本书可供管道、阀门机械设备维修人员和广大工程技术人员参考使用。
由中国机被工程学会设备与维修工程分会主编，机械工业出版社1964年12月出版发行的《机修手册》（8卷10本），深受设备工程技术人员和广大读者的欢迎，曾于1978年和1993年两次再版和6次印刷，对我国设备管理和维修工作起到了积极的作用。
随着科技发展和知识更新，设备的更新换代，《机修手册》的内容已不能适应时代发展的要求，应该重新编写和修订。但是，由于工程浩大，力不从心。为满足广大设备管理和维修工作者的需要，经机械工业出版杜和中国机械工程学会设备与维修工程分会共同商定，从《机修手册》中选出部分常用的、有代表性的机型，充实新技术、新内容，以丛书的形式重新编写。
从2000年开始，中国机械工程学会设备与维修工程分会组织四川省设备维修学会和中国第二重型机械集团公司、中国航天工业总公司第一研究院、兵器工业集团公司、沈阳市机械工程学会、陕西省设备维修学会和陕西鼓风机厂，上海市设备维修专业委员会和上海重型机器厂、天津塘沽设备维修学会和大沽化工厂、大连海事大学、武汉钢铁公司氧气有限责任公司、广东省机械工程学会和广州工业大学、山西省设备维修学会和太原理工大学等单位进行编写。
从2002年开始．到现在已经出版19种。其中，2002年出版了《液压与气动设备维修问答》、《空调制冷设备维修问答》、《数控机床故障检测与维修问答》、《工业锅炉维修与改造问答》4种；2003年出版了《电焊机维修问答》、《机床电器设备维修问答》、《电梯使用与维修问答》3种；2004年出版了《风机及系统运行与维修问答》、《发生炉煤气生产设备运行与维修问答》、《起重设备维修问答》、《输送设备维修问答》4种；2005年出版了《工厂电气设备维修问答》、《密封使用与维修问答》、《设备润滑维修问答》3中。2006年出版了《工程机械维修问答》、《工业炉维修问答》2种。2007—2008年出版了《泵类设备维修问答》、《段压设备维修问答》、《铸造设备维修问答》3种。2009年已出版与将出版的有《空分设备维修问答》、《压力容器设备管理与维护问答》、《工业管道及阀门维修问答》。
正在编写的有《矿山机械设备维护问答》、《焦炉机械设备安装与维护问答》。
我们对积极参加组织、编写和关心支持丛书编写工作的同志表示感谢，也热烈欢迎从事设备与维修工程的行家里手积极参加丛书的编写工作，使这套丛书真正成为从事设备维修人员的良师益友。
管道及阀门在国民经济建设和人民生活中是不可缺少的设施。它涉及的领城较为广泛，例如：热能传递，给排水，各种气体，液体和物料输送。均要靠管道的输送来完成。
从20世纪50年代开始，管道的接口采用焊接结构代替螺纹联接。管道的材质从铸铁和碳钢单一品种发展为多品种。仅从钢的品种而言，就有碳钢、合金钢、耐热钢、耐酸钢、不锈钢等。有色金姚管材有铝及铝合金、铜及铜合金、铅及铅合金等。非金属管材有硬质聚氯乙烯管、水泥管、石棒水泥管、耐酸陶瓷管等许多品种。焊接工艺技术也随着管材有了新的发展。因此，甘道及阀门维修、安装也有了新的要求和国家新的标准检验。为此，中国机械工程学会设备与维修工程分会和机械工业出版社组织编写了《工业管道及闷门维修问答》。
《工业管道及阀门维修问答》是结合我们的实践。对《机修手册》第5卷第6篇工业管道的修理进行了修订。并增加了管道及阀门维修、安装必备的基本知识，以及新检修标准和先进维修方法，对管道及阀门的使用、维护、检修都有一定指导作用。这是管道及阀门的管理、选用、维修、安装人员必备的一本新书。
本书第1、3、7章由王凤喜编写，第2、4章由黄进旗编写，第5章由朱佺编写，第6章由杨晓滨编写，附录由徐游编写，孙先强也参加了部分编写。全书由蒋世忠，曾翰林审稿。本书在编写过程中得到中国策二重型机械集团公司总经理石柯，副总经理曾祥东。装备部长郭国英等的热情帮助和支持，在此表示感谢。
