对焊管件 压力管道的介质、操作条件种类繁多的选用思路分析

压力管道的介质种类和运行条件有多种。 这里有一个选择思路，在具体设计工作中必须具体分析。

管子

管道是压力管道中最常用、最大的部件。 其重量占整个压力管道的近2/3，投资占近3/5。 因此，管道选型的好坏、是否经济合理，直接影响石化生产设备的安全和基建投资成本。

我国钢管制造标准中，有结构用钢管和流体输送用钢管。

结构钢管：主要用于桥梁、梁、钢架等一般金属结构，只要求强度和刚度，但对钢管的密封性不要求。

流体输送用钢管：主要用于压力下流体输送。 除了保证强度、刚度满足相应要求外，还要求保证密封性，即要求在出厂前一一进行水压试验。 对于压力管道来说，其输送的介质往往是易燃、易爆、有毒、对温度、压力敏感的介质，因此应采用流体输送用钢管。

在实际工程设计、采购和施工中，经常发现用有用结构用钢管代替流体输送用钢管，这是不允许的。

1 焊接钢管

常用的焊接钢管标准包括：

GB/T3091《流体输送用焊接钢管》

GB/T9711-2017《石油天然气工业用输送钢管》

SY/T5038《一般流体输送用螺旋缝高频焊钢管》

SY/T5037《一般流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》

《流体输送用不锈钢焊接钢管》

.1~4《奥氏体不锈钢焊接钢管》

目前常用的焊接钢管按其生产时采用的焊接工艺不同可分为：

有连续炉焊（锻焊）钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。

A。 连续炉焊（锻焊）钢管

连续炉焊（锻焊）钢管是将带钢在加热炉中加热，然后采用机械压力将成型边缘焊接在一起而形成的具有直缝的钢管。

特点：生产效率高，生产成本低； 但焊接质量较差，综合机械性能较差。

材料牌号：Q195A、Q215A、Q235A

用途：适用于设计温度0～100℃、设计压力不超过0.6MPa的水和压缩空气系统。

标准：GB/T3091《流体输送用焊接钢管》

b.电阻焊钢管

电阻焊钢管是采用电阻焊或感应焊生产的具有直缝焊缝的钢管。

特点：生产效率高、自动化程度高、焊后变形和残余应力小。 设备投资高，对焊接接头的质量要求也比较高。 由于接头处不可避免地存在杂质，接头的塑性和冲击韧性较低。

标准：SY/T5038《一般流体输送用螺旋缝高频焊钢管》

材料牌号：Q195A、Q215A、Q235A

用途：适用于设计温度≤200℃的水、煤气、空气、加热蒸汽等

标准：GB/T9711-2017《石油天然气工业用输送钢管》

材质牌号：L175、L210、L245、L290、L320、L360、L450等15种

用途：石油和天然气工业中的易燃流体和非易燃流体（中压和低压）

c.电弧焊钢管

电弧焊钢管是采用电弧焊方法生产的钢管。

特点：接头实现完全冶金结合，接头力学性能完全达到或达到母材力学性能。 经过适当的热处理和无损检验，电弧焊直缝钢管的使用条件可以达到无缝钢管的使用条件并取代它。

螺旋缝钢管材质牌号：Q195、Q215、Q235

用途：适用于设计温度≤200℃的水、煤气、空气、加热蒸汽等

标准：SY/T5037《一般流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》

直缝钢管材质牌号：、、、、、共12种

用途：当设计压力小于5.0MPa、焊接系数小于1.0时，不宜在极度或高度危险介质中使用。

标准：《流体输送用不锈钢焊接钢管》

.1~4《奥氏体不锈钢焊接钢管》

2 无缝钢管

无缝钢管是采用穿孔、热轧等热加工方法制造的无焊缝的钢管。 如有必要，热加工管材可进一步冷加工至所需的形状、尺寸和性能。 目前，无缝钢管（DN15-600）是石油化工生产设备中最常用的管道。

