上海滬工閥門(mén)廠(chǎng)（集團）有限公司

本書(shū)共分 7 章。主要介紹國內外工業(yè)管道及閥門(mén)的現狀與發(fā)展；工業(yè)管道及閥門(mén)維修、安裝必備的基本知識；管道布置和常用竹材、管件及附件；介紹管通和閥門(mén)的修理及安裝；管道的試壓與防腐保溫；管道故障及維護。附錄還介紹管路系統圖形符號和圖例。

本書(shū)可供管道、閥門(mén)機械設備維修人員和廣大工程技術(shù)人員參考使用。

序言

由中國機被工程學(xué)會(huì )設備與維修工程分會(huì )主編，機械工業(yè)出版社 1964 年 12 月出版發(fā)行的 《機修手冊》（8 卷 10 本），深受設備工程技術(shù)人員和廣大讀者的歡迎，曾于 1978 年和 1993 年兩次再版和 6 次印刷，對我國設備管理和維修工作起到了積極的作用。

隨著(zhù)科技發(fā)展和知識更新，設備的更新?lián)Q代，《機修手冊》的內容已不能適應時(shí)代發(fā)展的要求，應該重新編寫(xiě)和修訂。但是，由于工程浩大，力不從心。為滿(mǎn)足廣大設備管理和維修工作者的需要，經(jīng)機械工業(yè)出版杜和中國機械工程學(xué)會(huì )設備與維修工程分會(huì )共同商定，從《機修手冊》中選出部分常用的、有代表性的機型，充實(shí)新技術(shù)、新內容，以叢書(shū)的形式重新編寫(xiě)。

從 2000 年開(kāi)始，中國機械工程學(xué)會(huì )設備與維修工程分會(huì )組織四川省設備維修學(xué)會(huì )和中國第二重型機械集團公司、中國航天工業(yè)總公司第一研究院、兵器工業(yè)集團公司、沈陽(yáng)市機械工程學(xué)會(huì )、陜西省設備維修學(xué)會(huì )和陜西鼓風(fēng)機廠(chǎng)，上海市設備維修專(zhuān)業(yè)委員會(huì )和上海重型機器廠(chǎng)、天津塘沽設備維修學(xué)會(huì )和大沽化工廠(chǎng)、大連海事大學(xué)、武漢鋼鐵公司氧氣有限責任公司、廣東省機械工程學(xué)會(huì )和廣州工業(yè)大學(xué)、山西省設備維修學(xué)會(huì )和太原理工大學(xué)等單位進(jìn)行編寫(xiě)。

從 2002 年開(kāi)始．到現在已經(jīng)出版 19 種。其中，2002 年出版了《液壓與氣動(dòng)設備維修問(wèn)答》、《空調制冷設備維修問(wèn)答》、《數控機床故障檢測與維修問(wèn)答》、《工業(yè)鍋爐維修與改造問(wèn)答》4 種；2003 年出版了《電焊機維修問(wèn)答》、《機床電器設備維修問(wèn)答》、《電梯使用與維修問(wèn)答》3 種；2004 年出版了《風(fēng)機及系統運行與維修問(wèn)答》、《發(fā)生爐煤氣生產(chǎn)設備運行與維修問(wèn)答》、《起重設備維修問(wèn)答》、《輸送設備維修問(wèn)答》4 種；2005 年出版了《工廠(chǎng)電氣設備維修問(wèn)答》、《密封使用與維修問(wèn)答》、《設備潤滑維修問(wèn)答》3 中。2006 年出版了《工程機械維修問(wèn)答》、《工業(yè)爐維修問(wèn)答》2 種。2007—2008 年出版了《泵類(lèi)設備維修問(wèn)答》、《段壓設備維修問(wèn)答》、《鑄造設備維修問(wèn)答》3 種。2009 年已出版與將出版的有《空分設備維修問(wèn)答》、《壓力容器設備管理與維護問(wèn)答》、《工業(yè)管道及閥門(mén)維修問(wèn)答》。

正在編寫(xiě)的有《礦山機械設備維護問(wèn)答》、《焦爐機械設備安裝與維護問(wèn)答》。

我們對積極參加組織、編寫(xiě)和關(guān)心支持叢書(shū)編寫(xiě)工作的同志表示感謝，也熱烈歡迎從事設備與維修工程的行家里手積極參加叢書(shū)的編寫(xiě)工作，使這套叢書(shū)真正成為從事設備維修人員的良師益友。

編寫(xiě)說(shuō)明

管道及閥門(mén)在國民經(jīng)濟建設和人民生活中是不可缺少的設施。它涉及的領(lǐng)城較為廣泛，例如：熱能傳遞，給排水，各種氣體，液體和物料輸送。均要靠管道的輸送來(lái)完成。

從 20 世紀 50 年代開(kāi)始，管道的接口采用焊接結構代替螺紋聯(lián)接。管道的材質(zhì)從鑄鐵和碳鋼單一品種發(fā)展為多品種。僅從鋼的品種而言，就有碳鋼、合金鋼、耐熱鋼、耐酸鋼、不銹鋼等。有色金姚管材有鋁及鋁合金、銅及銅合金、鉛及鉛合金等。非金屬管材有硬質(zhì)聚氯乙烯管、水泥管、石棒水泥管、耐酸陶瓷管等許多品種。焊接工藝技術(shù)也隨著(zhù)管材有了新的發(fā)展。因此，甘道及閥門(mén)維修、安裝也有了新的要求和國家新的標準檢驗。為此，中國機械工程學(xué)會(huì )設備與維修工程分會(huì )和機械工業(yè)出版社組織編寫(xiě)了《工業(yè)管道及悶門(mén)維修問(wèn)答》。

《工業(yè)管道及閥門(mén)維修問(wèn)答》 是結合我們的實(shí)踐。對《機修手冊》第 5 卷第 6 篇工業(yè)管道的修理進(jìn)行了修訂。并增加了管道及閥門(mén)維修、安裝必備的基本知識，以及新檢修標準和先進(jìn)維修方法，對管道及閥門(mén)的使用、維護、檢修都有一定指導作用。這是管道及閥門(mén)的管理、選用、維修、安裝人員必備的一本新書(shū)。

本書(shū)第 1、3、7 章由王鳳喜編寫(xiě)，第 2、4 章由黃進(jìn)旗編寫(xiě)，第 5 章由朱佺編寫(xiě)，第 6 章由楊曉濱編寫(xiě)，附錄由徐游編寫(xiě)，孫先強也參加了部分編寫(xiě)。全書(shū)由蔣世忠，曾翰林審稿。本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中得到中國策二重型機械集團公司總經(jīng)理石柯，副總經(jīng)理曾祥東。裝備部長(cháng)郭國英等的熱情幫助和支持，在此表示感謝。

第 1 章 國內外工業(yè)管道及閥門(mén)的現狀與發(fā)展

1-1 管道完整性管理技術(shù)的最新發(fā)展如何？

答：近年來(lái)，國外在管道完整性管理方面開(kāi)展了大量的研究和實(shí)踐。在 2006 年召開(kāi)的國際管道會(huì )議上，介紹了美國管道完整性管理的最新進(jìn)展和發(fā)展趨勢，包括管道完整性管理的進(jìn)展與實(shí)踐、直接評價(jià)技術(shù)、內檢測技術(shù)進(jìn)展等方面，并對我國開(kāi)展管道完整性管理工作提出了建議。

（1）概述

國際管道會(huì )議（International Pipeline Conference）是由美國機械工程師學(xué)會(huì )（ASME）主辦的全球油氣管道工業(yè)界的盛會(huì )。2006 年 9 月 24~29 日，國際管道會(huì )議在加拿大卡爾加里市舉行。管道完整性管理 PIM（Pipeline Integrity Management），在此會(huì )議上依然是國際管道工業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，論文多大 95 篇，內容涉及管道完整性管理及技術(shù)的各個(gè)方面，體現了管道完整性管理的最新進(jìn)展。

根據此會(huì )議情況，對美國危險液體管道完整性管理檢查工作、直接評價(jià)技術(shù)和內檢測技術(shù)的最新進(jìn)展和發(fā)展方向進(jìn)行了分析，并針對上述方面對我國開(kāi)展管道完整性管理工作提出建議。

（2）對危險液體管道完整性管理工作的檢查

2002 年 11 月，美國國會(huì )通過(guò)了專(zhuān)門(mén)的 H.R.3609 號法案—《管道安全增進(jìn)法》，并于 2002 年 12 月 27 日 經(jīng)總統簽署后生效。此法案要求管道運營(yíng)商在出現安全后果嚴重地區實(shí)施管道完整性管理計劃，按照管道長(cháng)度對管道進(jìn)行了分類(lèi)：長(cháng)度超過(guò) 804km（500mile）的為一類(lèi)管道，長(cháng)度小于804km（500mile）的為二類(lèi)管道。要求運營(yíng)商在 2004 年 9 月 30 日前，完成一類(lèi)管道 50% 的基線(xiàn)評價(jià)；在 2005 年 8 月 16 日前，完成二類(lèi)管道 50% 的管道基線(xiàn)評價(jià)。

為檢查管道運營(yíng)商對法案的執行情況及進(jìn)一步推進(jìn)完整性管理，美國管道和危險物質(zhì)管理局（PHMSA）從 2002 年 9 月開(kāi)始，對危險液體管道完整性管理的實(shí)施情況進(jìn)行了首輪檢查。在首輪檢查中，PHMSA 完成了所有一類(lèi)管道以及部門(mén)二類(lèi)管道的檢查。截止 2005 年 12 月，并完成了 175 個(gè)危險液體管道的首輪檢查，管道合計 273104km（169841mile），其中以確定為出現安全后果嚴重地區的為 121534km（75581mile）。在總結首輪檢查經(jīng)驗的基礎上，從 2005 年中期開(kāi)始，PHMSA 及其州屬管道安全機構開(kāi)始對危險液體管道進(jìn)行第二輪檢查，重點(diǎn)在于落實(shí)首輪檢查中發(fā)現的需要改進(jìn)的地方以及高風(fēng)險因素。

1）檢查內容：根據《風(fēng)險管理示范綱要》、《系統完整性檢查指導綱要》，以及 APLI160《危險液體管道完整性管理》標準，對管道運營(yíng)商建立完整性管理體系的要求。檢查內容包括：①檢查完整性管理方案的程序、執行情況和文檔編制；②檢查管道運營(yíng)商完成的完整性評價(jià)；③檢查內檢測結果及問(wèn)題識別；④檢查修復和減緩計劃；⑤確認是否按法規要求的時(shí)間進(jìn)行修復；⑥檢查試壓記錄是否按聯(lián)邦法規 49CFR495 執行，檢查運營(yíng)商對所有實(shí)驗失效的評估；⑦確認預防和減緩措施是否得到執行；⑧檢查組進(jìn)一步對資產(chǎn)、實(shí)際修復、直接評價(jià)及完整性管理方案相關(guān)的內容進(jìn)行全面監督。

2）檢查結果：絕大多數管道運營(yíng)商已經(jīng)建立并執行了完整性管理體系，基本掌握了后果嚴重地區的管段，并按照規則要求，對這些地區進(jìn)行了完整性評價(jià)。截止 2005 年 12 月，已經(jīng)完成了 86% 的危險液體管道的基線(xiàn)評價(jià)，只有極少數運營(yíng)商未在最后時(shí)限前完成 50% 管段的完整性評價(jià)。在首輪檢查中，PHMSA 對 1200 個(gè)需要“立即修復”的缺陷處理情況進(jìn)行了核實(shí)。除需要立即修復或 60 天、180 天之內必須修復的情況外，運營(yíng)商也修復了大量的其他異常情況，運營(yíng)商也修復了大量的其他異常情況。行業(yè)數據顯示，2004 年共有 11674 種情況被修復或減緩，包括影響后果嚴重地區和非影響區域。