答：近年来，国外在管道完整性管理方面开展了大量的研究和实践。在2006年召开的国际管道会议上，介绍了美国管道完整性管理的最新进展和发展趋势，包括管道完整性管理的进展与实践、直接评价技术、内检测技术进展等方面，并对我国开展管道完整性管理工作提出了建议。
（1）概述
根据此会议情况，对美国危险液体管道完整性管理检查工作、直接评价技术和内检测技术的最新进展和发展方向进行了分析，并针对上述方面对我国开展管道完整性管理工作提出建议。
（2）对危险液体管道完整性管理工作的检查
2002年11月，美国国会通过了专门的H.R.3609号法案—《管道安全增进法》，并于2002年12月27日经总统签署后生效。此法案要求管道运营商在出现安全后果严重地区实施管道完整性管理计划，按照管道长度对管道进行了分类：长度超过804km（500mile）的为一类管道，长度小于804km（500mile）的为二类管道。要求运营商在2004年9月30日前，完成一类管道50%的基线评价；在2005年8月16日前，完成二类管道50%的管道基线评价。
为检查管道运营商对法案的执行情况及进一步推进完整性管理，美国管道和危险物质管理局（PHMSA）从2002年9月开始，对危险液体管道完整性管理的实施情况进行了首轮检查。在首轮检查中，PHMSA完成了所有一类管道以及部门二类管道的检查。截止2005年12月，并完成了175个危险液体管道的首轮检查，管道合计273104km（169841mile），其中以确定为出现安全后果严重地区的为121534km（75581mile）。在总结首轮检查经验的基础上，从2005年中期开始，PHMSA及其州属管道安全机构开始对危险液体管道进行第二轮检查，重点在于落实首轮检查中发现的需要改进的地方以及高风险因素。
2）检查结果：绝大多数管道运营商已经建立并执行了完整性管理体系，基本掌握了后果严重地区的管段，并按照规则要求，对这些地区进行了完整性评价。截止2005年12月，已经完成了86%的危险液体管道的基线评价，只有极少数运营商未在最后时限前完成50%管段的完整性评价。在首轮检查中，PHMSA对1200个需要“立即修复”的缺陷处理情况进行了核实。除需要立即修复或60天、180天之内必须修复的情况外，运营商也修复了大量的其他异常情况，运营商也修复了大量的其他异常情况。行业数据显示，2004年共有11674种情况被修复或减缓，包括影响后果严重地区和非影响区域。
（3）直接评价技术的进展
内检测、试压、直接评价是管道完整性评价的三种主要方法。尽管智能检测器在不断更新，但仍有许多管道不能使用内检测设备，试压法是针对一些特定管道的评价方法，但要求管道在停输状态下使用。对无法进行内检测和试压的管道，可以选择使用直接评价技术进行完整性评价。与内检测、试压等传统评价方法相比，直接评价具有成本低、易实施等特点。近年来，许多管道运营商在完整性管理方案中，已经列入了直接评价技术，例如：在Gasunie公司管辖的12000km的高压管道中，仅有50%适合进行管道内检测，该公司从2005年开始，对不适合内检测的管道进行直接评价。
直接评价按照管道的威胁因素，分为外腐蚀直接评价（ECDA）、内腐蚀直接评价（ICDA）和应力腐蚀开裂直接评价（SCCDA）。
ECDA方法已较成熟。2002年，美国腐蚀工程师协会（NACE）提出了ECDA方法的推荐标准NACERPO502-2002《管道外部腐蚀直接评价推荐作法》。
ICDA方法分为三类，分别适用于干气、湿气和液体管道。目前针对干气的ICDA方法，还有还有许多技术难题要克服。
直接评价方法是实施，需要间接检测方法作为技术支持。为提高检测可靠性，NACE要求运营商使用两种或更多间接检测工具，已对检测结果相互验证。
常用的间接评价及时有直流电位梯度检测技术（DCVG）、密间隔电位检测技术（CIPS）、交流电流衰减技术、电压差技术等。
