2 2. .材 材料料 • 金 金属 属材 材料 料 , ( (非 非金 金属 属材 材料 料)) • 铁 铁基 基材 材料 料, ( (有 有色 色 )) • 钢 钢 , ( (铸 铸铁 铁)) • 承 承压 压件 件用 用钢 钢 , ,( (结 结构 构件件) 2 2. .1 管 管道 道元 元件 件用 用钢 钢的 的分 分类类 • 碳 碳钢 钢, ,低 低合 合金 金高 高強 強度 度用 用钢 钢— —强 强度 度钢钢 • C C r r ­ ­M M o o 合 合金 金钢 钢— —∙ ∙热 热強 強钢 钢, ,抗 抗氢 氢钢钢 • 低 低温 温钢钢 • 不 不锈 锈钢钢 • F F e e ­ ­C C r r ­ ­N N i i 合 合金 金和 和N N i i 基 基合 合金金 • 铝 铝, ,铜 铜, ,钛 钛合 合金金 2 2. .2 2碳 碳钢 钢, ,低 低合 合金 金高 高強 強度 度用用钢 ① ①強強度 塑 塑性 性, 韌 韌性 性, 可 可焊 焊性 性, 工 工艺 艺性性能 ② ②含 含碳碳量 低 低碳 碳, 中 中碳 碳, 高高碳 ③ ③合 合金 金元 元素 素添 添加加 M M n n , ,V V , ,N N b b , ,T T i i , , ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙ 残 残余 余元元素 碳 碳当 当量 量 C C + +M M n n ／ ／6 6+ +( (C C r r + +M M o o + +V V ) )／ ／5 5+ ( (N N i i + +C C u u ) )／ ／115 ④ ④脱脱氧 沸 沸腾 腾钢 钢( S S i i ≤ ≤0 0. .0 07 7) ), ,半 半镇 镇静 静钢 钢( S S i i ≤ ≤0 0. .1 177) 镇 镇静 静钢 钢( S S i i ≥ ≥0 0. .1 12 2) ), ,真 真空 空脱 脱氧 氧, ,铝 铝脱脱氧 ⑤ ⑤优 优质 质钢 钢与 与普 普通 通结 结构 构钢钢 S S , ,P P ≤ ≤0 0. .0 0335 ⑥ ⑥晶 晶粒粒度 粗 粗晶 晶粒 粒 , 细 细晶 晶粒 粒( (≥ ≥5 5级 级, ,或 或总 总铝 铝≥ ≥0 0. .0 02 2%%) ⑦ ⑦材 材料 料交 交货 货( (使 使用 用) )状 状态 态和 和热 热处处理 热 热轧 轧, A A , N N , N N + +T T , Q Q + +T T , P P W W H H TT , 控 控制 制轧轧制 ⑧ ⑧生 生産 産和 和加 加工 工型型式 热 热轧 轧, ,冷 冷轧 轧, ,冷 冷拉 拉, ,锻 锻造 造, ,铸 铸造造, 热 热加 加工 工, ,冷 冷加 加工 工, ,机 机加加工 焊 焊接 接, 热 热处处理 ⑨ ⑨强 强度 度等等级 ⑩ ⑩管 管道 道工 工程 程中 中的 的应 应用用● ●工 工业 业管管道 管 管子 子, ,对 对焊 焊管 管件 件 2 20 , Q Q 2 23 35 5A A , ,B B , ( (1 16 6M M nn ) 锻 锻制 制管 管件 件, ,法 法兰 兰1 16 6M M n n , ,( (2 200) 铸 铸件 件 W W CC B ● ●長 長输 输管管道 管 管子 子, ,对 对焊 焊管 管件 件X X 4 42 2, X X 6 60 0, X X 770 ⑾ ⑾使 使用 用温 温度 度上 上限 限和 和下 下限限 • 高 高温 温长 长期 期强 强度 度, ,氧 氧化 化, ,组 组织 织穩 穩定 定性 性( (石 石墨 墨化 化, ,珠 珠光 光体 体球 球化 化)) • 脆脆断 ⑿ ⑿腐 腐蚀 蚀与 与防 防腐腐 • 腐 腐蚀 蚀余 余量量 • 镀 镀锌 锌, ,镀 镀镍 镍, ,氮 氮化 化, ,磷 磷化化 • 内 内, ,外 外塗 塗料 料, ,油 油漆 漆 ( (底 底漆 漆 , ,面 面漆 漆 ) ), ,衬 衬里里 • 除 除锈 锈, ,喷 