3壓力管道元件

1、3壓力管道元件第一講綜合知識一、管道元件的種類及常用的名詞術語1 .管道的定義是什么？壓力管道規(guī)范工業(yè)管道GB/T208012006對管道的定義是：由管道組成件裝配而成，用以輸送、分配、混合、分離、排放、計量或截止流體流動。除管道組成件外，管道還包括管道支承件，但不包括支承構筑物，如建筑框架、管架、管廊和底座（管墩或基礎）等。由同一設計條件確定且相互連接的管道稱之為“管道系統(tǒng)”或“管系”。2 .管道組成件：指用于連接或裝配成壓力密封的管道系統(tǒng)機械元件，包括管子、管件、法蘭、墊片、緊固件、閥門、安全保護裝置以及諸如膨脹節(jié)、撓性接頭、耐壓軟管、過濾器、管路中的儀表（如孔板）和分離器等。3 .管道支

2、承件：是將管道荷載，包括管道的自重、輸送流體的重量、由于操作壓力和溫度差所造成的荷載以及振動、風力、地震、雪載、沖擊和位移應變引起的荷載等傳遞到管架結構上的元件。管道支承件分為固定件和結構附件兩類。有固定支架、滑動支架、剛性吊架、導向架、限位架、彈簧支吊架、減振和阻尼裝置等。管道支承件通常也稱為管道支吊架。圖2-70常用的固定支架圖2-70常用的固定支架(a)夾環(huán)固定支架;(b)焊接角鋼固定支架;(c)焊槽鋼的固定支架；(d)擋板式固定支架減振裝置，是可用于控制管系高頻低幅振動或低頻高幅晃動的裝置，但不限制管系熱脹冷縮。阻尼裝置，是可用于控制管道瞬時沖擊載荷或管系高速振動位移裝置，但不限制管系

3、熱脹冷縮。4.壓力管道元件的定義管道組成件和支承件在我國現(xiàn)行壓力管道法規(guī)中也統(tǒng)稱為壓力管道元件。5 .如何界定“管道元件與非管道元件”管道元件是指用于連接或裝配成壓力密封、內含流體的管道系統(tǒng)的機構元件。有的過濾器、阻火器和消音器體積非常大,它們是安裝在管道上，雖然有獨立支架和基礎，當設計者未將它編入設備位號作為設備處理，仍屬于管道元件。非管道元件如自控儀表，雖然它們按裝在管道上，但不屬于管道元件。管道與自控儀表連接的接頭，雖由自控專業(yè)提條件或提供標準圖，但該接頭屬于管道元件。圖工業(yè)管道組成示意圖1是波紋管，2、10、13是閥門，3是“8”字型盲通板，4、12、18是彎頭，5是節(jié)流孔板，6是三通

4、，7是斜接三通，8是四通，9是異徑管，11是滑動支架，14是活接頭，15是疏水器，16是視鏡，17是過濾器，19是阻火器。6 .壓力管道元件的制造質量現(xiàn)狀與鍋爐壓力容器制造相比，壓力管道元件制造存在問題較多。一是安全監(jiān)察起步晚。二是管道元件制造單位數(shù)量多，大小不一，參差不齊，情況復雜。許多管子、管件、閥件的產(chǎn)品質量低劣，大量偽劣產(chǎn)品進入流通市場，給投入運行的壓力管道埋下了事故隱患。2006年10月31日，青海大通發(fā)電廠正在調試的二號機組（300兆瓦）在進行鍋爐主蒸汽管道安全閥整定時（此時的主蒸汽工作壓力為13.36Mpa,溫度483C（設計壓力17.5Mpa,設計溫度541C）,主蒸汽管（材質

5、：A335P91）縱向爆裂（裂口尺寸縱向長約900mm最大寬度約為40-60mm,裂紋起點距最近現(xiàn)場焊口距離為2200mm,造成二人死亡，一人燙傷。事故原因主要是管道材料存在缺陷。發(fā)生爆裂的鍋爐主蒸汽管道規(guī)格為ID368.3X40P91無縫鋼管，無縫管制造廠存在無制造許可證和偽造產(chǎn)地進行生產(chǎn)銷售無縫鋼管的違法行為。IDinternaldiameter:管子內徑，用于標識以內徑為基準的鋼管ODoutsidediameter:管子外徑，用于標識以外徑為基準的鋼管.存在的問題：1 .該公司生產(chǎn)的P91材質鋼管未能提供產(chǎn)品的持久強度、抗蠕變等測試報告或記錄；2 .未進行渦流探傷的鋼管無水壓試驗報告或記

6、錄；3 .產(chǎn)品的熱處理溫度不符合要求、管壁尺寸超標等。自2005年2月以來，該公司偽造相關資料，以國外公司的名義生產(chǎn)P91等材質的鋼管產(chǎn)品。公司從遼寧某公司購進485的鋼棒，交由江蘇某公司做穿管加工。然后，公司將加工成的340X60規(guī)格無縫鋼管進行定徑外圓磨，并在鋼管上噴涂國外公司制造等字樣。最后再將此批鋼管運往某廠進行配管加工后出廠。資源條件方面質量管理體系的建立和運行方面一是體系人員變動多，未履行職責；二是原材料庫材料沒有標志牌，也未分批分類擺放，產(chǎn)品不具有可追溯性，鑄件入廠時供方未提供力學性能，工廠也未復驗。對鑄鍛件、熱處理、無損檢測、理化的分包單位未按要求進行質量控制。三是產(chǎn)品質量檢驗

7、記錄不能有效體現(xiàn)可追溯性，質量控制體系不完善，無產(chǎn)品編號和相應的工藝文件。四是產(chǎn)品圖紙上未標注制造所依據(jù)的國家或行業(yè)標準。產(chǎn)品驗收標準不統(tǒng)一，材料性能試驗項目不全等。采用已經(jīng)過期的標準，或者標準執(zhí)行不準確。企業(yè)遵守許可制度情況方面壓力管道元件制造許可品種級別（質檢總局辦公廳關于壓力管道氣瓶安全監(jiān)察工作有關問題的通知（質檢辦特2015（質檢辦特2015675號）中規(guī)定了：7個類別、23個品種、若干典型產(chǎn)品。其中，金屬與金屬復合管、金屬與非金屬復合管、金屬與金屬復合管件、金屬與非金屬復合管件、特種閥門、非金屬法蘭在壓力管道元件制造許可規(guī)則（TSGD2001-2006）中無相應的許可項目和許可條件，

