金属加工 | 工艺管道知识

焊接钢管，也称为有缝钢管，是由钢板或钢带卷焊而成。根据管材的表面处理形式，可分为镀锌和不镀锌两种。镀锌焊接钢管通常用于输送介质要求比较洁净的管道，如生活用水、净化空气、仪表空气等。不镀锌的焊接钢管则可用于输送蒸汽、煤气、压缩空气和冷凝水等。根据用户要求，焊接钢管在出厂时可分为管端带螺纹和管端不带螺纹两种。管端带螺纹的焊接钢管每根管材长度为4～9m，而不带螺纹的焊接钢管每根管材长度为4～12m。

焊接钢管还可按管壁厚度不同，分为薄壁钢管、加厚钢管和普通钢管。普通钢管是工艺管道上用量最多的，其试验压力为2.0MPa。而加厚钢管的试验压力为3.0MPa。此外，焊接钢管的联接方法较多，有螺纹联接、法兰联接和焊接。法兰联接中又分螺纹法兰联接和焊接法兰联接；而焊接方法中又分为气焊和电弧焊。

常用焊接钢管的规格范围为公称直径6～150mm。与焊接钢管不同，无缝钢管是工业管道中用量最大、品种规格最多的管材。无缝钢管基本上可分为流体输送用无缝钢管和带有专用性的无缝钢管两大类。流体输送用无缝钢管是工艺管道常用的钢管，而后者如锅炉专用钢管、裂化炉管和热交换器用钢管等。

根据材质的不同，无缝钢管可分为碳素无缝钢管、铬钼无缝钢管和不锈、耐酸无缝钢管。碳素无缝钢管常用的制造材质有10号、20号、16Mn钢，其规格范围为热轧外径φ32～630mm，冷拔外径φ6～200mm，单根管长度4～12m，容许操作温度为-40～450℃。低合金钢无缝钢管是指含一定比例合金元素的合金钢管，通常分为含有锰元素的低合金钢管和含有铬、钼等元素的低合金钢管。铬钼钢管常用的有12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo、1Cr5Mo等，其规格范围为外径φ10～φ273mm，单根管长度4～12m，适用温度范围为-40～550℃。不锈耐酸无缝钢管根据铬、镍、钛各种金属的不同含量，品种很多，有Cr13、00Cr17Ni14Mo2、1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni9Ti等。这些钢号中用量最多的是1Cr18Ni9Ti，在施工图上常用简化材质代号18-8来表示，适用温度范围为-196～700℃。

至于高压无缝钢管，其制造材质与以上无缝钢管基本相同，只是管壁比中低压无缝钢管厚，最厚的管壁可达40mm。例如，化肥设备用高压无缝钢管的规格为φ14×4(mm)～273×40(mm)，单根管长度为4～12m，适用压力范围为10～32MPa，工作温度为-40～400℃。在石油化工装置中用以上高压无缝钢管输送原料气、氢氮气、合成气、水蒸气、高压冷凝水等介质。此外，低温钢管在引进工程项目的冷区用量较多，其材料牌号为STPL-39、STPL-46，工作温度可达-105℃。

低温钢管分为无缝钢管和有缝钢管两种，无缝低温钢管公称直径为15～400mm，壁厚同碳钢管；有缝低温钢管公称直径为400～1100mm，壁厚为6～10mm，单根管标准长度6m。这种钢管适用于输送各种无腐蚀性低温介质管道，国内市场尚未生产与这种标准相应的钢管。

钢板卷焊管是通过钢板卷制加工而成，分为直缝卷焊钢管和螺旋缝卷焊钢管两种。直缝卷焊钢管多数在施工现场制造或委托加工厂制造，专业钢管厂不生产。钢板材料有Q235A、10号、20号、16Mn、20g等，其规格范围为公称直径200～3000mm，最大直径可达4000mm，并且壁厚一般为4～16mm。依据直径不同，单根管的长度也有所区别。适用工作温度：Q235A为-15～300℃，10号、20号、16Mn、20g为-40～450℃，均适用于低压范围。螺旋缝卷焊钢管则是由钢管制造厂生产，材质有Q235A和16Mn。规格范围为公称直径200～700mm，壁厚7～10mm，单根管长度8～18m，并且适用工作温度：Q235A为-15～300℃，16Mn为-40～450℃，操作压力：Q235A为2.5MPa，16Mn为4MPa。以上两种钢管适用于输送常温低压腐蚀性不强的介质，例如低压蒸汽、下循环水、煤气和油气等。螺旋缝卷焊钢管的单根管较长，特别适用于长距离输送管道。

直缝不锈钢板卷焊管通常在施工现场制造，制造厂不生产。其所用材质多为1Cr18Ni9Ti钢板，公称直径范围为200～1000mm。公称直径200～400mm的壁厚为4mm，公称直径700～1000mm的壁厚为6～8mm，单根管长度为4.5m。它与低压不锈钢管的适用温度和输送范围相同。

