管道材料的选择

管道材料的选择1、低温下选材应注意的问题(1) 对于碳素钢、低合金钢、中合金钢及高合金铁素体钢，钢材的使用温度下限均高于-20℃。当设计温度低于或等于-20℃时，应按低温管道的设计规定进行夏比（V型缺口）低温冲击试验。低温冲击试验温度应低于或等于受压元件的最低设计温度。但符合下列条件者可免除冲击试验：①　使用温度高于-45℃，且不低于规范规定的使用温度下限，同时，材料的厚度无法制备5mm厚的试样时；②　除了抗拉强度下限值大于540MPa的钢材及螺栓材料外，使用的材料在低温低应力工况下注，若设计温度加50℃后，高于-20℃。  注：低温低应力工况是指受压元件的设计温度虽然低于-20℃，但其薄膜应力小于或等于钢材常温标准屈服强度的六分之一，且不大于50MPa的工况。(2) 对于奥氏体不锈钢，钢材的使用温度下限均高于-196℃。当设计温度低于或等于-196℃时，应按低温管道的设计规定进行夏比（V型缺口）低温冲击试验。但如果材料的含碳量大于0.1%，且设计温度低于-20℃，即使设计温度不低于-196℃，也应对焊缝及其热影响区进行低温冲击韧性试验。2、高温下选材应注意的问题(1) 当碳钢、纯镍钢、碳锰钢、锰钒钢和碳硅钢在425℃以上长时间使用时，其碳化物有转化为石墨的可能性，致使强度下降。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(2)　当碳钼钢、锰钼钒钢和铬钒钢在468℃以上长时间使用时，其碳化物有转化为石墨的可能性，致使强度下降。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(3)　铬钼合金钢及铬钼钒合金钢长期在400℃～550℃的温度区间使用时，可能会产生回火脆性问题。工程中如果不能避开这种使用情况时，应提出适当的防护（防止）措施。(4)　铁素体不锈钢在高于371℃的温度下使用时，会在室温下出现脆性。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(5)　含铬12%以上的铁素体和马氏体不锈钢长期在400℃～550℃温度区间使用时，可能会产生475℃脆性问题。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(6)　含铬16%以上的高铬不锈钢和含铬18%以上的高铬镍不锈钢在540℃～900℃温度区间长期使用时，可能会产生σ相脆性问题。在这种情况下，应控制材料中的铁素体含量不超过8%。(7)　一般奥氏体不锈钢在经过427℃～871℃的温度区间进行升温或降温时，会产生晶间腐蚀的敏感性。在该工况下，应避免材料在能引起晶间腐蚀的介质环境中使用，或采用稳定化或超低碳不锈钢材料。(8)　奥氏体不锈钢与某些低熔点的金属如：铝、锑、铋、镉、镓、铅、锰、锌等及其化合物在高温（高于这些低熔点金属的熔点温度）下接触，会产生晶间破坏的敏感性。工程中应避免该环境的出现。(9)　对于奥氏体不锈钢材料，当使用温度大于525℃时，应考虑采用高碳（含碳量大于0.04%）不锈钢。若含碳量太低，钢的强度会显著下降。(10)　对于碳钢 - 奥氏体不锈钢复合材料，当使用温度大于400℃时，应考虑较大的热膨胀差引起的不利情况。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(11)　钛及钛合金在316℃以上温度下使用时，有品质降低的可能。当预期的工况条件属于这种情况下时，应避免选用这些材料。(12)　所用材料长期在蠕变温度以上使用时，应注意蠕变可能带来的一些不利影响，这样的影响包括管道组成件的过度变形、管道节点的过大位移甚至材料的变性等问题；这种影响对少量位移比较敏感的管道组成件如螺栓是不可忽视的。(13)　通过热处理提高其性能的材料，如果材料长期在高于回火的温度下使用，会导致材料的强度降低。所以当可预见到出现这种情况时，应限制材料的高温使用温度，或按较小的许用应力进行设计。