压力管道用材料基础知识(金属材料、非金属材料)

压力管道的分类压力管道是一种用于输送液体、气体或固体的管道系统。

根据不同的特性和用途，压力管道可以被分为多个分类。

本文将从不同的角度介绍压力管道的分类。

一、按照用途分类根据压力管道的用途，可以将其分为工业管道、民用管道和特种管道。

1. 工业管道：主要用于工业生产过程中输送液体、气体或固体的管道系统。

例如，石油管道、化工管道、冶金管道等。

2. 民用管道：主要用于居民生活中的供水、供气、供热等管道系统。

例如，自来水管道、燃气管道、暖气管道等。

3. 特种管道：主要用于特殊领域的管道系统。

例如，核电站中的冷却水管道、医院中的医用气体管道等。

二、按照介质分类根据压力管道输送的介质，可以将其分为液体管道、气体管道和固体管道。

1. 液体管道：主要用于输送各种液体介质，例如水、石油、化工液体等。

液体管道通常采用金属管道或塑料管道。

2. 气体管道：主要用于输送各种气体介质，例如天然气、煤气、氮气等。

气体管道通常采用钢管或塑料管道。

3. 固体管道：主要用于输送颗粒状、粉状或固体颗粒的介质，例如煤粉管道、水泥管道等。

固体管道通常采用钢管或陶瓷管道。

三、按照压力等级分类根据压力管道的设计压力等级，可以将其分为高压管道、中压管道和低压管道。

1. 高压管道：设计压力大于10MPa的管道。

高压管道通常用于输送高压气体、液体或高温介质，例如高压蒸汽管道、高压天然气管道等。

2. 中压管道：设计压力在1-10MPa之间的管道。

中压管道通常用于输送中压气体、液体或介质，例如城市燃气管道、工业用水管道等。

3. 低压管道：设计压力小于1MPa的管道。

低压管道通常用于输送低压气体、液体或介质，例如自来水管道、通风管道等。

四、按照材质分类根据压力管道的材质，可以将其分为金属管道和非金属管道。

1. 金属管道：主要由金属材质制成，具有较高的强度和耐压能力。

常见的金属管道材质包括钢管、铜管、铝管等。

2. 非金属管道：主要由塑料、橡胶、玻璃等非金属材料制成。

压力管道基础知识讲座——常用金属材料压力管道是一种用于输送液体、气体或者其他流体的管道系统。

它承受的压力很高，因此需要选择合适的材料来保证安全可靠的运输。

常用的金属材料有碳钢、不锈钢、铝合金和铜合金等。

碳钢是一种常见的金属材料，具有良好的力学性能和耐腐蚀性。

它的主要成分是碳和铁，其中一般含有较少的合金元素。

碳钢在常温下具有较高的强度和硬度，但在高温下容易发生变形。

碳钢管道可以用于输送一般的液体、气体和蒸汽，但不适用于高温、高压或者腐蚀性介质。

不锈钢是一种抗腐蚀的金属材料，具有较高的强度和硬度。

它的主要成分是铁、铬、镍和其他合金元素。

不锈钢管道具有良好的耐腐蚀性，可以用于输送酸碱盐类介质和高温高压的流体。

不锈钢管道广泛应用于化工、石油、食品和制药等行业。

铝合金是一种轻质、高强度的金属材料，具有良好的导热性和电导性。

它的主要成分是铝和其他合金元素，例如铜、锌和锰等。

铝合金管道适用于输送低压的液体、气体和蒸汽，在航空航天、汽车和建筑等领域有广泛应用。

铜合金是一种导热性和导电性较好的金属材料，具有优异的抗腐蚀性和可加工性。

它的主要成分是铜和其他合金元素，例如锌、镍和铝等。

铜合金管道适用于输送液体、气体和蒸汽，在化工、船舶和海洋工程等领域有广泛应用。

选择合适的金属材料是确保压力管道安全运行的重要因素。

除了上述常用的金属材料，还可以根据具体的介质和工况选择其他特殊材料，例如合金钢、镍基合金和钛合金等。

此外，还需要考虑管道的连接方式、防腐蚀措施和监测维护等因素，以确保压力管道的可靠性和安全性。

压力管道基础知识一、压力管道基本概念（一）管道的概念根据国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316-2000的规定，管道是由管道组成件、管道支吊架等组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动。

