西安不锈钢管道在石油化工装置中的应用(yòng)

西安不锈钢管道在石油化工装置中的应用(yòng)

石油化工装置中使用(yòng)的管道器材，一般包括管子、管件、阀门、法兰、垫片和紧固件以及其他(tā)管道组成件，例如过滤器、分(fēn)离器、阻火器、补偿器等。

以下分(fēn)别介绍各种常用(yòng)材料。

一、管子

管子分(fēn)类方法很(hěn)多(duō)，按材质分(fēn)类可(kě)分(fēn)為(wèi)金属管、非金属管和钢衬非金属复合管。非金属管主要有(yǒu)橡胶管、塑料管、石棉水泥管、石墨管、玻璃钢管等，非金属管的使用(yòng)同金属管相比所占比例较小(xiǎo)，而金属管在大多(duō)数石油化工装置中要占到全部工艺管道安装工程的百分(fēn)之八十五以上，本节重点介绍金属管材。

(一) 焊接钢管，也称有(yǒu)缝钢管，一般由钢板或钢带卷焊而成。按管材的表面处理(lǐ)形式分(fēn)為(wèi)镀锌和不镀锌两种。表面镀锌的发白色，又(yòu)称為(wèi)白铁管或镀锌钢管；表面不镀锌的即普通焊接钢管，也称為(wèi)黑铁管。镀锌焊接钢管，常用(yòng)于输送介质要求比较洁净的管道，如生活用(yòng)水、净化空气、仪表空气等；不镀锌的焊接钢管，可(kě)用(yòng)于输送蒸汽、煤气、压缩空气和冷凝水等。

根据用(yòng)户要求，焊接钢管在出厂时可(kě)分(fēn)两种，一种是管端带螺纹的，另一种是管端不带螺纹的。管端带螺纹的焊接钢管，每根管材長(cháng)度為(wèi)4～9m，不带螺纹的焊接钢管，每根管材長(cháng)度為(wèi)4～12m。

焊接钢管按管壁厚度不同，分(fēn)為(wèi)薄壁钢管、加厚钢管和普通钢管。工艺管道上用(yòng)量*多(duō)的是普通钢管，其试验压力為(wèi)2.0MPa。加厚钢管的试验压力為(wèi)3.0MPa。

焊接钢管的联接方法较多(duō)，有(yǒu)螺纹联接、法兰联接和焊接。法兰联接中又(yòu)分(fēn)螺纹法兰联接和焊接法兰联接，焊接方法中又(yòu)分(fēn)為(wèi)气焊和電(diàn)弧焊。

常用(yòng)焊接钢管的规格范围為(wèi)公称直径6～150mm。

(二) 无缝钢管，是工业管道中用(yòng)量*大，品种规格*多(duō)的管材，基本上分(fēn)為(wèi)流體(tǐ)输送用(yòng)无缝钢管和带有(yǒu)专用(yòng)性的无缝钢管两大类，前者是工艺管道常用(yòng)的钢管，后者如锅炉专用(yòng)钢管、裂化炉管和热交换器用(yòng)钢管等。按材质可(kě)分(fēn)為(wèi)碳素无缝钢管、铬钼无缝钢管和不锈、耐酸无缝钢管。按公称压力可(kě)分(fēn)為(wèi)低压(0≤1.0MPa)、中压(1.0＜10MPa＝、高压(≥10MPa)三类。工艺管道常用(yòng)的是流體(tǐ)输送用(yòng)无缝钢管。

1．碳素无缝钢管，常用(yòng)的制造材质為(wèi)10号、20号、16Mn钢，其规格范围為(wèi)：热轧外径φ32～630mm，冷拔外径φ6～200mm，单根管長(cháng)度4～12m，容许操作温度為(wèi)-40～450℃，广泛用(yòng)于输送各种对钢无腐蚀性的介质，如输送蒸汽、氧气、压缩空气、油品和油气等。

2．低合金钢无缝钢管，系指含一定比例合金元素的合金钢管。通常分(fēn)為(wèi)两种，一种是含有(yǒu)锰元素的低合金钢管，称為(wèi)普通低合金钢管，如16Mn、15MnV等；另一种是含有(yǒu)铬、钼等元素的低合金钢管，称铬钼钢管。常用(yòng)的有(yǒu)12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo、1Cr5Mo等，其规格范围為(wèi)外径φ10～φ273mm，单根管長(cháng)度4～12m，铬钼钢管适用(yòng)温度范围為(wèi)-40～550℃。低合金无缝钢管，多(duō)用(yòng)于输送各种温度较高的油品、油气和腐蚀性不强的盐水、低浓度有(yǒu)机酸等。

