1. 配管設計常用金屬材料的使用溫度見表1.7.6。
注:括弧內材料為舊牌號。
2. 設計條件下,非標準管道組成件的計算應力,不應超過管道設計溫度下材料的許用應力。
設計溫度下和試驗條件下的管道應力的計算參見GB 150《壓力容器》、GB 50316《工業金屬管道設計規范》、GB 50251《輸氣管道工程設計規范》和SH/T 3501《石油化工有毒、可燃介質管道工程施工及驗收規范》。不同規范的計算公式略有不同,計算時應注意。
3. 高溫管道鋼材,應符合下列要求:
①. 高溫壓力管道受壓元件的鋼材使用溫度,不應超過現行GB 50316《工業金屬管道設計規范》和GB/T 20801.2《壓力管道規范 工業管道 第2部分:材料》中規定的材料許用應力值所對應的溫度上限。
②. 非受壓元件的鋼材使用溫度,不應超過鋼材的極限氧化溫度。常用金屬材料的抗氧化極限溫度參見表1.7.7。
③. 長期使用在高溫條件下,碳素鋼、碳錳鋼、低溫鎳鋼的使用溫度不應超過425℃,0.5Mo鋼不應超過468℃,ASME、ASTM標準規定碳素鋼和碳錳鋼的使用溫度不應超過427℃(800°F);碳素鋼、碳錳鋼、低溫鎳鋼在高于425℃長期使用時,應注意鋼中碳化物相的石墨化傾向。因為在這種條件下,鋼中的滲碳體會發生分解,Fe3C→Fe+C(石石墨),這一分解使鋼中的珠光體部分或全部消失,使材料的強度和塑性下降,沖擊韌性下降更大,鋼材明顯變脆。
④. 含鉻12%以上的鐵素體不銹鋼受壓元件,使用溫度不宜超過400℃。
⑤. 奧氏體不銹鋼的使用溫度高于540℃(鑄件高于425℃)(525℃為培訓教材上的溫度)時,鋼中含碳量不應小于0.04%,并且在固溶狀態下使用。若含碳量太低,在高溫下鋼的強度會顯著下降。因此,一般規定超低碳奧氏體不銹鋼使用溫度,304L(00Cr18Ni9)控制在400℃以下,316L(00Cr17Ni14Mo2)控制在450℃以下。
⑥. 奧氏體不銹鋼可按含碳量的多少進行分類,以最常用的18-8型不銹鋼為例:含碳量較高的鋼號有1Cr18Ni9(C≤0.15%);含碳量較低的鋼號有0Cr18Ni10Ti(C≤0.08%);含碳量最低的鋼號有00Cr19Ni10(C≤0.03%)。通常將C≤0.08%的奧氏體不銹鋼稱為低碳不銹鋼,將C≤0.03%的奧氏體不銹鋼稱為超低碳不銹鋼。奧氏體不銹鋼含碳量越低,耐晶間腐蝕性越好。故在耐晶間腐蝕用途中,以往含碳量較高而加有穩定化元素(Ti、Nb)的不銹鋼已實際趨向淘汰。
⑦. ASME B31.3《工藝管道》規定奧氏體不銹鋼的使用溫度高于538℃(1000°F)時,鋼中含碳量應不小于0.04%,奧氏體不銹鋼的使用溫度高于538℃(1000°F)時選用H型不銹鋼,如304H、310H、321H、347H不銹鋼。GB/T 20878《不銹鋼和耐熱鋼 牌號及化學成分》有和ASTM標準相對應的H型不銹鋼和耐熱鋼牌號,但該標準規定的牌號及化學成分只適用于制、修訂不銹鋼和耐熱鋼(包括鋼錠和半成品)產品標準時采用。選用國產H型不銹鋼時應按照相應的不銹鋼產品標準選用。國產H型不銹鋼規定含碳量為0.04%~0.10%,并沒有對鋼材晶粒度做出要求。ASTM標準對H型奧氏體不銹鋼除規定含碳量為0.04%~0.10%外,對晶粒度也做出了規定要求。以上是我國奧氏體不銹鋼和ASTM標準奧氏體不銹鋼一個較大的不同之處,設計選用時應予以注意。低碳奧氏體不銹鋼高溫使用的附加要求按GB/T 20801.2《壓力管道規范 工業管道 第2部分:材料》的規定。