8、暫不實施許可。二、壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程一工業(yè)管道（TSGD0001-2009）關于管道元件設計、制造、質量證明文件的相關要求1 .管道元件標準件的設計壓力應當符合有關安全技術規(guī)范及其相應標準的要求。非標準件的管道元件還應當有設計計算書和圖樣。（第十四條）標準件：結構型式、外形尺寸、壓力等級、壁厚系列均標準化；非標件：計算書和圖樣。2 .質量證明文件的要求。應當按照管道元件的供貨批量，提供蓋有制造單位質量檢驗章的產(chǎn)品質量證明文件，實行監(jiān)督檢驗的管道元件，還應當提供特種設備檢驗檢測機構出具的監(jiān)督檢驗證書。管道組成件的質量證明文件包括產(chǎn)品合格證和質量證明書。產(chǎn)品合格證一般包括產(chǎn)品名稱、編號、規(guī)格

9、型號、執(zhí)行標準等（具體格式見附件B）。質量證明文件的類型一般包括：合格證試驗報告質量證明書1 .組批；2 .在交貨批取樣；3 .提供檢驗數(shù)據(jù)并符合相應規(guī)定；4 .由制造廠獨立的，有相應認可資質的檢驗部門出具;.質量證明書與交貨產(chǎn)品具有可追溯性。監(jiān)督檢驗證書（官方或需方）管道支承件應當按照有關安全技術規(guī)范及其相應標準的規(guī)定，提供產(chǎn)品質量證明文件。產(chǎn)品合格證和質量證明書應當有制造單位質量檢驗人員和質量保證工程師簽章。5 .標識要求。管道組成件應當逐件采用標志進行標記。標記內容一般包括制造單位代號或者商標、許可標志、材料（牌號、規(guī)格、爐批號）、產(chǎn)品編號等，并且應當符合有關安全技術規(guī)范及其相應標準的要

10、求。產(chǎn)品規(guī)格較小，無法標記全部內容時，可以采用標簽或者按照相應要求省略部分內容。從產(chǎn)品標志應當能夠追溯到產(chǎn)品質量證明文件。（第十九條）三、壓力管道規(guī)范工業(yè)管道（GB/T20801-2006）的要求壓力管道規(guī)范工業(yè)管道（GB/T20801-2006）第4部分規(guī)定，管道安裝竣工后需要提交的資料包括了管道組成件、支承件的產(chǎn)品合格證、質量證明書。其實，在壓力管道的安裝過程中，檢驗人員很重要的一項工作就是對壓力管道元件進行驗收。而對壓力管道元件的驗收除了查看其產(chǎn)品合格證和質量證明書以外，很重要的一項工作就是確認制造企業(yè)是否有特種設備制造許可證，所采購的產(chǎn)品是否在許可范圍之內，因此就需要檢驗人員查看特種設

11、備制造許可證和型式試驗證書。同時，如果是埋弧焊鋼管和聚乙烯管，還需要企業(yè)提供制造監(jiān)檢證書。例如：9材料標記和質量證明材料標記5.1.1 材料標記應符合相應標準和合同的規(guī)定。5.1.2 標記內容至少應包括制造廠標記以及材料（代號）名稱，下列管道組成件的標記還應包括材料爐批號或代號：a）GC1級管道用管道組成件；b）按本部分要求進行沖擊試驗的管道組成件；c）銘鋁合金鋼（螺栓材料除外）管道組成件；d）用于高溫條件下的奧氏體不銹鋼（H型）管道組成件；e）饃及饃合金、鈦及鈦合金管道組成件。5.1.3 材料應逐件標記，標記應清晰、牢固，公稱直徑小于或等于DN40的材料可采用標簽或其他替代方法進行標記。5.

12、2 質量證明a）材料應具有相應的質量證明文件；b）質量證明文件應包括標準以及合同規(guī)定的檢驗和試驗結果，且具有可追溯性；c）未包括檢驗和試驗結果的質量證明文件（合格證）僅限于GC3a管道組成件。壓力管道材料的選用原則管道材料是整個管道設計過程的基礎部分，它直接影響到壓力管道的安全性、可靠性及經(jīng)濟性。在一個石油化工生產(chǎn)裝置中，管道材料的費用約占整個工程材料費用的15%管道材料的設計涉及管道器材標準體系的選用（如選用國內標準還是國外標準）、材料選用（碳鋼、不銹鋼還是非金屬）和管道及其元件型式（無縫、焊接；承插焊、螺紋還是對焊）的選用等內容。1 .公稱壓力，10.0MPa時，或溫度壓力變化急劇頻繁時，

13、采用全螺紋螺柱。2 .公稱壓力w6.3MPa時，可采用等長雙頭螺柱。3 .公稱壓力41.6MPa可選用六角頭螺栓。管道材料所占費用（%管子22管件（彎頭、三通、異徑管、管帽等）7.5閥門53法蘭12螺栓/墊片3其它2.5管道組成件的材料選用應當滿足以下各項基本要求，設計時根據(jù)特定使用條件和介質，選擇合適的材料：（一）符合相應材料標準的規(guī)定，其使用方面的要求符合管道有關安全技術規(guī)范的規(guī)定；（材料的塑性、韌性；）如:灰口鑄鐵的使用。（二）金屬材料的延伸率不低于14%材料在最低使用溫度下具備足夠的抗脆斷能力。由于特殊原因必須使用延伸率低于14%勺金屬材料時，能夠采取必要的防護措施；（低塑性、低韌性材