喷砂 砂 S S a a 2 2. .55级 ⒀ ⒀S S CC C ★ ★碱 碱脆 脆和 和P P W W HH T N N a a O O H 2 3 5 1 10 1 15 2 20 3 30 4 40 5 50 660 ℃ ℃ 9 90 8 80 8 85 7 76 7 70 6 65 5 54 4 48 4 43 440 ★ ★H H 2 2S S ­ ­S S C C C C ( (氢 氢脆脆) 湿 湿H H 2 2S S ­ ­S S C C C C , H H 2 2S S 分 分压 压0 0. .0 00 03 35 5k k g g ／ ／c c m m 2 2, 温 温度 度, ,P P H H 值 值, ,催 催化 化剂 剂氰 氰化 化物 物 N N A A C C E M M R R 0 01 17 75 R R c c 2 22 2, H H B B 1 18 87 7, ,1 1997 强 强度 度, ,含 含碳 碳量 量, ,碳 碳当 当量 量, ,N N i i , ,热 热处 处理 理, ,焊 焊接 接, ,W W P P QQ , 补 补焊 焊 ( (H H V V 2 25 50 0) ), P P W W H H T T , 检 检验 验H H BB , ★ ★H H I IC C , ,层 层状 状撕 撕裂 裂, ,Z Z 向 向性性能 板 板 S S ≤ ≤0 0. .0 0003 管 管 S S ≤ ≤0 0. .001 锻 锻件 件 S S ≤ ≤0 0. .0 0225 ★ ★高 高温 温高 高压 压氢 氢腐 腐蚀 蚀, ,氢 氢鼓 鼓泡泡 N N e e l l s s o o n n 曲 曲线线 2 2. .3 3低 低温 温用用钢 ① ①铁 铁素 素体 体钢 钢的 的脆 脆性 性转 转变 变 ( 体 体心 心立 立方 方晶 晶格格 ) ② ②脆 脆性 性断断裂 应 应力 力, ,缺 缺口 口, ,脆 脆性 性转 转变 变温温度 ③ ③工 工程 程中 中钢 钢材 材脆 脆性 性转 转变 变的 的判 判据据 V V 形 形缺 缺口 口夏 夏比 比冲 冲击 击试 试验 验和 和冲 冲击 击试 试验 验温温度 标 标准 准试 试样 样, ,小 小试 试样 样, ,冲 冲击 击功 功, ,侧 侧向 向膨 膨胀 胀, ,断 断口 口纤 纤维 维率 率, ,脆 脆性 性转 转变 变温 温度 度, ,冲 冲击 击试 试验 验温 温度度④ ④影 影响 响钢 钢材 材脆 脆性 性转 转变 变的 的因 因素素 • 强 强度度 • 厚 厚度 度, ,方 方向 向性 性, ,焊 焊接 接厚 厚度度 • 应 应力 力, ,残 残余 余应 应力 力, ,低 低应 应力力 • 焊 焊接 接, ,P P W W HH T • 晶 晶粒 粒度度 • 化 化学 学成 成份 份 c c , ,M M n n , ,N N i i , ,微 微合 合金 金化 化, ,纯 纯净 净度 度, ,脱 脱氧 氧, ,气 气体 体含 含量量 • 热 热处 处理 理, ,回 回火 火脆 脆性 性, ,控 控轧轧 • 焊 焊接 接材 材料 料, ,药 药皮 皮类类型 ⑤ ⑤低 低温 温界 界线 线与 与低 低温 温用 用钢钢 • ≥ ≥ 0 0℃ ℃ Q Q 2 23 35 5B B , ,AA • ≥ ≥－ －1 19 9℃ ℃ 2 20 0, ,1 16 6M M nn • ≥ ≥－ －2 29 9℃ ℃ L L 2 24 45 5, ,A A 1 10 05 5, ,W W P P B B , ,W W C C B B ,, • ≥ ≥－ －4 40 0℃ ℃ 1 16 6M M n n DD • ≥ ≥－ －4 46 6℃ ℃ 1 10 0M M n n D D , ,A A 3 33 33 3G G r r 6 6, ,W W P P L L 6 6, ,L L F F 2 2, ,L L C C BB • ≥ ≥－ －1 10 01 1℃ ℃ 3 3. .5 5N N ii • ≥ ≥－ －2 25 53 3℃ ℃奥 奥氏 氏体 体不 不锈 锈钢 钢, ,A A l l , ,C C uu • ⑥ ⑥管 管道 道工 工程 程中 中遇 遇到 到的 的几 几种 种低 低温 温工 工况况 • 工 工作 作条 条件件 • 环 环境 境温 温度 度 ( (定 定义 义, ,厚 厚度 度, ,材 材料 料, ,管 管道 道规 规范 范)) • 节 节流 流效 效应应 • 低 低温 温低 低应 应力力 • 压 压力 力试 试验 验的 的温 温度度 2 2. .4 C C r r ­ ­M M o o 合 合金 金钢钢 2 2. .4 4. .1 1用 用途途 • 耐 耐热 热, ,热 热强 强, ,6 65 500℃ 表 表1 16 , ≥ ≥4 40 00 0℃℃ • 抗 抗氢 氢, ,高 高温 温H H 2 2S S 腐 腐蝕蝕 N N e e l l s s o o n n 曲 曲线线 2 2. .4 4. .2 C C r r ­ ­M M o o 合 合金 金钢 钢钢 钢号 号优 优选选 • ≤ ≤5 54 40 0℃℃ 1 15 5C C r r M M o 1 14 4C C r r 1 1M M o o • ≤ ≤5 58 80 0℃ ℃ 1 12 2C C r r 2 2M M o 1 12 2C C r r 1 1M M o o VV• ≤ ≤6 65 50 0℃℃ 1 1C C r r 5 5M M o C C r r 9 9M M o o 1 1V V •退 退火 火 A A •正 正火 火+ +回 回火 火 N N + +T 回 回火 火温 温度 度 •调 调质 质 Q Q + +T 回 回火 火温 温度 度 •热 热加 加工 工后 后的 的恢 恢复 复性 性能 能热 热处 处理 理 •P P W W H H T T 与 与回 回火 火温 温度 度, 氢 氢腐 腐蚀 蚀与 与P P W W H H T T •母 母材 材和 和焊 焊接 接接 接头 头硬 硬度 度 H H B B 2 22 25 5, 2 24 411 • 焊 焊前 前予 予热 热与 与层 层间 间温 温度度 2 2. .5 不 不锈 锈钢钢 2 2. .5 5. .1 1不 不锈 锈钢 钢分 分类类 • 奥 奥氏 氏体 ， ，沉 沉淀 淀硬 硬化 化不 不锈 锈钢 钢，， • 铁 铁素 素体 体， ，马 马氏 氏体 体，， • 双 双相 相钢钢 2 2. .5 5. .2 2奥 奥氏 氏体 体不 不锈 锈钢 钢的 的用 用途途 • 耐 耐蚀 蚀， ，洁 洁净 净， 高 高温 温， 低 低温温 2 2. .5 5. .3 3奥 奥氏 氏体 体不 不锈 锈钢钢 • C C r 耐 耐蚀 蚀, ,鈍 鈍化 化膜膜 • N N i , ,组 组织 织和 和相 相平 平衡衡 2 2. .5 5. .4 3 30 00 0系 系列 列奥 奥氏 氏体 体不 不锈 锈钢钢 • 3 30 01 1, ,3 30 02 2→ →3 30 04 4低 低碳 碳→ →3 30 04 4L L 超 超低低碳 → →3 32 21 1, ,3 34 47 7稳 稳定 定化化 • 3 30 04 4→ →3 31 16 6, ,3 31 17 7→ →3 31 16 6m m o o d d → →9 90 04 4L L → →6 6M M o o ( (2 25 54 4S S M M O O ) )→ →2 20 0合 合金金 • 3 30 04 4→ →3 30 04 4H H → →3 31 16 6H H , ,3 34 47 7H H → →3 30 09 9→ → 3 31 10 0→ →8 80 00 0H H → →8 80 00 0H H TT • 3 30 04 4→ →3 30 04 4N N → →X X M M 119 2 2. .5 5. .5 5奥 奥氏 氏体 体不 不锈 锈钢 钢使 使用 用问问题 ① ①耐耐蚀 氧 氧化 化性 性, ,还 还原 原性 性, ,钝 钝化 化膜 膜, ,酸 酸洗 洗钝 钝化 