一、工业管道材料代用的原则
①. 拟代用的管道器材应满足管道的设计条件(如设计压力、设计温度、结构要求)以及介质对管道的耐蚀性、磨蚀性的要求。
②. 拟代用的材料应符合现行国家、行业或者国外有关的国家、协会、学会标准的规定以及设计提出的要求,并有制造厂的质量证明。必要时,应通过检验、试验来验证其符合性。
③. 拟代用材料的化学成分、力学性能、机加工性能、焊接性能、热处理工艺等方面应与管道的使用条件相适应。
④. 确定某种材料能否代用,除了考虑上述几点外,还要结合现场物质供应情况、工程施工进度、经济上是否相对合理等因素综合考虑。
⑤. 材料代用经设计方面同意后方可实施。
二、工业管道材料代用应注意的问题
①. 具体确定某种材料能否代替设计所选用的材料时,应先确定拟代用材料的化学成分、力学性能、耐蚀性能、机加工性能、焊接性能、热处理工艺等是否能够满足设计条件,是否与拟被代用材料的特性相适应。
②. 拟代用材料制成的管道器材的结构(包括结构形式、结构尺寸、连接方式)、采用的标准、管道等级、规格应满足设计条件。
③. 法兰、垫片、紧固件(螺栓)的代用不仅要满足相应标准的要求,还要注意垫片的形式与法兰密封面的形式、垫片的形式与紧固件以及紧固件与法兰材料相互间的匹配问题。如铸铁法兰及铸铁法兰连接的钢制法兰的密封面应选用全平面(FF)形式,垫片选用全铺预紧比压y≤31.0MPa的软质垫片,紧固件选用常温屈服强度不大于207MPa的低强度材料。
④. 如果因材料代用可能出现异种钢焊接时,要视需要确认现场是否具备焊前预热、焊后热处理等条件。
三、配管设计中管道材料代用举例
某工程,采用碳钢无缝管材料为A106GR.B,焊接管材料为API 5LGR.B;同样碳钢法兰材料为A105标准为ASME B16.5。而这些项目中的管子和法兰采用国内材料及标准,一般碳钢管子材料为20钢标准为GB8163;焊接碳钢管材料为20R标准为GB6654;碳钢法兰材料为20钢或16Mn标准为SH3406。但不能盲目替代。
例如,某配管材料等级,工艺介质液氨,腐蚀裕度为1mm,设计温度为260℃,设计压力为4.0MPa,管道通径为24in,材料用20R替代API 5LGR.B,根据我国标准计算管子设计壁厚为16.5mm以上,而国外工程总承包公司则使用14.27mm壁厚。
又如,某配管材料等级为高压蒸汽或锅炉给水介质,设计温度为350℃,设计压力为6.15MPa,该等级中,国外工程总承包公司采用法兰为:材料A105(标准 ASME B16.56001b),突面。而国内用法兰材料为20钢(标准为SH 3406)、10.0MPa、突面,查标准得出:20钢材料在PN10.0、350℃时,压力值为4.78MPa,显然不能满足设计要求。