A。 碳钢无缝钢管

材料牌号：4种：10、20、09MnV、16Mn

标准：《流体输送用无缝钢管》

GB/T9711-2017《石油天然气工业用钢管交货技术条件》

《化肥设备用高压无缝钢管》

《石油裂化用无缝钢管》

《低中压锅炉用无缝钢管》

《高压锅炉用无缝钢管》

GB/T8163：

材料牌号：10、20、09MnV、16Mn

适用范围：设计温度≤350℃、压力≤10MPa的石油、油气及公共介质

：

材料牌号：3种：10、20G、16Mn

适用范围：设计温度-40~400℃、设计压力10.0~32.0MPa的石油、油气

：

材质等级：10、20、共2种

适用范围：GB/T8163钢管不适用的场合。

：

材质等级：10、20、共2种

适用范围：低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等

：

材质等级：20G 1种

适用范围：高压锅炉中的过热蒸汽介质

检验：一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉伸试验、压扁试验和水压试验。

钢管、、、、三个标准除流体输送用钢管必须进行的试验外，还要求进行膨胀试验和冲击试验； 这三类钢管的制造检验要求相对严格。

该标准还对材料的低温冲击韧性提出了特殊要求。

标准钢管除满足流体输送用钢管的一般试验要求外，还要求进行冷弯试验。

GB/T8163标准钢管除满足流体输送用钢管的一般试验要求外，还按协议要求进行扩径试验和冷弯试验。 这两类管材的制造要求不像前三种那么严格。

生产：

GB/T/8163及标准钢管多采用露天炉或转炉冶炼，杂质和内部缺陷相对较多。

电炉多用于冶炼。 大多是在炉外精炼过程中添加的，成分和内部缺陷相对较少。

并且标准本身规定了炉外精炼的要求，杂质含量和内部缺陷最少，材料质量最高。

上述钢管标准的制造质量等级由低到高依次为：

GB/T8163

选修的：

一般来说，GB/T8163标准钢管适用于设计温度小于350℃、压力小于10.0MPa的石油、石油、天然气及公共介质；

对于石油及油气介质，当设计温度超过350℃或压力大于10.0MPa时，应选用标准钢管；

对于在氢气附近运行的管道，或在容易发生应力腐蚀的环境中工作的管道，也适合使用或标准。

当碳钢管在低温（低于-20℃）下使用时，应采用标准。 只是规定了材料的低温冲击韧性的要求。

标准是专门为锅炉钢管制定的标准。 《锅炉安全监察条例》强调，凡是与锅炉连接的管道均属于监察范围，其材质和标准的适用应符合《锅炉安全监察条例》的规定。 因此，锅炉、电站、供热和石化生产设备中使用的管道均应采用公共蒸汽管道（由系统提供）或标准化。

**值得注意的是，对于质量好的钢管标准来说，钢管的价格是比较高的，比如比材料的价格高出近1/5。 因此，在选择钢管材料标准时，应根据使用条件综合考虑，既要可靠又可靠。 经济一点。

b. 铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管

在石油化工生产设备中，常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有

《石油裂化用无缝钢管》

《化肥设备用高压无缝钢管》

《高压锅炉用无缝钢管》

包含铬钼钢材质牌号：、、、共4种

包含铬钼钢材质牌号：,,共3种

包含铬钼钢和铬钼钒钢材质牌号：15MoG、20MoG、、、、共6种

C。 不锈钢无缝钢管

常用的不锈钢无缝钢管标准有：GB/、、、、、、共五个标准。 其中，后三个标准中只列出了两三个不锈钢材质牌号，属于不常见材质牌号。 因此，工程选用不锈钢无缝钢管标准时，基本采用GB/及标准。

