金屬材料選用時,首先應(yīng)遵循下列一些原則。
一、滿足操作條件的要求
①. 根據(jù)操作條件判斷該管道是不是工業(yè)管道,屬于哪一類工業(yè)管道
不同類別的工業(yè)管道因其重要性不同,發(fā)生事故帶來的危害程度不同,對材料的要求也不同。一般情況下,高類別的工業(yè)管道(如一類工業(yè)管道)從材料的冶煉工藝到最終產(chǎn)品的檢查試驗(yàn)都比低類別的工業(yè)管道要求高。
②. 應(yīng)考慮操作條件對材料的選擇要求。
不同的材料對同一腐蝕介質(zhì)的耐蝕性能是不相同的。在腐蝕環(huán)境中,選用材料應(yīng)避免災(zāi)難性的腐蝕形式(如應(yīng)力腐蝕開裂)出現(xiàn),而對均勻腐蝕,一般至少應(yīng)限定在“耐蝕”級,即最高年腐蝕速率不超過0.5mm。
③. 介質(zhì)溫度也是選用材料的一個重要參數(shù)
因?yàn)闇囟鹊淖兓瘯鸩牧系囊幌盗行阅茏兓绲蜏叵虏牧系拇嘈裕邷叵虏牧系氖⑷渥兊葐栴}。很多腐蝕形態(tài)都與介質(zhì)溫度有密切的關(guān)系,甚至是腐蝕發(fā)生的基本條件。因此工業(yè)管道的選材應(yīng)滿足溫度的限制條件。
二、滿足材料加工工藝和工業(yè)化生產(chǎn)的要求
①. 理想的材料應(yīng)該是容易獲得的,即它應(yīng)具有良好的加工工藝性、焊接性能等
例如,對于一些腐蝕環(huán)境,選用碳鋼和不銹鋼復(fù)合制成的工業(yè)管道及其元件來代替純不銹鋼材料無疑是經(jīng)濟(jì)適用的,但由于許多制造廠的復(fù)合工藝不過關(guān),使用中屢次出現(xiàn)問題,從而給復(fù)合材料的應(yīng)用帶來了限制,尤其是碳鋼與0Cr13的復(fù)合板材因現(xiàn)場焊接質(zhì)量不容易保證,以致工程上不敢使用或者說不敢大量使用。
②. 工程上的材料應(yīng)用是系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的
這樣,便于大規(guī)模生產(chǎn),減少材料品種,從而可以節(jié)約設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用等各環(huán)節(jié)的投入,同時也將大大降低生產(chǎn)成本。
所以工程上應(yīng)首先選用標(biāo)準(zhǔn)材料,對于必須選用的新材料,應(yīng)有完整的技術(shù)評定文件,并經(jīng)過省級及以上管理部門組織技術(shù)鑒定,合格后才能使用。對于進(jìn)口的材料,應(yīng)提出詳細(xì)的規(guī)格、性能、材料牌號、材料標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)要求,并按國內(nèi)的有關(guān)技術(shù)要求對其進(jìn)行復(fù)驗(yàn),合格以后才能使用。
三、符合既適用又經(jīng)濟(jì)的要求
這是一個很原則的問題,實(shí)際操作起來是很復(fù)雜的。它要求材料工程師必須運(yùn)用工程學(xué)、材料學(xué)、腐蝕學(xué)等方面的知識綜合判斷。這樣的問題有時是可以定量計(jì)算的,有時則是不可以定量計(jì)算的。一般情況下,應(yīng)從以下幾個方面來考慮。
①. 腐蝕方面
例如,對于某一個腐蝕環(huán)境,若選用高級的、價(jià)錢高的材料時遭受的腐蝕可能是危險(xiǎn)性較大的局部腐蝕,而選用低級的、價(jià)錢低的材料時遭受的腐蝕可能是具有較大腐蝕速率的均勻腐蝕。進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評定后,此時就應(yīng)考慮選用低級材料并輔以其他防腐措施。總之這一類型的材料選用是應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算。
②. 材料標(biāo)準(zhǔn)及制造方面
工業(yè)管道的類別與材料標(biāo)準(zhǔn)和制造要求并沒有一一對應(yīng)的關(guān)系,這就要求材料工程師應(yīng)用有關(guān)知識來綜合考慮。許多材料標(biāo)準(zhǔn)和制造標(biāo)準(zhǔn)中,都有許多需要用戶確認(rèn)的選擇項(xiàng)。當(dāng)用戶沒有指定時,制造商將按自己的習(xí)慣去做。例如,鋼管的供貨長度、供貨狀態(tài)等都屬于這類項(xiàng)目。有些項(xiàng)目則是附加檢驗(yàn)項(xiàng)目,這些檢驗(yàn)項(xiàng)目不是必需的,只有用戶要求時制造商才做。用戶可以根據(jù)使用條件不同,追加若干檢驗(yàn)項(xiàng)目以便更好地控制材料的內(nèi)在質(zhì)量。但提出了這些特殊要求就意味著產(chǎn)品價(jià)格的上升,有些檢驗(yàn)項(xiàng)目如射線探傷的費(fèi)用是很高的。如何追加這些附加檢驗(yàn)項(xiàng)目,應(yīng)結(jié)合使用條件和產(chǎn)品的價(jià)格綜合考慮。
③. 新材料、新工藝應(yīng)用方面
采用新材料,支持新材料、新工藝的開發(fā)和應(yīng)用,可以有效地降低建設(shè)投資,又能滿足生產(chǎn)工藝對材料的要求。例如,用滲鋁碳鋼代替不銹鋼用于耐硫和有機(jī)酸的腐蝕;用碳鋼與不銹鋼的復(fù)合材料代替純不銹鋼材料;用焊接質(zhì)量有保證的有縫鋼管代替無縫鋼管等。