管道器材選用與工程應(yīng)用

第一章緒論（1）
第一節(jié)配管設(shè)計(jì)管道器材（1）
一、配管設(shè)計(jì)管道器材的概念（1）
二、配管設(shè)計(jì)管道器材選用的特點(diǎn)（1）
三、配管設(shè)計(jì)管道器材選用的過程與職責(zé)（3）
四、工程各階段配管設(shè)計(jì)管道器材選用的工作內(nèi)容（4）
五、配管設(shè)計(jì)管道器材選用的工作程序（5）
六、國內(nèi)外對(duì)管道設(shè)計(jì)專業(yè)人員的資格和經(jīng)驗(yàn)要求（7）
七、氧氣管道管徑和流速變化器材選用問題與工程應(yīng)用（7）
八、海水管道選用玻璃鋼管道及地上敷設(shè)問題與工程應(yīng)用（8）
九、熱水直埋管道配管設(shè)計(jì)器材選用問題與工程應(yīng)用（8）
十、高溫高壓蒸汽管道器材選用問題與工程應(yīng)用（9）
十一、硫酸管道器材選用問題與工程應(yīng)用（10）
十二、消防水管道連接方式選用問題與工程應(yīng)用（10）
十三、FBE內(nèi)涂敷管道的選用對(duì)配管設(shè)計(jì)的影響與工程應(yīng)用（11）
十四、大口徑管道外形失效問題與工程應(yīng)用（12）
十五、大口徑閥門操作方式的問題與工程應(yīng)用（12）
十六、P91材質(zhì)管道的選用與工程應(yīng)用（13）
十七、不銹鋼管道生銹及防腐蝕涂漆問題與工程應(yīng)用（14）
十八、高溫高壓蒸汽管道不用不銹鋼材質(zhì)的原因與工程應(yīng)用（15）
十九、超出一般規(guī)范要求超高壓管道的設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用（15）
二十、低溫低應(yīng)力工況與嚴(yán)寒地區(qū)管道不選用低溫鋼的設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用（16）
二十一、圖紙文件混淆NPS和DN造成連續(xù)報(bào)價(jià)失?。?7）
二十二、管道設(shè)計(jì)規(guī)范EN 13480與GB/T 20801的比較（17）
二十三、環(huán)氧乙烷（EO）管道器材選用與工程應(yīng)用（17）
二十四、渦激振動(dòng)工況管道器材選用與工程應(yīng)用（18）
二十五、不銹鋼和碳鋼直接焊接的設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用（21）
二十六、不銹鋼法蘭需選用不銹鋼螺栓的疑問與工程應(yīng)用（23）
二十七、醋酸乙烯管道器材的選用與工程應(yīng)用（23）
第二節(jié)管道器材常見失效形式（24）
一、低溫脆性斷裂（24）
二、高溫破壞（24）
三、疲勞失效（25）
四、腐蝕破壞（25）
五、法蘭密封失效（26）
六、閥門泄漏（27）
七、管道堵塞（27）
八、液錘和汽錘（28）
九、惡劣天氣破壞（29）
十、外力破壞（29）
第三節(jié)配管設(shè)計(jì)管道器材常用材料分類（29）
第四節(jié)配管設(shè)計(jì)常用黑色金屬材料（30）
一、常用黑色金屬的分類（30）
二、鑄鐵的分類與工程應(yīng)用（30）
三、碳素鋼的分類與工程應(yīng)用（31）
四、普通碳素鋼的分類與工程應(yīng)用（32）
五、優(yōu)質(zhì)碳素鋼的分類與工程應(yīng)用（33）
六、高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼的分類與工程應(yīng)用（35）
七、碳素工具鋼的分類與工程應(yīng)用（35）
八、國內(nèi)外常用碳素鋼管、鋼板牌號(hào)的比較（35）
九、合金鋼的分類與工程應(yīng)用（36）
十、國內(nèi)外鉻鉬鋼鋼號(hào)、化學(xué)成分和力學(xué)性能對(duì)比（38）
十一、不銹鋼的分類與工程應(yīng)用（49）
十二、不銹鋼的性能及各種元素的作用（51）
十三、國內(nèi)外配管設(shè)計(jì)常用不銹鋼牌號(hào)對(duì)比（52）
十四、配管設(shè)計(jì)常用304、304L、316、316L的比較與工程應(yīng)用（54）
十五、奧氏體不銹鋼的分類與工程應(yīng)用（56）
十六、雙相不銹鋼的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)比較與工程應(yīng)用（57）
十七、國內(nèi)外常用配管設(shè)計(jì)材料牌號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)的比較（58）
第五節(jié)配管設(shè)計(jì)常用有色金屬材料（66）
一、配管設(shè)計(jì)常用有色金屬的概念（66）
二、銅的選用與工程應(yīng)用（67）
三、鋁的選用與工程應(yīng)用（67）
四、鉛的選用與工程應(yīng)用（67）
五、鋅鎳鈦鎂的選用與工程應(yīng)用（68）
六、有色金屬的牌號(hào)（68）
七、國內(nèi)外有色金屬的應(yīng)用比較（69）
第六節(jié)金屬材料性能的影響因素（70）
一、溫度對(duì)金屬材料性能的影響（70）
