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當(dāng)前位置：首頁(yè)>公司新聞>ASME標(biāo)準(zhǔn)-管道ASME標(biāo)準(zhǔn)-管道
一、 壓力管道設(shè)計(jì)常用ASME標(biāo)準(zhǔn)
這里有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是組件尺寸型式標(biāo)準(zhǔn)（我國(guó)也有相應(yīng)組件形式標(biāo)準(zhǔn)），另一個(gè)是材料標(biāo)準(zhǔn)（我國(guó)沒(méi)有對(duì)材料形成專門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)化）。
型式標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了組件的型式、系列、尺寸、公差、試驗(yàn)要求，以及該組件可采用的材料標(biāo)準(zhǔn)等。材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了適用的對(duì)象、原材料（坯料）品種（采用鍛軋Wrought或鍛件Forged）、化學(xué)成分、機(jī)械性能、制造工藝（包括焊接）、熱處理、無(wú)損檢查、取樣和性能檢驗(yàn)、質(zhì)量證書(shū)、標(biāo)志等。
1. 典型的組件型式標(biāo)準(zhǔn)
1）鋼管
ANSI/ASME B36.10M 無(wú)縫及焊接鋼管
ANSI/ASME B36.19M 不銹鋼無(wú)縫及焊接鋼管
2）管件
ANSI/ASME B16.9 工廠制造的鋼對(duì)焊管件
ANSI/ASME B16.1 承插焊和螺紋鍛造管件
ANSI/ASME B16.28 鋼制對(duì)焊小半徑彎頭和回彎頭
3）閥門(mén)
ANSI/ASME B16.34 法蘭連接、螺紋連接和焊接連接的閥門(mén)
API 599 法蘭或?qū)高B接的鋼制旋塞閥
API 600 法蘭或?qū)高B接的鋼制閘閥
API 602 緊湊型碳鋼閘閥
API 609 凸耳型對(duì)夾蝶閥
4）法蘭
ANSI/ASME B16.5 管法蘭和法蘭管件
ANSI/ASME B16.36 孔板法蘭
ANSI/ASME B16.42 球墨鑄鐵法蘭和法蘭管件
ANSI/ASME B16.47 大直徑鋼法蘭
API 601 突面管法蘭和法蘭連接用金屬墊片
5）墊片
ANSI/ASME B16.20 管法蘭用纏繞式、包覆式墊片和環(huán)槽式用金屬墊片
ANSI/ASME B16.21 管法蘭用非金屬平墊片
6）緊固件
ANSI/ASME B18.2.1 方頭和六角頭螺栓和螺紋
ANSI/ASME B18.2.2 方頭和六角頭螺母
7）管件
ASMEI B16.9 工廠制造的鍛鋼對(duì)焊管件
ASME B16.11 承插焊和螺紋鍛鋼管件
MSS-SP-43 鍛制不銹鋼對(duì)焊管件
2. 材料標(biāo)準(zhǔn)
ASTM/ASME材料標(biāo)準(zhǔn)主要集中收錄在ASME II A篇 鐵基材料，B篇 非鐵基材料，C篇 焊條、焊絲填充金屬，D篇 性能，以及一些增補(bǔ)內(nèi)容。
與壓力管道設(shè)計(jì)相關(guān)的典型的為A篇、D篇等。
A篇的主要分類有：鋼板、薄板和鋼帶，公稱管（Pipe），管子（Tube），鋼法蘭、配件、閥門(mén)及零件，壓力容器用鋼板、薄板和鋼帶，結(jié)構(gòu)鋼，鋼棒材，鋼螺栓材料，鋼坯和鍛件，鋼鑄件，耐腐蝕鋼和耐熱鋼，鍛軋鐵、鑄鐵和可鍛鑄鐵，以及方法標(biāo)準(zhǔn)等。
材料表示方法用"標(biāo)準(zhǔn)號(hào)-級(jí)別"及UNS。
如304是級(jí)別。TP316前面的TP表示管材，英文單詞TUBE & PIPE的首個(gè)字母。F316前面的F表示鍛件，是FORGING的縮寫(xiě)。一般在ASME里，很多都是引用ASTM標(biāo)準(zhǔn)，并在前面加個(gè)S，如A312被ASME納入后為SA312。在ASTM標(biāo)準(zhǔn)中，A表示為A系列材料，當(dāng)然還有B、C等。