PHMSA 總結首輪檢查經(jīng)驗，就以下方面提出了改進(jìn)意見(jiàn)：①數據整合。有效的數據整合是完整性管理的關(guān)鍵，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些工具和方法，對不同類(lèi)型數據進(jìn)行組合分析，但這方面的工作還處于開(kāi)始階段。②對內檢測結果的響應。部分運營(yíng)商沒(méi)有利用內檢測的結果進(jìn)行分析，未及時(shí)根據內檢測結果制定并執行修復或減緩計劃，從而影響了對內檢測結果的有效利用。③風(fēng)險分析。多數運營(yíng)商已應用風(fēng)險分析技術(shù)，對進(jìn)行基數評價(jià)的管道進(jìn)行排序；但一些運營(yíng)商所運用的風(fēng)險模型，還沒(méi)有覆蓋管道風(fēng)險的全部范圍，仍然需要改進(jìn)分析方法以覆蓋所有風(fēng)險，尤其是要整合所有數據來(lái)恰當地評價(jià)管道風(fēng)險。④預防和減緩措施。首輪檢查中發(fā)現許多運營(yíng)商缺乏預防和減緩措施的分析，包括對撿漏能力及緊急情況處理能力的評估。在已經(jīng)開(kāi)始的第二輪檢查中，還未見(jiàn)到明顯的改進(jìn)。⑤持續的評估和評價(jià)。完成基線(xiàn)評價(jià)后，在如何合理確定周期評價(jià)的時(shí)間間隔方面，需要進(jìn)行進(jìn)一步研究，應著(zhù)重于分析運營(yíng)商進(jìn)行周期評價(jià)的實(shí)施效果。⑥完整性管理實(shí)施細則。APLI160 是完整性管理的通用標準，運營(yíng)商還應建立實(shí)施細則，以增強完整性管理的有效性。⑦完整性決策和分析的技術(shù)基礎。運營(yíng)商仍然沒(méi)有充分的利用歷史數據，來(lái)決定風(fēng)險因素和再評價(jià)；另外，對歷史數據不充分情況下的決策分析方法有待改進(jìn)。PHMSA 希望有更多的技術(shù)和方法，作為完整性決策和分析的基礎。⑧完整性程序文件。文件編制的完整性和質(zhì)量，是完整性程序的關(guān)鍵要素。許多運營(yíng)商對評價(jià)記錄、修復記錄、文件的編制過(guò)程、技術(shù)驗證、決策基礎缺乏足夠的重視。

（3）直接評價(jià)技術(shù)的進(jìn)展

內檢測、試壓、直接評價(jià)是管道完整性評價(jià)的三種主要方法。盡管智能檢測器在不斷更新，但仍有許多管道不能使用內檢測設備，試壓法是針對一些特定管道的評價(jià)方法，但要求管道在停輸狀態(tài)下使用。對無(wú)法進(jìn)行內檢測和試壓的管道，可以選擇使用直接評價(jià)技術(shù)進(jìn)行完整性評價(jià)。與內檢測、試壓等傳統評價(jià)方法相比，直接評價(jià)具有成本低、易實(shí)施等特點(diǎn)。近年來(lái)，許多管道運營(yíng)商在完整性管理方案中，已經(jīng)列入了直接評價(jià)技術(shù)，例如：在 Gasunie 公司管轄的 12000km 的高壓管道中，僅有 50% 適合進(jìn)行管道內檢測，該公司從 2005 年開(kāi)始，對不適合內檢測的管道進(jìn)行直接評價(jià)。

1）直接評價(jià)方法及相關(guān)技術(shù)：直接評價(jià)是一種把管道的物理特性、操作歷史與管道的檢測、檢查結果結合起來(lái)，采用不開(kāi)挖檢測技術(shù)（一般為地上或間接檢測）、并根據檢測結果進(jìn)行開(kāi)挖和檢查，來(lái)確定管道完整性的方法。一般分為預評價(jià)、間接檢測、直接檢查、后評價(jià)四個(gè)步驟：①預評價(jià)。通過(guò)數據收集和分析、確定直接評價(jià)是否可行，劃分評價(jià)區域和選擇間接檢測工具。②間接測評。主要為地面檢測，目的是確定涂層缺陷嚴重程度、其他異常及管道上已發(fā)生或可能發(fā)生腐蝕的區域。③直接檢查。根據間接檢查結果的分析，來(lái)選擇開(kāi)挖點(diǎn)位置和數量，并在開(kāi)挖后對管道表面直接檢查。④后評價(jià)。驗證直接評價(jià)方法的有效性，并確定下一次評價(jià)的時(shí)間間隔。

直接評價(jià)按照管道的威脅因素，分為外腐蝕直接評價(jià)（ECDA）、內腐蝕直接評價(jià)（ICDA）和應力腐蝕開(kāi)裂直接評價(jià)（SCCDA）。

ECDA 方法已較成熟。2002 年，美國腐蝕工程師協(xié)會(huì )（NACE）提出了 ECDA 方法的推薦標準 NACE RPO502-2002《管道外部腐蝕直接評價(jià)推薦作法》。

ICDA 方法分為三類(lèi)，分別適用于干氣、濕氣和液體管道。目前針對干氣的 ICDA 方法，還有還有許多技術(shù)難題要克服。

SCCDA 方法步驟與 ECDA 相似，重點(diǎn)是識別容易發(fā)生 SCC 的情況和評估可疑的管道系統。此方法適用于高 pH 值的 SCC（傳統的）和接近中性 pH 值的 SCC（新型 SCC）。目前，北美已著(zhù)手建立應力腐蝕開(kāi)裂的直接評價(jià)方法。針對應力腐蝕開(kāi)裂壓力試驗間隔時(shí)間的方法的研究也有了新的進(jìn)展。

直接評價(jià)方法是實(shí)施，需要間接檢測方法作為技術(shù)支持。為提高檢測可靠性，NACE 要求運營(yíng)商使用兩種或更多間接檢測工具，已對檢測結果相互驗證。

常用的間接評價(jià)及時(shí)有直流電位梯度檢測技術(shù)（DCVG）、密間隔電位檢測技術(shù)（CIPS）、交流電流衰減技術(shù)、電壓差技術(shù)等。

直接點(diǎn)位梯度檢測技術(shù)用來(lái)探測和查明涂層缺陷。其原理是：在施加了陰極保護埋地管線(xiàn)上，電流經(jīng)過(guò)土壤介質(zhì)，流入管道防腐層破損而裸露的管道處，在管道防腐層破壞處地面上形成一個(gè)電壓梯度場(chǎng)。在接近破損裸露點(diǎn)部位，電流密度增大，電壓梯度增大。一般情況下、電壓梯度與裸露面積成正比例關(guān)系該技術(shù)能檢測出較小的防腐層破損點(diǎn)、并可以精確定位，誤差為 ±15cm。這是世界上比較先進(jìn)的埋地管道防腐層缺陷測試技術(shù)。

密間隔電位檢測技術(shù)是當今尖端的檢測技術(shù)之一，是一種用來(lái)提供管道對地電位與距離關(guān)系的地面檢測技術(shù)，能指示管道沿線(xiàn)的陰極保護效果，指出缺陷的嚴重性，并自動(dòng)采集數據。其缺點(diǎn)是工作人員需攜檢測設備沿管道連續測量，其檢查結果不能指示圖層的剝離情況，還可能受到干擾電流的影響使用范圍受到一定的限制。

交流電流衰減技術(shù)采用等效電流原理，來(lái)評價(jià)防腐層絕緣電阻。當外加交流電流流過(guò)管道時(shí)，在管道周?chē)�產(chǎn)生相應的磁場(chǎng)。當管道外防腐層完好時(shí)，隨著(zhù)管道的延伸，電流較平衡，無(wú)電流流失現象或流失較少，其管道周?chē)�產(chǎn)生的磁場(chǎng)比較穩定；當管道外防腐涂層破損或老化時(shí)，在破損處就會(huì )有電流流失現象，隨著(zhù)管道的延伸，其在管道周?chē)�磁�?chǎng)的強度就會(huì )減弱，這是目前國內外應用比較成熟的一種檢測方法，可長(cháng)間距快速探測整條管線(xiàn)的防腐層狀況，也可縮短間距對損破點(diǎn)進(jìn)行定位。

電流差檢測技術(shù)原理是：在管道與大地之間施加的交變電壓信號，通過(guò)管道防腐層破損點(diǎn)處時(shí)，會(huì )流失在大地土壤中；因而電流密度隨著(zhù)遠離破損點(diǎn)的距離而減小，在破算點(diǎn)的上方地表面形成了一個(gè)交流電壓梯度，經(jīng)過(guò)濾波放大后，顯示檢測結果。

根據 2006 年國際管道會(huì )議上戰士的最新研究結果，美國西南研究院和 CC 技術(shù)公司，開(kāi)發(fā)了應用薄膜腐蝕傳感器與移動(dòng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)相結合的檢測管道內腐蝕的技術(shù)；中國石油天然氣集團公司，開(kāi)發(fā)了應用超聲導波測量管道涂層內腐蝕技術(shù)；PETROBRAS 公司開(kāi)發(fā)了應用聲學(xué)發(fā)射技術(shù)的直接評價(jià)方法；Trans Canada 公司開(kāi)發(fā)出了應用磁學(xué)的金屬損失檢測工具等。目前，結合 DCVC、CIPS、后處理差分全球定位系統（dGPS）三種技術(shù)的新型檢測設備正在研發(fā)之中。

2）直接評價(jià)技術(shù)標準：美國腐蝕工程師協(xié)會(huì )（NACE）正在或已經(jīng)編制了ECDA、DG-ICDA（干氣）、WG-ICDA（濕氣）和 SCCDA 標準。ECDA 標準已經(jīng)完成，也會(huì )并入該項規則。NACE 關(guān)于 DG-ICDA 的標準有望在近期出臺；WG-ICDA 和液體管道 ICDA 的初稿還處于編制的前期階段，有望在 NACE 2007年國際腐蝕會(huì )議上進(jìn)行討論。

3）專(zhuān)題研究工作：為加強完整性相關(guān)技術(shù)的研究，美國國會(huì )加大了對 PHMSA 管道安全研發(fā)項目的支持力度。經(jīng)過(guò)過(guò)會(huì )的授權，PHMSA 重點(diǎn)資助了一些研發(fā)項目，以加強美國能源運輸和配送管道的安全性、可靠性和合乎環(huán)境要求的操作工藝的解決方案。從 2002 年開(kāi)始，PHMSA 一共支持了 25 個(gè)與直接評價(jià)技術(shù)相關(guān)的研發(fā)項目，一些工業(yè)組織、管道運營(yíng)商、管理者和研究機構共同為這些項目提供了近 1400 萬(wàn)美元的資助。這些項目由美國、加拿大和歐洲的研究機構分別承擔，重點(diǎn)在于擴大直接評價(jià)的應用范圍，以及在直接評價(jià)過(guò)程中各項完整性技術(shù)的整合。國際管道研究會(huì )（PRCI）、美國天然氣協(xié)會(huì )（AGA）和美國能源部州際天然氣協(xié)會(huì )（INGAA）等組織，也對許多企業(yè)和項目進(jìn)行了贊助。

這些專(zhuān)題研究包括了實(shí)際效果研究、間接檢測設備應用效果、流體力學(xué)模型、直接評價(jià)的不正確性和可靠性、對實(shí)踐的總結等，具體有以下幾個(gè)方面：①對 ECDA 和內檢測數據進(jìn)行對比，以對 ECDA 方法進(jìn)行驗證；通過(guò)實(shí)例論證 NACE 發(fā)布推薦的有效性；對復合管、光管、巖石區和其他難以進(jìn)行 ECDA 評價(jià)的情況進(jìn)行試驗；對不合適進(jìn)行 ECDA 評價(jià)的條件進(jìn)行研究；針對難以進(jìn)行 ECDA 的區域開(kāi)發(fā)機器人系統。②檢查驗證 DG-ICDA 作為預測內腐蝕位置的方法，開(kāi)展對 WG-ICDA 的初步研究。③評估導波技術(shù)的有效性，研究對遠距離超聲導波信號的增強及區域擴大可能性的評估；遠距離超聲導波與計算機終端的數據處理和通信系統結合技術(shù)；加大地面檢測管壁金屬損失工具的研發(fā)力度，使之能與智能檢測器技術(shù)抗衡。

PHMSA 和美國管道安全代表協(xié)會(huì )（NAPSR），聯(lián)合組織美國能源部州際天然氣協(xié)會(huì )（INGAA）、美國天然氣協(xié)會(huì )（AGA）、美國腐蝕工程師協(xié)會(huì )（NACE）、美國民用天然氣協(xié)會(huì )（APGA）舉辦了論壇，專(zhuān)題討論與天然氣完整性相關(guān)的直接評價(jià)技術(shù)。PHMSA 向管理者和行業(yè)推介直接評價(jià)研發(fā)的現狀，提供直接評價(jià)實(shí)施的典型案例。并討論 NACE 有關(guān) ECDA、ICDA、SCCDA 標準的進(jìn)展情況。

直接評價(jià)技術(shù)將不斷為現在難以評價(jià)的區域，提供改進(jìn)了的解決方案。直接評價(jià)不僅作為一種制藥的評價(jià)工具，同時(shí)作為智能檢測器和試壓的輔助工具，將具有更加廣泛的應用前景。