国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97的定义是：由管道组成件和管道支承件组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动的管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门和其他组成件或受压部件的装配总成。

按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道称之为“管道系统”或“管系”。

上述定义包含两个含义：（A）管道的作用：是用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动。

1）流体：在有些标准中称为介质。

流体可按状态或性质进行分类。

a）按状态分：气体；液体；液化气体：是指在一定压力下呈液态存在的气体；浆体：是指可燃、易爆、有毒和有腐蚀性的浆体介质。

b）按性质分：火灾危险性；是指可燃介质引起燃烧的危险性，分为可燃气体、液化气体和可燃液体。

有甲、乙、丙三类。

爆炸性；与空气混合后可能发生爆炸的可燃介质或在高温、高压下可能引起爆炸的非可燃介质。

毒性；按GB5044分级。

有剧毒（极度危害）和有毒（高度危害、中毒危害和轻度危害）两大类四个级别。

腐蚀性。

是指能灼伤人体组织并对管道材料造成损坏的物质。

2）输送流体：依靠外界的动力（利用流体输送机械如压缩机、泵等给予的动能）或流体本身的驱动力（如介质本身的压力）将管道源头的流体输送到管道的终点。

3）分配流体：通过管系中的支管将流体分配到设计规定的多个预定的设备或用户。

4）混合流体：将管系中来自不同支管中的流体在管道中进行混合，如稀释等。

5）分离流体：将管道内部不同状态的流体通过支管进行分离，如汽液分离、油水分离等。

6）排放流体：将管道内部流体通过支管进行排放，如超压放空、排放被分离的流体等。

7）计量流体：通过设置于管道系统中的计量仪表对输送、分配的流体进行计量，如测量流量、压力、温度和粘度等。

垫片1 概述常用法兰垫片有: 非金属垫片、半金属垫片、金属垫片。

1.1非金属垫片（软垫片）: 一般以石棉为主体配以橡胶等材料制作而成, 通常在操作温度较低、操作压力不高的管道上使用。

1.2半金属垫片: 由金属材料和非金属材料共同组合而成, 常用的有缠绕式垫片和金属包垫片, 比非金属垫片承受的压力温度范围较广。

1.3金属垫片: 全部由金属制作, 有波形、齿形、椭圆形、八角形和透镜垫等, 这种垫片一般用在半金属垫片所不能承受的高温高压管道法兰上。

2非金属垫片2.1 该垫片的使用寿命按一年左右考虑。

2.2中石化总公司有另一种非金属垫片—聚四氟乙烯包复垫片,该垫片最高工作温度-180~150℃, 最高工作压力: 2.0MPa。

垫片本身有剖切型包复和折包型包复两种。

常用于低温或者要求干净的场合如净化压缩空气、润滑油等介质的管道上。

2.3 真空管道法兰用橡胶密封圈。

2.4 在美国, 很多标准中都将石棉制品列为致癌物质而禁用。

3 半金属垫片3.1 缠绕式垫片: 是半金属垫片中最理想的一种, 垫片的主体由V型或M型金属带填加不同的软填料用缠绕机螺旋绕制而成。

为加强垫片主体和准确定位, 设有金属制内环和外环（定位环）。

常用的金属带为不锈钢带, 软填料为特殊石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯等。

除非另有规定垫片的外环材料均为碳钢, 内环材料一般与金属带材料相同, 亦可根据要求确定, 碳钢内外环应进行防锈处理。

-------来自施工现场的观察结果。

3.3 一般情况下, 突台面法兰配缠绕式垫片时须带外环或内外环（视操作条件而定,一般压力在PN5.0MPa以上、温度在350℃以上时, 应带内外环）用于凹凸面法兰时应带内环。

用于榫槽面法兰时, 应采用基本型。

3.4 常用的缠绕钢带有：20，1Cr13, 0Cr19Ni9, 0Cr18Ni10Ti, 0Cr17Ni12Mo2（316）等材料，但20材料目前已不多用，而1Cr13的抗腐蚀性能也不是理想，反而容易使法兰表面生锈，故也不多用。