直接点位梯度检测技术用来探测和查明涂层缺陷。其原理是：在施加了阴极保护埋地管线上，电流经过土壤介质，流入管道防腐层破损而裸露的管道处，在管道防腐层破坏处地面上形成一个电压梯度场。在接近破损裸露点部位，电流密度增大，电压梯度增大。一般情况下、电压梯度与裸露面积成正比例关系该技术能检测出较小的防腐层破损点、并可以精确定位，误差为±15cm。这是世界上比较先进的埋地管道防腐层缺陷测试技术。
密间隔电位检测技术是当今尖端的检测技术之一，是一种用来提供管道对地电位与距离关系的地面检测技术，能指示管道沿线的阴极保护效果，指出缺陷的严重性，并自动采集数据。其缺点是工作人员需携检测设备沿管道连续测量，其检查结果不能指示图层的剥离情况，还可能受到干扰电流的影响使用范围受到一定的限制。
交流电流衰减技术采用等效电流原理，来评价防腐层绝缘电阻。当外加交流电流流过管道时，在管道周围产生相应的磁场。当管道外防腐层完好时，随着管道的延伸，电流较平衡，无电流流失现象或流失较少，其管道周围产生的磁场比较稳定；当管道外防腐涂层破损或老化时，在破损处就会有电流流失现象，随着管道的延伸，其在管道周围磁场的强度就会减弱，这是目前国内外应用比较成熟的一种检测方法，可长间距快速探测整条管线的防腐层状况，也可缩短间距对损破点进行定位。
电流差检测技术原理是：在管道与大地之间施加的交变电压信号，通过管道防腐层破损点处时，会流失在大地土壤中；因而电流密度随着远离破损点的距离而减小，在破算点的上方地表面形成了一个交流电压梯度，经过滤波放大后，显示检测结果。
根据2006年国际管道会议上战士的最新研究结果，美国西南研究院和CC技术公司，开发了应用薄膜腐蚀传感器与移动无线技术相结合的检测管道内腐蚀的技术；中国石油天然气集团公司，开发了应用超声导波测量管道涂层内腐蚀技术；PETROBRAS公司开发了应用声学发射技术的直接评价方法；TransCanada公司开发出了应用磁学的金属损失检测工具等。目前，结合DCVC、CIPS、后处理差分全球定位系统（dGPS）三种技术的新型检测设备正在研发之中。
2）直接评价技术标准：美国腐蚀工程师协会（NACE）正在或已经编制了ECDA、DG-ICDA（干气）、WG-ICDA（湿气）和SCCDA标准。ECDA标准已经完成，也会并入该项规则。NACE关于DG-ICDA的标准有望在近期出台；WG-ICDA和液体管道ICDA的初稿还处于编制的前期阶段，有望在NACE2007年国际腐蚀会议上进行讨论。
这些专题研究包括了实际效果研究、间接检测设备应用效果、流体力学模型、直接评价的不正确性和可靠性、对实践的总结等，具体有以下几个方面：①对ECDA和内检测数据进行对比，以对ECDA方法进行验证；通过实例论证NACE发布推荐的有效性；对复合管、光管、岩石区和其他难以进行ECDA评价的情况进行试验；对不合适进行ECDA评价的条件进行研究；针对难以进行ECDA的区域开发机器人系统。②检查验证DG-ICDA作为预测内腐蚀位置的方法，开展对WG-ICDA的初步研究。③评估导波技术的有效性，研究对远距离超声导波信号的增强及区域扩大可能性的评估；远距离超声导波与计算机终端的数据处理和通信系统结合技术；加大地面检测管壁金属损失工具的研发力度，使之能与智能检测器技术抗衡。
直接评价技术将不断为现在难以评价的区域，提供改进了的解决方案。直接评价不仅作为一种制药的评价工具，同时作为智能检测器和试压的辅助工具，将具有更加广泛的应用前景。
（4）内检测技术的进展以及存在的问题
随着完整性管理的发展，需要精确可靠的数据，来执行先进的完整性评价计划和优化方法；对内检测器的精确性、可靠性、可重复性、可对比性以及高分辨率等方面，提出了更高的要求。各种检测技术不断发展，应用各种原理的管道智能内检测不断更新，内检测技术取得了实质性的进展，但仍然存在一些问题。
1）裂纹内检测技术：目前最适合于检测裂纹的技术是超声波方法，脉冲波在管道内表面和表面反向产生周向横波；如果脉冲遇到裂纹，他就会原路返回并被变换器接收，由此检测到该裂纹的存在。其主要优点是能够提供对管壁的定量检测，具有较高的数据精度和置信度；缺点是需要耦合剂，应用于输气管道时较复杂。