铜管分紫铜管和黄铜管两种。制造紫铜管所用的材料牌号有T2、T3、T4和TUP等，含铜量占99.7%以上；黄铜管的制造材料牌号有H62、H68等，都是以锌和铜的合金制成的。如H62黄铜管，其材料成分中铜的含量为60.5%～63.5%，锌为39.6%，其他杂质小于0.5%。铜管的制造方法分为拉制和挤制两种。拉制铜管外径为φ3～φ200mm，挤制铜管外径为φ32～φ280mm，壁厚1.5～5mm；铜板卷焊铜管的规格范围为外径φ155～φ505mm，供货方式有单根的和成盘的两种。铜管的适用工作温度在250℃以下，多用于油管道、保温伴管和空分氧气管道。

钛管是一种新出现的管材，由于它具有重量轻、强度高、耐腐蚀性强和耐低温等特点，在其他管材无法胜任的工艺部位得到了广泛使用。钛管是用TA1、TA2工业纯钛制造，适用温度范围为-140～250℃，当温度超过250℃时，其机械性能将会下降。 常用钛管的规格范围为公称直径20～400mm。低中压钛管壁厚为2.8～12.7mm，中压管壁厚为3.7～21.4mm。虽然钛管具有很多优点，但因价格昂贵，焊接难度较大，尚未被广泛采用。

管件是在管路系统中改变走向、标高或改变管径以及由主管上引出支管等所使用的管材。由于管系形状各异，管件的种类相对较多，其中比较常见的有弯头、三通、异径管、管接头、管帽等。平焊钢法兰的规格范围如下：公称压力PN0.25、0.6MPa的直径通常在DN10～2000mm之间。

, , ,

管道系统中不可或缺的配件——法兰，在各种工业领域中占据着重要的地位。法兰主要用于管道连接处的密封和支撑作用，这篇文章主要介绍三种常见的法兰类型及其对应的垫片。

1. 对焊法兰

对焊法兰，也称高颈法兰或大尾巴法兰，以焊接的方式直接连接在管道或法兰上。其强度大而不易变形，密封性能较好，有多种形式的密封面，适用的压力范围很广。其中，光滑面对焊法兰的公称压力为PN2.5MPa以下，规格范围为DN10～2000mm。公称压力PN2.5MPa，规格范围DN10～1000mm。公称压力PN4.0MPa，规格范围DN10～600mm。

另一种榫槽密封面对焊法兰，其密封性能好，结构形式类似凹凸式密封面法兰。公称压力范围为PN1.6～4.0MPa，规格范围为DN10～600mm；PN6.4～10MPa，规格范围DN10～400mm。以上各种对焊法兰，只是按其密封面的形式不同而加以区别。

2. 松套钢制管法兰

松套钢制管法兰不是直接焊接在管子上的，而是以管口翻边或焊环为密封接触面，松套法兰起紧固作用，多用于铜、铝和铅等有色金属及不锈耐酸钢管道上。其最大的优点是可以自由活动，方便穿螺栓。焊环松套钢制管法兰适用压力PN0.6～2.50MPa，规格范围为DN10～600mm；压力PN4.0MPa，规格范围DN10～300mm。平焊环松套钢制管法兰只适用较低压力，PN0.6～1.6MPa，其规格范围DN10～600mm。管口翻边活套法仅适用于PN06MPa及以下。

3. 法兰盖与垫片

法兰盖是与法兰配套使用的部件，其密封面有光滑式和凸凹式，规格和适用压力范围与配套法兰一致。垫片是法兰连接的主要密封件，因此正确选用垫片也是保证法兰连接不泄漏的关键。

根据管道所输送介质的腐蚀性、温度、压力及法兰密封面的形式，法兰垫片种类很多。其中橡胶石棉垫是法兰连接用量最多的垫片，能适用于很多介质，如蒸汽、煤气、空气、盐水、酸和碱等。橡胶石棉垫的厚度，各专业还不统一，通常用3mm厚。公称直径小于100mm的法兰，其垫片厚度不超过2.5mm。其使用压力一般不超过2.5MPa。

另外，有橡胶垫，是用橡胶板制作的垫片。缠绕式垫片是用金属钢带及非金属填料带缠绕而成。

总的来说，正确选用适合介质条件的法兰及垫片，保证其连接的安全和密封，尤为重要。

垫片在石油化工工艺管道中被广泛应用，因其制造简单、价格低廉、材料能被充分利用、密封性能较好。

适用参数是公称压力为4.0MPa以下，08号钢温度可达450℃，0Cr13钢带制成的缠绕垫使用温度可达540℃。

齿形垫则利用同心圆的齿形密纹与法兰密封面相接触、构成多道密封，因此密封性能较好，常用于凹凸式密封面法兰的连接。

金属垫圈的种类很多，按形状划分有金属平垫圈、截面积为椭圆形、八角形金属垫圈和透镜式垫圈，按制造材质分有低碳钢、不锈耐酸钢、紫铜、铝和铅等。

用于连接法兰的螺栓，有单头螺栓和双头螺栓两种，其螺纹一般都是三角形公制粗螺纹。

垫片的选用应根据管道所输送介质的温度、压力、腐蚀性和连接法兰的密封形式来确定，专业性较强的垫片，如透镜垫，适用于高压法兰连接。