14、料的防護措施要求）如：在脆性材料管道系統(tǒng)或法蘭、接頭、閥蓋、儀表或視鏡處應設置保護罩，以限制和減少泄漏的危害程度。（三）在預期的壽命內，材料在使用條件下具有足夠的穩(wěn)定性，包括物理性能、化學性能、力學性能、耐腐蝕性能以及應力腐蝕破裂的敏感性等；長期使用的穩(wěn)定性（機性、腐蝕、SCG金相組織）；（四）考慮在可能發(fā)生火災和滅火條件下的材料適用性以及由此帶來的材料性能變化和次生災害；火災、次生危害（墊片，伐座等）；（五）材料適合相應制造、制作加工（包括鍛造、鑄造、焊接、冷熱成形加工、熱處理等）的要求，用于焊接的碳鋼、低合金鋼的含碳量應當小于或者等于0.30%;制作工藝，碳當量0.30%;（六）幾種不同的

15、材料組合使用時，應當注意其可能出現(xiàn)的不利影響。異種材料（電偶，焊接，物理性能）不同材料的相互作用的案例1.1992年4月18日開始，墨西哥的第二大城市瓜達拉哈拉的空氣中就彌漫著一種特別氣味，人們不清楚到底是什么東西的味道，只知道這種味道越來越濃。居民們發(fā)現(xiàn)自來水管中竟然流出了汽油。2.1992年4月22日上午10:05,爆炸終于發(fā)生了。這次災難共造成1.5萬多人無家可歸，1440人受傷，206人死亡3 .調查人員在涌出汽油的人行道處向下挖掘時，發(fā)現(xiàn)一根水管被彎了過來，纏繞著壓力輸油管道。在它們接觸的地方有一個小洞，汽油就是從這里泄漏的。4 .冶金學家發(fā)現(xiàn)它們接觸的地方就是那個位置一一輸水管上大

16、一點兒的洞與輸油管上的洞正好相對?！肮艿赖牟煌饘俪煞謱е铝烁g的發(fā)生。不同的金屬有著不同的化學成分，當它們互相接觸時，有些金屬會發(fā)生化學反應，結果是其中一種金屬發(fā)生腐蝕或者兩種金屬都發(fā)生腐蝕。5 .腐蝕專家進一步解釋說：“隨著腐蝕程度的加劇，輸油管的管壁變得越來越薄，接著就發(fā)生了汽油泄漏的事件?！彼摹⒐I(yè)金屬管道設計規(guī)范(GB50316-2000)工業(yè)金屬管道設計規(guī)范(GB50316-2000)第5章(管道組成件的選用)，明確規(guī)定了各類管道組成件的選用原則該標準主要針對的是不同的工況及使用條件下，該選用什么類型的壓力管道元件。由于壓力管道元件的種類遠超該標準的羅列，因此，在檢驗中，除了要滿足

17、該標準的要求以外，關鍵是要滿足設計及用戶的要求，在具體的情況下，還需要對相關的壓力管道元件產(chǎn)品有一定了解。5.1 一般規(guī)定5.1.1 管道組成件應符合本規(guī)范耐壓設計規(guī)定，應符合國家現(xiàn)行標準的規(guī)定。5.1.2 管道組成件成型及焊后熱處理的要求應符合本規(guī)范附錄G的規(guī)定。5.1.3 管道組成件的檢驗應符合本規(guī)范附錄J的規(guī)定。5.1.4 管道組成件用材料應符合本規(guī)范第4章及附錄A中材料標準的規(guī)定。第二講金屬管子一、無縫鋼管管子是管道工程的主體材料，其品種、規(guī)格、型號繁多，因此分類方法也很繁多，可以按不同的要求、用途，材質等進行分類。管子的選擇應根據(jù)管道的生產(chǎn)工藝過程要求確定，選取合適的管子材料，確定管

18、子的外徑和內徑以及壁厚。最終選擇滿足介質的溫度、壓力、耐腐蝕和加工制造要求的標準的管子規(guī)格。按管子成形來分類，管子可分為焊接鋼管、無縫鋼管兩大類。無縫鋼管按制造方法又可分為熱軋（擠、擴）、冷軋（撥）兩種制造方法。焊接鋼管按生產(chǎn)時采用的焊接工藝的不同分為連續(xù)爐焊（鍛焊）鋼管、電阻焊鋼管和電弧焊鋼管三種。我國無縫鋼管的生產(chǎn)不僅在產(chǎn)量上具備了世界第一的生產(chǎn)能力，而且在無縫鋼管質量上也逐步達到或接近國際上發(fā)達國家無縫鋼管的質量水平。但無縫鋼管產(chǎn)品結構性短缺依然存在，比如大口徑厚壁高壓爐管，超臨界、超超臨界鍋爐用合金鋼、不銹鋼無縫鋼管，核電用不銹鋼管，耐高壓高溫、抗腐蝕用油井管等仍需大量進口。除按制造工

19、藝分外，還可以按材料、端口形狀、外徑D和壁厚S之比（D/S）,如：特厚管（D/S010）,還可按用途分類：如：油井管（套管、油管及鉆桿等）、管線管、鍋爐管、機械結構管、液壓支柱管、氣瓶管、地質管、化工管（高壓化肥管、石油裂化管）和船舶用管等。無縫管的制造：由原料管坯，經(jīng)穿孔-軋管-定減徑三個工序制成。管坯通常是熱軋圓鋼或連鑄圓管坯，極少數(shù)直接采用鋼錠軋制。無縫鋼管圓管坯通常執(zhí)行的標準有：YB/T5221-2014合金結構鋼熱軋和鍛制圓管坯YB/T5222-2014優(yōu)質碳素結構鋼熱軋和鍛制圓管坯YB/T51372007高壓用熱軋和鍛制無縫鋼管圓管坯YB/T41492006連鑄圓管坯YB/T200

20、82007不銹鋼無縫鋼管圓管坯其中使用較多的是：YB/T5222-2014優(yōu)質碳素結構鋼熱軋和鍛制圓管坯、YB/T51372007高壓用熱軋和鍛制無縫鋼管圓管坯和GB/T1220不銹鋼棒。管坯標準的適用范圍區(qū)別標準適用范圍YB/T5222-2014優(yōu)質碳素結構鋼熱軋和鍛制圓管坯，氐中壓鍋爐用無縫鋼管、輸送流體用無縫鋼管等低端鋼管，品YB/T51372007高壓用熱軋和鍛制無縫鋼管圓管壓鍋爐用無縫鋼管、石油裂化用無縫鋼管等高端鋼管產(chǎn)坯GB/T1220不銹鋼棒（銹鋼無縫鋼管1.穿孔是將實心的管坯穿制成空心的毛管；2.軋管是將穿孔后的厚壁毛管軋制成薄壁的荒管，以達到成品管所要求的熱尺寸和均勻性。3.

