HG/T 20646.2-1999 化工装置管道材料设计工程规定 HG/T20646.2-1999 标准下载解压密码：www.bzxz.net

化工装置管道材料设计工程规定HG/T20646.2—1999
管道材料等级代号规定
1.1管道材料等级代号编制说明
管道材料等级代号是由字母和数码组成，一般是由三个单元组合。它表示了管道公称压力、序号、主要材质。
各单元的意义
第三单元（管道材料类别）
第二单元（顺序号）
第一单元（管道公称压力）
1.3管道材料等级代号数字和字母表第一单元：管道的公称压力(MPa)等级代号，用大写英文字母表示。A～K用1.3.1
于ASMEB16.5标准压力等级代号（其中I、J不用），L～Z用于国内标准压力等级代号(其中O、X不用)。
压力等级
用于ASME标准
—150LB
B—-300LB
-400LB
-1500LB
—2500LB
压力等级
用于国内标准
M—-1.6MPa
—4.0MPa
—6.4MPa
R—-10.0MPa
S—-16.0MPa
T--20.0MPa
1.3.2第二单元为顺序号，用阿拉伯数字表示，由1开始，表示一，三单元相同时，不同的材质和(或)不同的管路连接形式。1.3.3第三单元：管道材质类别，用大写英文字母表示A-—铸铁；
B-—碳钢；
C普通低合金钢；
D—合金钢；
E-不锈钢；
F有色金属；
G——非金属；
H一—衬里及内防腐。
1.4说明
1.4.1国内设计项目：管道材料代号可按上述编制。这些符号究竞如何排序，可由各公司、设计单位自定，不过在设计中要加以说明其代号的意义。其代号不宜过长，简单明了即可，以免复杂、增加管道绘图、系统CAD绘图等等的工作量。1.4.2与国外合作设计项目：一般按国外该公司管道材料等级编号，其中国内分交部分，可按上述编制
1.4.3国外设计项目：全部按国外工程公司规定。1.5举例
N1B表示主要材质为碳钢，公称压力为2.5MPa。44
L1C表示需要做低温冲击试验的碳钢管道（用于低温介质），公称压力为1.OMPa。W1B
表示主要材质为碳钢管道，公称压力为32.OMPa。U1E表示主要材质为不锈钢管道（00Cr17Ni14Mo3N），公称压力为22MPa，流体为尿素工艺物料。
V2E表示主要材质为不锈钢管道，流体为尿液，公称压力为2.5MPa，根据不锈钢种类不同变动序号。
管道材料选用规定
2.1范围
2.1.1本规定仅适用于化工装置工艺管道的材料选用。2.1.2材料选用基本原则
1设计人员首先要明确化工工艺装置生产过程中各种操作工况和使用操作条件，如压力、温度和被输送流体的物化性质—一组成、腐蚀性、物态、间歇或连续操作。2设计人员要全面了解各种工程材料的特性，正确地选择所使用的材料，并要认真分析在装置生产过程中可能出现的各种材料问题一一如材料韧性降低的影响，同时要考虑所选用材料的加工工艺性和经济性。3对于新型材料和特殊材料的选用要严格建立在试验与生产的基础上，经过充分论证后方可选择使用。
2.2金属材料选用原则
2.2.1材料的使用性能
1材料的机械性能和化学、物理等特性，应符合有关标准和规范的要求。2各种金属材料的使用温度范围应符合GB150《钢制压力容器》和《工业金属管道设计规范》的规定。
2.2.2材料的工艺性能
1工艺管道是由管子和形式多种多样的管件所组成，因此金属材料能够适应加工工艺要求的能力是决定能否进行加工和如何加工的重要因素。2工艺性能大致分为焊接性能、切削加工性能、锻轧性能和铸造性能，对于管道材料的工艺性能尤其以焊接性能和切削加工性能最为重要。因此，在管道的整体选材过程中，特别是特殊管件的选材要充分考虑所选材料的工艺性能。2.2.3材料的经济性
1经济性是选材必须考虑的重要因素，不仅指选用的材料本身价格，同时使制造出的产品价格最低。所选用材料应尽量减少品种和规格，以便采购、生产、安装和备件的管理。
2不同材料价格在不同地区和时间差别较大，设计人员要有市场意识和经济观念，应对材料市场的价格有所了解，以便经济地、科学地选择。46
3随着工业发展，资源、能源的问题日渐突出，选用材料应是来源丰富，并结合我国资源状况和国内生产实际情况加以考虑。2.2.4材料的耐腐蚀性能
