而流體輸送管道上使用時(shí)常給與一定的限制。2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼/GB/T

43、699鐵碳合金。五大元素：鐵、錳、硅、硫、磷。優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的有害雜質(zhì)元素S、P比普通碳素鋼低，不僅如此，二者的冶煉方法也多有不同，普通碳素鋼多用成本最低的轉(zhuǎn)爐冶煉，而優(yōu)質(zhì)碳鋼則采用平爐或純氧頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉，脫氧較好，雜質(zhì)含量較低，故其綜合機(jī)械性能、耐蝕性等均優(yōu)于普通碳素鋼。優(yōu)質(zhì)碳素鋼與高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼相比，價(jià)格不高，故這類鋼是工程上應(yīng)用最廣泛的碳素鋼。3）低合金鋼/GB/T1591鐵碳合金+錳。五大元素：鐵、錳、硅、硫、磷。強(qiáng)度和耐溫性能優(yōu)于碳素鋼。ASTM無(wú)此分類。舉例：16Mn材料（略）。4）合金鋼/GB/T3077為了提高鋼的通過(guò)有意識(shí)地向碳素鋼中加入一些合金元素，可顯著改變并獲得期望的機(jī)械

44、性能、工藝性能或物理化學(xué)性能，由此得到的鋼就叫合金鋼。常見(jiàn)合金元素：錳（Mn）、鉻（Cr）、鉬（Mo）、釩（V）、硅（Si）、鋁（A1）等。舉例：常見(jiàn)合金元素對(duì)材料性能的影響（略）。舉例：關(guān)于1Cr、2Cr、5Cr、9Cr鋼及應(yīng)用。5）不銹鋼及耐熱鋼/GB/T1220和GB/T1221奧氏體不銹鋼由于有較多的合金元素，又具有單一的奧氏體組織，故它具有較好的抗腐蝕性能和高溫使用性能。工程上，奧氏體不銹鋼常用于多種腐蝕工況和高溫工況。問(wèn)題與舉例：304、304L、316、316L、321、321H、347、347H、310奧氏體不銹鋼如何區(qū)別選用（重點(diǎn)）。高溫對(duì)材料選用的影響高溫機(jī)械型破壞高溫下金

45、屬材料的機(jī)械性能變化。見(jiàn)下圖：高溫下金屬材料機(jī)械破壞的主要型式：1）蠕變：定義，防范措施。舉例：P92的高溫?cái)?shù)據(jù)與低溫?cái)?shù)據(jù)關(guān)系，蠕變?cè)囼?yàn)；2）應(yīng)力松弛：定義，防范措施（補(bǔ)償）。舉例：高溫螺栓的應(yīng)力松弛問(wèn)題；3）熱疲勞：理論（溫度梯度和內(nèi)應(yīng)力）。一般情況下由于熱疲勞多數(shù)與機(jī)械疲勞共同作用，故這里略。高溫冶金不穩(wěn)定型破壞在高溫下，由于金屬原子的活動(dòng)能力加強(qiáng)，會(huì)引起金屬結(jié)構(gòu)組織上的一系列變化，從而導(dǎo)致材料的性能變化，這樣的變化有時(shí)可直接導(dǎo)致構(gòu)件的破壞，有時(shí)則成為構(gòu)件其它破壞型式的誘因。這種金屬組織隨環(huán)境而變化的特性叫做冶金不穩(wěn)定性。1）再結(jié)晶：對(duì)于變形加工或焊接構(gòu)件，當(dāng)沒(méi)有進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚頃r(shí)，或所采