21、定減徑：定減徑的主要任務是控制成品管的尺寸精度和殘余應力，使其達到一定的質量要求。影響無縫鋼管產(chǎn)品質量的因素很多，在定減徑機組的參數(shù)已經(jīng)給定的情況下，材質和定減徑溫度對產(chǎn)品質量有很大的影響。（1）鋼管外徑鋼管是按外徑和壁厚系列組織生產(chǎn)的。世界各國的鋼管尺寸系列尚不統(tǒng)一，各國都有各自的鋼管組織等用mm表示外徑尺寸，美國則有公制和英制兩種表示方法。在世界各國的鋼管外徑尺寸中，我國、日本、德國和國際標準化際上管子的外徑系列標準大體上分為兩大系列，即所謂的“大外徑”系列和“小外徑”系列。大外徑系列：DN2F（1）34、DN32（j）42、DN4A小48、DN5”小60、DN6。小76（73）、DN8小

22、89、DN105小114、DN125小140o小外徑系歹U:DN2F（1）32、DN32（j）38、DN4A小45、DN5”小57、DN6。小73、DN8”小89、DN10（1）108、DN125小133、DN15匕小159、DN20匕小219、DN25匕小273。我國石化行業(yè)管子系列標準（SH3405）等效采用了ISO4200標準，當DN1Cr5Mo1Cr19Ni11Nb等。高壓鍋爐用無縫鋼管GB5310是一個包括碳素鋼、銘相鋼、不銹鋼等多種材質的鋼管制造標準，制造方法有熱軋和冷拔兩種，其規(guī)格為DN16500、壁厚為2.070mm材料牌號有20G20MnG15MoG12CrMoG12Gr2M

23、oWVTiB1Cr18Ni9等，適用于高壓鍋爐過熱蒸汽介質。從檢查試驗角度來講，一般流體輸送用鋼管必須進行化學成分分析、拉力試驗、壓扁試驗和水壓試驗。GB5310、GB6479、GB9948三種標準的鋼管，除了流體輸送用鋼管必須進行的試驗外，還要求進行擴口試驗和沖擊試驗。其中，GB6479標準還對材料的低溫沖擊韌性做出了特殊要求，這三種鋼管的制造、檢驗要求是比較嚴格的，對于GB3087標準的鋼管，除了流體輸送用鋼管的一般試驗要求外，還要求進行冷彎試驗，對于GB/T8163標準的鋼管，除了流體輸送用鋼管的一般試驗要求外，可根據(jù)協(xié)議要求進行擴口試驗和冷彎試驗。這兩種管子的制造、檢驗要求不如前三種嚴

24、格。鋼管標準的制造質量等級從低到高的順序依次應是GB/T8163、GB3087、GB9948、GB5310、GB6479。從使用角度來講，一般情況下，GB/T8163標準的鋼管適用于設計溫度小于350C、壓力低于10MPa的油品、油氣和公用介質工況條件對于油品、油氣介質，當其設計溫度超過350c或設計壓力大于10MPa時，宜選用GB9948或GB6479標準的鋼管。對于臨氫介質的管道，或者有應力腐蝕傾向環(huán)境中工作的管道，也宜選用GB9948或GB6479標準的鋼管。凡是低溫下（小于-20C）使用的碳素鋼管應采用GB6479標準的鋼管，這是因為只有它規(guī)定了能滿足對材料低溫沖擊韌性的要求。石油化工

25、生產(chǎn)的裝置中，常用的銘鋁鋼或銘鋁帆鋼無縫鋼管標準有GB9948、GB6479、GB5310三個標準。石油化工生產(chǎn)裝置中，常用的不銹鋼無縫鋼管的標準有五個：GB/T14976、GB13296、GB9948GB6479GB5310。其中應用很廣泛的不銹鋼鋼管標準是GB/T14976流體輸送用不銹鋼無縫鋼管。（2）交貨狀態(tài)指無縫鋼管交貨的最終塑性變形或最終熱處理的狀態(tài)。不經(jīng)過熱處理交貨的無縫鋼管的交貨狀態(tài)稱熱軋或冷軋狀態(tài)；經(jīng)過熱處理交貨無縫鋼管的交貨狀態(tài)稱熱處理狀態(tài)或根據(jù)成品鋼管最終熱處理的類別直接稱正火、調質、固溶、退火狀態(tài)。交貨狀態(tài)依據(jù)產(chǎn)品執(zhí)行標準不同或訂貨時用戶要求的交貨狀態(tài)而各不相同。（3）

26、保證條件強制性條款（保證條件）按現(xiàn)行標準的規(guī)定項目進行檢驗并保證符合標準的規(guī)定，稱做強制性條款（保證條件）。對于強制性條款，無論客戶是否在合同中注明，均需按標準規(guī)定進行該項檢驗，并保證檢驗結果符合標準規(guī)定。如標準中規(guī)定的強制性條款（保證條件）：化學成分、力學性能、尺寸偏差、表面質量以及探傷、水壓試驗或工藝性能實驗等。無縫鋼管組批規(guī)定通常有：每批應由同一牌號（鋼級）、同一爐（罐）號或同一母爐號、同一規(guī)格和同一熱處理制度（爐次）的鋼管組成。有的組批還有無縫鋼管支數(shù)的限制規(guī)定。鍋爐、壓力容器用鋼管等高等級無縫鋼管成品大都采用于此條規(guī)定。每批應可由同一牌號（鋼級）、同一規(guī)格、不同爐（罐）號或和不同熱處