1金属腐蚀的分类
1)根据流体种类不同分为：
化学腐蚀和电化学腐蚀。
2)根据腐蚀破坏形式不同可分为：全面腐蚀（即均匀腐蚀）和局部腐蚀（即非均匀腐蚀）。局部腐蚀包括区域腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀和应力腐蚀等。对于全面腐蚀只考虑腐蚀裕量就能保证其管道的强度和寿命。对于局部腐蚀，不能采用增加腐蚀裕量的方法，必须从材料的选择方法考虑其选材或采取相应工艺措施和防腐蚀措施。2评定金属耐腐蚀性的方法
金属材料耐腐蚀评定方法有重量法和线性极化法。对于均匀腐蚀，根据腐蚀速度不同，将材料的耐腐蚀性能分为V大类。表2.2.4
耐腐蚀性能分类
耐腐蚀程度
耐腐蚀性极强
耐腐蚀性很强
耐腐蚀性强
耐腐蚀性较弱
耐腐蚀性弱
耐腐蚀性很弱
腐蚀速度
(mm/a)
0.001~0.005
0.005~0.01
0.01~0.05
0.10~0.50
可用性
可充分使用
可使用
尽量不用
不可用
设计选材时应充分考虑材料的腐蚀裕量。腐蚀裕量一腐蚀速度×使用寿命。3铁碳合金的耐腐蚀性的影响因素一铁碳合金的组织；
一铁碳合金在各种介质中的腐蚀；47
一介质温度和压力的影响；
应力腐蚀及腐蚀疲劳。
2.2.5对金属材料选用应注意下列事项：1铸铁材料
1)灰铸铁、可锻铸铁、高硅铸铁的拉伸强度和塑性及韧性较低，仅用于强度、韧性要求不高的工况。
2)灰铸铁不宜使用于在环境或操作条件下是一种气体或可闪蒸产生气体的液体，这些流体能点燃并在空气中燃烧。如烃类和可燃性气体在特殊情况下必须使用时，其设计温度不应高于150℃，设计压力不应超过1.0MPa，对于不可燃、无毒的气体或液体，设计压力不宜超过1.6MPa，设计温度不宜超过230℃。3)可锻铸铁温度范围为一19～300℃，但为输送可燃性介质的管道时，温度不应高于150℃和压力不大于2.5MPa。高硅铸铁不得用于可燃性介质，4)球墨铸铁用于制造受压零部件时，使用温度限制在一19～350℃，设计压力不应超过2.5MPa。在常温下，设计压力不宜超过4.OMPa，它不可采用焊接方法连接，但奥氏体球墨铸铁除外。奥氏体球墨铸铁用于一19℃以下时应进行低温冲击试验，但使用温度不得低于一196℃。
5)其它铸铁不适用于剧烈循环操作条件，如过热、热振动及机械振动和误操作，应采取防护措施。埋地铸铁管道组成件可用于2.5MPa以下。2碳素钢和低中合金钢
1)石墨化
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0.5Mo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。
2)珠光体球化
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。3）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。4)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48
下易产生脆化破裂。
5)氢脆、氢腐蚀
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。
3高合金钢
1)含Cr铁素体钢在400500℃温度下长期使用会产生475℃脆性。此外在500~800℃加热后易析出8相从而导致相脆性。2)奥氏体钢导热性差，其导热系数为碳钢的三分之一。Cr18-Ni18型钢既耐低温也耐高温，可用于一196～800℃温度范围，但应力腐蚀破裂是奥氏体不锈钢极为重要的腐蚀破坏形态。能造成奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的介质有各种氯化物水溶液、高温碱液、硫化氢水溶液、连多硫酸（H2SxOs，X=2～57)、高温水及蒸汽等。另外，奥氏体不锈钢对CI-离子极为敏感，易产生点腐蚀。因此不论管内外，均应对C1-离子含量加以严格控制。