二、常見元素對(duì)金屬材料性能的影響與工程應(yīng)用（70）
第七節(jié)配管設(shè)計(jì)管道器材選用設(shè)計(jì)條件與限制（73）
一、設(shè)計(jì)壓力條件（73）
二、設(shè)計(jì)溫度條件（75）
三、荷載條件（76）
四、環(huán)境影響條件（77）
五、壓力和溫度的允許變動(dòng)范圍（77）
六、各種類型管道許用應(yīng)力條件與比較（78）
七、ASME B31規(guī)定的許用應(yīng)力（81）
八、GB/T 150規(guī)定的管材和螺栓的許用應(yīng)力（82）
九、常用金屬材料的使用溫度（82）
十、配管設(shè)計(jì)常用ASME基本材料（84）
第八節(jié)配管設(shè)計(jì)管道壽命與腐蝕裕度的設(shè)計(jì)（85）
一、管道使用壽命的有關(guān)影響因素（85）
二、國內(nèi)外不同行業(yè)對(duì)管道使用壽命的設(shè)計(jì)比較（86）
三、管道設(shè)計(jì)壽命與使用壽命的比較（86）
四、管道剩余使用壽命的評(píng)估方法（87）
五、國外某管道材料腐蝕余量的要求與工程應(yīng)用（88）
六、管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法與工程應(yīng)用（89）
七、腐蝕余量取值設(shè)計(jì)（90）
第九節(jié)管道器材選用的一般要求與限制（90）
一、配管設(shè)計(jì)管道器材選用一般要求（90）
二、鑄鐵管道器材的選用與工程應(yīng)用（92）
三、碳素鋼和低中合金鋼管道器材的選用與工程應(yīng)用（92）
四、高合金鋼管道器材的選用與工程應(yīng)用（93）
五、各標(biāo)準(zhǔn)焊后熱處理的一般要求與比較（94）
六、配管設(shè)計(jì)常用管道器材焊前預(yù)熱及焊后熱處理的一般要求（95）
七、耐熱鋼管道器材的選用與工程應(yīng)用（95）
八、高溫管道器材的選用與工程應(yīng)用（96）
九、低溫管道器材的選用與工程應(yīng)用（97）
十、低溫低應(yīng)力工況管道器材的選用與工程應(yīng)用（98）
十一、劇烈循環(huán)條件下管道器材的選用與工程應(yīng)用（99）
十二、極度危害介質(zhì)、高度危害介質(zhì)及液化烴管道器材的選用與工程應(yīng)用（99）
十三、劇毒流體管道器材的選用與工程應(yīng)用（99）
十四、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)壓力管道器材選用的一般限制（100）
十五、沖擊試驗(yàn)的一般要求與工程應(yīng)用（104）
十六、腐蝕環(huán)境奧氏體不銹鋼的傾向試驗(yàn)一般要求（106）
十七、含有氫氣管道器材的選用與工程應(yīng)用（106）
十八、濕H2S應(yīng)力腐蝕管道器材的選用與工程應(yīng)用（106）
十九、NaOH溶液應(yīng)力腐蝕管道器材的選用與工程應(yīng)用（107）
二十、液氨應(yīng)力腐蝕環(huán)境管道器材的選用與工程應(yīng)用（108）
二十一、材料間相互連接或接觸管道器材的選用與工程應(yīng)用（108）
二十二、腐蝕速率的選用與工程應(yīng)用（109）
第十節(jié)非金屬管道器材選用的一般要求與限制（109）
一、配管設(shè)計(jì)非金屬管道器材選用的一般要求（109）
二、纖維增強(qiáng)塑料及纖維增強(qiáng)塑料襯里管道設(shè)計(jì)的一般要求（111）
三、聚乙烯及其他非金屬材料管道設(shè)計(jì)的一般要求（112）
四、非金屬管道配管設(shè)計(jì)材料應(yīng)力與荷載的一般要求（113）
五、流體工況對(duì)非金屬管道材料的一般要求（113）
六、國內(nèi)外常用非金屬管道選用表（114）
第十一節(jié)配管設(shè)計(jì)管道器材選用易混淆術(shù)語（116）
一、交貨狀態(tài)(delivery condition)（116）
二、熱軋狀態(tài)(hot rolling condition)（116）
三、冷拉（軋）狀態(tài)［cold drawn（rolling）condition］（117）
四、常用鋼的熱處理方法分類（117）
五、正火狀態(tài)(normalized condition)（117）
六、退火狀態(tài)(annealed condition)（117）
七、高溫回火狀態(tài)(high temperature tempering condition)（118）
八、固溶處理狀態(tài)(solid solution treatment)（118）
九、抗蝕性(corrosion resistance)（118）
十、力學(xué)性能(mechanical properties)（118）
十一、彈性(elasticity)（118）
十二、塑性(plasticity)（119）
十三、強(qiáng)度（intensity & strength）（119）
十四、強(qiáng)度極限(ultimate strength)（119）
十五、比例極限（proportional limit）（119）
十六、彈性極限（elastic limit）（119）