27、理爐次的鋼管組成。這種組批方式也有爐數(shù)、無縫鋼管支數(shù)的限制規(guī)定。結構用無縫鋼管、流體輸送用無縫鋼管等有些低等級產(chǎn)品采用此條規(guī)定。鋼的化學成分是保證無縫鋼管質量和最終使用性能的重要因素之一，也是編制無縫鋼管熱處理制度的主要依據(jù)之一。因此，在鋼材標準的技術要求部分，往往第一項就規(guī)定了鋼材適用的牌號（鋼級）及其化學成分，并以表格形式列入標準中，是生產(chǎn)企業(yè)和客戶驗收鋼及鋼材化學成分的重要依據(jù)。鋼坯的熔煉成分一般標準中規(guī)定的化學成分是指鋼鐵廠冶煉時最終的熔煉成分。它是指鋼冶煉完畢澆鑄或連鑄前化驗的鋼水的化學成分。熔煉成分也是鋼鐵廠交貨的依據(jù)。如果沒有特殊約定，通常鋼鐵廠出具的產(chǎn)品質量證明書上標注的化學成

28、分是熔煉成分。煉鋼生產(chǎn)企業(yè)一般不做成品分析（用戶要求者除外），但應保證成品分析符合標準規(guī)定。無縫鋼管成品的化學成分成品成分是從成品鋼材上按GB200662006鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法的相關規(guī)定取樣并按規(guī)定的標準方法（GB/T223）進行分析得來的成品化學成分（如化驗圓管坯的化學成分或化驗無縫鋼管的化學成分）。由于鋼水在澆鑄，連鑄的冷卻、結晶過程中，存在著鋼中合金元素分布不均勻的成分偏析現(xiàn)象，即不同位置的化學成分不完全一致。所以熔煉成分和成品成分存在著不完全一致的現(xiàn)象，因此國家專門制訂了GB/T2222006鋼的成品化學成分允許偏差標準，標準規(guī)定在實際生產(chǎn)、銷售、成品驗收時，允

29、許成品成分與標準成分范圍（熔煉成分）之間存在有偏差，其偏差值應符合GB/T2222006鋼的成品化學成分允許偏差之相關條款的規(guī)定。GB8163的要求表8鋼管的檢驗項目、取樣數(shù)量、取樣方法、試驗方法序號檢驗項目取樣數(shù)量取樣方法試驗方法1化學成分每爐取1個試樣GB/T20066GB/T223GB/T4336GB/T20123GB/T201242拉伸試驗每批在兩根鋼管上各取1個試樣GB/T2975GB/T2283沖擊試驗每批在兩根鋼管上各取一組3個試樣GB/T2975GB/T2294壓扁試驗每批在兩根鋼管上各取1個試樣GB/T246GB/T2465擴口試驗每批在兩根鋼管上各取1個試樣GB/T242G

30、B/T2426彎曲試驗每批在兩根鋼管上各取1個試樣GB/T244GB/T2447液壓試驗逐根GB/T2418超聲波探傷檢驗逐根GB/T57779渦流探傷檢驗逐根GB/T773510漏磁探傷檢驗逐根GB/T126067.2組批規(guī)則7.2.1 鋼管按批進行檢查和驗收。7.2.2 若鋼管在切成單根后不再進行熱處理，則從一根管坯軋制的鋼管截取的所有管段都應視為一根。7.2.3 每批應有同一牌號、同一爐號、同一規(guī)格和同一熱處理制度（爐次）的鋼管組成。每批鋼管的數(shù)量應不超過如下規(guī)定：a）外徑不大于76mm并且壁厚不大于3mm:400根；b）外徑大于351mm50根；c）其他尺寸：200根。7.2.4 需方

31、如無特殊要求時，10、20鋼可以不同爐號的同一牌號、同一規(guī)格的鋼管組成一批。7.2.5 剩余鋼管的根數(shù)，如不少于上述規(guī)定的50%寸則單獨列為一批，少于上述規(guī)定的50%寸可并入同一牌號、同一爐號和同一規(guī)格的相鄰一批中。二、焊接鋼管焊接鋼管也稱焊管，是用鋼板或鋼帶經(jīng)過卷曲成型后焊接制成的鋼管。(1)按焊接工藝分類焊接鋼管根據(jù)焊接工藝分為無填充金屬和有填充金屬兩大類。無填充金屬焊接鋼管主要分為連續(xù)爐焊鋼管、電阻焊鋼管、等離子焊鋼管和激光焊鋼管。有填充金屬焊接鋼管主要分為埋弧焊鋼管(直縫埋弧焊鋼管、雙縫埋弧焊鋼管和螺旋縫埋弧焊鋼管)、熔化極氣體保護電弧焊鋼管(單縫和雙縫熔化極氣體保護電弧焊鋼管)、熔化

32、極氣體保護電弧焊和埋弧焊復合鋼管(單縫和雙縫熔化極氣體保護電弧焊和埋弧焊復合鋼管)等。(2)按焊縫形式分類分為直縫焊管與螺旋焊管。直縫焊管生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成本低，發(fā)展較快。螺旋焊管的強度一般比直縫焊管高，能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產(chǎn)管徑不同的焊管。但是與相同長度的直縫管相比，焊縫長度增加30100%而且生產(chǎn)速度較低。因此，較小口徑的焊管大都采用直縫焊,大口徑焊管則多采用螺旋焊。常見三種焊接鋼管：直縫雙面埋弧焊管(LSAW、直縫高頻電阻焊管(ERW和螺旋縫埋弧焊管(SSAW焊接鋼管螺旋縫埋弧焊鋼管A1有特殊要求的石油天然氣輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管材料、