美國(guó)高合金鋼用UNS牌號(hào)表示，它是按美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)AISI的編號(hào)表示方法轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的，比如，AISI把18-8不銹鋼記為UNS No S 30400（3代表鎳鉻鋼），ASTM引用過(guò)來(lái)叫它為304型，于是各國(guó)也跟著這么叫，成為普遍的表示法。還比如316、316L、321、347、320、904等。ASME（或ASTM）對(duì)公稱成分相同（UNS No 號(hào)相同）的不同鋼材產(chǎn)品，還用不同的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分。比如板材SA-240（牌號(hào)304），管材有213、249、312、376、430（牌號(hào)都是TP304）等，而鍛件A-182，牌號(hào) F304。ASTM的記法，如A-516，A代表鋼鐵金屬，516只是個(gè)序號(hào)，后面跟著年號(hào)。ASME等同采用ASTM的記法后在最前面加S。再有，B-表示非鐵基金屬，如SB-409。
下面列舉一些典型的ASME管道材料：
1．公稱管
1）SA－106 高溫用無(wú)縫碳鋼公稱管
中、低碳鋼，其等級(jí)分A、B、C三級(jí)。C%≤0.25%~0.35%；合金總量＜0.2%。
2）SA－312/SA－312M 無(wú)縫和焊接奧氏體不銹鋼公稱管
適用于高溫及一般腐蝕用。級(jí)別有TP304H、TH316H、TP321H等9種。
3）SA－333/SA－333M 低溫用無(wú)縫和焊接公稱管
適用于低溫公稱壁厚的無(wú)縫以及焊接的碳鋼、合金鋼公稱管。其級(jí)別有1、3、4、6、7、8、9、10、11共9種。
4）SA－335/SA－335M 高溫用無(wú)縫鐵素體合金鋼公稱管
級(jí)別有P1、P2、P5、P5c、P9、P11、P12、P15、P21、P22。
5）SA－709/709M 無(wú)縫及焊接的鐵素體、奧氏體不銹鋼公稱管
2.鋼法蘭、配件、閥門(mén)及零件
1）SA－105/SA－105M 管道元件用碳鋼鍛件
適用于室溫和高溫下工作的壓力系統(tǒng)中鍛制碳素鋼管道構(gòu)件。
2）SA－182/SA－182M 高溫用鍛制或軋制合金鋼公稱管道法蘭、鍛制管配件、閥門(mén)和零件
級(jí)別較多，如F1、F2、F5、F12－1、F12－2、F304H、F316LH等。
3）SA－234/SA－234M 中、高溫用鍛制碳鋼和合金鋼管道配件
適用于最新版的ANSI B16.9、ANSI B16.11、ANSI B16.28及MSS SP－79和MSS SP－95所包括的無(wú)縫的及焊接結(jié)構(gòu)的鍛制碳鋼和合金鋼管配件；這些管配件采用中溫及高溫的壓力管道和壓力容器制造。級(jí)別有WPB、WPC、WP－1、WP－2、WPR等多種。
4）SA－403/SA－403M 鍛軋奧氏體不銹鋼管配件
包括了若干級(jí)別的奧氏體不銹鋼合金，并分別依據(jù)所適用的ANSI或MSS尺寸及額定壓力標(biāo)準(zhǔn)，使用WP或CR前綴來(lái)標(biāo)志鋼的級(jí)別。
5）SA－420/SA－420M 低溫用鍛造碳鋼和合金鋼管配件
適用于ANSI B16.9、ANSI、B16.11 、ANSI B16.28及MSS SP－79和MSS SP－95最新版標(biāo)準(zhǔn)的鍛制碳鋼和合金鋼無(wú)縫焊接結(jié)構(gòu)管配件。等級(jí)有WPL3、WPL6、WPL8、WPL9。
6）SA－815/SA－815M 塑性加工成形鐵素體、奧氏體及馬氏體不銹鋼配件。
3.鋼螺栓材料
1）SA－193/SA－193M 高溫用合金鋼和不銹鋼材料
適用于高溫壓力容器、閥門(mén)、法蘭及管配件用合金鋼和不銹鋼螺栓材料。材料類別包括鐵素體鋼和奧氏體鋼，其級(jí)別如B5、B8等多種。
2）SA－194/SA－194M 高溫高壓螺栓用碳鋼和合金鋼螺母
包括從M6到M100的各種碳鋼、合金鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼螺母。奧氏體級(jí)別，加前綴8和9；鐵素體級(jí)別有1，2，2H，2HM，3，4，6，6F，7，7M，16。
二、 壓力管道材料等級(jí)表內(nèi)容簡(jiǎn)述
管道材料等級(jí)中包含了材料規(guī)定，是針對(duì)一系列介質(zhì)條件而編制的管道器材應(yīng)用明細(xì)表。它是根據(jù)管道系統(tǒng)中的溫度和壓力及腐蝕性來(lái)分類的。通過(guò)情況下，材料等級(jí)表的內(nèi)容有：
