管道、管件分类及常识

一、 管道系统概述：

为了输送液体或气体，必须使用各种管道，管道中除直管道用钢管以外，还要用到各种管配件：  管道拐弯时必须用弯头，管道变径时要用大小头，分叉时要用三通，管道接头与接头相连接时要用法兰，为达到开启输送介质的目的，还要用各种阀门，为减少热膨冷缩或频繁振动对管道系统的影响，还要用膨胀节。此外，在管路上，还有与各种仪器仪表相连接的各种接头﹑堵头等。我们习惯将管道系统中除直管以外的其它配件统称为管配件。

二、 金属材料常识：

金属材料是我们日常生活及工业上应用最广泛的材料。它主要分为钢﹑铁及有色金属等几类，而其中的钢又是应用最多最普遍的材料，钢中主要成份是铁元素，其余部分是人为添加的合金元素及各种杂质。正是由于这些添加的合金元素的品种不同。数量不同才形成了各种各样的钢，如普通碳钢，不锈钢，合金钢等等，在这些添加元素中，碳C起着非常重要的作用。

2.1 钢中常见化学元素：

各种钢中占多数百分比的为铁元素（Fe ），除之以外，通常还含有下列几种元素（通常称之为钢中的合金元素）：C（碳） Si（硅）Mn（锰）P（磷）S（硫）以及Cr（铬）Ni（镍）Mo（钼）Ti（钛）V（钒）等等。一般情况下，其中P，S为杂质成份，越低钢材质量越好。

2.2 钢的分类：

按照钢中添加的合金元素品种的不同，我们可将钢简单地分为三大类：碳钢。合金钢。不锈钢。

⑴碳钢：其中合金元素只有C， Si， Mn， P， S五种，其按照P， S杂质含量高低，又分为普碳钢（P，S 一般≤0.040%）和优碳钢（P，S一般≤0.03%）

常见钢种有：普碳钢： Q215A.Q235BF.优碳钢： 20#.45#.16Mn等。这种钢强度及韧性一般，不耐腐蚀，可用于要求不高的场合，成本最低。

合金钢：除碳钢中含有的5种元素以外，还添加了10%以下的Cr Mo V 等元素，常见的钢种有： 15CrMo   12Cr1MoV   1Cr5Mo 等。与碳钢相比，合金钢强度更高，耐温性能也提高，但抗腐蚀性能仍较差，因此，合金钢通常用于腐蚀不大的高温高压场合，如锅炉用钢，电厂热蒸汽输送等等，使用成本处于中等水平。

⑶不锈钢：通常是在碳钢基础上。增加了高比例的Cr， Ni等合金而成，含量比例可达20%以上。常见钢种有：304，304L，321，316，316L，1Cr18Ni9Ti，前几种用数字表示的钢号为日本、美国钢号表示方法，最后一种（1Cr18Ni9Ti）为国内钢号表示方法。下面以数字表示法钢号为例，说明几种不锈钢成分之间的关系：作为一般性的了解，也为了便于初学者记忆，我们可以这样认为（但不是十分准确的说法）：

304-------基本型钢种，只含（C<0.08%）、 Cr（~18%）、 Ni（~9%）

304L-----超低碳C的304（C<0.05%）就叫 304L

321------- 304 +   Ti（~0.5%）

316------- 304 +   Mo（~2.5%）

316L-----超低碳C的316（C<0.05%）就叫 316L

不锈钢的强度、韧性指标是各种钢中最好的，其最特出的优点是抗腐蚀，在化工造纸等腐蚀性较强的场合就必须使用不锈钢，当然，其成本也是最高的。

2.3.钢的性能表示：

一种钢性能的好坏，总要用一些指标来反映，来表示。对于钢，我们通常用其所含的化学成份，机械性能的数值来反映其质量和性能。机械性能通常有三个指标：

抗拉强度（σb， TS）：材料在拉断时能承受的最大外拉力。

屈服强度（σs， YS）：材料发生塑性变形能承受的最小外拉力。

延伸率（ ψ， EL）：材料在拉断后，在长度方向上延长的百分比，此值越大，说明材料的塑性越好。有时，还用硬度值、冲击韧性值等反映材料性能。

我们最常见的碳钢20#，Q235 及国外的 SS400，SS41， St37 等等，它们的性能是非常接近的，或者说基本可以相互替代，它们的有关参数大致如下：

C：0.18-0.21% Si： 0.30%   Mn：0.5% P，S 0.025%

TS： ~550Mpa YS： ~260Mpa EL： ~ 25%

2.4 钢的组织及其变化