3．不锈耐酸无缝钢管，根据铬、镍、钛各种金属的不同含量，品种很(hěn)多(duō)，有(yǒu)Cr13、00Cr17Ni14Mo2、1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni9Ti等。这些钢号中用(yòng)量*多(duō)的是1Cr18Ni9Ti，在施工图上常用(yòng)简化材质代号18-8来表示，适用(yòng)温度范围為(wèi)-196～700℃，在化工生产中用(yòng)来输送各种腐蚀性较强的介质，如硝酸、醋酸和尿素等。

4．高压无缝钢管，其制造材质与上述无缝钢管基本相同，只是管壁比中低压无缝钢管厚，*厚的管壁达40mm。如化肥设备用(yòng)高压无缝钢管规格為(wèi)φ14×4(mm)～273×40(mm)，单根管長(cháng)度4～12m，适用(yòng)压力范围10～32MPa，工作温度-40～400℃。在石油化工装置中用(yòng)以上高压无缝钢管输送原料气、氢氮气、合成气、水蒸气、高压冷凝水等介质。

除上述外，还有(yǒu)低温钢管，在引进工程项目的冷區(qū)用(yòng)量较多(duō)，其材料牌号為(wèi)STPL-39、STPL-46，工作温度可(kě)达-105℃，适用(yòng)于输送各种无腐蚀性低温介质管道，目前國(guó)内还没有(yǒu)批量生产与这种标准相应的钢管。低温钢管分(fēn)為(wèi)无缝钢管和有(yǒu)缝钢管两种，无缝低温钢管公称直径為(wèi)15～400mm，壁厚同碳钢管；有(yǒu)缝低温钢管公称直径為(wèi)400～1100mm，壁厚為(wèi)6～10mm，单根管标准長(cháng)度6m。

(三) 钢板卷板管

钢板卷板管，是由钢板卷制焊接而成，分(fēn)為(wèi)直缝卷焊钢管和螺旋缝卷焊钢管两种。

直缝卷焊钢管多(duō)数在施工现场制造或委托加工厂制造，专业钢管厂不生产。钢板材料有(yǒu)Q235、10号、20号、16Mn、20g等，其规格范围為(wèi)公称直径200～3000mm，*大的有(yǒu)4000mm，壁厚一般為(wèi)4～16mm。公称直径200～900mm的单根管長(cháng)度為(wèi)6.4m；公称直径1000～3000mm的為(wèi)4.8m。适用(yòng)工作温度：Q235為(wèi)-15～300℃，10号、20号、16Mn、20g為(wèi)-40～450℃，均适用(yòng)于低压范围。

螺旋缝卷焊钢管，由钢管制造厂生产，材质有(yǒu)Q235，16Mn。其规格范围為(wèi)公称直径200～700mm，壁厚7～10mm，单根管長(cháng)度8～18m。适用(yòng)工作温度：Q235為(wèi)-15～300℃，16Mn為(wèi)-40～450℃，操作压力：Q235為(wèi)2.5MPa，16Mn為(wèi)4MPa。

直缝卷焊钢管和螺旋缝卷焊钢管，多(duō)用(yòng)于输送常温低压腐蚀性不强的介质，如低压蒸汽、地下循环水、煤气和油气等。螺旋缝卷焊钢管单根管较長(cháng)，特别适用(yòng)于長(cháng)距离输送管道。

根据工程所需，还有(yǒu)直缝不锈钢板卷焊管，都是在施工现场卷制，制造厂不生产。所用(yòng)材质多(duō)為(wèi)1Cr18Ni9Ti钢板。其规格范围公称直径為(wèi)200～1000mm，公称直径200～400mm的壁厚為(wèi)4mm，公称直径700～1000mm的壁厚為(wèi)6～8mm，单根管長(cháng)度為(wèi)4.5m。适用(yòng)温度和输送的介质范围同低压不锈钢管。