3)不含稳定化元素Nb、Ti的非超低碳奥氏体不锈钢，在450～850℃下加热停留以及焊接接头的热影响区，都会产生晶间腐蚀的倾向。为此，在这一操作温度下，应选用低碳材料或采取相应措施如固溶化处理。2.3非金属材料选用原则
2.3.1非金属材料的选择应考虑以下几点：1材料的机械性能指标一-抗拉强度、弯曲强度、抗剪强度、压缩、冲击强度及弹性模量、膨胀系数、耐疲劳性等。2材料允许使用的温度和压力范围。3其它影响：
1)光和氧的影响；
2)酸、碱、油介质的影响。
2.3.2对非金属材料选用应注意下列事项：1各种不同的非金属材料对各种流体有着不同的耐腐蚀性能。可根据有关非金属材料手册、试验数据和产品样本加以选择。49
2必须根据非金属材料的温度一一压力额定值来选择公称压力。非金属材料对温度非常敏感，温度对使用寿命影响极大。3选用非金属材料要考虑对机械振动的敏感性。4非金属材料的线性膨胀系数较大，导热性差，刚性差，5选用非金属材料必须考虑其加工工艺性能和连接性能。6对于衬里的材料，需考虑衬里材料和基体材料的粘结力和亲和力，当用于负压工况时尤其应注意。
7热塑性塑料不得用于地面上输送可燃性流体。8热固性树脂的材料用于输送有毒或可燃性流体时，应采取安全防护措施。9硼硅玻璃和陶瓷等脆性材料，不得用于输送有毒和易燃流体。10对可燃、易燃的非金属材料，必须采取防火措施。11塑料类管子的壁厚必须考虑塑料的蠕变，防止管子在预期寿命内不会因蟠变而发生破裂，根据不同塑料选用其安全系数。各种高分子材料的性能差别较大，且在选用时应对各类材料性能加以综合分析、对比评估，选出合适材料并进行试验，进一步验证材料性能的可靠性。同时还需要了解所选材料加工工艺性能和制造、安装、维修等性能。2.4金属管子和组成件的选用依据除HG/T20646.5《化工装置管道材料设计技术规定》第3.2节的要求外，管子和组成件的公称压力、试验压力和最大工作压力及温度一压力额定值是选材的基本准则。
2.4.1管子
1金属管子
1)优先选用国际系列的钢管标准，或等效采用与国际标准相当的标准，如HG20553《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》中的Ia系列的钢管。只有当管子标准确定后，其它的阀门、管件、紧固件标准才能确定，所以管子标准和材质的选择是管道组成件选择的基础。至于管子材质则根据流体工况来选择。2)国际上通用的标准
ASMEB36.10M《焊接的和无缝的锻钢管》ANSI/ASMEB36.19M《不锈钢管》API5L《管道用管的技术要求》
ISO4200《焊接和无缝平端钢管管的尺寸和单位长度重量的一览表》3)国内常用标准有：
《不锈钢无缝钢管》
《低中压锅炉用无缝钢管》
《低压流体输送用镀锌焊接钢管》《低压流体输送用焊接钢管》
《高压锅炉用无缝钢管》
《化肥设备用高压无缝钢管》
《输送流体用无缝钢管》
《石油裂化用无缝钢管》
GB/T14976
GB3087
GB/T3091
GB/T3092
GB5310
GB6479
GB8163
GB9948
《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：A级钢管》GB9711.1《流体输送用不锈钢焊管》
《直缝电焊钢管》
《流体输送用不锈钢无缝管》
《一般用途高温合金管》
《低压流体输送用大直径电焊钢管》《奥氏体不锈钢焊接钢管选用规定》《普通流体输送用螺旋埋弧焊钢管》《普通流体输送用螺旋高频焊钢管》2有色金属管
《铅及铅合金管》
《拉制铜管》
《挤制铜管》
《拉制黄铜管》
《挤制黄铜管》
《挤制铝青铜管》
《铝及铝合金挤压管》
《工业用铝及铝合金拉（轧）制管》《钛及钛合金》
2.4.2阀门
1阀门的选用主要从装置无故障操作和经济两方面考虑1)输送流体的性质：如相态、含固量、粉尘、腐蚀性。GB12771
GB/T13793
GB/T14976
GB/T15062
GB/T14980
HG 20537.1~4
SY/T5037
SY/T5038
GB/T1472
GB/T1527
GB/T1528
GB/T1529
GB/T1530
GB/T8889下载标准就来标准下载网
GB/T4437
