管道器材选用与工程应用

第一章绪论（1）
第一节配管设计管道器材（1）
一、配管设计管道器材的概念（1）
二、配管设计管道器材选用的特点（1）
三、配管设计管道器材选用的过程与职责（3）
四、工程各阶段配管设计管道器材选用的工作内容（4）
五、配管设计管道器材选用的工作程序（5）
六、国内外对管道设计专业人员的资格和经验要求（7）
七、氧气管道管径和流速变化器材选用问题与工程应用（7）
八、海水管道选用玻璃钢管道及地上敷设问题与工程应用（8）
九、热水直埋管道配管设计器材选用问题与工程应用（8）
十、高温高压蒸汽管道器材选用问题与工程应用（9）
十一、硫酸管道器材选用问题与工程应用（10）
十二、消防水管道连接方式选用问题与工程应用（10）
十三、FBE内涂敷管道的选用对配管设计的影响与工程应用（11）
十四、大口径管道外形失效问题与工程应用（12）
十五、大口径阀门操作方式的问题与工程应用（12）
十六、P91材质管道的选用与工程应用（13）
十七、不锈钢管道生锈及防腐蚀涂漆问题与工程应用（14）
十八、高温高压蒸汽管道不用不锈钢材质的原因与工程应用（15）
十九、超出一般规范要求超高压管道的设计与工程应用（15）
二十、低温低应力工况与严寒地区管道不选用低温钢的设计与工程应用（16）
二十一、图纸文件混淆NPS和DN造成连续报价失败（17）
二十二、管道设计规范EN 13480与GB/T 20801的比较（17）
二十三、环氧乙烷（EO）管道器材选用与工程应用（17）
二十四、涡激振动工况管道器材选用与工程应用（18）
二十五、不锈钢和碳钢直接焊接的设计与工程应用（21）
二十六、不锈钢法兰需选用不锈钢螺栓的疑问与工程应用（23）
二十七、醋酸乙烯管道器材的选用与工程应用（23）
第二节管道器材常见失效形式（24）
一、低温脆性断裂（24）
二、高温破坏（24）
三、疲劳失效（25）
四、腐蚀破坏（25）
五、法兰密封失效（26）
六、阀门泄漏（27）
七、管道堵塞（27）
八、液锤和汽锤（28）
九、恶劣天气破坏（29）
十、外力破坏（29）
第三节配管设计管道器材常用材料分类（29）
第四节配管设计常用黑色金属材料（30）
一、常用黑色金属的分类（30）
二、铸铁的分类与工程应用（30）
三、碳素钢的分类与工程应用（31）
四、普通碳素钢的分类与工程应用（32）
五、优质碳素钢的分类与工程应用（33）
六、高级优质碳素钢的分类与工程应用（35）
七、碳素工具钢的分类与工程应用（35）
八、国内外常用碳素钢管、钢板牌号的比较（35）
九、合金钢的分类与工程应用（36）
十、国内外铬钼钢钢号、化学成分和力学性能对比（38）
十一、不锈钢的分类与工程应用（49）
十二、不锈钢的性能及各种元素的作用（51）
十三、国内外配管设计常用不锈钢牌号对比（52）
十四、配管设计常用304、304L、316、316L的比较与工程应用（54）
十五、奥氏体不锈钢的分类与工程应用（56）
十六、双相不锈钢的国内外标准比较与工程应用（57）
十七、国内外常用配管设计材料牌号与标准的比较（58）
第五节配管设计常用有色金属材料（66）
一、配管设计常用有色金属的概念（66）
二、铜的选用与工程应用（67）
三、铝的选用与工程应用（67）
四、铅的选用与工程应用（67）
五、锌镍钛镁的选用与工程应用（68）
六、有色金属的牌号（68）
七、国内外有色金属的应用比较（69）
第六节金属材料性能的影响因素（70）
一、温度对金属材料性能的影响（70）
二、常见元素对金属材料性能的影响与工程应用（70）
第七节配管设计管道器材选用设计条件与限制（73）
一、设计压力条件（73）
二、设计温度条件（75）
三、荷载条件（76）
四、环境影响条件（77）
五、压力和温度的允许变动范围（77）
六、各种类型管道许用应力条件与比较（78）
七、ASME B31规定的许用应力（81）
八、GB/T 150规定的管材和螺栓的许用应力（82）
九、常用金属材料的使用温度（82）
十、配管设计常用ASME基本材料（84）
第八节配管设计管道寿命与腐蚀裕度的设计（85）
一、管道使用寿命的有关影响因素（85）
二、国内外不同行业对管道使用寿命的设计比较（86）
三、管道设计寿命与使用寿命的比较（86）
四、管道剩余使用寿命的评估方法（87）
五、国外某管道材料腐蚀余量的要求与工程应用（88）
六、管道剩余强度评价方法与工程应用（89）
七、腐蚀余量取值设计（90）
第九节管道器材选用的一般要求与限制（90）
一、配管设计管道器材选用一般要求（90）
二、铸铁管道器材的选用与工程应用（92）
三、碳素钢和低中合金钢管道器材的选用与工程应用（92）
四、高合金钢管道器材的选用与工程应用（93）
五、各标准焊后热处理的一般要求与比较（94）
六、配管设计常用管道器材焊前预热及焊后热处理的一般要求（95）
七、耐热钢管道器材的选用与工程应用（95）
八、高温管道器材的选用与工程应用（96）
九、低温管道器材的选用与工程应用（97）
十、低温低应力工况管道器材的选用与工程应用（98）
十一、剧烈循环条件下管道器材的选用与工程应用（99）