在管系中改变走向、标高或改变管径以及由主管上引出支管等均需用(yòng)管件。由于管系形状各异、简繁不等，因此，管件的种类较多(duō)。常用(yòng)的管件有(yǒu)弯头、三通、异径管、管接头、管帽等。

管件按用(yòng)途分(fēn)类

(一) 弯头

弯头是用(yòng)来改变管道的走向。常用(yòng)弯头的弯曲角度為(wèi)90°、45°和180°，180°弯头也称為(wèi)U型弯管，也有(yǒu)特殊角度的弯头，但為(wèi)数极少。

1．玛钢弯头

玛钢弯头，也称可(kě)锻铸铁弯头，是*常见的螺纹弯头。这种玛钢管件，主要用(yòng)于采暖，上下水管道和煤气管道上。在工艺过程中，除需要经常拆卸的低压管道外，其他(tā)物(wù)料管道上很(hěn)少使用(yòng)。玛钢弯头的规格比较小(xiǎo)，常用(yòng)的规格范围為(wèi)1/2～4英寸，按其不同的表面处理(lǐ)分(fēn)镀锌和不镀锌两种。

2．压制弯头

压制弯头，也称冲压弯头或无缝弯头，是用(yòng)上等碳素钢、不锈耐酸钢和低合金钢无缝管等，在特制的模具内压制成型的。其弯曲半径為(wèi)公称直径的一倍半（R=1.5DN），在特殊场合下也可(kě)采用(yòng)弯曲半径等于公称直径的弯头（R=1DN）。其规格范围在DN20～600mm以内。其壁厚范围与无缝钢管的表号一致。压制弯头一般由专业制造厂或加工厂用(yòng)标准无缝钢管冲压加工而成，出厂时弯头两端应加工好坡口。

冲压焊接弯头

冲压焊接弯头，是采用(yòng)板材经模具冲压成半块环形弯头，然后将两块半环弯头进行组对焊接成型。其弯曲半径同无缝管弯头，规格范围為(wèi)公称直径200mm以上。

4．焊接弯头

焊接弯头，也称虾米腰或虾體(tǐ)弯头。制作方法有(yǒu)两种，一种是在加工厂用(yòng)钢板下料，切割后卷制焊接成型，多(duō)数用(yòng)于钢板卷管的配套。另一种是用(yòng)管材下料，经组对焊接成型，其规格一般在200mm以上。使用(yòng)温度不能(néng)大于200℃，一般可(kě)在施工现场制作。

5．高压弯头

高压弯头，是采用(yòng)上等碳素钢或低合金钢锻造而成。根据管道连接形式，弯头两端加工成螺纹或坡口，加工的精密度很(hěn)高，要求管口螺纹与法兰口螺纹能(néng)紧密配套自由拧入并不得松动，适用(yòng)于压力22.0、32.0MPa的石油化工管道，常用(yòng)规格范围為(wèi)DN6～200mm。

(二) 三通

三通是主管道与分(fēn)支管道相连接的管件，根据制造材质和用(yòng)途的不同，划分(fēn)為(wèi)很(hěn)多(duō)种。从规格上划分(fēn)，可(kě)分(fēn)為(wèi)同径三通和异径三通，同径三通也称為(wèi)等径三通；同径三通是指分(fēn)支接管的管径与主管的管径相同；异径三通是指分(fēn)支接管的管径小(xiǎo)于主管的管径，所以也称為(wèi)不等径三通，异径三通用(yòng)量要多(duō)一些。

1．玛钢三通

玛钢三通的制造材质和规格范围，与玛钢弯头相同，在石油化工工艺管道中用(yòng)量不多(duō)，主要用(yòng)于室内采暖、上下水和煤气管道。

2．钢制三通

20世纪七十年代以前，我國(guó)工业生产技术发展的速度比较缓慢，工艺管道方面的工程技术也比较落后。在各种中低压钢管的设计中，管道需要使用(yòng)三通管件时，一般都是采用(yòng)挖眼接管的办法来解决，即在需要接支管的主管上，按支管的直径先挖出一个孔，再将支管焊上。这种办法有(yǒu)很(hěn)多(duō)缺点，焊接质量不易保证，焊接后管道容易变形，主管内容易进入杂质。七十年代后期，随着冶金、石油化工等大型现代化生产装置的引进，促进了工艺管道工程技术的发展，目前，我國(guó)已能(néng)生产中低压管道钢制定型三通，已形成系列产品，无缝三通规格為(wèi)DN20～600mm，钢板焊制三通规格為(wèi)DN150～1500mm。