（4）內檢測技術(shù)的進(jìn)展以及存在的問(wèn)題

隨著(zhù)完整性管理的發(fā)展，需要精確可靠的數據，來(lái)執行先進(jìn)的完整性評價(jià)計劃和優(yōu)化方法；對內檢測器的精確性、可靠性、可重復性、可對比性以及高分辨率等方面，提出了更高的要求。各種檢測技術(shù)不斷發(fā)展，應用各種原理的管道智能內檢測不斷更新，內檢測技術(shù)取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，但仍然存在一些問(wèn)題。

1）裂紋內檢測技術(shù)：目前最適合于檢測裂紋的技術(shù)是超聲波方法，脈沖波在管道內表面和表面反向產(chǎn)生周向橫波；如果脈沖遇到裂紋，他就會(huì )原路返回并被變換器接收，由此檢測到該裂紋的存在。其主要優(yōu)點(diǎn)是能夠提供對管壁的定量檢測，具有較高的數據精度和置信度；缺點(diǎn)是需要耦合劑，應用于輸氣管道時(shí)較復雜。

德國 ROSEN 公司研發(fā)出一種新型高分辨率超聲波檢測器。該探測器使用電磁聲波傳感檢測技術(shù)（EMAT）,提供了能有效和精確地檢測裂紋的新方法。研究人員花費 2 年的時(shí)間，驗證 EMAT 傳感器的技術(shù)和設計，從實(shí)驗室獲得的大量數據，證明了 EMAT 作為探測管道應力腐蝕開(kāi)裂和其他結構缺陷的可行性。這一新型檢測器已經(jīng)通過(guò)了工業(yè)試驗，可以判斷 SCC、涂層剝落、其他裂紋缺陷、異常溝槽、人為缺陷等。該技術(shù)最大優(yōu)點(diǎn)是借助電子聲波傳感器，代替了傳統的壓電傳感器，使超聲波能在一種彈性導電介質(zhì)中得到激勵，不需要機械接觸或液體耦合，是適用于天然氣管道的超聲裂紋檢測器，其檢測指標見(jiàn)表 1-1。

注：D 為管徑

傳統的裂紋探測器可檢測的裂紋長(cháng)度最小臨界值為 30mm。由表 1-1 可見(jiàn)，新型檢測器的裂紋長(cháng)度最小臨界值達到 20mm。

2）同時(shí)進(jìn)行金屬損失和裂紋的內檢測技術(shù)；金屬損失及裂紋是管道的兩大主要缺陷，存在于管道的整個(gè)生命周期內。在現有技術(shù)條件下，管道運營(yíng)商必須分別使用裂紋探測儀和金屬損失檢測儀，對管道的金屬損失和裂紋進(jìn)行檢測，這會(huì )花費巨大的精力和財力。

2006 年的國際管道會(huì )議上，美國 GE-P Ⅱ 和德國 NDP 公司分別推出了一種先進(jìn)的內檢測器。應用新一代超聲、電子技術(shù)與相控陣技術(shù)相結合，對超聲波傳感器進(jìn)行了全新的設計，把金屬損失、壁厚及裂紋檢測功能融為一體，實(shí)現了一次通過(guò)可以同時(shí)檢測出管道的腐蝕和裂紋。

該技術(shù)的特點(diǎn)是：電子設施控制的超聲波束允許一次通過(guò)檢測金屬損失和裂紋；優(yōu)化的傳感器、超聲波束及大量的測量通道，實(shí)現了覆蓋整個(gè)管壁圓周的高分辨率；可敏感地探測小的凹陷和腐蝕造成的裂紋。

相控陣技術(shù)與傳統超聲技術(shù)相比，報本改進(jìn)在于：傳統無(wú)損檢測技術(shù)使用的超聲波束的形狀及傳播方向．被每個(gè)傳感器所固定，每個(gè)獨立的傳感器被固定排列，如果測量條件改變，則必須改變傳感器的排列類(lèi)型；相控陣技術(shù)所使用的傳感器的排列和發(fā)射模式是程序化的，每個(gè)獨立的傳感器具有可以發(fā)射不同方向及不同聲束特性的功能，當測量條件發(fā)生變化時(shí)，超聲波束的設置全部由計算機界面執行操作，不需要再對傳感器進(jìn)行人工校準。

GE-P Ⅱ 公司的一次通過(guò)可同時(shí)檢測金屬損失及裂紋的新一代超聲波檢測器，已經(jīng)在 2005 年 3 月應用于歐洲一條管徑為 609.6mm（24in）的成品油管道，并于 2005 年 9月，對北美一條管徑為 863.6mm（34in）的原油管道進(jìn)行了檢測。這兩條管道以前均使用過(guò)金屬損失檢測器和裂紋檢測器，與以往的檢測數據進(jìn)行對比表明，可以是圓周分辨率從 8mm 提高到 3.3mm。相控超聲技術(shù)內檢測器不僅分辨率高，節約時(shí)間和費用，同時(shí)檢測數據具有高效的精確度和可靠度。

3）機械損傷檢測技術(shù)：機械損傷來(lái)自對管道表面的直接沖擊，包括巖石與管道的直接接觸、不適當的建設行為以及第三方挖掘等。有些損傷在未被發(fā)現情況下會(huì )維持相當長(cháng)的時(shí)間，從而進(jìn)一步形成腐蝕或裂紋，有可能導致管道以后的失效。目前，機械損傷已經(jīng)成為導致管道失效的主要原因之一。管道運營(yíng)商希望通過(guò)使用適當的內檢測工具，可以檢測各種原因造成的、影響管道有效內徑的幾何異�，F象，并確定其程度和位置。

最近兩年，幾何檢測要求提高了，其中對凹陷尺寸的最小要求是：高分辨率的幾何工具應該能夠探測和定位深度大于等于 6.35mm（0.25in）的凹陷，而再用的幾何檢測器現狀是：對橢圓變形和大的變形難以提供凹陷評價(jià)的有效信息，基于 78 例現場(chǎng)挖掘證實(shí)，其探測率僅為 32%，無(wú)法滿(mǎn)足要求；對凹陷和橢圓變形的特征仍然沒(méi)有一個(gè)適當的缺陷評價(jià)技術(shù)。對凹陷和機械損傷的高質(zhì)量?jì)葯z測過(guò)程，應能提供要求的信息，如凹陷的幾何形狀和數據，這些都對探測器機械損傷的內檢測提出了更高的要求。

漏磁（MFL）技術(shù)應用于管道內檢測，已有超過(guò) 40 年的時(shí)間，一般用來(lái)探測腐蝕造成的金屬損失，是目前最適宜的腐蝕檢測技術(shù)；但由于機械損傷產(chǎn)生的漏磁信號，不能很好地判斷的 MFL 技術(shù)很少用于檢測機械損傷帶來(lái)的缺陷，在識別第三方破壞方面效果不佳。來(lái)自凹陷的漏磁信號的解釋困難由以下原因造成：機械損傷的漏磁信號在幾何和應力的作用下是重疊的；機械損傷區域的應力分布十分復雜，包括塑性變形和殘余應力。

由于樓此技術(shù)被認為是最具有成本效率的內檢測方法。管道運營(yíng)商、管理者和研發(fā)人員都希望提高漏磁技術(shù)檢測機械損傷的靈敏度，從而使漏磁探測技術(shù)有效應用于機械損傷缺陷的識別。目前該項工作有了以下新的發(fā)展：①德國 ROSEN 公司開(kāi)發(fā)出用于內檢測器的新一代幾何傳感器，可以提供高精度的管道內部輪廓的幾何數據，如能探測到的最小凹陷是 4.47mm（0.176in）。這種傳感器結合了非接觸遠距離測量法與測徑器手臂的優(yōu)勢，允許傳感器在高動(dòng)態(tài)運行載荷作用下工作；該傳感器與導航器、高分辨率漏磁檢測技術(shù)相結合，推進(jìn)了機械損傷檢測工具的發(fā)展。②加拿大 BJ 公司開(kāi)展了基于三軸漏磁信號是識別凹陷特性的研究。應用三軸樓此工具檢測小凹陷（深度少于直徑 1%）的技術(shù)已經(jīng)有了重大進(jìn)展，其檢測能力已在現場(chǎng)挖掘中得到了驗證。該項技術(shù)目前具有國際領(lǐng)先水平。

4）金屬損失檢測技術(shù)：過(guò)去幾年里，人們重點(diǎn)關(guān)注了金屬腐蝕的最小檢測深度；而現在對于金屬損失普遍關(guān)注的，是對腐蝕引起的金屬損失的探測、定位和尺寸測定。早期的漏磁檢測工具僅能探測大面積的腐蝕或腐蝕群。由于檢測其設計、傳感器、電子學(xué)和其他要素的改進(jìn)，新型檢測工具已經(jīng)具有探測小缺陷能力，預測的缺陷尺寸也更加精確，并通過(guò)多種途徑進(jìn)行了很大的改進(jìn)，如大多數低分辨率檢測器，測量漏磁場(chǎng)僅在一個(gè)單一方向，現在高分辨率檢測器的檢測范圍是兩個(gè)或是三個(gè)相互垂直的方向，取樣率、特定距離收集的數據樣本和時(shí)間間隔也大大增大。

加拿大 BJ 公司應用三軸漏磁技術(shù)的軸向磁場(chǎng) MFL 檢測器研究，有了一定的進(jìn)展。在三軸傳感器中，有三個(gè)單獨的、互相垂直的傳感方向；軸向傳感器記錄沿管道的平行方向；徑向傳感器記錄管道垂直方向；環(huán)向傳感器記錄圓周方向。第四個(gè)傳感器稱(chēng)為旋轉傳感器，被用來(lái)識別內外部的區別，也幫助識別和進(jìn)行特征分類(lèi)。這類(lèi)高分辨率漏磁檢測器，可識別的金屬損失特征有金屬增長(cháng)和金屬損失、復雜腐蝕情況、延長(cháng)的軸向缺陷、制造缺陷、建設缺陷、焊縫裂紋、凹陷、折皺、圓鑿、圓周裂紋等。一般認為凹陷、折皺等管道凹陷無(wú)法被 MFL 識別，因此漏磁技術(shù)中關(guān)于非腐蝕特征的進(jìn)一步研究變得更加重要，這仍是目前漏磁技術(shù)研究的方向

5）內檢測技術(shù)存在的問(wèn)題及發(fā)展方向：經(jīng)過(guò)多年應用，內檢測技術(shù)已經(jīng)成為評價(jià)管道缺陷和確保管道完整性的首選技術(shù)。高分辨率的內檢測器（幾何、腐蝕、裂紋）可探測、定位、測量并顯示管壁上的異常。這些異�？梢员硎緸閹缀巫冃危ò枷�、圓鑿、橢圓變形、折皺、彎曲）、腐蝕、裂紋和其他缺陷。但是、研究世界上最近發(fā)生的危險液體和天然氣管道事故，卻發(fā)現一些內檢測結論為可繼續運行的管道，在內檢測后的 6~12 個(gè)月內就發(fā)生了失效事故。

2005 年，美國管道安全辦公室發(fā)布的數據表明，這些經(jīng)過(guò)檢測卻很快出現故障的管道，失效原因中，缺陷未被探測到的占 51%；對缺陷特征低估的占 32.3%；錯誤辨識的占 16.7%。這種現象對內檢測器及相應的內檢測器技術(shù)提出了質(zhì)疑，文獻指出了內檢測器面臨的問(wèn)題和發(fā)展的問(wèn)題。

內檢測其已經(jīng)從純粹的檢測工具，轉變?yōu)橐粋�(gè)精確地測量手段，目前面臨的問(wèn)題如下：①管道測量的目標處在一個(gè)復雜、連續、變化的內部環(huán)境（壓力、溫度、腐蝕等）和外部環(huán)境（周?chē)�土壤、腐蝕、第三方干擾等）。②內檢測器運行過(guò)程中，其關(guān)鍵部件可能會(huì )失效，但無(wú)法及時(shí)更換。③智能檢測器的運行參數不穩定，如速率、磁場(chǎng)、檢測期間傳感器故障。④實(shí)際存在的缺陷數量大于被內檢測器檢測到的數量，缺陷的實(shí)際大小一般大于內檢測器給出的數據。⑤創(chuàng )建一個(gè)內檢測方法與對比標準非常困難。