1）等級(jí)名稱（或等級(jí)號(hào)）、設(shè)計(jì)條件（設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度和介質(zhì)）、法蘭公稱壓力等級(jí)、材料腐蝕余量等。
2）鋼管外徑尺寸系列信息及壁厚
鋼管外徑尺寸系列有大小外徑之分，ASME標(biāo)準(zhǔn)采用大外徑。外徑尺寸定位后，意味著與其相關(guān)的鋼管、管件、閥門(mén)、法蘭、墊片、緊固件、附件等都要與之匹配。就法蘭系列而言，一類是以200℃作為計(jì)算基準(zhǔn)溫度的"歐式法蘭"，一類是以大約430℃（對(duì)150LB級(jí)則是300℃）作為基準(zhǔn)溫度的"美式法蘭"。ASME標(biāo)準(zhǔn)的鋼管外徑尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)為ANSI B36.10、ANSI B36.19，其公稱直徑范圍為DN6~DN2000mm。
鋼管壁厚的表示方法有三種，如管表號(hào)（SCH）、壁厚（mm）、重量(STD、XS、XXS)。
3）鋼管、管件（彎頭、三通、異徑管、支管接頭等）、閥門(mén)、法蘭、墊片、緊固件等
全面一些，在標(biāo)識(shí)時(shí)除了提供鋼管、管件等的材料（標(biāo)準(zhǔn)）、連接形式（對(duì)焊、承插焊、螺紋連接）、表面狀態(tài)（無(wú)縫、有縫）等內(nèi)容外，還應(yīng)提供組件型式標(biāo)準(zhǔn)。
4）管道分支信息
即管道分支表，提供主管與支管連接應(yīng)匹配的規(guī)定。通常情況下，應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)管件，如三通/四通（等徑、異徑）、支管接頭等。若出現(xiàn)主、支管相差太大無(wú)法選擇時(shí)，才使用非標(biāo)接頭形式，并需要計(jì)算是否需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)等加強(qiáng)措施。
三、 ASME B31.3鋼管壁厚計(jì)算
制定材料等級(jí)表需要計(jì)算的內(nèi)容有兩種情形，其一是前面提到的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，其二是這里提及的鋼管（含彎頭等）的強(qiáng)度計(jì)算。
ASME B31系列鋼管壁厚計(jì)算的公式有多種，對(duì)于石化項(xiàng)目必須按B31.3管道規(guī)范中的方法進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。強(qiáng)度計(jì)算需要的條件為設(shè)計(jì)條件（溫度、壓力）、材料許用應(yīng)力、鋼管外徑（或內(nèi)徑）、質(zhì)量系數(shù)（也稱焊接接頭系數(shù)）、溫度影響系數(shù)，此外還要考慮材料腐蝕余量、加工裕量等。壁厚計(jì)算的結(jié)果是進(jìn)行鋼管（及彎件）壁厚選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的依據(jù)。這種方法與容器壁厚選用的方法基本一致。彎頭等管件的壁厚也有計(jì)算方法，但是在通常情況下，是以直管的計(jì)算為依據(jù)選用標(biāo)準(zhǔn)厚度即可。而開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法就與容器的完全一致了。
四、 選材與腐蝕
進(jìn)行材料等級(jí)表制定需要考慮的事項(xiàng)有多種，除了前面提及材料滿足強(qiáng)度要求只是其中之一，還要考慮操作介質(zhì)的性質(zhì)、操作工況等引起材料的各種腐蝕。
就腐蝕形式而言，根據(jù)腐蝕發(fā)生的機(jī)理可劃分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕三類。根據(jù)腐蝕形態(tài)可劃分為均勻腐蝕、局部腐蝕和應(yīng)力腐蝕三類。其中局部腐蝕又可分為電偶腐蝕（如碳鋼與不銹鋼接觸并處于電解質(zhì)環(huán)境中）、點(diǎn)蝕（如對(duì)奧氏體不銹鋼材料的應(yīng)用要注意氯離子的含量）、縫隙腐蝕、晶間腐蝕（如高溫時(shí)奧氏體不銹鋼產(chǎn)生的晶界貧鉻）。
因此就需要了解材料的耐腐蝕性能，并查詢金屬腐蝕相關(guān)手冊(cè)等資料。