十七、屈服極限（yield limit）與規(guī)定的最小屈服強(qiáng)度（SMYS）（119）
十八、抗拉強(qiáng)度（tensile strength）與規(guī)定的最小拉伸強(qiáng)度(SMTS)（119）
十九、抗彎強(qiáng)度（bending strength）（120）
二十、抗壓強(qiáng)度（compressive strength）（120）
二十一、伸長(zhǎng)率（elongation percentage）（120）
二十二、斷面收縮率（section shrinkage）（120）
二十三、持久極限（endurance limit）［持久強(qiáng)度（rupture strength）］（120）
二十四、蠕變極限（creep limit）（120）
二十五、疲勞極限（fatigue limit）（121）
二十六、疲勞強(qiáng)度（fatigue strength）（121）
二十七、沖擊吸收功(impact absorbing energy)或沖擊韌性值(impact toughness)（121）
二十八、低溫沖擊韌性(low temperature impact toughness)和高溫沖擊韌性(high temperature impact toughness)（121）
二十九、金屬材料的冷脆（cold brittleness）及脆性轉(zhuǎn)變溫度（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、固溶體（solid solution）（123）
三十六、金屬化合物（metal compounds）（123）
三十七、奧氏體（A）（austenite）（123）
三十八、鐵素體（F或FN）（ferrite）（123）
三十九、滲碳體（Fe3C）（cementite）（123）
四十、珠光體（P）(pearlite)（123）
四十一、臨界點(diǎn)(critical point)（124）
四十二、熱處理（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、調(diào)質(zhì)（quenching and high temperature tempering）（125）
四十八、固溶處理（solution treatment）（126）
四十九、穩(wěn)定化處理（stabilizing treatment & steadiness treatment）（126）
五十、敏化處理（sensitizing treatment）（126）
五十一、碳當(dāng)量（carbon equivalent）（127）
第二章標(biāo)準(zhǔn)體系的選用（128）
第一節(jié)國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)體系的選用與比較（128）
一、配管設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀（128）
二、配管設(shè)計(jì)管道器材的兩大標(biāo)準(zhǔn)體系（128）
三、美國標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（128）
四、德國標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（130）
五、俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（131）
六、日本標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（132）
七、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（133）
八、英國、法國標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（134）
九、中國國家標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（135）
十、中國石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（136）
十一、中國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（138）
十二、中國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（139）
十三、動(dòng)力管道標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（140）
十四、公用管道標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（141）
十五、長(zhǎng)輸管道標(biāo)準(zhǔn)體系與工程應(yīng)用（142）
第二節(jié)管道的分級(jí)（類）（143）
一、我國壓力管道分級(jí)（類）（143）
二、GB 50316、GB 50235、SH/T 3059、SH/T 3501、GB 50517管道分級(jí)（類）（144）
三、ASME管道分級(jí)（類）（144）