分析以上情況，內檢測技術(shù)應該在以下方面進(jìn)行改進(jìn)：①需要進(jìn)一步改進(jìn)內檢測器的基本原理和技術(shù)，以改進(jìn)現有內檢測技術(shù)存在的未探測到、低估危險及錯誤辨識等方面的性能。②對內檢測數據進(jìn)行整體的統計分析，確定內檢測遺漏和錯誤辨識的缺陷的數量、尺寸和位置，評價(jià)內檢測器檢測到的缺陷的實(shí)際數量和尺寸。③對各種內檢測數據的差異進(jìn)行對比分析，以對測量錯誤進(jìn)行歸納、驗證檢測器、現場(chǎng)和計算機數據。

（5）工作建議

完整性管理是保證管道安全運行的有效手段。中國管道行業(yè)已經(jīng)初步建立起完整性管理的理念，開(kāi)始制定完整性實(shí)施計劃及相關(guān)技術(shù)標準，并已經(jīng)對陜京管道、廣東 LNG 管道等進(jìn)行了內檢測實(shí)踐，取得了良好的效果。為了更好地開(kāi)展完整性管理，現結合國際上完整性管理的最新進(jìn)展，提出以下建議。

1）提高對直接評價(jià)的重視程度。由于內檢測技術(shù)適用范圍的局限性，相當數量的管道需要通過(guò)直接評價(jià)技術(shù)進(jìn)行完整性評價(jià)。應該加強對直接評價(jià)技術(shù)的研究，適當引進(jìn)直接評價(jià)技術(shù)，對不適合內檢測評價(jià)的管道進(jìn)行完整性評價(jià)，提高完整性管理技術(shù)水平。

2）制定并監督實(shí)施強制性的完整性評價(jià)計劃。在國內缺乏強制性法律的情況下，各大石油公司應該制定包括直接評價(jià)和內檢測等評價(jià)方法在內的完整性評價(jià)計劃，提出強制性要求，使管道完整性管理從試點(diǎn)逐步納入規范化管理的軌道。

3）加強行業(yè)數據庫建設。注重整個(gè)管道行業(yè)的管道失效等數據收集和分析，為完整性管理提供參考；在開(kāi)展內檢測實(shí)踐的基礎上、加強對內檢測數據和結果的對比研究，提高對內檢測技術(shù)的認識。

4）加大對完整性管理技術(shù)的研究力度。密切跟蹤國外最新技術(shù)發(fā)展狀態(tài)，有計劃地開(kāi)展直接評價(jià)技術(shù)和內檢測技術(shù)的研究，加大研究投入，培育具有自主知識產(chǎn)權的評價(jià)技術(shù)。

1-2 十一五期間中國鋼管市場(chǎng)有哪些需求？

答：十五期間中國鋼管市場(chǎng)消費結構的變化，反映了十一五期間中國鋼管發(fā)展的經(jīng)濟背景，分析了中國鋼管市場(chǎng)主要用戶(hù)的要求，從宏觀(guān)層面對鋼管和鋼材市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)比例關(guān)系進(jìn)行了評估，對十一五期間中國鋼管市場(chǎng)需求驚醒了預測。

（1）十五期間中國鋼管頁(yè)的發(fā)展情況

十五期間，中國鋼管產(chǎn)量由 1153.10×10⁴t/a 上升到 2614.11×10⁴t/a，五年間上升 1461.10×10⁴t/a，年均增加 292.2×10⁴t/a。由于產(chǎn)能不斷增加，從十五初期的生產(chǎn)能力不足，已轉為生產(chǎn)能力過(guò)剩。中國鋼管十五時(shí)期的產(chǎn)量和構成比例見(jiàn)表 1-2。

由表 1-2 可知，五年來(lái)，鋼管產(chǎn)量和表觀(guān)消費量平均以 22.46% 和 19.77% 的幅度高速增長(cháng)。2003 年以后，鋼管自給率逐漸呈供大于求的局面，即自給率大于百分之百進(jìn)口管。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )指出：管材在鋼材表觀(guān)消費總量中的比例，2000 年為 6.61%，2005 年為 6.42%，變化不大。其中，無(wú)縫鋼管由 2000 年的凈出口 3×10⁴t，轉為 2005 年凈出口 71.4×10⁴t；焊接鋼管由 2000 年的凈出口 3×10⁴t，轉為 2005 年凈出口 124.5×10⁴t。管材在國內市場(chǎng)的國產(chǎn)化率已達 95.5%。

十五期間中國鋼管業(yè)的發(fā)展情況表明，中國鋼管業(yè)已進(jìn)入供大于求的新階段。這給十一五期間中國鋼管業(yè)的發(fā)展以新的啟示。

（2）十一五期間鋼管市場(chǎng)需求分析和評估

1）十一五期間中國鋼管業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟背景：處于中國工業(yè)化由中期階段向后期階段的過(guò)渡時(shí)期，是中國鋼管業(yè)發(fā)展的拐點(diǎn)。這意味著(zhù)鋼管產(chǎn)量和消費量由高速增長(cháng)，過(guò)渡到持續、快速增長(cháng)，鋼管業(yè)發(fā)展的增速放慢。當我國工業(yè)化基本實(shí)現時(shí)，鋼管產(chǎn)量和消費產(chǎn)量將到達歷史峰值。這個(gè)時(shí)期，中國經(jīng)濟仍然只要是靠投資和外貿拉動(dòng)，由粗放型增長(cháng)方式向集約型增長(cháng)方式過(guò)渡。十一五期間中國鋼管業(yè)就處在這樣兩個(gè)過(guò)渡時(shí)期的發(fā)展階段。

十一五期間規劃經(jīng)濟發(fā)展的態(tài)勢是又好又快，其著(zhù)力點(diǎn)是創(chuàng )新、節能和環(huán)保。至于 GDP 增長(cháng)率，十一五前兩年（2006 年和 2007年）預計分別是 10.7% 和 8%。平均為 9% 左右。預計后三年可能是 7.5%~8%。十一五期間 GDP 增長(cháng)率平均約為 8%。中國鋼鐵協(xié)會(huì )預測 2010 年我國粗鋼消費達到 4.9×10⁸t，鋼材消費達到 4.7×10⁸t。這個(gè)預測是在總結十五期間預測的經(jīng)驗教訓基礎上得出的。

2）十一五期間鋼管市場(chǎng)的需求評價(jià)：十一五期間，中國能源需求強勁是中國鋼管行業(yè)發(fā)展的直接動(dòng)力。預測 2010 年將消費（25~33）×10⁸t 標煤，十一五期間能源建設將投資 3.5 萬(wàn)億元。到 2020 年，我國能源工業(yè)累計投資將達到 10 萬(wàn)億元，從 2005 年起，每年投資 7000 多億元。其中 2020 年煤炭生產(chǎn)能力將達到 28×10⁸t，年均投資 700 億元；2010年石油產(chǎn)量將達到 1.8×10⁸t，年均投資 500 億元；2010 年天然氣產(chǎn)量達到 1100×10⁸m³，年均投資 300 億元；2010 年電力裝機，包括火電、水電、喝點(diǎn)、天然氣發(fā)電、風(fēng)電等新能源發(fā)電達到 7×10⁸Kw，年均投資 5000 多億元。

①煤炭用鋼管。煤炭用鋼管的數量比較大，用途也比較廣。按鋼管占 20% 來(lái)估計，支護用鋼管 2006~2010 年共用 990×10⁴t；礦用帶式輸送機拖輥等設備和排水、通風(fēng)用鋼管 130×10⁴t。由此可見(jiàn)，煤炭用鋼管共計約 1120×10⁴t。

②石油天然氣鋼管。石油天然氣用鋼管的主題市場(chǎng)是中石油、中石化和中海油三家石油巨頭，其用途主要是油井管、油氣長(cháng)輸管線(xiàn)鋼管。

2006~2010 年共計需油井管 1800×10⁴t。石油行業(yè)十一五期間油井管和管線(xiàn)鋼管用量之和約 3800×10⁴t。

③化工用鋼管。十一五期間無(wú)縫鋼管、焊管等共計 900×10⁴t。

④電力用鋼管，包括火電用鋼管（蒸汽管、高壓給水管等）、核電用管（傳熱管）、水電用鋼管（焊接鋼管、壓力管）、風(fēng)電用鋼管（焊管）、電網(wǎng)用鋼管（輸電塔一般用角鋼改為用焊管）。以上電力用鋼管 2006~2010 年總計需求量 575×10⁴t。

⑤鋼結構用鋼管。鋼結構的發(fā)展同城市化有密切的關(guān)系。華東、中南仍是我國鋼結構消費的主要區域，西北、西南地區的消費比重呈增長(cháng)勢頭。十一五期間，中國城鎮化率將由 2005 年的 43%，上升到 2010 年的 47%，農村人口轉移到城鎮約 8545×10⁴ 人，年需建筑用鋼約 2655×10⁴t。其中，東南部 844×10⁴t，中部 1046×10⁴t，西部 765×10⁴t。五年共需建筑用鋼材約 1.3275×10⁸t。

國內一般以上的鋼材用于建筑行業(yè)，推算出 2006~2010 年，鋼結構用鋼管需要 600~700×10⁴t。

⑥房地產(chǎn)用鋼管。房地產(chǎn)用鋼管包括三個(gè)方面：一是鋼結構，見(jiàn)⑤中分析；二是城市地下給排水、熱力、通風(fēng)管道；三是住宅用來(lái)水鍍鋅鋼管。十一五期間城市地下水及熱力管網(wǎng)，年需鋼管平均約為 50×10⁴t；地面房屋用鍍鋅鋼管平均約需 800×10⁴t；十一五期間房地產(chǎn)用鋼管量約 4250×10⁴t。

⑦汽車(chē)工業(yè)用鋼管。2005 年我國汽車(chē)產(chǎn)量為 500×10⁴ 輛，2006 年達到 650×10⁴ 輛，2007 年可達 850×10⁴ 輛，2010 年將超過(guò) 900×10⁴ 輛。關(guān)于汽車(chē)用剛量的評估，按 2005 年汽車(chē)用鋼管 24×10⁴t（其中無(wú)縫管 16.91×10⁴t，焊管 7.09×10⁴t）來(lái)推算，十一五期間汽車(chē)用鋼管量約 160×10⁴t。

⑧造船工業(yè)用鋼管。目前世界造船市場(chǎng)處于發(fā)展的高峰期。在世界海運貿易增長(cháng)的推動(dòng)下，尤其是在中國，石油、礦石進(jìn)口持續快速增長(cháng)和集裝箱貨運增速上升的推動(dòng)下，2005 年我國制船行業(yè)產(chǎn)量突破 1222×10⁴t 載重噸，同比增長(cháng) 41.86%,占世界產(chǎn)量的 18.2%，2006 年造船產(chǎn)量為 1500×10⁴t 載重噸，用鋼材 600×10⁴t，其中管材占 7%，約為 42×10⁴t。2006~2010 年我國造船達到每年平均 830×10⁴t 載重噸，總計為 4152×10⁴t 載重噸。按 2006 年船用鋼管量為基數，推算十一五期間我國造船工業(yè)用鋼管量為 250×10⁴t。

⑨集裝箱行業(yè)用鋼管。我國集裝箱行業(yè)在產(chǎn)銷(xiāo)上已連續 14 年居世界第 1 位，生產(chǎn)集裝箱所用鋼材為耐候鋼，主要有熱軋薄板（1.6~6.0mm）、型鋼和焊管。預計 十一五期間集裝箱需求焊管將達 105×10⁴t。

⑩機械工業(yè)用鋼管。中國機械工業(yè)有龐大的內需支持，同時(shí)其有明顯的國際比較優(yōu)勢，是今后國際重點(diǎn)振興的產(chǎn)業(yè)。到 2010 年將投資 3555 億元，占國民經(jīng)濟總投資的 4%，增長(cháng)速度為 47%，產(chǎn)銷(xiāo)總體呈平穩發(fā)展趨勢。

機械工業(yè)的機床工業(yè)，歐、亞、美三足鼎立，歐洲勢強，德、日、美爭雄。機械工業(yè)發(fā)展如何，標志著(zhù)一個(gè)國家技術(shù)水平的高低。

機械工業(yè)鋼材用量的主要行業(yè)有：重型礦山機械、工程機械、通用機械、農業(yè)機械、石油及化工機械。此外，還有零部件制造業(yè)，增速為 20%；制冷及空調機械制造業(yè)，增速為 15%~20%；環(huán)保機械制造業(yè)增速為 17%；文化辦公機械制造業(yè)增速為 15%；食品及包裝機械制造業(yè)增速為 10%~15%；液壓、氣動(dòng)、密封件制造業(yè)增速為 10%~15%；印刷機械制造業(yè)增速為 10%；軸承制造業(yè)增速為 8%~10%；內燃機制造業(yè)增速為 5%~8%；工程機械制造業(yè)增速為 5%。

