常用管道材质壁厚分析

由

在这里简要说说国标(GB) 和美标（ASME）的管道材料。

A. 国内常用的管道材料

国内使用最多的就是20#钢管，它的推荐使用温度范围是0℃-425℃，抗拉强度(材料做成试块把它拉断时所用的力)是410MPa，但大家需要注意的是压力管道在不同的标准中，它的使用要求是不同的。

例如在GB/T8163-2008 （输送流体用的无缝钢管）

规范中规定20# ：

1，不能用做换热管。

2.设计压力大能大于4MPa(40公斤)。

3.钢管壁厚不大于10mm。

4.不得用于毒性程度为极度或高度危害的介质。

还比如，在GB9948-2006（石油裂化有无缝钢管）和GB6479（化肥设备用高压无缝钢管）中规定用20号钢，必须是正火处理同时还需要做在0℃的冲击试验。

另外不锈钢的材料表示方法如：06Gr19Ni10（304）\022Gr19Ni10（304L） 06Gr17Ni12Mo2（316）\ 022Gr17Ni12Mo2（316L）

另外还有一点，不锈钢固态下没有相变，所以不能进行热处理，但可以用固溶（将钢加热到1000℃以上让铬的碳化物融入奥氏体）的方法改善它的耐腐蚀性能。

B. 美标的基本管道材料知识

美国标准ASMEⅡ中 碳钢中使用最多的A106 ，A53等。 这里说说A106低合金碳钢管。A106根据它的化学成份含量的不同分为3个级别A\B\C（主要碳含量和杂质的不同）A106C含碳量最高0.35%，力学性能越好，抗拉强度可以达到485MPa.

A106A为C、Si组分，抗拉强度等级330MPa，

A106B为C、Mn、Si组分，抗拉强度等级415MPa，

A106C为C、Mn、Si组分，抗拉强度等级485MPa。

其中A106A类似于国内的20#；A106B类似于国内的Q235；A106C类似于Q345。

ASME第二卷中304/316表示级别，在标准号SA312中，其中SA表示不锈钢。同时在ASME B31.1(动力管道) 和ASMEB31.3（工艺管道）对管材也有描述。做材料方面的人员，要结合这几个规范看看,有问题我们可以进一步探讨。

A- 表示退火 N-正火 NT-正火加回火 QT-淬火加回火

ASTM，全称American Society for Testing and Materials，是美国材料与试验协会的英文缩写。该技术协会成立于1898年。

ASTM（规范）A106（牌号）GR即grade（等级）B（B级），图中的sch160知道是什么意思吗，查下表看8″的是多厚的管壁。

沧州乐科管道美标SCH英寸对照表下载
A B ASME SCH10 SCH20 SCH30 STD SCH40 SCH60 XS SCH80 SCH100 SCH120 SCH140 SCH160 XXS
15 1/2″ 21.3 2.11   2.41 2.77 2.77   3.73 3.73       4.78 7.47
20 3/4″ 26.7 2.11   2.41 2.87 2.87   3.91 3.91       5.56 7.82
25 1″ 33.4 2.77   2.9 3.38 3.38   4.55 4.55       6.35 9.09
32 1.1/4″ 42.2 2.77   2.97 3.56 3.56   4.85 4.85       6.35 9.7
40 1.1/2″ 48.3 2.77   3.18 3.68 3.68   5.08 5.08       7.14 10.15
50 2″ 60.3 2.77   3.18 3.91 3.91   5.54 5.54       8.74 11.07
65 2.1/2″ 73 3.05   4.78 5.16 5.16   7.01 7.01       9.53 14.02
80 3″ 88.9 3.05   4.78 5.49 5.49   7.62 7.62       11.13 15.25
90 3.1/2″ 101.6 3.05   4.78 5.74 5.74   8.08 8.08          
100 4″ 114.3 3.05   4.78 6.02 6.02   8.56 8.56   11.13   13.49 17.12
125 5″ 141.3 3.4     6.55 6.55   9.53 9.53   12.7   15.88 19.05
150 6″ 168.3 3.4     7.11 7.11   10.97 10.97   14.27   18.26 21.95
200 8″ 219.1 3.76 6.35 7.04 8.18 8.18 10.31 12.7 12.7 15.09 18.26 20.62 23.01 22.23
250 10″ 273 4.19 6.35 7.8 9.27 9.27 12.7 12.7 15.09 18.26 21.44 25.4 28.58 25.4
300 12″ 323.8 4.57 6.35 8.38 9.53 10.31 14.27 12.7 17.48 21.44 25.4 28.58 33.32 25.4
350 14″ 355.6 6.35 7.92 9.53 9.53 11.13 15.09 12.7 19.05 23.83 27.79 31.75 35.71  
400 16″ 406.4 6.35 7.92 9.53 9.53 12.7 16.66 12.7 21.44 26.19 30.96 36.53 40.19  
A B ASME SCH10 SCH20 SCH30 STD SCH40 SCH60 XS SCH80 SCH100 SCH120 SCH140 SCH160 XXS
450 18″ 457.2 6.35 7.92 11.13 9.53 14.27 19.05 12.7 23.83 39.36 34.93 39.67 45.24  
500 20″ 508 6.35 9.53 12.7 9.53 15.09 20.62 12.7 26.19 32.54 38.1 44.45 50.01  
550 22″ 558.8 6.35 9.53 12.7 9.53   22.23 12.7 28.58 34.93 41.28 47.63 53.98  
600 24″ 609.6 6.35 9.53 14.27 9.53 17.48 24.61 12.7 30.96 38.89 46.02 52.37 59.54  
650 26″ 660.4 7.92 12.7   9.53     12.7            
700 28″ 711.2 7.92 12.7 15.88 9.53     12.7            
750 30″ 762 7.92 12.7 15.88 9.53     12.7            
800 32″ 812.8 7.92 12.7 15.88 9.53 17.48   12.7            
850 34″ 863.6 7.92 12.7 15.88 9.53 17.48   12.7            
900 36″ 914.4 7.92 12.7 15.88 9.53 19.05   12.7            
950 38″ 965.2       9.53     12.7            
1000 40″ 1016       9.53     12.7            
1050 42″ 1066.8       9.53     12.7            
1100 44″ 1117.6       9.53     12.7            
1150 46″ 1168.4       9.53     12.7            
1200 48″ 1219.2       9.53     12.7            

在这里我还想说说材料对焊接因素的影响。

大家知道材料主要包括母材和焊接材料。母材的材料因素要包括化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等。

其中化学成分（包括杂质的分布与含量）是主要因素。研究表明碳对钢的焊接性能影响很大。含碳量越高，焊接热影响区的淬硬倾向越大，焊接裂纹的敏感性越大，也就是说含碳量越高焊接性能越差（这就是铸铁为什么难焊，含碳量贼高）。

除碳外，钢中的还有一些杂质，如磷、硫、氢以及合金钢中常用的合金元素锰、铬等不同程度地增加了钢的淬硬倾向，也影响焊接性能。

所以国际焊接协会推荐用碳当量Ceq来进行估算。（公式太长忽略），一般情况下碳当量小于0.5%时，碳素钢和低合金结构钢具有良好的焊接性能. (例如 20# Q345 16MnR) . 注意，如果碳当量超0.5时，例如15GrMo最大碳当量0.66%，焊接性能较差，尤其是板厚大于10mm时，焊前最好预热至150℃以上。

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