定型三通的制作，是以上等管材為(wèi)原料，经过下料、挖眼，加热后用(yòng)模具拔制而成，再经机加工，成為(wèi)定型成品三通。中低压钢制成品三通，在现场安装时都是采用(yòng)焊接。钢板卷管所用(yòng)的三通，有(yǒu)两种情况，一种是在加工厂用(yòng)钢板下料，经过卷制焊接而成；另一种是在安装现场挖眼接管。

3．高压三通

高压三通，常用(yòng)的有(yǒu)两种，一种是焊制高压三通，一种是整體(tǐ)锻造高压三通。

焊制高压三通，选用(yòng)上等高压钢管為(wèi)材料，制造方法类似挖眼接管，主管上所开的孔，要与相接的支管管径相一致。焊接质量要求严格，通常要求焊前进行预热，焊后进行热处理(lǐ)。其规格范围為(wèi)DN16～200mm，压力22MPa、32MPa。

整體(tǐ)锻造高压三通，一般是采用(yòng)螺纹法兰连接。其规格范围為(wèi)表号SCH160、DN15～600mm，表号外加有(yǒu)“XXS”，其管径范围DN15～300mm。

(三) 异径管

异径管的作用(yòng)是使管道变径，从流體(tǐ)运动方向来看，多(duō)数是由大变小(xiǎo)，也有(yǒu)的由小(xiǎo)变大，如蒸汽回水管道和下水管道的异径管就是由小(xiǎo)变大。异径管俗称大小(xiǎo)头。

1．玛钢异径管

玛钢异径管，大體(tǐ)上分(fēn)两种，一种是内螺纹异径管也称外接头；另一种是内螺纹和外螺纹结合的管件，称作补芯，它虽然不叫做异径管，但起到异径管的作用(yòng)。

2．钢制异径管

钢制异径管，分(fēn)為(wèi)无缝和有(yǒu)缝两种，无缝异径管用(yòng)无缝钢管压制，有(yǒu)缝异径管用(yòng)钢板下料，经卷制焊接而成，也称為(wèi)焊制异径管。这两种异径管都有(yǒu)同心和偏心两种规格。偏心异径管的底部有(yǒu)一个直边，使用(yòng)时能(néng)使管底成一个水平面，便于停产检修时排放管中物(wù)料。

无缝异径管的规格范围為(wèi)DN25～600mm，有(yǒu)缝焊接异径管的规格范围為(wèi)DN200～1500mm。

钢制异径管，作為(wèi)管道上的成品管件，是七十年代以后才开始有(yǒu)的，早期工艺管道上的变径，大部分(fēn)是在现场制作。管径变化很(hěn)大的是在管端抽条焊接，直接加工成异径管；管径变化不大的在管端加热直接摔制而成。抽条焊接制作异径管，花(huā)费人工多(duō)，焊缝多(duō)，焊接质量不易保证，目前，焊接质量要求很(hěn)高的工艺管道已禁止采用(yòng)此种办法。

(四) 其他(tā)管件

1．封头

封头，是用(yòng)于管端起封闭作用(yòng)的堵头。常用(yòng)的封头有(yǒu)椭圆形和平盖形两种。

椭圆形封头也称為(wèi)管帽，其规格范围為(wèi)DN25～600mm，多(duō)用(yòng)于中低压管道上。平盖封头，按其安装位置分(fēn)為(wèi)两种，一种是平盖封头略大于管外径，在管外焊接。另一种是平盖封头略小(xiǎo)于管内径，把封头板放入管内焊接。常用(yòng)的规格范围為(wèi)DN15～200mm，这种封头多(duō)用(yòng)于压力较低的管道上。

2．凸台

凸台，也称管嘴，是自控仪表专业在工艺管道上的一次部件，是由工艺管道专业来安装，所以把凸台也列為(wèi)管件。工艺管道用(yòng)的单面管接头也属这一种，都是一端焊在主管上，另一端或者是安装其它部件，或者是另外再接管，其规格范围為(wèi)DN15～200mm，高中低压管道都使用(yòng)。