據不完全統計，機械行業(yè) 2004 年消耗鋼材 4500×10⁴t，2005 年消耗鋼材 5200×10⁴t。2006 年機械工業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)同比增長(cháng) 15%，由此，預測十一五期間機械工業(yè)用鋼量為 2200×10⁴t 左右。

機械制造業(yè)用管以大中直徑、中厚壁碳結鋼和低合金鋼管、無(wú)縫鋼管為主。用無(wú)縫鋼管代替實(shí)心段坯制造缸、筒、軸、輥、滾筒、軸承、管模等中空體和結構體，可節約鋼材 20%~30%。又如壓力容器、高壓氣瓶年需無(wú)縫鋼管約 10×10⁴t。機械用管中，大中直徑無(wú)縫鋼管約占 30%。近幾年，年消耗無(wú)縫鋼管（150~160）×10⁴t，約占無(wú)縫鋼管消費的 15%。美國的機械結構管消費比例，1997 年為 29.4%，2002 年保持在 24%。隨著(zhù)我國機械裝備業(yè)的發(fā)展，我國鋼管用于機械結構管的比例還會(huì )增加，將達到 20% 左右。

⑪輕工業(yè)用鋼管。輕工業(yè)是我國凈出口量較大的行業(yè)，2005 年出口順差為 1400~1500 億元，增長(cháng)幅度較大。由于國際競爭激烈，需要鋼材品種升級換代。

輕工業(yè)用鋼管涉及自行車(chē)、影劇院、體育場(chǎng)館、會(huì )議廳設備（座椅等）、健身器材、家電、家具、醫療機械、小五金、旅游用品等。2005 年自行車(chē)用鋼材 185×10⁴t，其中焊管約 110×10⁴t，由此，預測十一五期間輕工業(yè)用鋼管約 880×10⁴t。

⑫鐵路（車(chē)輛）用鋼管。十一五期間將加大綜合交通運輸體系投資力度投資總額 65219 億元增長(cháng) 18.6%。盡管如此，與國際交通運輸發(fā)達國家相比，仍由較大差距。從路網(wǎng)密度來(lái)看，美國每萬(wàn)平方千米國土面積就有鐵路 200km，印度有 211km。我國 2005 年年底全國鐵路總營(yíng)業(yè)里程為 7.5×10⁴km，每萬(wàn)平方千米地面積鐵路僅為 78.11km。

十一五期間國家將繼續加大鐵路網(wǎng)建設，將重新線(xiàn) 1.7×10⁴km，相當于八五、九五和十五總和的 1.3 倍。鐵路車(chē)輛由于主要干線(xiàn)提速，需要新購機車(chē) 7300 臺，到 2010 年需新購貨車(chē) 22×10⁴ 輛，新購客車(chē) 2.6×10⁴ 輛。因此，未來(lái)幾年的鐵路車(chē)輛用鋼市場(chǎng)潛力巨大。

火車(chē)車(chē)廂用鋼管主要包括三個(gè)方面：一是車(chē)廂鋼結構件，例如用方矩形鋼管制作箱梁；二是配管；三是為了提速、減重和安全，用鍛軋的空心軸代替實(shí)心軸。目前年需低和金鋼車(chē)軸（15~20）×10⁴t。

綜上所述，十一五期間鐵路（車(chē)輛）用鋼管約 200×10⁴t。

⑬港口建設用鋼管。我國鋼鐵工業(yè)正在向沿海地區發(fā)展，如鞍鋼、首鋼、唐鋼在沿海地區建設鋼鐵鋼鐵大廠(chǎng)，配套的港口建設正在發(fā)展之中。港口建設和跨海大橋都需要大量打樁用鋼管。例如，杭州灣跨海大橋用的打樁規格為 ø1016mm×16mm，管長(cháng) 72m，鋼管用量很客觀(guān)。螺旋焊管用于樁管較合適，一部分直縫埋弧焊管也可用于樁管。同時(shí)，鐵路建設中橋梁也很多，以京滬高速鐵路為例，就有 11 座特大橋需要大量打樁用管。預計十一五期間港頭、碼頭、橋梁需要用作樁管的鋼管月 250×10⁴t。

十一五期間我國鋼管出口量預計約 3000×10⁴t。

1-3 俄羅斯 ø1420mm 直縫焊管生產(chǎn)線(xiàn)如何？

答：俄羅斯聯(lián)合鋼鐵股份有限公司韋克松鋼鐵廠(chǎng)建成的 ø1420mm 直縫埋弧焊管生產(chǎn)線(xiàn)，主要設備有德國 SMS MEER 公司提供，采用 JCO 成形工藝，可生產(chǎn)單焊縫和雙焊縫鋼管。由銑邊機、預彎機、步進(jìn)成型機、預焊機、水壓試驗機、無(wú)損檢測等設備組成。生產(chǎn)的 ø1420mm 焊管力學(xué)性能檢測試驗表明，完全滿(mǎn)足油氣輸送管線(xiàn)要求。

ø1420mm 焊管生產(chǎn)線(xiàn)大口徑焊管的生產(chǎn)能力為 40×10⁴t/a，其主要生產(chǎn)設備如下：

1）銑邊機。為后續焊接保證最精確的板邊幾何參數。

2）預彎機。彎力 24MN，可同時(shí)從全長(cháng)鋼板兩側逐段彎曲板邊。

3）步進(jìn)成型機（JCO）。彎力 65MN，可同時(shí)在管坯全廠(chǎng)范圍內的多個(gè)彎曲點(diǎn)上，將各坯段預彎向管坯中央，最終形成斷面。

4）預焊機。在正式焊接前進(jìn)行保護氣體定位焊接。

5）自動(dòng)焊機。采用埋弧多弧焊接工藝焊接工藝（3~5個(gè)電�。�，進(jìn)行內外焊縫的自動(dòng)焊接。液壓擴徑機（擴徑頭擴張力為 21GN），可在全管長(cháng)范圍內逐漸進(jìn)行鋼管擴徑、定徑，保證鋼管的幾何尺寸精度并消除內應力。

6）水壓試驗機。最大試驗壓力為 55MPa。

7）無(wú)損檢測設備。用于焊縫和罐體自動(dòng)超聲波檢測、手動(dòng)超聲波檢測、X 射線(xiàn)檢測、磁粉檢測等。

2005 年 4 月，韋克松鋼鐵廠(chǎng)第四鋼管廠(chǎng)這套新生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)。再制造大口徑厚壁管時(shí)，采用了謝維爾（北方鋼公司）、Dillinger（德國）、Posco（韓國）等公司生產(chǎn)的寬厚熱軋板，并與這些公司簽訂了長(cháng)期供貨合同。ø1420mm 鋼管的力學(xué)性能見(jiàn)表 1-4.測試鋼管的壁厚為 18.7mm 和 15.7mm，其熱軋板分別有俄羅斯謝維爾公司和德國 Dillinger 鋼廠(chǎng)供貨。

2006 年 4~5 月，俄羅斯天然氣科學(xué)技術(shù)研究院，對該廠(chǎng) 1420 機組生產(chǎn)的 X70 級管線(xiàn)鋼管 ø1420mm×26.7mm 和 K60 級 ø1020mm×17mm 單焊縫鋼管分別進(jìn)行了試驗。

試驗中，在鋼管試樣表面制造了人工缺陷，然后在液壓試驗機上按要求進(jìn)行試驗，并對鋼管的韌性進(jìn)行了評價(jià)。

試驗結果表明，所生產(chǎn)的鋼管可用于施工溫度 -60℃，運行溫度 -20℃，工作壓力為 9.8MPa 的油氣輸送管道的敷設和大修。這一結論已得到全俄天然氣科學(xué)技術(shù)研究院和全俄鋼鐵科學(xué)技術(shù)研究院的正式認可。此外，天然氣工業(yè)公司驗收委員會(huì )在 2005 年 7 月 14 日 1 號會(huì )議記錄中，也對該廠(chǎng) ø1420mm×26.7mm 鋼管的優(yōu)良性能給予了肯定。

現已制定出天然氣工業(yè)及石油輸送管道用“大口徑直縫焊管生產(chǎn)技術(shù)條件”。韋克松鋼鐵廠(chǎng)已開(kāi)始對石油天然氣公司供應這種鋼管，并對試驗設備進(jìn)行了更新，以便對鋼級 K70(X70)，壁厚 50mm 的大口徑直縫焊管的力學(xué)性能進(jìn)行可靠的檢驗。新添的檢驗設備由 Zwick 公司提供，包括拉伸試驗機、落錘撕裂試驗機和沖擊試驗機。

除了 ø1420mm 大口徑直縫焊管上產(chǎn)線(xiàn)外，韋克松鋼廠(chǎng)還建立了鋼管外防腐生產(chǎn)線(xiàn)，內防腐生產(chǎn)線(xiàn)于 2006 年 10月 投產(chǎn)。這兩條鋼管內、外防腐生產(chǎn)線(xiàn)的設備均由荷蘭 Bauhuis 公司提供。

聯(lián)合鋼鐵公司韋克松鋼鐵廠(chǎng)，是第一個(gè)批量生產(chǎn)出 ø1420mm 大口徑直縫焊管的俄羅斯制管企業(yè)。俄羅斯巴頓焊接研究所，礦山技術(shù)監督局、重型機械廠(chǎng)、烏克蘭國立黑色冶金設計院等單位的專(zhuān)家和一些外國專(zhuān)家，參與了 ø1420mm 大口徑單直縫焊管的工藝設計、設備開(kāi)發(fā)及投產(chǎn)調試。

目前該廠(chǎng)發(fā)展趨勢良好，經(jīng)營(yíng)狀況穩定，投資重點(diǎn)向著(zhù)提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量方面發(fā)展。這些將使人們堅信，韋克松鋼鐵廠(chǎng)在互利合作的基礎上，能夠為石油天然氣行業(yè)提供大量?jì)?yōu)質(zhì)的管線(xiàn)鋼管，并已準備參與“俄北—歐洲天然氣管道”和“東西伯利亞—太平洋天然氣管道”的建設。

1-4 閥門(mén)用金屬波紋管的選型與應用如何？

答：介紹金屬波紋管在截止閥、閘閥、調節閥、安全閥和球閥等閥門(mén)中的應用、設計和選型。對閥門(mén)用金屬波紋管在使用中出現的出現的問(wèn)題給出了解決辦法。

（1）概念：隨著(zhù)世界范圍內環(huán)保意識的增強，人們對閥門(mén)的密封要求越來(lái)越高，特別是該裝置以及石油和化工等特殊場(chǎng)合，要求閥門(mén)必須實(shí)現“零泄漏”。因此，蘇聯(lián)、德國、美國和日本等國家率先將金屬波紋管應用于閥門(mén)領(lǐng)域，使波紋管閥門(mén)作為一個(gè)新產(chǎn)品首先在航空、航天、艦船和核工業(yè)等軍工領(lǐng)域得到應用，并迅速在石油和化工等行業(yè)得以推廣。

金屬波紋管的作用主要是實(shí)現測量、連接、轉換、補償、隔離、密封和減震等功能。在波紋管截止閥和閘閥中的作用只要是隔離、密封和補償功能，在自力式調節閥中，還與彈簧配套起到輸出力和開(kāi)區關(guān)閉閥門(mén)的作用。

用于波紋管閥門(mén)的金屬筆文官只要有液壓成形和焊接成形兩種，是根據實(shí)際使用的閥門(mén)閥體高度、位移量、耐壓能力以及剛度要求綜合考慮選擇何種形式的金屬波紋。金屬波紋管的材料主要是奧氏體不銹鋼以及高溫合金鋼等，材料的選擇主要是根據閥門(mén)實(shí)際使用介質(zhì)腐蝕性和使用溫度決定的。

由于近年來(lái)國內閥門(mén)行業(yè)發(fā)展非常迅速，如何在波紋管閥門(mén)設計時(shí)選擇合適的金屬波紋管成為行業(yè)上迫切需要解決的問(wèn)題。

（2）術(shù)語(yǔ)：在對金屬波紋管設計選型時(shí)，首先要明確金屬波紋管的行業(yè)術(shù)語(yǔ)。

1）波紋管：一種彈性、薄壁、有多個(gè)橫向波紋的管殼零件。

2）波紋管組件：由兩個(gè)或兩個(gè)以上零件組成，其中之一是波紋管，波紋管是一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)，其他是法蘭等配件。