化, ,回 回火 火色 色, ,保 保护 护气 气氛 氛, ,铁 铁离 离子 子试试验 ② ②晶 晶间 间腐腐蚀 机 机理 理, ,碳 碳化 化物 物析 析出 出, ,敏 敏化 化和 和晶 晶间 间腐 腐蚀 蚀试 试验 验, ,休 休氏 氏试 试验 验, ,超 超低 低碳 碳, ,稳 稳定定化 ③ ③奌 奌蚀 蚀, ,缝 缝隙 隙腐 腐蚀 蚀和 和应 应力 力腐腐蚀 氯 氯离 离子 子, ,浓 浓度 度和 和浓 浓缩 缩, ,温 温度 度, ,PP H 連 連多 多硫 硫酸 酸­ ­S S C C C C , ,稳 稳定 定化 化SS S ④ ④热 热处 处理理 • 固 固溶 溶, ,稳 稳定 定化 化处 处理 理, ,消 消除 除应 应力 力热 热处 处理 理, ,再 再结结晶 ⑤ ⑤金 金相 相组 组织织 • 奥 奥氏 氏体 体, ,δ δ相 相, ,σ σ相 相（ （6 65 50 0~ ~1 10 00 00 0） ）, ,碳 碳化 化铬 铬析 析出 出（ （4 40 00 0~ ~9 95 50 0） ）, ,马 马氏 氏体 体转 转变 变（ （磁 磁性 性) ),,晶 晶粒粒度 ⑥ ⑥应 应变 变硬 硬化 化和 和泠 泠加 加工 工变 变形 形量量 • A A 2 2­ ­7 70 0, A A 1 19 93 B B 8 8­ ­22 • 2 20 0~ ~1 15 5% %, ,1 10 0% %( (≥ ≥6 67 75 5℃℃) ⑦ ⑦高 高温 温使 使用 用( (H H )) • 含 含碳 碳量 量( (焊 焊材 材) ), ,晶 晶粒 粒度 度( (≤ ≤6 6) ), 冷 冷变 变形 形( (1 10 0%%) ⑧ ⑧低 低温 温使 使用用 • ­ ­1 10 01 1℃ ℃W W P P Q Q , α α相 相5 5%% • ­ ­1 19 96 6℃ ℃侧 侧向 向膨 膨胀 胀0 0. .3 38 8m m mm • 固 固溶 溶状 状态态 2 2. .5 5. .5 5奥 奥氏 氏体 体不 不锈 锈钢 钢使使用 ⑨ ⑨双 双牌 牌号号 • 3 30 04 4／ ／3 30 044L , ,3 30 04 4／ ／3 30 04 4H H • 3 31 16 6／ ／3 31 16 6L , ,3 31 16 6／ ／3 31 166H 2 2. .6 6双 双相 相不 不锈 锈钢钢 2 2. .6 6. .1 1双 双相 相不 不锈 锈钢 钢的 的特 特奌奌 • 双 双相 相, ,5 50 0% %, ,α α+ +γγ • 加 加NN • 高 高强强 • 耐 耐蚀蚀 • 奌 奌蚀 蚀, S S C C CC • 3.管道工程用钢管3.4 钢管标准的适用规格,范围和质量等级• 质 质量 量等 等级级 A A 高 高级级 1 1高 高级 级 B B 中 中等等 2 2一 一般般 C C 较 较低 低 3 3. .4 4. .1 1无 无缝 缝管 管标标准 ⊙ 规 规格 热 热轧 轧 D D N N 2 25 5~ ~5 5000 冷 冷拔 拔≤ ≤D D N N 2 20 00 0( (5 500) 冷 冷轧 轧≤ ≤D D N N 1 10 00 0, 仪 仪表 表, ,公 公差 差, ,抛抛光 ⊙ ⊙G G B B 8 81 16 62 2, ,机 机械 械结 结构 构用 用; ;不 不适 适用用. ⊙ ⊙B B 级 级无 无缝 缝管 管标 标准 准( (优 优质 质碳 碳素 素钢钢) G G B B 8 81 16 63 和 和G G B B 3 30 08 87 以 以及 及G G B B 9 97 71 11 1. .1 L L 2 2445 适 适用 用范 范围 围 , ,市 市场 场及 及质 质量 量体 体系 系 B B ­ ­2 2; ;B B ­ ­1 1; ;B B ­ ­11. 管 管坯 坯 B B ­ ­2 2; ;B B ­ ­1 1; ;B B ­ ­1 1..质 质量 量要 要求 求( (检 检验 验) )和 和等 等级 级 B B ­ ­2 2; ;B B ­ ­1 1; ;B B ­ ­11. 