1. 滿足材料的使用性能
材料的機械性能和化學、物理等特性,應符合有關標準和規范的要求。各種金屬材料的使用溫度范圍應符合有關的標準規范。例如:
a. 石油化工系列通常要求符合 GB/T 150《壓力容器》、GB 50316《工業金屬管道設計規范》、GB/T 20801《壓力管道規范 工業管道》、ASME B31.1《動力管道》、ASME B31.3《工藝管道》等要求。
b. 長輸管道系列通常要求符合GB 50251《輸氣管道工程設計規范》、GB50253《輸油管道設計規范》、ASME B31.8《輸氣和配氣管道系統》等要求。
c. 市政燃氣管道通常應符合GB/T 38942《壓力管道規范 公用管道》、GB 50028《城鎮燃氣設計規范》等要求。
d. 城市熱力管網通常應符合CJJ 34《城市熱力網設計規范》、CJJ 28《城鎮供熱管網工程施工及驗收規范》等要求。
2. 滿足操作條件要求
a. 根據操作條件判斷該管道屬于哪一類管道,即管道分級問題,不同行業、不同國家對管道分級可能不同。不同類別的管道因其重要性不同,發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,高類別的管道從材料的冶煉工藝到最終產品的檢查試驗都比低類別的管道要求高。
b. 應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的抗腐蝕性能是不相同的。在腐蝕環境中,選用材料應避免災難性的腐蝕形式(如應力腐蝕開裂)出現,而對均勻腐蝕,一般至少應限定在“耐腐蝕”級。材料的耐腐蝕性能。對于全面腐蝕只考慮腐蝕余量就能保證其管道的強度和壽命。對于局部腐蝕,不能采用增加腐蝕余量的方法,必須從材料的選擇方法考慮其選材或采取相應工藝措施和防腐蝕措施。
c. 介質溫度也是選用材料的一個重要參數。因為溫度的變化會引起材料的一系列性能變化,如低溫下材料的脆性,高溫下材料的石墨化、蠕變等問題。很多腐蝕形態都與介質溫度有密切的關系,甚至是腐蝕發生的基本條件。因此工業管道的選材應滿足溫度的限制條件。
3. 滿足材料加工工藝和工業化生產要求
a. 理想的材料應該是容易獲得的,即它應具有良好的加工工藝性、焊接性能等。例如,對于一些腐蝕環境,選用碳鋼和不銹鋼復合制成的管道及其元件來代替純不銹鋼材料是經濟適用的,但由于許多制造廠的復合工藝不過關,使用中屢次出現問題,從而給復合材料的應用帶來了限制。
b. 工程上的材料應用是系列化、標準化的。它不像在實驗室中,可以做到少量、理想化的材料應用。將材料標準化、系列化便于大規模生產,減少材料品種,從而可以節約設計、制造、安裝、使用等各環節的投入,同時也將降低生產成本。
c. 工程上應首先選用標準材料,對于必須選用的新材料,應按照所在國家和行業標準規范要求進行技術評定,合格后才能使用。對于進口的材料,應提出詳細的規格、性能、材料牌號、材料標準、應用標準等技術要求,并按國內的有關技術要求對其進行復驗,合格以后才能使用。
4. 滿足既適用又經濟要求
要求運用工程學、材料學、腐蝕學等方面的知識綜合判斷。有時是可以定量計算,有時無法定量計算。①經濟性是選材必須考慮的重要因素,不僅指選用的材料本身價格,同時使制造出的產品價格最低。所選用材料應盡量減少品種和規格,以便采購、生產、安裝和備件的管理。②不同材料價格在不同地區和時間差別較大,設計人員要有市場意識和經濟觀念,應對材料市場的價格有所了解,以便經濟、科學地選擇。
a. 腐蝕
對于某一個腐蝕環境,選用高級的、價錢高的材料時遭受的腐蝕可能是危險性較大的局部腐蝕,而選用低級的、價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。進行綜合的技術經濟評定后,此時就應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應進行經濟核算。
b. 材料標準及制造方面
管道的類別與材料標準和制造要求并沒有一個完全一一對應的關系,要求應用有關知識來綜合考慮。材料標準和制造標準中,都有許多需要用戶確認的選擇項。當用戶沒有指定時,制造商將按自己的習慣去做。例如,鋼管的供貨長度、供貨狀態等都屬于這類項目。有些項目則是附加檢驗項目,這些檢驗項目不是必需的,只有用戶要求時制造商才做。用戶可以根據使用條件不同,追加若干檢驗項目以便更好地控制材料的內在質量。但提出了這些特殊要求就意味著產品價格的上升,有些檢驗項目如射線探傷的費用是很高的。如何追加這些附加檢驗項目,應結合使用條件和產品的價格綜合考慮。