33、鋼級、規(guī)格、標準A2石油天然氣輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管B(1)低壓流液輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管；(2)各類螺旋縫樁用管直縫埋弧焊鋼管A1石油天然氣輸送管道用直接埋弧焊鋼管；A2低壓流體輸送用直縫埋弧焊鋼管直縫高頻焊管A1(1)有特殊要求的石油天然氣輸送管道用直縫高頻電阻焊鋼管；(2)油氣井油(套)管用直縫高頻電阻焊鋼管A2石油天然氣輸送管道用直縫高頻電阻埋弧焊鋼管；B低壓流體輸送用直縫高頻電阻焊鋼管其他焊接鋼管B材料、規(guī)格我國壓力管道中常用的焊接鋼管標準主要有：GB/T9711-2011石油天然氣工業(yè)管線輸送用鋼管，這是目前我國焊接鋼管，尤其是埋弧焊鋼管的主要制造標準。該標準也是目前長輸油氣管

34、道用埋弧焊鋼管的主要制造及訂貨依據(jù)。另外，還有其他方式的焊接鋼管標準如GB/T3091-2008低壓流體輸送用焊接鋼管；SY/T5038-2000承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管；SY/T5037普通流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管；GB/T1277-2000流體輸送用不銹鋼焊接鋼管等。直縫高頻電阻焊管小型高頻直縫連續(xù)電焊工藝流程1一帶鋼卷；2矯平；3一切頭對焊；4活套；5成型機；6焊接；7一去除內外毛刺；8冷卻；9一定彳仝;10一切斷;11矯直；12渦流探傷；13一平端頭；14水壓試驗；15檢查；16打?。?7涂油；18一包裝入庫1.“ERWW管”就是高頻直縫電阻焊管，英文ElectricResis

35、tanceWelding，縮寫簡稱為ERW2.與普通焊管焊接工藝不一樣，焊縫是由鋼帶本體的母材熔化而成，機械強度比一般焊管好；3.ERW!岡管的高頻焊接熱過程，造成了管坯邊緣附近溫度分布梯度，并形成了熔化區(qū)、半熔化區(qū)、過熱組織、正火區(qū)、不完全正火區(qū)、回火區(qū)等特征區(qū)域。其中過熱區(qū)組織由于焊接溫度在1000c以上，奧氏體晶粒急劇長大，在冷卻條件下會形成硬而脆的粗晶相，此外溫度梯度的存在會產(chǎn)生焊接應力這樣，就形成了焊縫區(qū)域力學性能比母材低的情況。通過焊縫局部常規(guī)熱處理工藝，即采用中頻感應加熱裝置將焊縫區(qū)域加熱到AC3(927C),然后進行空冷過程，需要時再水冷。以達到消除應力、軟化和細化組織、提高焊

36、接熱影響區(qū)綜合機械性能之目的UOE直縫埋弧焊焊管以寬厚鋼板為原料，經(jīng)過刨邊、打坡口和預彎等預處理工序后，用U型壓力機將其壓成U型，再經(jīng)O型壓力機壓成O型,經(jīng)埋弧焊接后再進行擴徑等工序制成大口徑鋼管（簡稱UOE旱管）。UOE旱管主要用于高壓長距離石油、天然氣和其他介質的輸送管線用管。目前主要生產(chǎn)406-1625mm長達18m的鋼管。螺旋縫埋弧焊鋼管（SSAW螺旋縫埋弧焊鋼管（簡稱SSAW是采用埋弧焊工藝生產(chǎn)，帶有一條螺旋焊縫的鋼管。是將卷板矯平、切頭、修邊，由螺旋成型機成型后，使用埋弧焊先內后外進行焊接，按規(guī)定長度切管并經(jīng)規(guī)定的檢驗與試驗，來完成生產(chǎn)的。合格合格最終檢噲產(chǎn)品特點1 .鋼管制造過程

37、中，螺旋焊縫采用埋弧焊方法進行焊接，按先內后外的順序同步進行，內外焊接位置錯開一定距離。內外焊縫焊接道數(shù)可根據(jù)工藝要求確定，至少不少于一道。鋼板對頭焊采用埋弧焊、自動熔化極氣體保護電弧焊或這些焊接工藝的組合焊焊接，缺陷修補和返修采用焊條電弧焊。2 .鋼管主要檢測項目有尺寸、重量、化學成分、力學性能、水壓試驗、X射線工業(yè)電視檢測或X射線照相、超聲檢測、外觀等。3.焊縫呈螺旋狀分布，其應力分布較均勻三、球墨鑄鐵管球磨鑄鐵：在鐵水（球墨生鐵）澆注前加一定量的球化劑（常用的有硅鐵、鎂等）使鑄鐵中石墨球化。由于碳（石墨）以球狀存在于鑄鐵基體中，改善其對基體的割裂作用，球墨鑄鐵的抗拉強度、屈服強度、塑性、

38、沖擊韌性大大提高。并具有耐磨、減震、工藝性能好、成本低等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛替代可鍛鑄鐵及部分鑄鋼、鍛鋼件、如曲軸、連桿、軋輻、汽車后橋等。可鍛鑄鐵、白口鑄鐵、灰口鑄鐵。鑄鐵管產(chǎn)品標準：GB/T132952008水及燃氣管道用球墨鑄鐵管、管件和附件。球墨鑄鐵管廣泛應用于城鎮(zhèn)的供水、排水、輸氣工程，與人們的生產(chǎn)、生活息息相關。據(jù)有關資料記載，早在16世紀，人們就使用鑄鐵管供水，最可靠的記載是巴黎郊區(qū)的凡爾賽街道和噴泉的給水管道。這條管線是路易十四時期鋪設的，從塞納河至凡爾賽全長約24.14km（15英里），所使用的鑄鐵管是在1664年至1668年間制造的，單根長度為1066.8mm（3.5英尺），采用

39、法蘭和螺栓連接，密封材料是鋁。300多年的時光流逝，這條管線在長期的使用中，除部分管道和接頭維修更換外，至今仍在使用。我國20世紀50年代修復南京城墻時，也挖掘出明朝洪武年間的鑄鐵管遺物，足見我國使用鑄鐵管也有幾百年的歷史了。目前上海、天津等大城市在舊城街巷20世紀初鋪設的鑄鐵管至今仍有在繼續(xù)使用的。即使在新技術、新材料不斷他涌現(xiàn)的今天，鑄鐵管也是其他新材料所難以完全取代的，在供水、排水、輸氣工程領域里仍占有重要的地位。這一古老的產(chǎn)品之所以長盛不衰，原因有三：一是材料的資源豐富，并可再生利用，對環(huán)境無不良影響；二是經(jīng)濟可靠，耐腐蝕，壽命可逾百年；三是隨著技術進步，鑄鐵管的性能得到不斷改進，生產(chǎn)