五、 鐵碳合金相圖
管道材料等級(jí)表的技術(shù)主要在對(duì)材料性能的掌握上，因此各設(shè)計(jì)院通常是由機(jī)械專業(yè)的人來(lái)進(jìn)行此方面的工作。而材料的關(guān)鍵技術(shù)又與了解其本質(zhì)－鐵碳合金相圖是密切相關(guān)的。
鐵碳合金相圖是以溫度為縱坐標(biāo)，碳含量（組元）為橫坐標(biāo)。表示在接近平衡條件（鐵-石墨）和亞穩(wěn)條件（鐵－碳化鐵）下（或極緩慢的冷卻條件下）以鐵、碳為組元的二元合金在不同溫度下所呈現(xiàn)的相和這些相之間的平衡關(guān)系。相圖在金屬加工和工程應(yīng)用中是一個(gè)很重要的工具，從相圖中可以查到合金的溶點(diǎn)和凝固點(diǎn)，根據(jù)相圖可以確定合金熱加工時(shí)的加熱溫度和熱處理溫度，由此可以預(yù)測(cè)合金的性能。
該相圖中有兩個(gè)組元，即Fe和Fe3C。其中，F(xiàn)e的性能表現(xiàn)為強(qiáng)度和硬度較低，塑性和韌性較好；Fe3C為具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)的間隙化合物，其性能表現(xiàn)為硬而脆。
四個(gè)基本相，即液相（L ）、鐵素體（α）、奧氏體（γ）和滲碳體（Fe3C）；此外還有一個(gè)次生相珠光體（P）。其中，鐵素體為碳在α-Fe中的間隙固溶體，具有體心立方晶格，溶碳量較少，室溫溶碳量為0.008%，屬常溫組織；奧氏體為碳在γ-Fe中的間隙固溶體，具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)，溶碳量較大，屬高溫組織，奧氏體具有良好的塑性，故金屬熱變形加工多是在這種相狀態(tài)下進(jìn)行的；滲碳體為金屬鍵及化學(xué)鍵的結(jié)合物，屬于常溫組織；珠光體為鐵素體和滲碳體的混合物，既具有很好的強(qiáng)度和硬度，又具有良好的塑性和韌性，屬常溫組織。含碳量大于2.06%的合金及溫度下的δ-Fe在工程上無(wú)太大意義。
(鐵-碳相圖 略)
相圖中，A點(diǎn)為純鐵的溶點(diǎn)（1534℃），C點(diǎn)為奧氏體和滲碳體的共晶點(diǎn)（1130℃），D點(diǎn)為滲碳體的熔點(diǎn)（1600℃），S點(diǎn)為鐵素體和滲碳體的共析點(diǎn)（723℃）。
GS線（A3線）為亞共析鋼（C<0.8%）加熱（稱Ac3線）或冷卻（稱Ar3線）時(shí)鐵素體與奧氏體轉(zhuǎn)變的終了溫度線（稱Ac3線）。ES線（Acm線）為過(guò)共析鋼（0.8% 從相圖可以看出，亞共析鋼（常溫組織α+P）－共析鋼（常溫組織P）－過(guò)共析鋼（常溫組織P+ Fe3C）－鑄鐵（常溫組織Fe3C）隨含碳量的變化，表現(xiàn)出的材料塑性、韌性與強(qiáng)度、硬度的變化關(guān)系。
另外，從相圖可以看出，對(duì)同一材料，在從高溫到常溫轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，會(huì)得到不同的組織形式。對(duì)于影響材料中不理想的組織通過(guò)熱處理（如退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)等）來(lái)處理，以此達(dá)到材料性能要求。即將材料加熱到臨界溫度（A3、A1、Acm）以上30~50℃、保溫、冷卻等來(lái)得到不同的轉(zhuǎn)變組織。退火冷卻是在爐內(nèi)緩冷的過(guò)程；可達(dá)到細(xì)化晶粒、消除偏析、降低硬度而提高塑性和韌性的目的。正火較退火冷卻速度快一些（空氣中冷卻）。淬火是冷卻時(shí)間最快的一種（水冷），用于提高材料硬度和耐磨性。
了解鐵碳合金相圖，有利于更好地選擇適合工況（主要是溫度）下的材料。
當(dāng)然，鋼中含有一些合金元素，如鉻、鎢、釩、氮、錳、硅、硫、磷等。大多數(shù)這些合金元素都能溶于鐵素體中起固溶強(qiáng)化、細(xì)化晶粒等作用，使鐵素體的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降；或與碳親和形成碳化物而起到穩(wěn)定并提高硬度的作用。對(duì)于不能溶解或親和或者有害的雜質(zhì)元素（如硫、磷）要在鋼的形成過(guò)程中進(jìn)行特別處理，減少其含量。
六、 最后語(yǔ)