3）壁厚：成形波紋管的原始金屬管的管壁厚度，對多層波紋管則是各層壁厚的總和。

4）形程：已原始長(cháng)度為基點(diǎn)，波紋管壓縮位移與拉伸位移之和。

5）扭曲：長(cháng)波紋管進(jìn)行軸向壓縮時(shí)產(chǎn)生的柱失穩。

6）公稱(chēng)壓力：與波紋管機械強度有關(guān)的設計給定壓力。

7）公稱(chēng)載荷：正常工作條件下允許的最大載荷或滿(mǎn)量程值。通常是預期設計值。超載載荷一般限定在額定載荷的 125%~150%。

8）額定位移：額定載荷下引起的位移，是正常使用條件下允許產(chǎn)生的工作位移。

9）波紋管剛度：使波紋管產(chǎn)生單位位移所需要的力，設計計算得出的剛度稱(chēng)為公稱(chēng)剛度或額定剛度。一般情況，公稱(chēng)剛度不直接受用實(shí)際值，而是產(chǎn)品原型經(jīng)過(guò)測試后的修正值。

10)一次循環(huán)：波紋管隨閥桿從全開(kāi)到全閉再到全開(kāi)的運動(dòng)過(guò)程。

11）循環(huán)壽命：波紋管在規定壓力、溫度和軸向行程下往復運動(dòng)而不破換的最大循環(huán)次數。相同產(chǎn)品的壽命與波紋管工作狀態(tài)、循環(huán)次數、頻率、壓力和溫度等有關(guān)。

12）有效面積：彈性元件在單位壓力作用下，位移為零時(shí)轉換的集中力的大小。但有效面積隨壓力增加而變化，因此具有不恒定性，在力平衡式儀表中，要配對篩選，做到有效面積盡量一致。

（3）結構

1）U 形波紋管：常用 U 形波紋管結構如圖 1-1 所示。波紋管端部接口形式如圖 1-2 所示。接口表示方法為外配合用 W（圖 1-1a 中的 d₁ 尺寸）、沿波切邊用 Q_D（圖 1-1a 中 D₂ 尺寸）、內配合用 N（圖 1-1b 中 D₁ 尺寸）。推薦采用圖 1-2a、b、c 端部接口形式。

圖 1-1 常用波紋管結構要素

圖 1-2 波紋管端部接口形式

2）波紋管組件典型結構：保溫管組件典型結構如圖 1-3 所示。

圖 1-3 波紋管組件典型結構

（4）選型

1）波紋管閥門(mén)典型結構：應用波紋管組件是為閥桿和閥體工藝流體之間提供一個(gè)可軸向變形的金屬隔套，形成動(dòng)密封，以消除閥桿處的泄漏。裝有波紋管組件的閥門(mén)典型結構如圖 1-4 所示。

圖 1-4 裝有波紋管組件的閥門(mén)典型閥桿密封結構

選型要求：①根據閥桿的直徑選擇波紋管內徑，波紋管的內徑應大于閥桿直徑 1.5mm。波紋管的外徑根據波紋管內徑來(lái)選擇。外徑和內徑通過(guò)外徑與內徑的比值相聯(lián)系，一般情況下，外徑與內徑的比值為 1.3~1.5。②波紋管的壁厚、層數、波紋數及長(cháng)度等應能滿(mǎn)足波紋管的耐壓、行程、循環(huán)壽命等要求。一般情況下，壓力越大，波紋管的壁厚越厚，為了增大位移或者降低波紋管剛度，提高壽命，可以采用降低單層壁厚、增加波紋管層數的辦法實(shí)現。③應設計導向結構，以防止波紋管的扭曲。同時(shí)還應避免波紋管與閥桿或閥體之間的局部接觸，以防止磨損和過(guò)早失效。應設計防扭轉結構，防止波紋管扭轉變形。④設計閥門(mén)時(shí)，應限制波紋管壓縮和拉伸的行程，以防止波紋管承受超出循環(huán)壽命試驗限定的壓縮位移和拉伸位移。一般情況下，波紋管的行程不應超過(guò)自由長(cháng)度的 25%，否則會(huì )影響波紋管的循環(huán)壽命。特別是高溫高壓環(huán)境下的波紋管閥門(mén)。⑤波紋管采用與閥門(mén)相同的壓力和溫度等級。波紋管應能承受主體閥門(mén) 38℃ 條件下 1.5 倍的公稱(chēng)壓力的壓力試驗。進(jìn)行壓力試驗時(shí)，焊縫不能開(kāi)裂、泄漏，波紋管不應發(fā)生扭曲。⑥波紋管組件材料應在允許的使用溫度范圍內選擇，同時(shí)波紋管用材料具有良好的成形性能、焊接性能與介質(zhì)的相容性。

3）閥門(mén)用波紋管選型標記：按照波紋管應用閥門(mén)公稱(chēng)尺寸不同分類(lèi)，根據 GB/T 1047-2005 中的公稱(chēng)尺寸系列規定，波紋管應用閥門(mén)的工程尺寸可分為：15mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm、65mm、80mm、100mm、125mm、150mm、200mm、250mm 等。

圖 1-5 波紋管標識

（5）閥門(mén)用波紋管的檢驗：閥門(mén)用金屬波紋管的檢驗項目主要有表面質(zhì)量、幾何尺寸、密封性、壓力機循環(huán)壽命等。

1）表面質(zhì)量：在標準照明條件下，目測觀(guān)察波紋管表面及外形、其質(zhì)量應滿(mǎn)足 JB/T 6169-2006 的規定。

2）幾何尺寸：用分度值為 0.02mm 的卡尺或其精確度相當的其他量具和儀器，檢驗波紋管的幾何尺寸和公差應符合圖樣要求。圖樣未要求的公差應符合表 1-5 的要求。

3）密封性檢驗：由承制方組焊的波紋管組件應進(jìn)行密封性檢驗，檢驗可用氣泡檢漏法。波紋管及其組件內沖入 0.6MPa 的壓縮空氣或其他無(wú)腐蝕性非可燃潔凈的氣體，保壓 3min，在水槽中檢查不應有泄漏現象。也可根據用戶(hù)要求用氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏，不應呈現可探測出的滲漏。

4）壓力試驗：壓力試驗可在專(zhuān)用設備或閥門(mén)上進(jìn)行。實(shí)驗用水的氯離子含量不超過(guò) 25×10^-7。按 JB/T 9092-1999 的規定，波紋管組件在室溫或 38℃ 條件下，以 1.5 倍公稱(chēng)壓力進(jìn)行水壓試驗。

每個(gè)波紋管組件應固定在某一長(cháng)度，此長(cháng)度為常規閥門(mén)殼體試驗時(shí)閥門(mén)開(kāi)啟位置的長(cháng)度。在實(shí)驗過(guò)程中應防止波紋管拉伸和壓縮。壓力施加應與波紋管工作時(shí)受壓方式一致。進(jìn)行壓力試驗時(shí)，焊縫不能開(kāi)裂或泄露，波紋管不應發(fā)生扭曲。

5）循環(huán)壽命試驗：可在專(zhuān)用設備或閥門(mén)上進(jìn)行試驗，當主題閥門(mén)需要時(shí)，應按照相關(guān)標準進(jìn)行高溫循環(huán)壽命試驗。

循環(huán)的頻率應考慮不正常的快速循環(huán)可能產(chǎn)生的過(guò)熱。循環(huán)頻率不應超過(guò)每秒一次。

循環(huán)試驗應在室溫或 38℃ 時(shí)的公稱(chēng)壓力下進(jìn)行。加壓方式同壓力試驗一樣。

每個(gè)波紋管組件咋循環(huán)試驗之后應進(jìn)行密封性試驗，不應呈現可探測的滲漏。

除合同另有規定，波紋管的循環(huán)壽命應符合表 1-6 的規定。

6）出廠(chǎng)檢驗：出廠(chǎng)檢驗的項目和順序按表 1-7 規定執行。出廠(chǎng)檢驗中有不合格項的波紋管，為不合格品。

注：● 為必檢項目；— 為不檢項目。

（6）結語(yǔ)：閥門(mén)是金屬波紋管是波紋管閥門(mén)的核心器件，波紋管的設計及選用，關(guān)系到閥門(mén)使用安全，特別是波紋管閥門(mén)的應用領(lǐng)域都是重點(diǎn)工業(yè)領(lǐng)域和軍工領(lǐng)域，在新產(chǎn)品試制是應進(jìn)行型式試驗，在選用時(shí)應適用于閥門(mén)使用系統的空況條件及金屬波紋管的結構特性。

1-5 API 標準安全閥的開(kāi)發(fā)與應用如何？

答：介紹 API （American Petroleum Institute 美國石油學(xué)會(huì )）標準安全閥的規范和特點(diǎn)，論述了在開(kāi)發(fā)該產(chǎn)品中所進(jìn)行的性能試驗和流場(chǎng)仿真方面的研究工作。提出了推廣應用的建議。

1）概念：我國的安全閥基本上是按照機械行業(yè)標準進(jìn)行設計制造。20 世紀 70 年代以后，隨著(zhù)我國改革開(kāi)放和國名經(jīng)濟迅速發(fā)展，從國外引進(jìn)了大量石油、化工、能源、冶金和紡織等裝置及設備，同時(shí)隨機進(jìn)口了大量國外安全閥。這些安全閥大部分是按照 API 標準設計、制造、試驗和驗收。由于 API 標準安全閥與 JB 安全閥相比，具有顯著(zhù)的特點(diǎn)和先進(jìn)性，因而近幾年來(lái)，一些企業(yè)要求，安裝在易燃、易爆、有害或有毒介質(zhì)的設備及管道上的安全閥，宜選用 API 標準安全閥。為了適應各類(lèi)裝置對安全閥的需求，對 API 標準安全閥進(jìn)行了探討和研究。

（2）特性

1）相關(guān)標準：與 API 標準安全閥相關(guān)的常用標準和規范如下。

API RP 520 煉油廠(chǎng)泄壓裝置的定徑、選擇和安裝

第Ⅰ部分 定徑和選擇

第Ⅱ部分 安裝

API Std526 鋼制法蘭泄壓閥

API Std527 泄壓閥閥座的密封性

API RP 576 泄壓裝置的檢查

ASME 鍋爐與壓力容器規范第 Ⅷ 卷

第一冊 壓力容器泄壓裝置

ASME PTC25 泄壓裝置—性能試驗規范

2）名詞術(shù)語(yǔ)：API 標準的某些名詞術(shù)語(yǔ)與我國國內習慣用語(yǔ)不一致，故予以說(shuō)明。

①泄壓裝置（Pressure Velief Device）。泄壓裝置是防止工藝系統或承壓容器由于事故或不正常工況期間流體壓力升高而超過(guò)預定壓力值。常有的有彈簧直接載荷式泄壓閥、先導式泄壓閥和爆破片等。

②泄壓閥（Pressure Relief Valve）。泄壓閥是一種泄壓裝置，在系統超壓時(shí)閥門(mén)開(kāi)啟，而當系統壓力恢復到正常后閥門(mén)關(guān)閉，從而防止介質(zhì)繼續外流。常見(jiàn)有的安全閥、泄放閥、先導式泄壓閥等。

③安全閥（Safety Valve）。安全閥是一種由入口靜壓力驅動(dòng)，并以快速開(kāi)啟或突跳動(dòng)作為特征的泄壓閥。其應用與可壓縮流體。

④泄放閥（Relief Valve）。泄放閥是一種由入口靜壓力驅動(dòng)的泄壓閥，其開(kāi)啟通常與超過(guò)壓力的壓力升高成比例。其應用于不可壓縮流體。

⑤安全泄放閥（Safety Relief Valve）。安全泄壓閥是一種依應用情況而作為安全閥或泄放閥的泄壓閥。

3）基本要求：

①安全閥的流道面積（代號）、進(jìn)出口通徑、壓力級（磅級）、基本材料、壓力-溫度范圍和進(jìn)出口安裝尺寸按 API Std 526 規定。

②安全閥的整定壓力（Pa）允許偏差與整定壓力有關(guān)。當 Pa≤0.5MPa 時(shí)，允許偏差為 ±0.015MPa。當 Pa＞0.5時(shí)，允許偏差為 ±3%Pa。

③安全閥的設計和制造按 ASME《鍋爐與壓力容器規范》第 Ⅷ 卷規定。其基本條件包括機械動(dòng)作，材料選擇、制造及裝配的檢查制造廠(chǎng)及裝配廠(chǎng)的產(chǎn)品試驗、設計、焊接及其他等七個(gè)方面。