GB/T6893
GB/T3624
2)需操作的功能：切断、调节、速度等。3)压力损失。
4)温度和压力范围。
5)经济耐用。
6)驱动方式：手动、齿轮传动、气动、液压、电动等。2美国阀门的标准主要有：
《阀门面至面、端至端的尺寸》《法兰端和对焊端钢阀门》
《法兰或对焊连接的钢制闸阀》《紧凑型碳钢闸阀》
《法兰连接球墨铸铁闸阀》
《阀体加长的紧凑型碳钢闸阀》《凸耳型和对夹型蝶阀》
《阀门的检验和试验》
3目前国内阀门的标准主要有：
《阀门的结构长度对焊连接阀门》《阀门的结构长度对夹连接阀门》《阀门的结构长度+内螺纹连接阀门》《阀门的结构长度外螺纹连接阀门》《PN16.0、32.0MPa锻造高压阀门结构长度》ASMEB16.10
ASMEB16.34
API600
API602
API604
API606
API609
API598
GB/T15188.1
GB/T15188.2
GB/T15188.3
GB/T15188.4
JB2766
《内螺纹连接闸阀、截止阀、球阀、止回阀基本尺寸》GB/T8465.18《法兰连接金属阀门结构长度》《钢制阀门
一般要求》
法兰连接铁制闸阀》
《通用阀门
《通用阀门
《通用阀门
《通用阀门
《通用阀门
《通用阀门
《通用阀门
《通用阀门
《通用阀门
铁制截止阀与升降式止回阀》
法兰和对焊连接钢制闸阀》
GB/T12221
GB/T12224
GB/T12232
GB/T12233
GB/T12234
法兰连接钢制截止阀与升降式止回阀》GB/T12235钢制旋启式止回阀》
法兰和对焊连接钢球阀》
法兰和对夹连接蝶阀》
隔膜阀》
铁制旋塞阀》
GB/T12236
GB/T12237
GB/T12238
GB/T12239
GB/T12240
2.4.3法兰
我国的法兰标准有国家标准、行业标准等。国外常用的有ASME标准、DIN标准、JIS标准等。在工程设计中应根据工程的具体情况选用相应的标准。1下列标准的法兰可与英制系列如HG20553《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》Ia系列的管子匹配：《管法兰和法兰管件》
《大直径钢法兰》
ASMEB16.5a
ASMEB16.47
《钢制管法兰国家标准汇编》（其中的PN2.0、PN5.0、PN10.0、PN25.0、PN42.0等级）（GB/T9112~9131)
《钢制管法兰、垫片、紧固件》欧洲体系的A系列《钢制管法兰、垫片、紧固件》美洲体系《石油化工钢制管法兰》
HG20592~20602
HG20615~20623
SH3406
2下列标准的法兰可与公制系列HG20553《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》Ⅱ系列的管子匹配：
《钢制管法兰国家标准汇编》（除上述等级外）《球墨铸铁管法兰》
《大直径碳钢法兰》
《钢制管法兰、垫片、紧固件》欧洲体系的B系列《管路法兰及垫片》
《可锻铸铁管法兰》
《高压管、管件及紧固件通用设计》2.4.4管件
GB/T9112~9131
GB/T12380~12386
GB/T13402
HG20592~20602
JB/T74
JB/T5974~5978
1可与《焊接的和无缝的锻钢管》（ASMEB36.10M)、《不锈钢管》（ANSI/ASMEB36.19M）、《管道用管的技术要求》（API5L）及《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》（HG20553)Ia系列等英制系列相匹配的管件标准有：《工厂制造的锻钢对焊管件》
《承插焊和螺纹锻钢管件》
《钢制对焊无缝管件》（A系列
《钢板制对焊管件》
《锻钢制承插焊管件》
《锻钢制螺纹管件》
《锻钢承插焊管件》（英制系列）ASMEB16.9
ASME B16.11
GB/T12459
GB/T13401
GB/T14383
GB/T14626
HG/T21634（原HGJ10)
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