十二、极度危害介质、高度危害介质及液化烃管道器材的选用与工程应用（99）
十三、剧毒流体管道器材的选用与工程应用（99）
十四、标准规范对压力管道器材选用的一般限制（100）
十五、冲击试验的一般要求与工程应用（104）
十六、腐蚀环境奥氏体不锈钢的倾向试验一般要求（106）
十七、含有氢气管道器材的选用与工程应用（106）
十八、湿H2S应力腐蚀管道器材的选用与工程应用（106）
十九、NaOH溶液应力腐蚀管道器材的选用与工程应用（107）
二十、液氨应力腐蚀环境管道器材的选用与工程应用（108）
二十一、材料间相互连接或接触管道器材的选用与工程应用（108）
二十二、腐蚀速率的选用与工程应用（109）
第十节非金属管道器材选用的一般要求与限制（109）
一、配管设计非金属管道器材选用的一般要求（109）
二、纤维增强塑料及纤维增强塑料衬里管道设计的一般要求（111）
三、聚乙烯及其他非金属材料管道设计的一般要求（112）
四、非金属管道配管设计材料应力与荷载的一般要求（113）
五、流体工况对非金属管道材料的一般要求（113）
六、国内外常用非金属管道选用表（114）
第十一节配管设计管道器材选用易混淆术语（116）
一、交货状态(delivery condition)（116）
二、热轧状态(hot rolling condition)（116）
三、冷拉（轧）状态［cold drawn（rolling）condition］（117）
四、常用钢的热处理方法分类（117）
五、正火状态(normalized condition)（117）
六、退火状态(annealed condition)（117）
七、高温回火状态(high temperature tempering condition)（118）
八、固溶处理状态(solid solution treatment)（118）
九、抗蚀性(corrosion resistance)（118）
十、力学性能(mechanical properties)（118）
十一、弹性(elasticity)（118）
十二、塑性(plasticity)（119）
十三、强度（intensity & strength）（119）
十四、强度极限(ultimate strength)（119）
十五、比例极限（proportional limit）（119）
十六、弹性极限（elastic limit）（119）
十七、屈服极限（yield limit）与规定的最小屈服强度（SMYS）（119）
十八、抗拉强度（tensile strength）与规定的最小拉伸强度(SMTS)（119）
十九、抗弯强度（bending strength）（120）
二十、抗压强度（compressive strength）（120）
二十一、伸长率（elongation percentage）（120）
二十二、断面收缩率（section shrinkage）（120）
二十三、持久极限（endurance limit）［持久强度（rupture strength）］（120）
二十四、蠕变极限（creep limit）（120）
二十五、疲劳极限（fatigue limit）（121）
二十六、疲劳强度（fatigue strength）（121）
二十七、冲击吸收功(impact absorbing energy)或冲击韧性值(impact toughness)（121）
二十八、低温冲击韧性(low temperature impact toughness)和高温冲击韧性(high temperature impact toughness)（121）
二十九、金属材料的冷脆（cold brittleness）及脆性转变温度（122）
三十、硬度（hardness）（122）
三十一、布氏硬度（Brinell hardness）（122）
三十二、洛氏硬度（Rockwell hardness）（122）
三十三、晶粒（crystalline grain）、晶界（grain boundary）（122）
三十四、相（phase）、相界（phase boundary）（122）
三十五、固溶体（solid solution）（123）
三十六、金属化合物（metal compounds）（123）
三十七、奥氏体（A）（austenite）（123）
三十八、铁素体（F或FN）（ferrite）（123）
三十九、渗碳体（Fe3C）（cementite）（123）
四十、珠光体（P）(pearlite)（123）
四十一、临界点(critical point)（124）
四十二、热处理（heat treatment & thermal treatment）（124）
四十三、退火（annealing）（124）
四十四、正火（normalizing）（125）
四十五、淬火（quenching）（125）
四十六、回火（tempering）（125）
四十七、调质（quenching and high temperature tempering）（125）