46、取的熱處理（如固溶處理）不能得到常溫平衡組織時(shí)，會(huì)在金屬內(nèi)殘留一些不穩(wěn)定的畸形結(jié)構(gòu)或組織。在高溫下，這些畸形組織會(huì)因原子得到能量而使金屬發(fā)生再結(jié)晶，或形成新的相結(jié)構(gòu)。在外力的作用下，這樣的再結(jié)晶過(guò)程會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)突變，使金屬構(gòu)件在再結(jié)晶過(guò)程中承載能力降低，甚至導(dǎo)致金屬構(gòu)件的強(qiáng)度破壞。同樣，在足夠高的溫度下，會(huì)使一些材料的細(xì)小晶粒發(fā)生長(zhǎng)大，而粗大的晶粒組織本身就表現(xiàn)出較差的綜合機(jī)械性能。如果這樣的晶粒長(zhǎng)大過(guò)程發(fā)生在有較大外力的情況下，也會(huì)引起構(gòu)件的破壞。舉例：高溫吊架的焊接，H級(jí)不銹鋼的晶粒度控制。2）金屬間的原子遷移及集聚：在高溫環(huán)境下，金屬內(nèi)某些過(guò)飽和的原子或遷移能力較強(qiáng)的元素會(huì)因獲得能

47、量而發(fā)生遷移并可能發(fā)生集聚，某些微量元素也會(huì)發(fā)生遷移或從晶內(nèi)析出，不穩(wěn)定的化合物會(huì)發(fā)生分解以致改變了金屬的相機(jī)構(gòu)或組織，外界環(huán)境中的一些元素的滲入，等等。金屬在高溫下發(fā)生的所有這些變化都會(huì)對(duì)其性能帶來(lái)一些影響，或者導(dǎo)致金屬材料的強(qiáng)度下降，或者導(dǎo)致材料的韌性下降，或者導(dǎo)致材料抗腐蝕性能下降。舉例：碳鋼、低合金鋼的石墨化（425/427）。珠光體的球化（P11/540）。鉻鉬合金鋼的回火脆性（400左右，雜質(zhì)元素磷/P、錫/Sn、砷/As、銻/Sb引起）。碳鋼和不銹鋼材料不能接觸堆放。金屬間的相沉淀在高溫環(huán)境下，隨著金屬內(nèi)一些原子的遷移，會(huì)形成一些次生相，如奧氏體高溫合金在高溫下形成的?相、?相及

48、拉氏相等拓?fù)涿芘畔?。此類次生相有時(shí)是彌散在原組織內(nèi)，有些則沉淀在微觀空穴內(nèi)或晶界上，對(duì)金屬的性能將產(chǎn)生一定的影響，或者導(dǎo)致金屬材料的抗蠕變性能下降，或者導(dǎo)致材料的韌性下降，或者導(dǎo)致材料抗腐蝕性能下降，等等。舉例：鐵素體不銹鋼的475脆性（350?550，復(fù)雜的鉻-磷化合物，二次鐵素體）。高溫高合金鋼的。相脆性（540900，。相為鐵原子和鉻原子比例大致相等的鐵-鉻化合物，其性能硬而脆，硬度達(dá)）。奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕（427?871）。高溫化學(xué)不穩(wěn)定型破壞就腐蝕的動(dòng)力學(xué)來(lái)說(shuō)，溫度是導(dǎo)致金屬腐蝕的一個(gè)重要因子，尤其是高溫下，金屬元素更加活潑，因此，金屬的高溫腐蝕更是嚴(yán)重。就高溫環(huán)境來(lái)說(shuō)，有時(shí)是金

49、屬在高溫下直接與腐蝕介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起金屬的失效，有些則是金屬在高溫下金屬表現(xiàn)出來(lái)的冶金不穩(wěn)定性、化學(xué)不穩(wěn)定性和機(jī)械性能變化的交互作用的結(jié)果而引起構(gòu)件的失效。產(chǎn)生高溫-化學(xué)不穩(wěn)定型破壞的型式很多，常見(jiàn)的有：金屬在高溫氧環(huán)境中的腐蝕，金屬在高溫化學(xué)介質(zhì)（酸、堿、鹽）環(huán)境中的腐蝕，金屬在高溫環(huán)境中由于發(fā)生冶金不穩(wěn)定性而在高溫或非高溫下發(fā)生的腐蝕，金屬在高溫環(huán)境中與低熔點(diǎn)金屬接觸而產(chǎn)生的物理腐蝕，等等。舉例：鍋爐給水的氧腐蝕。燒焦管道的氧腐蝕。高溫硫腐蝕。高溫氫腐蝕。某制氫轉(zhuǎn)化爐的爐管開(kāi)裂。常用材料的溫度限制不考慮腐蝕因素的情況下的溫度限制材料使用溫度10、20-2042516Mn-404500