2.压力管道常用金属材料及非金属材料金属材料是目前应用最广泛的工程材料，包括钢铁材料、有色金属材料（如铝镁合金、铜及铜合金，钛及钛合金等）。

钢铁材料是钢和铸铁的总称。

工业用钢按照化学成分可以分为碳素钢和合金钢两类。

碳素钢除铁、碳元素之外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质元素。

合金钢是为了改善和提高钢的性能，在碳钢的基础上特意加入某些合金元素而得到的钢种。

一、铸铁含碳量大于2.06%的铁碳合金成为铸铁（而真正有工业应用价值的铸铁其含碳量一般为2.5%－6.67%）。

铸铁的主要成分除铁之外，含碳和硅量较高。

由于铸铁中的含碳量较高，使得其中的大部分碳元素已不再以Fe3C化合物存在，而是以游离的石墨存在。

铸铁的性能特点是可焊性、塑性、韧性和强度均比较差，一般不能锻造，但它却具有优良的铸造性、减磨性、切削加工性能，价格便宜，因此常用作泵机座、低压阀体等材料，有时地下低压管网也有铸铁做成的管子和管件。

根据铸铁中石墨的形状不同可将铸铁分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁三类。

二、碳钢含碳量小于等于2.06%的铁碳合金称为碳素钢。

如按化学成分分类常分为低碳钢（C＜0.25%），中碳钢（C=0.25%～0.6%）和高碳钢（C＞0.6%）三种；按质量分类常分为普通钢（S≤0.05%，P≤0.05%）、优质钢（S≤0.04%，P≤0.04%）和高级优质钢（S≤0.02%，P≤0.03%）三类；按用途分常分为结构钢、承压用钢、工具钢等。

由于中碳钢和高碳钢可焊性差，在工程设计中除螺栓材料外，常用的压力管道材料都是低碳钢。

三、合金钢合金元素因溶于铁素体中起固溶强化作用，从而提高了材料的硬度和强度，但同时却使其韧性和塑性相对降低。

压力管道中常用的合金钢有低合金钢、调质钢、不锈钢、耐热钢和低温钢。

工程上常用的低合金钢有碳锰系、碳锰钒系、铬钼钒系等系列。

GB/T1591标准给出了碳锰系和碳锰钒系低合金钢的化学成分和机械性能要求。

该标准列出了Q295A（B）、Q345AE、Q390A E、Q420A E、Q460CE共20种材料牌号。

管工理论培训管工基本理论培训第一章管工基本常识 1.1 常用管件1.1.1 管道金属:无缝钢管(10#、20#)、直焊缝钢管(Q235)、螺旋焊缝钢管(Q235,10#、20#);非金属:PVC、PPR、PE、合成树脂玻璃钢管、陶瓷管、硬聚氯乙烯管;复合材料:铝塑管、塑钢管、金属内衬管。

1.1.2 管道常用切割方式锯割:常用钢剧和锯床磨割:用砂轮切割机气割:利用氧炔焰切割，常用于直径大于100mm钢管刀割:用割刀，用于切割50mm以下的管子凿切:用于铸铁管切割等离子切割:切割不锈钢、铸铁管等管材1.1.3 管件玛钢件:三通、弯头、活接、外丝等;焊接件:法兰、焊制三通等;冲压件:冲压弯头等。

1.1.4 散热器铸铁散热器:大60、小60、长翼式、圆翼式、M132、760、813)，一般试验压力小于0.7MPa;钢制散热器:三柱开式散热器、钢柱复合型散热器、钢串片开式散热器、钢串片闭式散热器或叫做对流器、不锈钢散热器、光面管散热器，一般试验压力小于1.6MPa;铜铝合金散热器:管式铝合金散热器、管式铜铝合金散热器辐射板散热器:低温地暖、门厅电热板、墙壁电热板暖风机:蒸汽型、热水型、空调型1.1.5 其他常用管件常用垫片:橡胶垫片金属石墨缠绕垫片石棉橡胶垫片石墨加金属垫片(高强石墨垫片)石棉缠绕垫片石墨加麻绳条(填料函用)石棉金属包垫片金属平垫片齿型金属垫片金属环垫片1.2 常用连接方式和材料1.2.1 连接方式丝接:锥形螺纹、柱形螺纹;DN15-25管为14牙，DN32-50管为11牙;焊接:一般室外管道均采用焊接，室内管道干管为DN32以上为焊接，DN32以下管道为丝接;法兰连接:平法兰，高颈法兰，松套法兰，丝扣法兰例如活结、水表接头、高压软管接头;卡箍:沟槽管件;快速接头:消防接头，铝塑管接头;拉杆对夹:个别蝶阀、翼型散热器;承插连接:铸铁管、PVC给水管、玻璃钢管;粘接:一般用于非金属材料管道连接。

