材料笔记 | ckliu's blog

管道笔记

管道工程公司内部有材料工程师。材料工程师决定管道系统所使用的材料。最常用的是碳钢材料（取决于服务工况），这些材料通常按照不同的ASTM标准来制造。

选用

碳钢材料具有适当的强度、塑性、可焊接性、可切削性、耐用性，比其他材料成本低。如果碳钢材料符合压力、温度、耐腐蚀性和卫生要求，则其为首选材料。

其他合金材料添加有铜、铅、镍、铝等成分及各种各样的不锈钢材料。这些材料价格较高，选择他们主要是因为他们特殊的耐腐蚀性、优良的热传递性或者在高温下的抗拉强度。铜和铜合金管是传统的仪器管，食品加工用管和热传导管。如今，不锈钢管越来越多的用于这些领域。

许多因素会影响到材料的选择。最重要的因素包括：压力、温度、产成品种类、管道系统尺寸、预算成本等等。

内衬管

一些管道结合内衬材料来使用。（例如：碳钢管可能需要内衬聚乙烯等材料以抵挡化学物质腐蚀。其他内衬材料包括：玻璃、各种塑料、水泥等等。以及外涂材料，例如：环氧材料、沥青、锌等材料，可以保护内衬管道）
环己酮项目主要管道材料

DN：公称直径(nominal diameter)，又称平均外径(mean outside diameter)。ISO组织使用DN表示管道公称尺寸。

工程上人们常说的多少公斤压力指kg/cm2,而压力表上常标的是MPa.

1N/m^2=1Pa 1kg=9.8N 1m^2=10000cm2，所以 1kg/cm^2=98KPa=0.098MPa≈0.1MPa。即一Mpa等于十公斤。（1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)）

NPS: Nominal Pipe Size（名义管道尺寸）是一个无因次序数，用于表示管道尺寸。
其管道尺寸用两个非尺寸的编号来标识：英寸单位的NPS+管表号SCH。（IPS（iron pipe size）体系）（1inch=2.54cm）（1米=3尺，1尺=10寸，1寸≈3.33cm。）
NPS是基于早起的IPS（Iron Pipe Size铁管尺寸）体系它是北美用于高、低压及温度的管道尺寸标准体系之一。
NPS与管道内径不相当一致。NPS12及其以下的管子的外径大于NPS后附的英寸数。NPS14及其以上的管子外径等于NPS后附的英寸数。
对于确定的管子，外径是固定的，壁厚随着SCH序号的增加而增加，管子内径决定于管子壁厚的SCH序数。（早期的管道每个尺寸都只有一个壁厚，以后就称其为标准壁厚STD。管道的外径也标准化了。由于工业发展需要处理高压流体，更厚的管道开始被制造出来。逐渐就有了加厚管XS（或者XH）、双倍加厚管XXS（或者XXH）, 但是标准的管道外径并未改变。）

DN和NPS关系如下：

NPS	1/2	3/4	1	1.1/4	1.1/2	2	2.1/2	3	3.1/2	4
DN	15	20	25	32	40	50	65	80	90	10

球化—-在空气中，对铁基合金在略低于临界温度范围内长时间加热，再以相对缓慢的速度冷却。在临界温度内及略低于此温度之间长时间交替加热，高碳钢小件将更迅速被球化。这种热处理的目的是为了获得球状的碳化物。
正火—-铁基合金加热到约高于临界温度范围50℃，然后在空气中冷却至低于此范围。正火的目的是去除金属内部在一些加工工程中产生的应力和应变，而使金属结构在一个正常的状态。（Ac3）
退火是一个概括性的术语，是用于去除应变，降低硬度，改变延展性、韧性、导电性、磁性或者其他物理性能，改善晶体结构，去除气体，或产生一种微观结构的热处理。热处理的温度和冷却的速度取决于热处理的对象和热处理材料的成分。
淬火是将某些铁基合金加热到临界温度范围内或略高于此温度范围并骤冷。热处理温度和保温时间，或“均热阶段”，取决于材料的组成。使用的淬火介质取决于材料组成、所需硬度和设计的复杂性。
回火是将淬火后的铁基合金重新加热到低于临界温度范围的某个温度，然后以任何需要的速率冷却。回火的目的是去除应力和降低硬度和脆性。

包括直缝埋弧焊钢管和螺旋缝埋弧焊钢管，适用于水、污水、空气、采暖蒸汽等普通流体输送管道用钢管。

钢管公称外径范围为D≥219.1mm，公称壁厚范围为t≥3.2mm。
钢管通长长度为6m-12m。经购方与制管厂协商，可供应其它长度的钢管（直缝埋弧焊钢管最大长度由制管用钢板的长度确定，螺旋缝埋弧焊钢管最大长度受制管厂场所和运输工具限制）。
钢管定尺长度应在通长长度范围内，定尺钢管长度的极限偏差为±500mm。经购方与制管厂协商，可供应更严格极限偏差的精定尺钢管。
t＞3.2mm钢管的管端应加工焊接坡口。坡口角度为30°，上偏差为5°，下偏差为0°，钝边为1.6mm±0.8mm。
应在订货合同中注明钢管以理论质量交货还是采用实际质量（称重）方式交货。按理论质量交货时，理论质量为钢管长度与钢管长度质量M的乘积；按实际质量交货时，单根钢管实际质量和理论质量的上、下偏差不应超过+10%和-5%。质量大于18t的钢管实际质量和理论质量的偏差不应超过-3.5%。
钢管单位长度重量（千克每米 kg/m）：M=0.02466(D-t)t

本标准给出的焊接钢管分为普通焊接钢管、精密焊接钢管和不锈钢焊接钢管。

单位长度重量: W =0.0246615(D-S)S
重量：千克每米kg/m，钢的密度取7.85kg/dm3，D、S为公称外径和公称壁厚单位毫米mm。
计算值的修约规则应符合GB/T 8170的规定。当计算值小于1.00kg/m时，单位长度理论重量计算结果修约到最接近的0.001kg/m; 当计算值不小于1.00kg/m时，单位长度理论重量修约到最接近的0.01kg/m。

钢管的外径和壁厚分为三类：普通钢管的外径和壁厚、精密钢管的外径和壁厚、不锈钢管的外径和壁厚。

通常长度：钢管的通常长度为3000mm~12500mm
定尺长度和倍尺长度应在通常长度范围内，全长允许偏差分为四级。
钢管按实际重量交货，也可按理论重量交货。实际重量交货可分为单根重量或每批重量。
钢管的理论重量公式：W=πρ(D-S)S/1000 （π=3.1416）
按理论重量交货的钢管，根据需方要求，可规定钢管实际重量与理论重量的允许偏差。单根钢管实际重量与理论重量的允许偏差分为五级。每批不小于10t钢管的理论重量与实际重量的允许偏差为±7.5%或±5%。