1. 普通碳素钢管道材料选用一般限制条件


  a. 沸腾钢:


     ①. 应限用在设计压力≤0.6MPa,设计温度为0~250℃的条件下;


     ②. 不得用于易燃或有毒流体的管道;输送极度危险介质、高度危害介质及液化烃的压力管道应采用优质钢制造,输送可燃介质的管道不得采用沸腾钢制造。


     ③. 不得用于石油液化气介质和有应力腐蚀的环境中。


  b. 镇静钢:


     ①. 限用在设计温度为0~400℃范围内;


     ②. 当用于有应力腐蚀开裂敏感的环境时,本体硬度及焊缝硬度应不大于HB200,并对本体和焊缝进行100%无损探伤。



2. 优质碳素钢管道材料选用一般限制条件


  优质碳素钢是工业管道中应用最广的碳钢,对应的材料标准有:GB/T 699、GB/T8163、GB/T 3087、GB/T 5310、GB/T 9948、GB/T 6479等。这些标准是根据不同的使用工况而提出了不同的质量要求。它们共性的使用限制条件:


  a. 输送碱性或苛性碱介质时应考虑有发生碱脆的可能,锰钢(如16Mn)不得用于该环境。


  b. 在有应力腐蚀开裂倾向的环境中工作时,应进行焊后应力消除热处理,热处理后的焊缝硬度不得大于HB200。焊缝应进行100%无损探伤。锰钢(如16Mn)不宜用于有应力腐蚀开裂倾向的环境中。


  c. 在均匀腐蚀介质环境下工作时,应根据腐蚀速率、使用寿命等进行经济核算,如果核算结果证明选用碳素钢是合适的,应给出足够的腐蚀余量,并采取相应的其他防腐蚀措施。


  d. 碳素钢、碳锰钢和锰钒钢在425℃及以上温度下长期工作时,其碳化物有转化为石墨的可能性,因此限制其最高工作温度不得超过425℃(锅炉规范则规定该温度为450℃)。


  e. 临氢操作时,应考虑发生氢损伤的可能性。


  f. 含碳量大于0.24%的碳钢不宜用于焊接连接的管子及其元件。


  g. 用于-20℃及以下温度时,应做低温冲击韧性试验。


  h. 用于高压临氢、交变载荷情况下的碳素钢材料宜是经过炉外精炼的材料。



3. 其他一般要求


  a. 碳素钢和碳锰钢在高于425℃温度下长期使用,应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向,而05Mo钢约在480℃以上长期工作,也会使石墨化现象加快发展,从而使机械性能恶化。


  b. 碳钢和低合金钢大都为铁素体加珠光体组织,在高温下如450℃以上,珠光体中的片状渗碳体逐步转化为球状,使材料的蠕变极限及持久强度大大下降。为防止石墨化和珠光体球化,在这一温度范围内宜选用Cr-Mo耐热钢。


  c. 高温氧化碳素钢和低合金钢在高温下不仅强度大大下降,同时材料表面极易氧化。钢中加入足够的Cr、Si、Al可有效防止高温氧化。


  d. 苛性脆化管材表面受一定浓度的碱性流体长期浸蚀或反复作用,并在高温和应力的综合影响下易产生脆化破裂。


  e. 金属材料在一定的温度和压力范围内与氢介质易接触产生氢脆现象。氢腐蚀是在晶界上发生化学作用,渗碳体分解,引起组织变化,产生裂纹并扩展,严重降低了材料的机械性能,甚至遭到破坏,是最危险的腐蚀,特别是处在高压条件下,更应引起注意。为此,应查阅“常用钢种在氢介质中使用的极限温度曲线图”,即“纳尔逊”曲线来选择材料。