管道材料專業(yè)決定著工程項(xiàng)目的安全性與經(jīng)濟(jì)性。材料等級(jí)表制定體現(xiàn)著管道的專業(yè)的高精水平，其不亞于裝置設(shè)備平面布置。豐富的材料知識(shí)和熟悉的管道標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用會(huì)使管道器材選用或制定更加完美。
這里有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是組件尺寸型式標(biāo)準(zhǔn)（我國(guó)也有相應(yīng)組件形式標(biāo)準(zhǔn)），另一個(gè)是材料標(biāo)準(zhǔn)（我國(guó)沒(méi)有對(duì)材料形成專門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)化）。
型式標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了組件的型式、系列、尺寸、公差、試驗(yàn)要求，以及該組件可采用的材料標(biāo)準(zhǔn)等。材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了適用的對(duì)象、原材料（坯料）品種（采用鍛軋Wrought或鍛件Forged）、化學(xué)成分、機(jī)械性能、制造工藝（包括焊接）、熱處理、無(wú)損檢查、取樣和性能檢驗(yàn)、質(zhì)量證書(shū)、標(biāo)志等。
1. 典型的組件型式標(biāo)準(zhǔn)
1）鋼管
ANSI/ASME B36.10M 無(wú)縫及焊接鋼管
ANSI/ASME B36.19M 不銹鋼無(wú)縫及焊接鋼管
2）管件
ANSI/ASME B16.9 工廠制造的鋼對(duì)焊管件
ANSI/ASME B16.1 承插焊和螺紋鍛造管件
ANSI/ASME B16.28 鋼制對(duì)焊小半徑彎頭和回彎頭
3）閥門(mén)
ANSI/ASME B16.34 法蘭連接、螺紋連接和焊接連接的閥門(mén)
API 599 法蘭或?qū)高B接的鋼制旋塞閥
API 600 法蘭或?qū)高B接的鋼制閘閥
API 602 緊湊型碳鋼閘閥
API 609 凸耳型對(duì)夾蝶閥
4）法蘭
ANSI/ASME B16.5 管法蘭和法蘭管件
ANSI/ASME B16.36 孔板法蘭
ANSI/ASME B16.42 球墨鑄鐵法蘭和法蘭管件
ANSI/ASME B16.47 大直徑鋼法蘭
API 601 突面管法蘭和法蘭連接用金屬墊片
5）墊片
ANSI/ASME B16.20 管法蘭用纏繞式、包覆式墊片和環(huán)槽式用金屬墊片
ANSI/ASME B16.21 管法蘭用非金屬平墊片
6）緊固件
ANSI/ASME B18.2.1 方頭和六角頭螺栓和螺紋
ANSI/ASME B18.2.2 方頭和六角頭螺母
7）管件
ASMEI B16.9 工廠制造的鍛鋼對(duì)焊管件
ASME B16.11 承插焊和螺紋鍛鋼管件
MSS-SP-43 鍛制不銹鋼對(duì)焊管件
2. 材料標(biāo)準(zhǔn)
ASTM/ASME材料標(biāo)準(zhǔn)主要集中收錄在ASME II A篇 鐵基材料，B篇 非鐵基材料，C篇 焊條、焊絲填充金屬，D篇 性能，以及一些增補(bǔ)內(nèi)容。
與壓力管道設(shè)計(jì)相關(guān)的典型的為A篇、D篇等。
A篇的主要分類有：鋼板、薄板和鋼帶，公稱管（Pipe），管子（Tube），鋼法蘭、配件、閥門(mén)及零件，壓力容器用鋼板、薄板和鋼帶，結(jié)構(gòu)鋼，鋼棒材，鋼螺栓材料，鋼坯和鍛件，鋼鑄件，耐腐蝕鋼和耐熱鋼，鍛軋鐵、鑄鐵和可鍛鑄鐵，以及方法標(biāo)準(zhǔn)等。
材料表示方法用"標(biāo)準(zhǔn)號(hào)-級(jí)別"及UNS。
如304是級(jí)別。TP316前面的TP表示管材，英文單詞TUBE & PIPE的首個(gè)字母。F316前面的F表示鍛件，是FORGING的縮寫(xiě)。一般在ASME里，很多都是引用ASTM標(biāo)準(zhǔn)，并在前面加個(gè)S，如A312被ASME納入后為SA312。在ASTM標(biāo)準(zhǔn)中，A表示為A系列材料，當(dāng)然還有B、C等。