四、按設(shè)計(jì)壓力管道分級(jí)（類）（145）
五、按設(shè)計(jì)溫度管道分級(jí)（類）（145）
六、管道分級(jí)（類）的變化（145）
第三節(jié)配管設(shè)計(jì)管道器材標(biāo)準(zhǔn)體系之間的配伍（145）
第四節(jié)配管設(shè)計(jì)管道器材國內(nèi)外常用標(biāo)準(zhǔn)（146）
一、各國各行業(yè)管道標(biāo)準(zhǔn)的選用與工程應(yīng)用（146）
二、常用API管道標(biāo)準(zhǔn)（147）
三、常用ASME管道標(biāo)準(zhǔn)（147）
四、常用ASTM管道標(biāo)準(zhǔn)（148）
五、常用MSS管道標(biāo)準(zhǔn)（153）
六、常用NACE管道標(biāo)準(zhǔn)（154）
七、常用AWWA管道標(biāo)準(zhǔn)（155）

第三章配管器材的計(jì)算（156）
第一節(jié)管道壓力等級(jí)的確定與計(jì)算（156）
一、壓力等級(jí)的定義與一般要求（156）
二、壓力等級(jí)確定的原則（157）
三、PN和Class壓力等級(jí)的選用（157）
四、壁厚壓力等級(jí)的選用（159）
五、壓力-溫度額定值的確定與工程應(yīng)用（161）
六、管道壓力-溫度允許變動(dòng)范圍（163）
七、國內(nèi)外壓力-溫度額定值的比較（163）
第二節(jié)管道口徑的選用與水力計(jì)算（164）
一、配管設(shè)計(jì)管道口徑計(jì)算與選用的一般原則（164）
二、管道口徑計(jì)算與選用的一般要求（166）
三、初步口徑計(jì)算（167）
四、單相流管道壓力損失計(jì)算（171）
五、兩相流管道的流型判斷（171）
六、氣液兩相流管道壓力損失計(jì)算（174）
七、管道口徑計(jì)算與選用的常用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（175）
八、長(zhǎng)輸管道和公用管道水力計(jì)算與工程應(yīng)用（175）
九、管道口徑的計(jì)算與選用的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用（176）
第三節(jié)配管設(shè)計(jì)管道壁厚的計(jì)算與選用（176）
一、DN、NPS、De、D、d、、dn、Dg、OD、ID、NB管徑的比較與工程應(yīng)用（176）
二、鋼管壁厚的三種常用表示方法的比較（177）
三、管表號(hào)Sch的特點(diǎn)與計(jì)算工程應(yīng)用（177）
四、國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)壁厚系列的比較（180）
五、板焊管及其壁厚等級(jí)CWP（187）
六、常用板焊管的承壓能力與壁厚等級(jí)的工程應(yīng)用（193）
七、國內(nèi)外鋼管外徑壁厚偏差比較與工程應(yīng)用（193）
八、ASME B313、SH/T3059、GB/T 20801管道壁厚計(jì)算方法（196）

九、公用管道、長(zhǎng)輸管道壁厚計(jì)算方法（199）
十、國內(nèi)外各類管道壁厚計(jì)算方法的比較（202）
十一、管子壁厚與管件壁厚的匹配設(shè)計(jì)（203）
十二、厚壁管和薄壁管的應(yīng)力分布與計(jì)算方法（203）
十三、直管壁厚計(jì)算方法的推算原理（204）
十四、各類管道的最小壁厚要求（205）
十五、管道壁厚等級(jí)的確定方法（207）
十六、俄羅斯與中國長(zhǎng)輸管道壁厚計(jì)算方法的比較（207）
十七、某工業(yè)管道壁厚的計(jì)算與工程應(yīng)用（209）
十八、超高壓管道壁厚的計(jì)算與不同規(guī)范的比較（209）
十九、t≥D/6管道壁厚的計(jì)算與工程應(yīng)用（211）
二十、玻璃鋼管道壁厚的計(jì)算與工程應(yīng)用（211）
二十一、PE管道壁厚的計(jì)算與工程應(yīng)用（212）
二十二、非金屬管道壁厚的計(jì)算（213）
二十三、管道強(qiáng)度計(jì)算書（213）
第四節(jié)管件壁厚及強(qiáng)度計(jì)算（214）
一、管件壁厚等級(jí)的確定（214）
二、彎管或彎頭壁厚強(qiáng)度計(jì)算與工程應(yīng)用（214）
三、斜接彎管壁厚及強(qiáng)度計(jì)算（215）
四、三通壁厚及強(qiáng)度計(jì)算（217）
五、非標(biāo)準(zhǔn)異徑管強(qiáng)度計(jì)算（218）
六、平蓋厚度及強(qiáng)度計(jì)算（220）
七、盲板厚度計(jì)算與工程應(yīng)用（221）
八、法蘭強(qiáng)度的計(jì)算與工程應(yīng)用（223）
九、支管連接形式的選用與強(qiáng)度計(jì)算工程應(yīng)用（224）
十、支管直接焊接到主管不需要補(bǔ)強(qiáng)的要求（225）
十一、半管接頭強(qiáng)度要求（226）
十二、焊支管臺(tái)、螺紋支管臺(tái)及承插焊支管臺(tái)強(qiáng)度要求（226）
十三、焊接支管補(bǔ)強(qiáng)板的計(jì)算安裝與工程應(yīng)用（227）