压力管道材料知识名目1 金属材料基础知识1.1金属的微观结构1.2金属材料的差不多性能1.3温度对金属材料的阻碍1.4常见元素对金属材料性能的阻碍2 常用金属材料2.1铸铁2.2碳素钢2.3合金钢3 压力管道常用金属材料的差不多限制条件3.1一样限制条件3.2 常用材料的应用限制3.3其它方面对材料的限制4 应用标准体系4.1国际上常用的标准体系4.2国内常用的标准体系5 管道压力等级6 管道器材选用7 表面处理、防腐、涂层8 管道施工及验收规范1 金属材料基础知识金属材料的差不多知识仅介绍金属材料的微观结构、差不多性能、常见元素对性能的阻碍以及金属材料的分类及牌号标识等内容。

1.1 金属的微观结构1.1.1碳钢与铸铁由95％以上Fe＋（0.05－4％）C组成的Fe、C合金。

1）铁的内部结构将铁水缓冷到其凝固点1534℃以下，铁水就开始结晶，直到全部结晶成固态铁为止，温度才又连续下降。

所结晶成的固体是由许多小颗粒组成，每个小颗粒具有不规则的外形，叫晶粒。

每个晶粒内部差不多上由许多个原子按一定的规律排列而成。

若将各个原子的中心用线条连接起来，组成一个空间格子，可用来说明原子排列的规律性，这种空间格子叫“晶格”。

常见的金属晶格形式：面心立方晶格体心立方晶格◆ Fe 的晶格形式1534℃～1390℃体心立方排列叫δ铁1390℃～910℃面心立方排列叫γ铁910℃以下体心立方排列叫α铁α铁γ铁δ铁这种在固态下晶体结构随温度发生改变的现象叫“同素异构转变”。

它是钢铁能够进行多种热处理而改变其性能的重要依据。

2）碳的存在形式◆固溶体：确实是由两种或两种以上的化学元素，在固态下互相溶解构成的单一均相物质。

◆铁素体碳溶解在体心立方晶格Fe原子之间形成的固溶体。

是低碳钢在常温时的主体相。

◆奥氏体碳溶解在面心立方晶格Fe原子之间形成的固溶体。

是碳钢在高温时的组织。

◆渗碳体：铁碳合金中的碳不能全部溶入铁素体、奥氏体中时，“剩余”的碳与铁形成的铁碳化合物（Fe3C）的晶体组织。

压力管道基础专业知识（1、概念、2 分类、3 技术参数、4 结构构成与材料、5 事故及事故隐患存在的问题）一、压力管道的几个相关概念和法律法规：1、压力管道《特种设备安全监察条例》第七章、第八十八条（用语的含义）对压力管道的定义：压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为：最高工作压力大于或者等于0．1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。

压力管道元件的含义，可在压力管道含义的基础上予以延伸。

《条例》所指压力管道是一个特定概念，是从安全角度讲的，是沿袭压力容器的叫法。

它指的是那些在生产、生活中使用的输送可能引起燃烧、爆炸或中毒等危险性介质的管道，如输送原油、燃气、各类工艺物料、有毒气体、有害气体、液化气体、高温液体介质的管道。

2、工业管道：为企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道的工业管道；3、公用管道：城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道的公用管道；4、长输管道：产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质的长输管道，具体讲就是：跨越地、市输送商品介质的管道；跨越省、（自治区、直辖市）输送商品介质的管道。