四十八、固溶处理（solution treatment）（126）
四十九、稳定化处理（stabilizing treatment & steadiness treatment）（126）
五十、敏化处理（sensitizing treatment）（126）
五十一、碳当量（carbon equivalent）（127）
第二章标准体系的选用（128）
第一节国内外标准体系的选用与比较（128）
一、配管设计中的标准体系现状（128）
二、配管设计管道器材的两大标准体系（128）
三、美国标准体系与工程应用（128）
四、德国标准体系与工程应用（130）
五、俄罗斯标准体系与工程应用（131）
六、日本标准体系与工程应用（132）
七、国际标准化组织标准体系与工程应用（133）
八、英国、法国标准体系与工程应用（134）
九、中国国家标准体系与工程应用（135）
十、中国石化行业标准体系与工程应用（136）
十一、中国化工行业标准体系与工程应用（138）
十二、中国机械行业标准体系与工程应用（139）
十三、动力管道标准体系与工程应用（140）
十四、公用管道标准体系与工程应用（141）
十五、长输管道标准体系与工程应用（142）
第二节管道的分级（类）（143）
一、我国压力管道分级（类）（143）
二、GB 50316、GB 50235、SH/T 3059、SH/T 3501、GB 50517管道分级（类）（144）
三、ASME管道分级（类）（144）
四、按设计压力管道分级（类）（145）
五、按设计温度管道分级（类）（145）
六、管道分级（类）的变化（145）
第三节配管设计管道器材标准体系之间的配伍（145）
第四节配管设计管道器材国内外常用标准（146）
一、各国各行业管道标准的选用与工程应用（146）
二、常用API管道标准（147）
三、常用ASME管道标准（147）
四、常用ASTM管道标准（148）
五、常用MSS管道标准（153）
六、常用NACE管道标准（154）
七、常用AWWA管道标准（155）

第三章配管器材的计算（156）
第一节管道压力等级的确定与计算（156）
一、压力等级的定义与一般要求（156）
二、压力等级确定的原则（157）
三、PN和Class压力等级的选用（157）
四、壁厚压力等级的选用（159）
五、压力-温度额定值的确定与工程应用（161）
六、管道压力-温度允许变动范围（163）
七、国内外压力-温度额定值的比较（163）
第二节管道口径的选用与水力计算（164）
一、配管设计管道口径计算与选用的一般原则（164）
二、管道口径计算与选用的一般要求（166）
三、初步口径计算（167）
四、单相流管道压力损失计算（171）
五、两相流管道的流型判断（171）
六、气液两相流管道压力损失计算（174）
七、管道口径计算与选用的常用标准规范（175）
八、长输管道和公用管道水力计算与工程应用（175）
九、管道口径的计算与选用的计算机技术应用（176）
第三节配管设计管道壁厚的计算与选用（176）
一、DN、NPS、De、D、d、、dn、Dg、OD、ID、NB管径的比较与工程应用（176）
二、钢管壁厚的三种常用表示方法的比较（177）
三、管表号Sch的特点与计算工程应用（177）
四、国内外标准壁厚系列的比较（180）
五、板焊管及其壁厚等级CWP（187）
六、常用板焊管的承压能力与壁厚等级的工程应用（193）
七、国内外钢管外径壁厚偏差比较与工程应用（193）
八、ASME B313、SH/T3059、GB/T 20801管道壁厚计算方法（196）

九、公用管道、长输管道壁厚计算方法（199）
十、国内外各类管道壁厚计算方法的比较（202）
十一、管子壁厚与管件壁厚的匹配设计（203）
十二、厚壁管和薄壁管的应力分布与计算方法（203）
十三、直管壁厚计算方法的推算原理（204）
十四、各类管道的最小壁厚要求（205）
十五、管道壁厚等级的确定方法（207）
十六、俄罗斯与中国长输管道壁厚计算方法的比较（207）
十七、某工业管道壁厚的计算与工程应用（209）
十八、超高压管道壁厚的计算与不同规范的比较（209）
十九、t≥D/6管道壁厚的计算与工程应用（211）
二十、玻璃钢管道壁厚的计算与工程应用（211）
二十一、PE管道壁厚的计算与工程应用（212）
二十二、非金属管道壁厚的计算（213）
二十三、管道强度计算书（213）
第四节管件壁厚及强度计算（214）
一、管件壁厚等级的确定（214）
二、弯管或弯头壁厚强度计算与工程应用（214）
三、斜接弯管壁厚及强度计算（215）
四、三通壁厚及强度计算（217）
五、非标准异径管强度计算（218）
六、平盖厚度及强度计算（220）
七、盲板厚度计算与工程应用（221）
八、法兰强度的计算与工程应用（223）
九、支管连接形式的选用与强度计算工程应用（224）
十、支管直接焊接到主管不需要补强的要求（225）
十一、半管接头强度要求（226）
十二、焊支管台、螺纹支管台及承插焊支管台强度要求（226）
十三、焊接支管补强板的计算安装与工程应用（227）