3 3. .4 4. .1 1无 无缝 缝管 管标标准 ⊙ ⊙A A 级 级无 无缝 缝管 管标 标准准 G G B B 5 53 31 10 C C S A A S S S S AA 1 G GB B 6 64 47 79C C S A A S S S S AA 1 G GB B 9 99 94 48C C S A A S S S S AA 2 G GB B 1 18 89 98 84 L L T TC C S N N i i ­ ­A A S AA 2 G GB B 1 14 49 97 76 S S S AA 2 G GB B 9 97 71 11 1. .2 高 高強 強度 度低 低合 合金 金钢 钢 AA 2 3 3. .4 4. .2 E E R R W 焊 焊管管 • 规 规格 格 D D N N 1 15 5~ ~5 50 00 0( (4 40 00 0) ), 英 英制 制管管 • 材 材料 料 Q Q 1 19 95 5, ,Q Q 2 23 35 5A A ( (G G a a l l v v . .)) • 标 标准 准和 和质 质量 量等 等级级 G G B B 3 30 09 91 CC 2 G G B B 9 97 71 11 1. .1 C C 1 1( (内 内毛 毛刺 刺, ,热 热处 处理理, N N D D T T 和 和压 压力 力试 试验验) 3 3. .4 4. .3 3碳 碳钢 钢和 和低 低合 合金 金钢 钢S S A A W W 板 板焊 焊管 管 • 规 规格 格D D N N 4 45 50 0~ ~2 20 00 00 0( (对 对接 接更 更大 大)) • 板 板材 材( (≤ ≤2 20 0m m m m ) ), ,长 长度 度1 12 2M M ,, • G G B B 9 97 71 11 L L 2 24 45 5~ ~X X 770 A A , B B • A A 6 67 71 , ,6 67 72 C C S S , ,L L T T C C S S , ,N N i i ­ ­AA S A A ,B B • A A 6 69 94 AA S A A • G GB B 3 30 09 91 1( (直 直) Q Q 2 23 35 5AA ,BC C • S S y y 5 50 03 37 7( (螺 螺旋 旋 Q Q 2 23 35 5AA ,B C3 3. .5 5設 設計 計选 选用用 3 3. .5 5. .1 1按 按质 质量 量等 等级 级选 选用 用 • G G C C 1 AA • G G C C 2B B 或 或AA • G G C C 3 C C 或 或BB • G GC C 2 2, ,无 无毒 毒, ,非 非可 可燃 燃, ,且 且P P N N 2 20 0以 以下下 C C 或或B 3 3. .5 5設 設計 計选 选用用 3 3. .5 5. .2 2按 按材 材料 料选 选用用 • Q Q 2 23 35 5, ,1 19 95 E E R R W G G B B 3 30 09 91 S S A A W G G B B 3 30 09 91 螺 螺旋 旋 S S A A W S S Y Y 5 50 03 37 7 • 2 20 无 无缝缝G G B B 8 81 16 63 3, ,3 30 08 87 7, ,9 99 94 48 8, ,6 64 47 79 9 • 2 200G 无 无缝 缝 G G B B 5 53 31 10 0 • L L 2 24 45 无 无缝 缝 G G B B 9 97 7111 D D S S A A W G G B B 9 97 7111 E E R R W G G B B 9 97 7111 3 3. .5 5設 設計 計选 选用用 3 3. .5 5. .2 2按 按材 材料 料选 选用用 • 2 20 0R R , ,2 20 0g g , ,1 16 6M M n n D D , ,1 15 5C