50、9Mn2V-7010012CrMoW52515CrMoW5501Cr5MoW600低碳奧氏體不銹鋼（0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni10Ti等）-196700超低碳奧氏體不銹鋼（00Cr19Ni10）-196400超低碳奧氏體不銹鋼（00Cr17Ni14Mo2）-1964500Cr25Ni20800鋁及防銹鋁合金-200200低溫對(duì)材料選用的影響3.4.1相關(guān)的概念1）低溫脆性及脆斷：電子云團(tuán)活動(dòng)直徑，原子勢(shì)能，宏觀表現(xiàn)為強(qiáng)度升高、韌性下降。舉例：低溫下的許用應(yīng)力取值解釋；2）脆性轉(zhuǎn)變溫度及沖擊功：材料由韌性材料轉(zhuǎn)變成脆性材料的臨界溫度。沖擊功與沖擊韌性的概念，裂紋形

51、成功和裂紋擴(kuò)展功，沖擊功與材料強(qiáng)度有關(guān)。舉例：不同溫度下的沖擊功取相同的評(píng)定值解釋。按鋼級(jí)給出沖擊功評(píng)定指標(biāo)；3）影響材料沖擊功的因素：除材料和使用溫度外，還有材料厚度、應(yīng)力水平、材料缺陷。舉例：ASMET8委員會(huì)的試驗(yàn)結(jié)論。材料缺陷的限制。GB/T20801應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1）最低使用溫度和免沖擊試驗(yàn)溫度的關(guān)系：可能不發(fā)生脆性轉(zhuǎn)變，可保證不發(fā)生脆性轉(zhuǎn)變。舉例：碳鋼材料的溫度下限。奧氏體不銹鋼的溫度下限與免沖擊試驗(yàn)的溫度下限關(guān)系；2）免除沖擊試驗(yàn)的條件因素：用曲線表示的厚度影響，用曲線和數(shù)據(jù)表表示的應(yīng)力水平的影響，小尺寸試樣的影響，焊接因素的影響，熱處理、元素等方面的影響。舉例同上；3）其它

52、注意問(wèn)題：小尺寸沖擊試樣的溫度降量，用側(cè)向膨脹量作為不銹鋼的評(píng)定值。舉例：解釋沖擊功和側(cè)向膨脹量對(duì)不銹鋼韌性評(píng)定的差異（奧氏體不銹鋼冷變形后的韌性表現(xiàn)，16%應(yīng)變下的表現(xiàn)數(shù)據(jù)）。介質(zhì)對(duì)材料選用的影響介質(zhì)的易燃、易爆對(duì)材料選用的影響GB50160給出的定義。危害性，風(fēng)險(xiǎn)控制級(jí)別，質(zhì)量要求。舉例：石油液化氣（比空氣重，爆炸下限低，遇明火爆炸而不是燃燒）。介質(zhì)的毒性對(duì)選材的影響GB5044給出的定義，危害性，質(zhì)量要求。參內(nèi)容。舉例：重慶氣田的硫化氫介質(zhì)泄漏。介質(zhì)的腐蝕性對(duì)選材的影響對(duì)工業(yè)生產(chǎn)裝置來(lái)說(shuō)，有近半數(shù)的管子選材取決于介質(zhì)的腐蝕性。腐蝕對(duì)材料選擇影響的復(fù)雜性，可作為專題。舉例：1）氫氣介質(zhì)環(huán)境下的材料選用；2）硫化物介質(zhì)環(huán)境下的材料選用；3）石油酸環(huán)境下的材料選用；4）堿介質(zhì)環(huán)境下的材料選用；5）各種無(wú)機(jī)酸環(huán)境下的材料選用；6）含氯離子環(huán)境下的材料選用；7）尿素介質(zhì)環(huán)境下的