GB/《流体输送用不锈钢无缝钢管》：

材质牌号：（304）、（304L）、

有（316）、（316L）、（321）、（347）、（310）等共19种类型，适用于一般流体的输送。

《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》：

材质牌号：（304）、（304L）、

(316)、(316L)、(321)、(347)、(310)等共25种

※“304”代号为ASTM标准中对应的牌号

※ 其中超低碳不锈钢（，）具有优异的耐腐蚀性能，在一定条件下，可以替代稳定的不锈钢（，）抵抗介质腐蚀；

※ 超低碳不锈钢的高温力学性能较低，一般仅在525℃以下的温度下使用；

※ 稳定奥氏体不锈钢既有良好的耐腐蚀性能，又有较高的高温力学性能，但其中的Ti在焊接过程中容易氧化损失，从而降低了其耐腐蚀性能，价格也较高。 高，这类材料一般用在比较重要的场合。

※。 具有一般的耐腐蚀性能，且价格便宜，因此应用广泛。

管件

常用管件有：弯头、三通、异径管（大小头）、管帽、加强接管、加强管接头、异径管、螺纹管接头、活接头、电线堵头、仪表管嘴、软管站快速接头、漏斗、洒水器、管箍等

管道的弯头之前是通过现场煨制而成的。 这种方法劳动强度大，效率低，材料的组织状态和性能也较差。 而且，由于管壁变薄，弯管往往成为整个管道的薄弱环节； 管道的分支 一般情况下，孔直接连接在管道上。 虽然这里有时会进行补强，但焊缝一般为角焊缝，应力条件较差，焊缝质量不易控制。 因此，该区域往往成为管道的薄弱环节。 关联。 使用管件后，上述问题得到了较好的解决。 因此，目前压力管道中已大量使用各种管件，其投资约占整个管道投资的1/5。

1 连接形式

管件之间以及管件与管道之间常用的连接形式有对焊连接、承插焊连接、螺纹连接和法兰连接等。

a.对焊连接

是DN≥50管道及构件常用的连接形式。 对于DN≤40的管道及构件，由于其壁厚一般较薄，采用对焊连接时错位影响较大，且容易烧穿，焊接质量不易保证，所以此时一般不采用对焊。 但下列情况除外：

1）对于DN≤40且壁厚大于等于厚度的管道及构件，壁厚比较厚，采用对焊连接时不再存在上述问题，因此也常用对焊连接;

2）在存在缝隙腐蚀介质（如氢氟酸介质）的情况下，即使DN≤40且壁厚小于40，仍采用对焊以避免缝隙腐蚀的发生。 此时焊接施工时常采用小焊丝直径。 、用小焊接电流的氩弧焊代替普通电弧焊；

3）对于润滑油管道，采用承插焊连接时，接头间隙中容易积聚杂质，对机械设备产生不良影响。 这时也应采用对焊；

b. 承插焊连接

多用于DN≤40、薄壁的管道及管件之间的连接。

承插焊连接必须有一个承插管件，另一个是承插管件。

一般异径管、螺纹管等都是承插管件；

弯头、三通、管帽、加强接管、由壬、管箍等都是承插管件。 应用时应考虑这些管件的组合和所需的结构空间。

c.螺纹连接

螺纹连接也多用于DN≤40的管道与其构件之间的连接。 常用于不适合焊接或需要拆卸的场合。

螺纹连接器分为外螺纹和内螺纹。

常用的管件中，螺纹接头为外螺纹，而弯头、三通、管帽、由壬等多为内螺纹。 使用时应注意它们的搭配和组合。 与焊接相比，螺纹连接的接头强度较低，密封性能较差。 因此，它们的使用往往受到以下条件的限制：

1）螺纹管件宜采用锥管螺纹；

2) 螺纹连接不建议在200℃以上和-45℃以下的温度下使用；

3）螺纹连接不得用于剧毒介质的管道上；

4）对于腐蚀、缝隙腐蚀或振动、压力脉动和温度变化可能产生交变载荷的管道，不建议采用螺纹连接；

5）用于可燃气体管道时，应采用密封焊进行密封。

常用的锥管螺纹可分为：

55?锥管螺纹（欧洲多用）

60?锥管螺纹（美国多用）

(ISO7/1) 是 55? 圆锥管螺纹。 日本标准包括 55? 锥形管螺纹和 60? 锥形管螺纹。

相当于55?锥管螺纹（ISO7/1）

螺纹锥度：1：16；

齿角：55?