C r r M M o o R R , ,A A 5 51 16 6等 等板 板 D D S S A A W W 板 板焊 焊管管 A A 6 67 71 1, ,6 67 72 2, ,6 69 944 • 1 15 5C C r r M M o o 等 等C C r r M M o o 合 合金 金管 无 无缝缝 G G B B 5 53 31 10 0, ,6 64 47 79 9, ,9 99 94 488 • L L T T C C S S , ,3 3. .5 5N N i i 等 等低 低温 温钢 钢, ,无 无缝 缝, G G B B 1 18 89 98 844 • 3 30 04 4等 等不 不锈 锈钢 无 无缝 缝 G G B B 1 14 49 97 766 • 3 30 04 4等 等不 不锈 锈钢 板 板焊 焊管 管 H H G G 2 20 05 53 37 7..4 A A S S T T M A A 3 3558 3 3. .5 5設 設計 計选 选用用 3 3. .5 5. .3 3按 按规 规格 格选 选用用 • Q Q 2 23 35 5, ,1 19 95 E E R R W D D N N 1 15 5~ ~5 50 000 • Q Q 2 23 35 5, ,1 19 95 S S A A W ≥ ≥D D N N 4 45 500 • L L 2 24 45 E E R R W D D N N 1 15 5~ ~4 40 000 • L L 2 24 45 D D S S A A W ≥ ≥D D N N 4 45 500 • 2 20 , ,1 15 5C C r r M M o o 等 无 无缝 ≤ ≤D D N N 4 40 000 • 2 20 0G G , ,1 15 5C C r r M M o o 等 等高 高温 温高 高压 压厚 厚壁 壁锻 锻造 造管管 D D N N 3 30 00 0~ ~1 10 00 000 • 低 低温 温钢 无 无缝 ≤ ≤D D N N 4 4000 3 3. .5 5設 設計 計选 选用用 3 3. .5 5. .3 3按 按规 规格 格选 选用用 • 2 20 0R R , ,1 16 6M M n n D D R R , ,1 15 5C C r r M M o o R R 等 等D D S S A A WW 管 ≥ ≥D D N N 4 45 500 • 3 30 04 4等 等不 不锈锈钢 无 无缝 ≤ ≤D D N N 3 30 00 0 • 3 30 04 4等 等不 不锈锈钢 板 板焊 ≥ ≥D D N N 1 1550 3 3. .5 5設 設計 計选 选用用 3 3. .5 5. .4 4考 考慮 慮经 经济 济性 性 • 检 检查 查项 项目 目增 增加 加, ,价 价格 格依 依次 次提 提高高 • C C 2 2→ →C C 1 1→ →B B 2 2→ →B B 1 1→ →A A 2 2→ →A A 11 • E E R R W W → →S S A A W W → →气 气体 体保 保护 护焊 焊→ →热 热轧 轧→ →冷 冷拔 拔→ →冷 冷轧 轧→ →锻 锻造造• Q Q 2 23 35 5A A → → Q Q 2 23 35 5B B → → 2 20 0→ → L L 2 24 45 5→ → 2 20 0G → →L L T T C C S → →C C r r M M o o 钢 钢→ →3 3. .5 5NN i 3 30 04 4→ →3 30 04 4L L → →3 32 21 1→ →3 34 47 7→ →3 31 16 6→ →3 31 166L 3 3. .5 5. .5 5考 考慮 慮采 采购 购与 与成 成套套 • 标 标准 准与 与非 非标标 • 通 通用 用与 与特 特殊 殊, ,专 专用用 • 材 材件 件和 和规 规格 格的 的合 合併 併与 与分 分散散 • 批 批量 量大 大与 与小小 • 庫 庫存 存与 与订 订单 单生 生産 産。