40、率不斷提高，滿足了人們新的需求。特別是20世紀50年代，球墨鑄鐵新技術的出現(xiàn)，鑄鐵管的性能產(chǎn)生了質的飛躍，其性能不僅保持了耐腐蝕的特點，而且還具有一定的伸長率，將鐵和鋼的優(yōu)點結合在一起。離心鑄造新技術的出現(xiàn)，是鑄造新技術的出現(xiàn)，是鑄鐵管生產(chǎn)進入現(xiàn)代經(jīng)濟時代的里程碑。球墨鑄鐵管不是一般的鑄造工藝，在鐵水中加入少量的球化劑，使得鑄鐵中的片狀石墨轉變成球狀，克服了片狀石墨對鐵基體連續(xù)性的阻止作用，使鐵具有了卓越的可延性、柔韌性和抗沖擊性；球墨鑄鐵管不僅保存了灰鐵管的優(yōu)良傳統(tǒng)（腐蝕性、耐磨性），而且大幅度地提高其性能指標（抗拉強度，延伸率等），采用柔性可偏轉的接頭形式，可以適應工程各種復雜的被專家稱為

41、鑄鐵管行業(yè)的一場革命。球墨鑄鐵與灰鐵金相對比圖：球墨鑄鐵管的機械性能與10#鋼管的機械性能幾乎相似，其強度遠遠高于灰鐵管、稱為鐵的本質鋼的性能。1.3.4,2球墨鑄鐵管的耐電蝕性球墨鑄鐵管由于電阻較大，故不易產(chǎn)生電腐蝕。機械接口球墨鑄鐵管用橡膠圈密封具有絕緣作用，故也不需要擔心電腐蝕。球墨鑄鐵和鋼的電阻值如表1-15所示。表1-15球墨鑄鐵和鋼的電阻值1.3.4.3電解腐蝕保護材料電阻值/Q球墨鑄鐵5070鋼1020由于管道在每根鑄管的接口處都是使用橡膠圈來密封，因此，離心球墨鑄鐵管本身就具有防電解腐蝕保護功能，不需要做電解保護。只有在一些特殊的條件下，如果管道有可能形成一條電導線，使用聚乙烯

42、套可以起到高度的隔離作用的影響。1.3.4.4陰極防腐保護法離心球墨鑄鐵管道由于連接系統(tǒng)使用橡膠圈密封而使其具有很高的電阻，所以一般情況下不需要做陰極防腐保護。即使對于一些需要做陰極防腐保護的地區(qū)，只要使用了聚乙烯套保護，也不需要做陰極防腐保護，而且聚乙烯套保護比做陰極防腐保護的效果更好?；靥睿? .看圖示:以地區(qū)為例南北方土質區(qū)別中心線以下，每層200mniI300mm;一層夯實。2 .回填前必須將槽底積水和施工時遺留的雜物清除出來，管道主體經(jīng)檢查合格后，溝槽應及時回填；3 .溝槽回填料，除非特殊指定應使用的回填料，一般不得含有碎石、磚塊、垃圾等雜物，應是良質土砂料；4 .回填程序應先填實管

43、底，再同時回填管道兩內側，最后回填至原地平面標高；5 .回填時應分層夯實，管中心線以下每200mm為一層夯實，中心線以上每500mm一層夯實，超出管頂500mn上可以用小型機械夯實；6 .用砂子回填應加水用振動棒輕振實，振實程度應保證管子不上浮為宜；7 .接頭處帶工作坑，先把工作坑回填實，然后與管身同步；8 .注意回填期間重要的是要做到均勻回填，否則局部沉陷會特別大，必須小心均勻的做好回填工作。1995年：安委會組織的專家組檢測分析，“鑄鐵煤氣管裂紋的性質是脆性斷裂，其形成原因與多種因素有關：(1)煤氣管鑄造缺陷(如氣孔、夾雜、重皮等)；(2)管基存在石塊；(3)煤氣管受靜載、動載以及溫度的變

44、化，均對裂紋的產(chǎn)生和擴展起著促發(fā)作用。煤氣鑄鐵管橫截面上發(fā)現(xiàn)三種不同的金相組織區(qū)，也對裂紋的產(chǎn)生及擴展起到不可忽視的作用?！彼摹⒂猩饘俟苡猩饘儆址Q非鐵金屬，是鐵、鎰、銘以外的所有金屬的統(tǒng)稱。有色金屬獨特性能和優(yōu)點，應用于特殊場合，如良好的導電性和導熱性，塑性好，抗大氣腐蝕性能好等。鈦及鈦合金、鋁及鋁合金、銅及銅合金、饃及饃合金、錯及錯合金等。GB/T26058-2010鈦及鈦合金擠壓管GB/T3625-2007換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管GB/T3624-2010鈦及鈦合金無縫管YS/T576-2006工業(yè)流體用鈦及鈦合金管等無縫有色金屬管鈦及鈦合金GB/T26058-2010鈦及鈦合金擠

45、壓管GB/T3625-2007換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管GB/T3624-2010鈦及鈦合金無縫管6.4YS/T576-2006工業(yè)流體用鈦及鈦合金管第三講金屬管件管件既然是管子做原料通過深加工成為一種產(chǎn)品，所以，這種產(chǎn)品具有管子和機械零件的雙重特性，是二者的結合。用于管路連接的管件，如：彎頭、大小頭、三通、管帽、彎管等，這些管件主要用在石油、化工、電力、造船、建筑行業(yè)等領域。管件是用來連接管子，改變管道的方向、管徑大小、管道標高，進行管道的分支、局部加強、調節(jié)和切換管路中的流體、實現(xiàn)特殊連接等作用的管道元件。包括彎頭、三通、異徑管、法蘭、盲板、閥門、短管等，我們通常稱這些構件為管件。管件是