如對閥瓣、閥座、彈簧、導套、提升裝置的結構設計和材料選擇要求，對制造廠(chǎng)及裝配廠(chǎng)的制造、實(shí)驗設備和質(zhì)量控制程序的要求，如受壓件的強度和氣密試驗要求、對實(shí)驗裝置、容器和試驗方法的要求等。

④標以 ASME《鍋爐與壓力容器規范》第 Ⅷ 卷標志的泄壓閥的排量驗證試驗應在不超過(guò)開(kāi)啟壓力的 10% 或 0.02MPa 壓力下進(jìn)行。

4）標準比較：JB、GB 和 API 標準安全閥的比較見(jiàn)表 1-8。

5）條款特點(diǎn)：

①規則。API 標準對安全閥的結構設計、排量計算、規格、壓力級、材料、制造、試驗、運輸、安裝、使用、檢查及維修，均有完整和全面的基本要求。

API RP 520、576 介紹了各種類(lèi)型安全閥的機構及其特點(diǎn)。

API RP 520 第Ⅰ部分列出各種流體介質(zhì)（氣體、水蒸氣、液體及兩相流）排量下所需流道面積的計算方法，并給出相關(guān)修正系數。

API Std 526 規定了 14 種流道直徑（喉徑）再不用溫度和壓力下的各種規格、壓力級及基本材料要求，并規定必須執行 AMSE 規范的相應制造和試驗要求。

API Std 527 規定了泄壓閥的密封性試驗方法和要求。

API RP 520 第Ⅱ部分列出有關(guān)安裝發(fā)面的一些要求。

API RP 576 列出泄壓裝置的檢查和維修要求。

ASME PTC 25 為泄壓裝置的試驗裝置、試驗方法和實(shí)驗報告提供了標準。

②規格和品種。API 標準安全閥規格和品種較多。

彈簧載荷式安全閥的公稱(chēng)尺寸為 1~8in.（25~200mm），有 14 種（D~T）流道直徑（d₀=9.5~146mm），21 種規格，6 種壓力級（150~2500lb），-268~260℃ 的溫度范圍。

API 標準范圍閥規格、品種多，便于選擇合理規格的安全閥。

③溫度—壓力級。API 標準安全閥根據所需排量計算確定留到面積后，按照該流道面積表中的溫度范圍和允許的最高整定壓力，確定適合的壓力等級。

④材料。閥瓣、閥座及導向零件應是耐蝕材料制成，應能滿(mǎn)足溫度和使用條件。依照使用的溫度，選用適合的閥體、閥蓋及彈簧材料。閥體和閥蓋的材料可以不同，但必須滿(mǎn)足最低的壓力—溫度要求，標準中規定了閥體、閥蓋和彈簧材料的最低等級牌號。

⑤制造廠(chǎng)和實(shí)驗裝置要求。制造廠(chǎng)的工藝裝備、試驗裝備以及質(zhì)量控制程序能夠保證所生產(chǎn)安全法的性能一致性。安全閥性能試驗裝置和容器應有足夠尺寸和容量。

⑥運輸和安裝。安全閥運輸中應有保護堵蓋（塞）。安全閥人口管道的壓力損失 Δp≤3%p_a。

（3）研制

由于按照 API 標準生產(chǎn)安全閥與按照 JB 生產(chǎn)安全閥存在差異，因而產(chǎn)品制造過(guò)程中常出現許多問(wèn)題。如結構設計不合理，材料選用不當，整定壓力過(guò)高或實(shí)際排放量不滿(mǎn)足要求等。

為了完整全面的了解、熟悉和掌握 API 標準（AMSE 規范）相關(guān)內容和要求，有必要對 API 標準安全閥進(jìn)行深入研究，以顯示其特點(diǎn)和先進(jìn)性。對 API 標準安全閥主要研究包括試驗研究和建模研究。

1）性能試驗研究：

①試驗裝置。為了進(jìn)行安全閥的性能及排量試驗研究，按照 ASME PTC 25《泄壓裝置—性能試驗規范》的要求建設了安全閥全性能試驗裝置。改試驗裝置主要由大量空氣壓縮機、儲氣罐、流量調節閥、控制閥、試驗容器及工位、流量計、壓力傳感器、溫度傳感器、位移傳感器、計算機數據采集及處理系統等組成。

試驗裝置共設三個(gè)試驗工位。最大試驗閥通徑 8in.（200mm），最高試驗壓力 23MPa，最高試驗流量 100t/h（空氣）。試驗工位的試驗容器的容積分別為 4.5m³、1.5m³、0.014m³。

為了更好地比較試驗裝置能力對安全閥性能的影響，隨后又建造了容積為 0.5m³的試驗裝置。典型安全閥的試驗結果曲線(xiàn)如圖 1-6~1-8。

圖 1-6 入口壓力與開(kāi)啟高度曲線(xiàn)

圖 1-7 開(kāi)啟高度與流量曲線(xiàn)

圖 1-8 安全閥發(fā)證顫振時(shí)的開(kāi)啟高度曲線(xiàn)

②性能及排量試驗。安全閥的流道結構設計對其性能及排量有重量影響。API Std 526 標準規定了安全閥的凈出口及流道尺寸，其出口面積與流道面積的比例為 64.26~3.02，與 JB 規定的 4.13~3.06 相比范圍及比例均較大，特別對于通徑較小者有顯著(zhù)差別，進(jìn)行了性能和排量試驗。大量試驗表明：a.試驗裝置性能對安全閥的性能有重要影響。通過(guò)對五種規格（II/2h4、2J3、3K4、3L4、4M6）的安全閥在不同試驗裝置上對比試驗結構可以得出，試驗裝置的容量對安全閥整定壓力和啟跳壓力基本無(wú)影響。只有試驗裝置容量足夠大時(shí)，才能判定安全閥的回座壓力及機械特性是否符合要求。b.與 API Std 526 標準安全閥相比，出口面積較小的 JB 安全閥其排量系數較小。在試驗裝置上對 API 和 JB 兩種標準的安全閥進(jìn)行了排量試驗。試驗表明，JB 安全閥的出口面積較小者，影響到其排量系數減小。一般 JB 安全閥的排量系數為 0.8~0.9。而按 API 標準的安全閥其排量系數可達 0.98。

③ 背壓試驗。安全閥的出口背壓時(shí)其性能有較大影響。較高的被壓會(huì )影響到安全閥的動(dòng)作性能及其排量。安全閥背壓試驗系統如圖 1-9 所示。

圖 1-9 安全閥背壓試驗系統

背壓通過(guò)背壓發(fā)生器產(chǎn)生，調節背壓主要是通過(guò)改變背壓器中背壓調節器孔板尺寸來(lái)調節發(fā)生閥出口排放背壓。通過(guò)背壓試驗，得出兩點(diǎn)經(jīng)驗：a.排放背壓存在臨界值，超過(guò)允許值后，會(huì )導致安全閥機械性能遭到破壞，引起安全閥顫振等現象，排放過(guò)程不穩定。b.安全閥開(kāi)啟高度隨排放背壓的升高而減少，排放背壓的存在，引起開(kāi)啟高度的降低，導致安全閥的實(shí)際排量降低。

2）流場(chǎng)仿真：雖然借助于先進(jìn)的性能試驗裝置，在安全閥動(dòng)作特性和排量等方面上獲得了許多成果，然而試驗研究卻存在著(zhù)投入大、周期長(cháng)、方法有局限的問(wèn)題。所以將計算流體力學(xué)（CFD）應用到安全閥的基礎理論研究中。利用計算流體力學(xué)軟件，建立了一些安全閥內部流場(chǎng)的三維模型。經(jīng)過(guò)試驗驗證，這些模型具有足夠的精度和可靠性，完全可以用于工程研究，其中兩個(gè)算例所得到的排量數值與試驗數據的對比見(jiàn)表 1-9。

通過(guò)對安全閥內部流場(chǎng)研究，對安全閥的內部流動(dòng)有了全新的認識。在安全閥整個(gè)流道中，發(fā)作的喉部是最小的幾何流通截面。所以在安全閥的工程計算和設計過(guò)程中，這個(gè)流道面積就被假設為整個(gè)流道中的實(shí)際最小氣動(dòng)流通面積，如果該流場(chǎng)處于臨界或超臨界流動(dòng)狀態(tài)，則在閥座喉部處達到音速。

以往通過(guò)試驗方法，已經(jīng)證實(shí)這個(gè)假設存在問(wèn)題，安全閥的臨界界面不在閥座喉部，而是在其下游。但是究竟是什么樣的流場(chǎng)形態(tài)，產(chǎn)生這一現象的機理是什么，這些試驗很難解答的問(wèn)題若通過(guò)流場(chǎng)仿真就可以很容易地解答。

圖 1-10 為某規格安全閥內部流場(chǎng)中音速和超音速區域的馬赫數等值線(xiàn)圖。從圖中可以看出，介質(zhì)在閥座喉部的流動(dòng)是亞聲速的，實(shí)際的氣動(dòng)臨界截面位于閥座與閥瓣之間形成的圓柱側面上。

圖 1-10 安全閥內部流場(chǎng)中的馬赫數等值線(xiàn)圖

（4）結語(yǔ)

由于 API 標準安全閥與 JB 安全法相比，具有顯著(zhù)的特點(diǎn)和先進(jìn)性。因而近年來(lái)，API 標準安全閥在我國得到越來(lái)越廣泛的應用。從目前現狀分析，提出幾點(diǎn)建議：

1）安全法制造廠(chǎng)、檢驗單位以及使用部門(mén)需全面、完整地了解、熟悉和掌握 API 標準（ASME 規范）相關(guān)內容和要求。

2）設計單位與制造廠(chǎng)商嚴格遵循 API 標準（ASME 規范）要求進(jìn)行安全法的設計選型、選材和制造。

3）各制造廠(chǎng)對生產(chǎn)的 API 標準安全閥應開(kāi)展充分的性能研究工作，以顯示 API 標準安全閥的特點(diǎn)。各制造廠(chǎng)應通過(guò)具有資質(zhì)的檢測部門(mén)確定安全閥的排量系數以供用戶(hù)選型時(shí)使用。

4）目前國內安全閥制造廠(chǎng)的生產(chǎn)手段和試驗條件較國外廠(chǎng)家有較大差距，特別在實(shí)驗條件方面。因而，建議安全法制造廠(chǎng)和檢驗單位應創(chuàng )造條件滿(mǎn)足安全閥性能試驗的要求。例如，關(guān)于實(shí)驗裝置和容器應有足夠尺寸和容量。這涉及回座壓力的準確性以及力學(xué)性能的判斷。

5）安全閥使用單位應向供貨單位（制造廠(chǎng)）提出安全閥的明確訂貨要求，并在收貨時(shí)索要相關(guān)文件（例如合格證、質(zhì)量證明書(shū)、試驗報告等）以及進(jìn)行必要項目的驗收。

第 2 章 工業(yè)管道及閥門(mén)維修、安裝必備的基礎知識

2-1 管道有哪些分類(lèi)方法？管道有什么用途？

答：管道分類(lèi)方法通常按介質(zhì)的壓力、溫度、性質(zhì)分類(lèi)，也可按管道材質(zhì)、溫度和壓力分類(lèi)，以及材質(zhì)情況等分類(lèi)方法。

這里管道按其材質(zhì)可分為鋼管、有色金屬管、鑄鐵管、非金屬管四種。他們的主要用途例舉如下：

（1）鋼管

1）一般無(wú)縫鋼管、用于制作流體介質(zhì)管道或制作結構管件等。標準為 GB/T 8163—1999《輸送流體用無(wú)縫鋼管》。常用規格：結構用無(wú)縫鋼管外徑 5~200，壁厚 0.25~14mm，見(jiàn)表 2-1；輸送流體用無(wú)縫鋼管外徑 32~630mm。壁厚 2.5~75mm，見(jiàn)表 2-2。

常用無(wú)縫鋼管規格尺寸及單位長(cháng)度理論質(zhì)量（kg/m）見(jiàn)表 2-3。

注：1.本表乃參考 GB/T 8163—1999。

2.壁厚 ≤1mm，鋼管長(cháng) 1.5—7mm；壁厚 ＞1mm，鋼管長(cháng) 1.5~9mm。

注:鋼管長(cháng)為 3~12.5m。

注：壁厚中括號內的數據是選用。

2）化肥用高壓無(wú)縫鋼管：主要用于輸送介質(zhì)為合成按氨料氣（氫與氮）及氨、甲醇、尿素等；壓力為 22MPa、32MPa，溫度為 -40~400℃ 的化工原料介質(zhì)的管理，標準為 GB6479—2000《高壓化肥設備用無(wú)縫鋼管》。