尺寸范围：1/16"~6"

螺纹标记代号：R（圆锥外螺纹）

Rc（圆锥内螺纹）

相当于 60? 锥管螺纹 (ANSI/ASME B1.20.1)

螺纹锥度：1：16；

齿角：60?

尺寸范围：1/16"~12"

标志：NPT

这两种类型的锥管螺纹不可互换。

2 对焊管件

常用的对焊管件有弯头、三通、异径管（大小头）和管帽等。 前三种多采用无缝钢管或焊接钢管经推制、拉拔、挤压等工艺制成。 后者大多由冲压钢板制成。

它们通过公称壁厚等级（管表号或壁厚值）达到与管材相同的强度。 至于局部应力集中的加固，则是生产厂家应该解决的问题。 制造厂应对对焊管件的强度进行设计，并通过验证试验方法进行验证。

a.弯头

长半径弯头（R=1.5DN）：一般情况下应优先使用；

短半径弯头（R=1.0DN）：多用于尺寸有限的场合。 最大工作压力不应超过同规格长半径弯头的0.8倍。

弯管（R=nDN）：用于减轻弯头处介质的冲刷和动能。 R=3DN、6DN、10DN、20DN可供选择。

根据制造方法不同，分为推制弯头、挤压弯头和焊接斜接弯头。

推制弯头和挤压弯头：常用于介质条件恶劣的中小型管道上

焊接斜接弯头：常用于介质条件温和的大型管道上对焊管件，要求弯曲半径不小于其公称直径的1.5倍。 当斜接弯头的斜接角度大于45?时，不宜使用在有剧毒或易燃介质的管道上，或因温度变化而承受机械振动、压力脉动和交变载荷的管道上。

b.三通

同径三通、异径三通、Y形三通（常代替普通三通使用，用于输送固体颗粒或冲蚀腐蚀严重的管道）、四通。

C。 减速机（大头、小头）...

通常有同心异径管和偏心异径管

d. 管帽（头）..

有平盖头和标准椭圆头。

平封头制造较容易，价格较低，但其承压能力不如标准椭圆封头，因此常用于DN≤100、介质压力1.0MPa以下的条件下。 标准椭圆封头是折边的椭圆封头。 椭圆内径长轴与短轴之比为2：1。 它是应用最广泛的头。

很多情况下，如管架上的管端，用法兰代替管帽，以方便管道吹扫和清洁。

3 承插焊和螺纹管件

一般指DN≤40的管道元件，包括弯头、三通、加强接管、加强管接头、管帽、管箍、异径管、由壬、堵头、仪表喷嘴、软管站等。 快速接头、喷水器等

4 常用管件标准

国家标准：

-2017钢制对焊无缝管件DN=10-500mm A、B系列

GB/-2017 钢板对焊无缝管件 DN=350- A、B系列

GB/-2021锻钢承插焊螺纹管件DN=15-80mm A、B系列

GB/-2012 钢制法兰管件 DN=25-600mm PN 2.0、5.0、11.0、15.0、26.0MPa

中国石化标准：

SH 3408-2012 钢制对焊无缝管件 DN=15-500mm

SH 3409-1996 钢板对焊管件 DN=200-

SH 3410-2012 锻钢承插焊管件 DN=10-80mm

化工部标准：

HG/-1990 锻钢承插焊螺纹和对焊管块 1/2"-1 1/2"、3000 和 6000 磅。

HG/-1990 碳钢、低合金钢无缝对焊管件 DN=50-600mm

PN 25、40、64、100公斤/平方厘米

HG/-1990钢制有缝对焊管件DN=300-

石油部标准：

SY/T0510-2010 钢制对焊管件 DN=15-600mm

各种管件标准，对焊无缝管件和钢板对焊管件在ANSI B16.9和.28中同等有效。 锻钢承插焊管件和螺纹管件同样有效。11． 但各种标准的同类管件的结构尺寸是不同的。