美國(guó)高合金鋼用UNS牌號(hào)表示，它是按美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)AISI的編號(hào)表示方法轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的，比如，AISI把18-8不銹鋼記為UNS No S 30400（3代表鎳鉻鋼），ASTM引用過(guò)來(lái)叫它為304型，于是各國(guó)也跟著這么叫，成為普遍的表示法。還比如316、316L、321、347、320、904等。ASME（或ASTM）對(duì)公稱成分相同（UNS No 號(hào)相同）的不同鋼材產(chǎn)品，還用不同的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分。比如板材SA-240（牌號(hào)304），管材有213、249、312、376、430（牌號(hào)都是TP304）等，而鍛件A-182，牌號(hào) F304。ASTM的記法，如A-516，A代表鋼鐵金屬，516只是個(gè)序號(hào)，后面跟著年號(hào)。ASME等同采用ASTM的記法后在最前面加S。再有，B-表示非鐵基金屬，如SB-409。
下面列舉一些典型的ASME管道材料：
1．公稱管
1）SA－106 高溫用無(wú)縫碳鋼公稱管
中、低碳鋼，其等級(jí)分A、B、C三級(jí)。C%≤0.25%~0.35%；合金總量＜0.2%。
2）SA－312/SA－312M 無(wú)縫和焊接奧氏體不銹鋼公稱管
適用于高溫及一般腐蝕用。級(jí)別有TP304H、TH316H、TP321H等9種。
3）SA－333/SA－333M 低溫用無(wú)縫和焊接公稱管
適用于低溫公稱壁厚的無(wú)縫以及焊接的碳鋼、合金鋼公稱管。其級(jí)別有1、3、4、6、7、8、9、10、11共9種。
4）SA－335/SA－335M 高溫用無(wú)縫鐵素體合金鋼公稱管
級(jí)別有P1、P2、P5、P5c、P9、P11、P12、P15、P21、P22。
5）SA－709/709M 無(wú)縫及焊接的鐵素體、奧氏體不銹鋼公稱管
2.鋼法蘭、配件、閥門(mén)及零件
1）SA－105/SA－105M 管道元件用碳鋼鍛件
適用于室溫和高溫下工作的壓力系統(tǒng)中鍛制碳素鋼管道構(gòu)件。
2）SA－182/SA－182M 高溫用鍛制或軋制合金鋼公稱管道法蘭、鍛制管配件、閥門(mén)和零件
級(jí)別較多，如F1、F2、F5、F12－1、F12－2、F304H、F316LH等。
3）SA－234/SA－234M 中、高溫用鍛制碳鋼和合金鋼管道配件
適用于最新版的ANSI B16.9、ANSI B16.11、ANSI B16.28及MSS SP－79和MSS SP－95所包括的無(wú)縫的及焊接結(jié)構(gòu)的鍛制碳鋼和合金鋼管配件；這些管配件采用中溫及高溫的壓力管道和壓力容器制造。級(jí)別有WPB、WPC、WP－1、WP－2、WPR等多種。
4）SA－403/SA－403M 鍛軋奧氏體不銹鋼管配件
包括了若干級(jí)別的奧氏體不銹鋼合金，并分別依據(jù)所適用的ANSI或MSS尺寸及額定壓力標(biāo)準(zhǔn)，使用WP或CR前綴來(lái)標(biāo)志鋼的級(jí)別。
5）SA－420/SA－420M 低溫用鍛造碳鋼和合金鋼管配件
適用于ANSI B16.9、ANSI、B16.11 、ANSI B16.28及MSS SP－79和MSS SP－95最新版標(biāo)準(zhǔn)的鍛制碳鋼和合金鋼無(wú)縫焊接結(jié)構(gòu)管配件。等級(jí)有WPL3、WPL6、WPL8、WPL9。
6）SA－815/SA－815M 塑性加工成形鐵素體、奧氏體及馬氏體不銹鋼配件。
3.鋼螺栓材料
1）SA－193/SA－193M 高溫用合金鋼和不銹鋼材料
適用于高溫壓力容器、閥門(mén)、法蘭及管配件用合金鋼和不銹鋼螺栓材料。材料類別包括鐵素體鋼和奧氏體鋼，其級(jí)別如B5、B8等多種。
2）SA－194/SA－194M 高溫高壓螺栓用碳鋼和合金鋼螺母
包括從M6到M100的各種碳鋼、合金鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼螺母。奧氏體級(jí)別，加前綴8和9；鐵素體級(jí)別有1，2，2H，2HM，3，4，6，6F，7，7M，16。
二、 壓力管道材料等級(jí)表內(nèi)容簡(jiǎn)述
管道材料等級(jí)中包含了材料規(guī)定，是針對(duì)一系列介質(zhì)條件而編制的管道器材應(yīng)用明細(xì)表。它是根據(jù)管道系統(tǒng)中的溫度和壓力及腐蝕性來(lái)分類的。通過(guò)情況下，材料等級(jí)表的內(nèi)容有：