46、組成管道不可缺少的部分，是在石油化工中所用的管件品種、材質、數(shù)量很多，選用時需考慮的因素也較復雜。常用的彎頭、三通、異徑管（大小頭），大多采用無縫鋼管或焊接鋼管通過推制、拉拔、擠壓等工藝加工而成。管帽多采用鋼板沖壓而成。管件的通常的分類方法如下：(1)按連接方式對焊管件、法蘭連接管件、承插管件、柔性接口管件和螺紋管件等。(2)按使用材料有碳鋼、合金鋼、奧氏體不銹鋼、灰口鑄鐵和球墨鑄鐵制管件等。(3)按結構形式(常用分類方式)有彎頭、異徑接頭、三通、四通和管帽等品種。彎頭品種分為45、90彎頭和180彎頭，類別分為：a.長半徑彎頭：彎頭的曲率半徑為1.5DN;b.短半徑彎頭：彎頭的曲率半徑為1.

47、0DN;c.異徑彎頭：彎頭的曲率半徑是大端的1.5DN。短半徑彎頭介質流動阻力大，長半徑彎頭阻力較小。異徑接頭(俗稱：大小頭)有同心和偏心異徑接頭之分。偏心異徑接頭可保持管底平或管頂平，偏心距為1/2X(大端內徑-小端內徑)。三通有等徑、異徑三通，四通有等徑和異徑四通，異徑三通的支管比干管小，通常小23級，例如200X200X100(8X8X4)管件根據(jù)其端部外徑尺寸不同，分為A、B兩個系列，應優(yōu)先選用A系列。（4）按加工工藝有焊制、推制、熱壓、冷壓、鑄造和鍛制管件等。（5）按壓力等級大約有十七種，和美國的管子標準是相同的，有：Sch5s、Sch10s、Sch10、Sch20、Sch30、Sc

48、h40s、STDSch40、Sch60、Sch80s、XS;Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160、XX6其中“STD為標準管壁厚系列代號，“XS”為加強管壁厚系列代號，“XXS為特加強管壁厚系列彳號。最常用的是STDWXS兩種。對不銹鋼管，采用后面加S的方法表示，如5S、10S、20S、40S、80S,為ANSIB36.19壁厚等級；其它為ANSIB36.10壁厚等級。Sch是管子表號，表示壁厚；是管子設計壓力與設計溫度下材料許用應力的比值乘以1000,并經(jīng)圓整后的數(shù)值。即：Sch=P/btX1000由于彎頭的種類很多，所以定貨時定單中常采取如下表示方法：如“LR

49、STD90。8”，表示長半徑，壓力等級為STD,90的8彎頭；又如，“SRXS454”表示短半徑，壓力等級為XS,45的4彎頭。壓力管道管件非焊接管件（無縫管件）鋼制無縫管件（包括工廠預制彎管、有縫管坯制管件）A(1)(2)(3)、B焊接管件（有縫管件）鋼制有縫管件（鋼板制對焊管件）B1(1)(2)、B2鍛制管件鍛制管件B復合管件金屬與金屬復合管件金屬與非金屬復合管件非金屬與非金屬復合管件A非金屬管件聚乙烯管件A1(1)(2)、A2帶金屬骨架的聚乙烯管件A其他非金屬管件A無縫管件制造工藝流程類別標準號名稱國家標準GB12459-2005鋼制對焊無縫管件GB/T13401-2005鋼板制對焊管件

50、GB/T14383-2008鍛制承插焊和螺紋管件GB/T17185-1997鋼制法蘭管件中石化標準SH3408-2012石油化工鋼制對焊管件中石油標準SY/T0510-2010鋼制對焊管件規(guī)范SY5257-2012油氣輸送用鋼制感應加熱彎管制造廠常用的無縫彎頭成形工藝有熱推、沖壓、擠壓等。熱推成形：熱推彎頭成形工藝是采用專用彎頭推制機、芯模和加熱裝置，使套在模具上的坯料在推制機的推動下向前運動，在運動中被加熱、擴徑并彎曲成形的過程。熱推彎頭成形示意圖1-模具2-坯料3-加熱裝置4-正在成形的彎頭熱推彎頭的變形特點是根據(jù)金屬材料塑性變形前后體積不變的規(guī)律確定管坯直徑，所采用的管坯直徑小于彎頭直徑

51、，通過芯?？刂婆髁系淖冃芜^程，使內弧處被壓縮的金屬流動，補償?shù)揭驍U徑而減薄的其它部位，從而得到壁厚均勻的彎頭。熱推彎頭成形工藝具有外形美觀、壁厚均勻和連續(xù)作業(yè)，適于大批量生產(chǎn)的特點，因而成為碳鋼、合金鋼彎頭的主要成形方法，并也應用在某些規(guī)格的不銹鋼彎頭的成形中。成形過程的加熱方式有中頻或高頻感應加熱（加熱圈可為多圈或單圈）、火焰加熱和反射爐加熱，采用何種加熱方式視成形產(chǎn)品要求和能源情況決定。b.沖壓成形沖壓成形彎頭是最早應用于批量生產(chǎn)無縫彎頭的成形工藝，目前，在常用規(guī)格的彎頭生產(chǎn)中已被熱推法或其它成形工藝所替代，但在某些規(guī)格的彎頭中因生產(chǎn)數(shù)量少、壁厚過厚或產(chǎn)品有特殊要求時仍在使用。彎頭的沖壓成形采用與彎頭外徑相等的管坯，使用壓力機在模具中直接壓制成形。沖壓彎頭成形見示意圖沖壓彎頭成形示意圖1-上模2-端模3-內芯4-彎頭5-下模在沖壓前，管坯擺放在下模上，將內芯及端模裝入管坯，上模向下運動開始壓制，通過外模的約束和內模的支撐作用使彎頭成形。不銹鋼管件制作工藝流程(1)原材料檢查對焊無縫管件的原材料除管帽用鋼板外，均