5、动力管道火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道。

二、压力管道的分类、分级出于便于安全管理的目标：对其进行分类分级（参照《压力容器压力管道设计许可规则》TSG R1001-2008）1、分类：原则：按用途分类1）长输管道：GA2）公用管道：GB3）工业管道：GC4）动力管道：GD2、分级：原则：按用管道的危险性（与危险性有关的介质参数：①、介质大毒性、燃烧爆炸特性；②、设计压力；③、设计温度）分级1）长输管道分两级：GC1、GC22）公用管道分两级：GB1、GB23）工业管道分三级：GC1、GC2、GC34）动力管道分两级：GD1、GD25）分级：详见:《压力容器压力管道设计许可规则》3、压力管道介质：压力管道输送的物质。

工业管道压力管道的定义和划分标准工业管道压力管道是指在工业生产过程中输送气体、液体、粉体等物质的管道系统，其特点是在管道内部存在一定的流体压力。

一、工业管道压力管道的定义工业管道压力管道是指用于输送气体、液体、粉体等物质的管道系统，其内部存在一定的流体压力。

压力管道一般由多种管道组成，如主管道、分支管道、连接管道等。

压力管道根据承受的压力大小和材料特性的不同，分为高压管道、中压管道和低压管道。

根据输送介质的不同，压力管道也可以分为气体管道、液体管道和粉体管道等。

二、工业管道压力管道的划分标准1.压力等级划分标准：工业管道压力等级一般采用MPa作为单位，常见的压力等级有0.1MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、6.4MPa等。

根据不同的工艺需求和介质输送要求，选择不同的压力等级。

2.材料划分标准：压力管道的材料一般分为金属材料和非金属材料两大类。

金属材料通常包括碳钢、不锈钢、铜、铝等，其选择需要根据介质特性、工作温度和压力等级来确定。

非金属材料通常包括塑料、橡胶、陶瓷等，用于输送特殊介质或者在特殊环境中使用。

3.管道安全等级划分标准：根据压力管道承受的压力大小和所处环境条件的不同，对管道的安全等级进行划分。

对于高压管道，一般需要进行强度和泄漏水压试验，并配备相应的安全设备和防爆装置。

4.输送介质划分标准：压力管道根据输送的介质不同，可以划分为气体管道、液体管道和粉体管道等。

气体管道常见的输送介质有天然气、氮气、氧气等；液体管道常见的输送介质有水、石油、化工液体等；粉体管道常见的输送介质有粉煤灰、水泥粉等。

5.结构形式划分标准：根据管道的结构形式，可以将压力管道分为直管道、弯管道、分支管道等。

其中弯管道可以根据弯角的大小划分为弯头和弯管，分支管道可以根据分支位置的不同划分为分支管和分支接头。

工业管道压力管道的定义和划分标准对于工业生产过程中的安全运行和设备选择具有重要意义。

工业压力管道分类
工业压力管道可以根据其用途和性质分为不同的分类。

以下是一些常见的压力管道分类：
1. 根据介质分类：
- 液体管道：用于输送液态介质，如水、石油、天然气等。

- 气体管道：用于输送气态介质，如压缩空气、氮气、天然
气等。

- 蒸汽管道：用于输送水蒸汽，常见于热力发电厂、锅炉等。

2. 根据压力等级分类：
- 低压管道：工作压力一般在0.1MPa以下。

- 中压管道：工作压力在0.1MPa至10MPa之间。

- 高压管道：工作压力在10MPa以上。

3. 根据工作温度分类：
- 低温管道：用于输送低温介质，如液氮、液氧等。

- 常温管道：用于输送常温介质，如自来水、天然气等。

- 高温管道：用于输送高温介质，如蒸汽、热水等。

4. 根据结构分类：
- 直管道：为直线形的管道，常用于输送介质。

- 弯头管道：用于改变管道的流向。

- 分支管道：用于将管道分支出来，常见于管网系统中。

5. 其他分类：
- 非金属管道：由非金属材料制成的管道，如塑料管道、玻
璃钢管道等。

- 金属管道：由金属材料制成的管道，如钢管道、铜管道等。

以上是常见的工业压力管道分类，实际上还有很多细分的分类方式，根据具体的工程需求和标准要求来选择合适的压力管道分类。