1）等級(jí)名稱（或等級(jí)號(hào)）、設(shè)計(jì)條件（設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度和介質(zhì)）、法蘭公稱壓力等級(jí)、材料腐蝕余量等。
2）鋼管外徑尺寸系列信息及壁厚
鋼管外徑尺寸系列有大小外徑之分，ASME標(biāo)準(zhǔn)采用大外徑。外徑尺寸定位后，意味著與其相關(guān)的鋼管、管件、閥門(mén)、法蘭、墊片、緊固件、附件等都要與之匹配。就法蘭系列而言，一類是以200℃作為計(jì)算基準(zhǔn)溫度的"歐式法蘭"，一類是以大約430℃（對(duì)150LB級(jí)則是300℃）作為基準(zhǔn)溫度的"美式法蘭"。ASME標(biāo)準(zhǔn)的鋼管外徑尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)為ANSI B36.10、ANSI B36.19，其公稱直徑范圍為DN6~DN2000mm。
鋼管壁厚的表示方法有三種，如管表號(hào)（SCH）、壁厚（mm）、重量(STD、XS、XXS)。
3）鋼管、管件（彎頭、三通、異徑管、支管接頭等）、閥門(mén)、法蘭、墊片、緊固件等
全面一些，在標(biāo)識(shí)時(shí)除了提供鋼管、管件等的材料（標(biāo)準(zhǔn)）、連接形式（對(duì)焊、承插焊、螺紋連接）、表面狀態(tài)（無(wú)縫、有縫）等內(nèi)容外，還應(yīng)提供組件型式標(biāo)準(zhǔn)。
4）管道分支信息
即管道分支表，提供主管與支管連接應(yīng)匹配的規(guī)定。通常情況下，應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)管件，如三通/四通（等徑、異徑）、支管接頭等。若出現(xiàn)主、支管相差太大無(wú)法選擇時(shí)，才使用非標(biāo)接頭形式，并需要計(jì)算是否需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)等加強(qiáng)措施。
三、 ASME B31.3鋼管壁厚計(jì)算
制定材料等級(jí)表需要計(jì)算的內(nèi)容有兩種情形，其一是前面提到的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，其二是這里提及的鋼管（含彎頭等）的強(qiáng)度計(jì)算。
ASME B31系列鋼管壁厚計(jì)算的公式有多種，對(duì)于石化項(xiàng)目必須按B31.3管道規(guī)范中的方法進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。強(qiáng)度計(jì)算需要的條件為設(shè)計(jì)條件（溫度、壓力）、材料許用應(yīng)力、鋼管外徑（或內(nèi)徑）、質(zhì)量系數(shù)（也稱焊接接頭系數(shù)）、溫度影響系數(shù)，此外還要考慮材料腐蝕余量、加工裕量等。壁厚計(jì)算的結(jié)果是進(jìn)行鋼管（及彎件）壁厚選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的依據(jù)。這種方法與容器壁厚選用的方法基本一致。彎頭等管件的壁厚也有計(jì)算方法，但是在通常情況下，是以直管的計(jì)算為依據(jù)選用標(biāo)準(zhǔn)厚度即可。而開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法就與容器的完全一致了。
四、 選材與腐蝕
進(jìn)行材料等級(jí)表制定需要考慮的事項(xiàng)有多種，除了前面提及材料滿足強(qiáng)度要求只是其中之一，還要考慮操作介質(zhì)的性質(zhì)、操作工況等引起材料的各種腐蝕。
就腐蝕形式而言，根據(jù)腐蝕發(fā)生的機(jī)理可劃分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕三類。根據(jù)腐蝕形態(tài)可劃分為均勻腐蝕、局部腐蝕和應(yīng)力腐蝕三類。其中局部腐蝕又可分為電偶腐蝕（如碳鋼與不銹鋼接觸并處于電解質(zhì)環(huán)境中）、點(diǎn)蝕（如對(duì)奧氏體不銹鋼材料的應(yīng)用要注意氯離子的含量）、縫隙腐蝕、晶間腐蝕（如高溫時(shí)奧氏體不銹鋼產(chǎn)生的晶界貧鉻）。
因此就需要了解材料的耐腐蝕性能，并查詢金屬腐蝕相關(guān)手冊(cè)等資料。
五、 鐵碳合金相圖