注：D为管径
传统的裂纹探测器可检测的裂纹长度最小临界值为30mm。由表1-1可见，新型检测器的裂纹长度最小临界值达到20mm。
2）同时进行金属损失和裂纹的内检测技术；金属损失及裂纹是管道的两大主要缺陷，存在于管道的整个生命周期内。在现有技术条件下，管道运营商必须分别使用裂纹探测仪和金属损失检测仪，对管道的金属损失和裂纹进行检测，这会花费巨大的精力和财力。
2006年的国际管道会议上，美国GE-PⅡ和德国NDP公司分别推出了一种先进的内检测器。应用新一代超声、电子技术与相控阵技术相结合，对超声波传感器进行了全新的设计，把金属损失、壁厚及裂纹检测功能融为一体，实现了一次通过可以同时检测出管道的腐蚀和裂纹。
该技术的特点是：电子设施控制的超声波束允许一次通过检测金属损失和裂纹；优化的传感器、超声波束及大量的测量通道，实现了覆盖整个管壁圆周的高分辨率；可敏感地探测小的凹陷和腐蚀造成的裂纹。
相控阵技术与传统超声技术相比，报本改进在于：传统无损检测技术使用的超声波束的形状及传播方向．被每个传感器所固定，每个独立的传感器被固定排列，如果测量条件改变，则必须改变传感器的排列类型；相控阵技术所使用的传感器的排列和发射模式是程序化的，每个独立的传感器具有可以发射不同方向及不同声束特性的功能，当测量条件发生变化时，超声波束的设置全部由计算机界面执行操作，不需要再对传感器进行人工校准。
最近两年，几何检测要求提高了，其中对凹陷尺寸的最小要求是：高分辨率的几何工具应该能够探测和定位深度大于等于6.35mm（0.25in）的凹陷，而再用的几何检测器现状是：对椭圆变形和大的变形难以提供凹陷评价的有效信息，基于78例现场挖掘证实，其探测率仅为32%，无法满足要求；对凹陷和椭圆变形的特征仍然没有一个适当的缺陷评价技术。对凹陷和机械损伤的高质量内检测过程，应能提供要求的信息，如凹陷的几何形状和数据，这些都对探测器机械损伤的内检测提出了更高的要求。
由于楼此技术被认为是最具有成本效率的内检测方法。管道运营商、管理者和研发人员都希望提高漏磁技术检测机械损伤的灵敏度，从而使漏磁探测技术有效应用于机械损伤缺陷的识别。目前该项工作有了以下新的发展：①德国ROSEN公司开发出用于内检测器的新一代几何传感器，可以提供高精度的管道内部轮廓的几何数据，如能探测到的最小凹陷是4.47mm（0.176in）。这种传感器结合了非接触远距离测量法与测径器手臂的优势，允许传感器在高动态运行载荷作用下工作；该传感器与导航器、高分辨率漏磁检测技术相结合，推进了机械损伤检测工具的发展。②加拿大BJ公司开展了基于三轴漏磁信号是识别凹陷特性的研究。应用三轴楼此工具检测小凹陷（深度少于直径1%）的技术已经有了重大进展，其检测能力已在现场挖掘中得到了验证。该项技术目前具有国际领先水平。
加拿大BJ公司应用三轴漏磁技术的轴向磁场MFL检测器研究，有了一定的进展。在三轴传感器中，有三个单独的、互相垂直的传感方向；轴向传感器记录沿管道的平行方向；径向传感器记录管道垂直方向；环向传感器记录圆周方向。第四个传感器称为旋转传感器，被用来识别内外部的区别，也帮助识别和进行特征分类。这类高分辨率漏磁检测器，可识别的金属损失特征有金属增长和金属损失、复杂腐蚀情况、延长的轴向缺陷、制造缺陷、建设缺陷、焊缝裂纹、凹陷、折皱、圆凿、圆周裂纹等。一般认为凹陷、折皱等管道凹陷无法被MFL识别，因此漏磁技术中关于非腐蚀特征的进一步研究变得更加重要，这仍是目前漏磁技术研究的方向
5）内检测技术存在的问题及发展方向：经过多年应用，内检测技术已经成为评价管道缺陷和确保管道完整性的首选技术。高分辨率的内检测器（几何、腐蚀、裂纹）可探测、定位、测量并显示管壁上的异常。这些异常可以表示为几何变形（凹陷、圆凿、椭圆变形、折皱、弯曲）、腐蚀、裂纹和其他缺陷。但是、研究世界上最近发生的危险液体和天然气管道事故，却发现一些内检测结论为可继续运行的管道，在内检测后的6~12个月内就发生了失效事故。