3）石油裂化用無(wú)縫鋼管：主要用于石油精煉廠(chǎng)的爐管、熱交換器及其管道，標準為 GB9948—2006《石油裂化用無(wú)縫鋼管》。

4）不銹耐酸無(wú)縫鋼管：主要用于化工、石油、機械用管道，尤其適用于輸送強腐蝕性介質(zhì)、體溫或高溫介質(zhì)、標準為 GB/T 14976-2002《流體輸送用不銹鋼無(wú)縫鋼管》。

無(wú)縫鋼管也可分為一般無(wú)縫鋼管與專(zhuān)業(yè)無(wú)縫鋼管兩種，見(jiàn)表 2-4。

5）焊接鋼管：主要用于公稱(chēng)壓力 ≤1.6MPa 的官道上，因其管壁縱向有一條焊縫，故稱(chēng)之為焊接鋼管。它可分為低壓流體輸送用焊接鋼管（GB/T 3091—2008，見(jiàn)表 2-5）和螺旋縫焊接鋼管、鋼板卷制直縫焊接鋼管。螺旋縫焊接鋼管適用于水、污水、空氣、采暖蒸汽等常溫低壓流體的輸送，螺旋縫埋弧焊鋼管的常用規格（SY/T 5037-2000）見(jiàn)表 2-6。

注：外徑中括號內的數據是選用。

焊接鋼管用于石油和天然氣長(cháng)距離輸送管道較多。我國出口的鋼管中焊接鋼管比無(wú)縫鋼管多，近年來(lái)，美國進(jìn)口焊接鋼管 1/3 是中國產(chǎn)品。

（2）有色金屬管

1）銅及銅合金管：管道工程用銅管管材有純銅管（工業(yè)純銅）、黃銅管（銅鋅合金與特殊黃銅）和青銅管（鋁青銅和錫青銅等）。按制造方法，銅管又可分為拉制管、軋制管和擠制管等，一般中、低壓管道采用拉制管。純銅管和黃銅管大多用于制造換熱設備、制冷系統、化工管路、以及儀表的測壓管線(xiàn)或傳送液體的管線(xiàn)上。

純銅管適用于工作壓力在 4MPa 一下、溫度為 -196~250℃ 的管路、黃銅管適用于工作壓力在 22MPa 以下、溫度為 -158~120℃ 的管路。在制冷系統中，銅管適用于工作壓力低于 2MPa、溫度為 -20~150℃，輸送制冷劑與潤滑油的管路上，近年來(lái)已用在室內燃氣管路及高級賓館的冷熱水系統上。

2）鋁及鋁合金管：鋁及鋁合金管只要用于輸送脂肪酸、硫化氫、二氧化碳和硝酸、醋酸等管道。它一般采用拉制和擠壓等方法生產(chǎn)；其有質(zhì)量輕、不銹蝕等特點(diǎn)，但其機械強度較差，不能承受較高壓力。

3）鈦管：鈦管常用于其他管材無(wú)法勝任的工藝部位，其主要特點(diǎn)是質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕、耐低溫，適用溫度范圍為 -140~250℃，當溫度高于 250℃ 時(shí)，其力學(xué)性能下降。

（3）鑄鐵管

1）高硅鑄鐵管:高硅管道是由含碳量在 0.5%~1.2%（質(zhì)量分數，下同），含硅量在 10%~17% 的鐵硅合金組成，具有很高的耐腐蝕性能。常用的高硅鑄鐵含硅量為 14.5%，隨著(zhù)硅含量的增加，耐腐蝕性能增大，但脆性也變大。一般使用壓力為 0.25MPa 以下。

2）普通鑄鐵管：普通承插鑄鐵管用于給排水管道，按壓力不同分為低壓管（＜0.45MPa）、中壓管（0.45~0.75MPa）和高壓管（0.75~1.0MPa），將管與法蘭鑄成一體的普通法蘭鑄鐵管拆卸方便，應用較廣泛。

（4）非金屬管

1）耐酸酚醛塑料管：耐酸酚醛塑料管具有良好的耐腐蝕性能，能抗大部分酸性、有機溶劑等腐蝕，但不耐堿性及強氧化性的酸腐蝕。由于其沖擊韌性差，較脆，故不宜在有機械振動(dòng)、溫度變化大的情況下使用，一般用于溫度為 -30~130℃、壓力 ＜0.6MPa 的工況。

2）硬聚氯乙烯管：硬聚氯乙烯管對不同濃度的大部分酸堿鹽類(lèi)的溶液有較好的耐腐蝕性，但在 50%以上的硝酸及發(fā)煙硫酸中則不穩定。其傳熱系數低、塑性好，不過(guò)其強度差，且只有在 60℃ 以下時(shí)才能保持適當強度，用于壓力 ＜0.6MPa 的工況。

3）石墨管：石墨管具有良好的耐腐蝕性，且熱脹系數小，不污染介質(zhì)，但其較脆，強度低，適用于溫度 ＜150℃、壓力 ＜0.3MPa 的工況。

4）耐酸陶瓷管：耐酸陶瓷管具有良好的耐腐蝕性、不滲透性。但它耐溫度驟變性差、強度差、強度低、不宜用于劇毒或易燃易爆介質(zhì)，一般用于溫度 ＜120℃、壓力為常壓的工況。

5）玻璃管：玻璃管對除氫氟酸外的酸類(lèi)、稀堿及有機溶劑等具有良好的耐蝕性，但其抗拉強度低、常用于溫度 ＜120℃、壓力 ＜2.0MPa 的工況。

6）混凝土管：混凝土管分為預應力和自應力鋼筋混凝土管兩種。管口連接采用承插接口，用圓形截面的橡膠圈密封，適用于長(cháng)距離輸送低壓水、氣等，一般用于壓力 ＜1.0MPa 的工況。

一般無(wú)縫鋼管由 10、20、Q295、Q345 牌號的鋼制造。按制造方法分為熱軋無(wú)縫鋼管和冷拔（軋）無(wú)縫管，熱軋鋼管的長(cháng)度為 3000~12000mm。冷拔鋼管的長(cháng)度為 3000~10500mm。輸送流體用無(wú)縫鋼管，常用規格見(jiàn)表 2-3。

2-2 管道管理的技術(shù)要求有哪些？

答：管道管理的技術(shù)要求是：

（1）建立管道的技術(shù)檔案與臺賬。管道檔案應包括圖樣、安裝驗收技術(shù)資料、維修記錄、運行時(shí)間統計表等。

（2）建立管道管理的規章制度。對壓力管道、使用單位應根據壓力管道技術(shù)標準、法規建立安全管理制度、操作者安全被訓制度、工藝生產(chǎn)造作制度、檢驗維護制度、事故管理制度及報廢更新制度等。

對于從事壓力管道、管件的設計、制造、安裝、維修、全面檢驗的單位，均須獲得有關(guān)部門(mén)頒發(fā)的許可證，方可從事相應的工作。

（3）生產(chǎn)管理。操作者應對使用的管道進(jìn)行巡回檢查。內容包括：管道的零部件是否完整齊全；儀表、計量器具、信號聯(lián)鎖、各種安全裝置、自動(dòng)調節裝置是否靈敏可靠；管道是否有泄漏、超溫、超壓、過(guò)冷、異常震動(dòng)現象；管道支架是否牢固；各種螺栓是否緊固；防腐防凍設施是否完整有效；閥門(mén)操作機構的潤滑和防護是否符合要求等。

（4）維修管理。管道的維修管理應按 GB 50235—1997《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規范》的規定進(jìn)行管理與驗收。

2-3 管道工程常用文字符號有哪些？

答：管道工程常用文字符號見(jiàn)表 2-7。

2-4 管道代號有哪些？

答：管道代號見(jiàn)表 2-8。

2-5 管道的公稱(chēng)直徑是什么？

答：管道工程中，管子種類(lèi)繁多，管子的大小通常用管外徑 D 和管內徑 d 表示，量度使用過(guò)程中，由于用途不一，需要多種直徑相應的管路附件（包括管件、閥門(mén)、法蘭等），這樣，管材和附件的直徑尺寸就相當多，就給制造、設計和施工造成了不便，為了能批量生產(chǎn)、降低成本、提高效益，使管子和管理附件具有通用性和互換性，必須對管子和管理附件實(shí)行標準化，而公稱(chēng)直徑又是管道工程標準化重要內容。所謂公稱(chēng)直徑就是各種管道元件的通用口徑，又稱(chēng)公稱(chēng)通徑、公稱(chēng)口徑、公稱(chēng)尺寸（現在國際上普遍使用公稱(chēng)尺寸這一稱(chēng)謂），用符號 DN 表示，DN 是用于管道系統元件的字母和數字組合的尺寸標識。它由字母 DN 和后跟無(wú)因次的整數數字組成�，F行管道元件的公稱(chēng)直徑按 GB/T 1047-2005 之規定，見(jiàn)表 2-9。

2-6 管道的公稱(chēng)壓力、試驗壓力、工作壓力是什么？

答：公稱(chēng)壓力、試驗壓力、工作壓力是：

（1）公稱(chēng)壓力：制品在基準溫度下的耐壓強度稱(chēng)為公稱(chēng)壓力，用符號 PN 表示，PN 是與管道系統元件的力學(xué)性能和尺寸特性相關(guān)、用于參考的字母和數字組合的標識。它由字母 PN 和后跟無(wú)因次的數字組成。入公稱(chēng)壓力為 1.0MPa，記為 PN10。由于制品的材料不同，其基準溫度也不同，鑄鐵和銅的基準溫度為 120℃，鋼的基準溫度為 200℃，合金鋼的基準溫度為 250℃。塑料制品的基準溫度為 20℃，制品在基準溫度下的耐壓強度接近常溫時(shí)的耐壓強度，故公稱(chēng)壓力也接近常溫下材料的耐壓強度。管道的公稱(chēng)壓力見(jiàn)表 2-10。

注：必要時(shí)允許選用其他的 PN 值。

（2）工作壓力：管子和管路附近在正常運行條件下所承受的壓力用符號 p 表 示，這個(gè)運行條件必須是指某一操作溫度，因而說(shuō)明某制品的壓力工作應注明其工作溫度，通常是在 p 的下角附加數字，該數字是最高工作溫度除 10 所得的正式整數值，如介質(zhì)的最高強度為 300℃，工作壓力為 10MPa，則記為 p₃₀10MPa。

（3）試驗壓力：管道與管路附件在出廠(chǎng)前，必須進(jìn)行壓力試驗，檢查其強度和密封性，對制品進(jìn)行強度試驗的壓力稱(chēng)為強度試驗壓力，用符號 p_s 表示，如試驗壓力為 4MPa，記為 p_s4MPa。從安全角度考慮，試驗壓力必須大于公稱(chēng)壓力。

制品的公稱(chēng)壓力按照他的定義是指基準溫度下的耐壓強度，但在很多情況下，制品并非在基準溫度下工作，隨著(zhù)溫度的變化，制品的耐壓強度也跟著(zhù)發(fā)生變化，所以隸屬于某一公稱(chēng)壓力的制品，究竟能承受多大的工作壓力，要由介質(zhì)的工作溫度決定，因此就需要知道制品在不同的工作溫度下公稱(chēng)壓力和工作壓力的關(guān)系。為此，必須通過(guò)強度計算找出制品的耐壓強度與溫度之間的變化規律。在工程實(shí)踐中，通常是按照制品的最高耐溫界限，把工作溫度分為若干等級，并計算每個(gè)溫度等級下制品的允許的工作壓力。例如：用優(yōu)質(zhì)碳素鋼制造的制品，工作溫度分為 11 個(gè)等級，在每一個(gè)工作溫度等級下，列出在該溫度等級下的工作壓力，見(jiàn)表 2-11。

其他材料的制品，同樣可以分成不同的溫度等級并計算出在每一個(gè)工作溫度下所承受的最大工作壓力。這樣我們可以制定出各種制品的公稱(chēng)壓力、工作溫度和最大工作壓力的換算關(guān)系。編織成便于應用的表格，以便按照制品的公稱(chēng)壓力和介質(zhì)的工作溫度來(lái)確定所允許承受的最大工作壓力，或者按照介質(zhì)的工作壓力來(lái)選擇管材和管路附件。表 2-12、表 2-13、表 2-14分別列出了碳鋼及合金鋼制件、鑄鐵制件、銅制件的公稱(chēng)壓力、工作壓力、工作溫度和最大工作壓力的關(guān)系。這些表稱(chēng)為制件的溫壓表。在選擇管材、管路附件是經(jīng)常用到。