管道材料等級(jí)表的技術(shù)主要在對(duì)材料性能的掌握上，因此各設(shè)計(jì)院通常是由機(jī)械專業(yè)的人來(lái)進(jìn)行此方面的工作。而材料的關(guān)鍵技術(shù)又與了解其本質(zhì)－鐵碳合金相圖是密切相關(guān)的。
鐵碳合金相圖是以溫度為縱坐標(biāo)，碳含量（組元）為橫坐標(biāo)。表示在接近平衡條件（鐵-石墨）和亞穩(wěn)條件（鐵－碳化鐵）下（或極緩慢的冷卻條件下）以鐵、碳為組元的二元合金在不同溫度下所呈現(xiàn)的相和這些相之間的平衡關(guān)系。相圖在金屬加工和工程應(yīng)用中是一個(gè)很重要的工具，從相圖中可以查到合金的溶點(diǎn)和凝固點(diǎn)，根據(jù)相圖可以確定合金熱加工時(shí)的加熱溫度和熱處理溫度，由此可以預(yù)測(cè)合金的性能。
該相圖中有兩個(gè)組元，即Fe和Fe3C。其中，F(xiàn)e的性能表現(xiàn)為強(qiáng)度和硬度較低，塑性和韌性較好；Fe3C為具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)的間隙化合物，其性能表現(xiàn)為硬而脆。
四個(gè)基本相，即液相（L ）、鐵素體（α）、奧氏體（γ）和滲碳體（Fe3C）；此外還有一個(gè)次生相珠光體（P）。其中，鐵素體為碳在α-Fe中的間隙固溶體，具有體心立方晶格，溶碳量較少，室溫溶碳量為0.008%，屬常溫組織；奧氏體為碳在γ-Fe中的間隙固溶體，具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)，溶碳量較大，屬高溫組織，奧氏體具有良好的塑性，故金屬熱變形加工多是在這種相狀態(tài)下進(jìn)行的；滲碳體為金屬鍵及化學(xué)鍵的結(jié)合物，屬于常溫組織；珠光體為鐵素體和滲碳體的混合物，既具有很好的強(qiáng)度和硬度，又具有良好的塑性和韌性，屬常溫組織。含碳量大于2.06%的合金及溫度下的δ-Fe在工程上無(wú)太大意義。
(鐵-碳相圖 略)
相圖中，A點(diǎn)為純鐵的溶點(diǎn)（1534℃），C點(diǎn)為奧氏體和滲碳體的共晶點(diǎn)（1130℃），D點(diǎn)為滲碳體的熔點(diǎn)（1600℃），S點(diǎn)為鐵素體和滲碳體的共析點(diǎn)（723℃）。
GS線（A3線）為亞共析鋼（C<0.8%）加熱（稱Ac3線）或冷卻（稱Ar3線）時(shí)鐵素體與奧氏體轉(zhuǎn)變的終了溫度線（稱Ac3線）。ES線（Acm線）為過(guò)共析鋼（0.8%
另外，從相圖可以看出，對(duì)同一材料，在從高溫到常溫轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，會(huì)得到不同的組織形式。對(duì)于影響材料中不理想的組織通過(guò)熱處理（如退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)等）來(lái)處理，以此達(dá)到材料性能要求。即將材料加熱到臨界溫度（A3、A1、Acm）以上30~50℃、保溫、冷卻等來(lái)得到不同的轉(zhuǎn)變組織。退火冷卻是在爐內(nèi)緩冷的過(guò)程；可達(dá)到細(xì)化晶粒、消除偏析、降低硬度而提高塑性和韌性的目的。正火較退火冷卻速度快一些（空氣中冷卻）。淬火是冷卻時(shí)間最快的一種（水冷），用于提高材料硬度和耐磨性。
了解鐵碳合金相圖，有利于更好地選擇適合工況（主要是溫度）下的材料。
當(dāng)然，鋼中含有一些合金元素，如鉻、鎢、釩、氮、錳、硅、硫、磷等。大多數(shù)這些合金元素都能溶于鐵素體中起固溶強(qiáng)化、細(xì)化晶粒等作用，使鐵素體的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降；或與碳親和形成碳化物而起到穩(wěn)定并提高硬度的作用。對(duì)于不能溶解或親和或者有害的雜質(zhì)元素（如硫、磷）要在鋼的形成過(guò)程中進(jìn)行特別處理，減少其含量。
六、 最后語(yǔ)
管道材料專業(yè)決定著工程項(xiàng)目的安全性與經(jīng)濟(jì)性。材料等級(jí)表制定體現(xiàn)著管道的專業(yè)的高精水平，其不亞于裝置設(shè)備平面布置。豐富的材料知識(shí)和熟悉的管道標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用會(huì)使管道器材選用或制定更加完美。