2005年，美国管道安全办公室发布的数据表明，这些经过检测却很快出现故障的管道，失效原因中，缺陷未被探测到的占51%；对缺陷特征低估的占32.3%；错误辨识的占16.7%。这种现象对内检测器及相应的内检测器技术提出了质疑，文献指出了内检测器面临的问题和发展的问题。
内检测其已经从纯粹的检测工具，转变为一个精确地测量手段，目前面临的问题如下：①管道测量的目标处在一个复杂、连续、变化的内部环境（压力、温度、腐蚀等）和外部环境（周围土壤、腐蚀、第三方干扰等）。②内检测器运行过程中，其关键部件可能会失效，但无法及时更换。③智能检测器的运行参数不稳定，如速率、磁场、检测期间传感器故障。④实际存在的缺陷数量大于被内检测器检测到的数量，缺陷的实际大小一般大于内检测器给出的数据。⑤创建一个内检测方法与对比标准非常困难。
分析以上情况，内检测技术应该在以下方面进行改进：①需要进一步改进内检测器的基本原理和技术，以改进现有内检测技术存在的未探测到、低估危险及错误辨识等方面的性能。②对内检测数据进行整体的统计分析，确定内检测遗漏和错误辨识的缺陷的数量、尺寸和位置，评价内检测器检测到的缺陷的实际数量和尺寸。③对各种内检测数据的差异进行对比分析，以对测量错误进行归纳、验证检测器、现场和计算机数据。
（5）工作建议
1）提高对直接评价的重视程度。由于内检测技术适用范围的局限性，相当数量的管道需要通过直接评价技术进行完整性评价。应该加强对直接评价技术的研究，适当引进直接评价技术，对不适合内检测评价的管道进行完整性评价，提高完整性管理技术水平。
2）制定并监督实施强制性的完整性评价计划。在国内缺乏强制性法律的情况下，各大石油公司应该制定包括直接评价和内检测等评价方法在内的完整性评价计划，提出强制性要求，使管道完整性管理从试点逐步纳入规范化管理的轨道。
3）加强行业数据库建设。注重整个管道行业的管道失效等数据收集和分析，为完整性管理提供参考；在开展内检测实践的基础上、加强对内检测数据和结果的对比研究，提高对内检测技术的认识。
4）加大对完整性管理技术的研究力度。密切跟踪国外最新技术发展状态，有计划地开展直接评价技术和内检测技术的研究，加大研究投入，培育具有自主知识产权的评价技术。
答：十五期间中国钢管市场消费结构的变化，反映了十一五期间中国钢管发展的经济背景，分析了中国钢管市场主要用户的要求，从宏观层面对钢管和钢材市场的动态比例关系进行了评估，对十一五期间中国钢管市场需求惊醒了预测。
（1）十五期间中国钢管页的发展情况
十五期间，中国钢管产量由1153.10×104t/a上升到2614.11×104t/a，五年间上升1461.10×104t/a，年均增加292.2×104t/a。由于产能不断增加，从十五初期的生产能力不足，已转为生产能力过剩。中国钢管十五时期的产量和构成比例见表1-2。
由表1-2可知，五年来，钢管产量和表观消费量平均以22.46%和19.77%的幅度高速增长。2003年以后，钢管自给率逐渐呈供大于求的局面，即自给率大于百分之百进口管。中国钢铁工业协会指出：管材在钢材表观消费总量中的比例，2000年为6.61%，2005年为6.42%，变化不大。其中，无缝钢管由2000年的净出口3×104t，转为2005年净出口71.4×104t；焊接钢管由2000年的净出口3×104t，转为2005年净出口124.5×104t。管材在国内市场的国产化率已达95.5%。
十五期间中国钢管业的发展情况表明，中国钢管业已进入供大于求的新阶段。这给十一五期间中国钢管业的发展以新的启示。
（2）十一五期间钢管市场需求分析和评估
1）十一五期间中国钢管业发展的经济背景：处于中国工业化由中期阶段向后期阶段的过渡时期，是中国钢管业发展的拐点。这意味着钢管产量和消费量由高速增长，过渡到持续、快速增长，钢管业发展的增速放慢。当我国工业化基本实现时，钢管产量和消费产量将到达历史峰值。这个时期，中国经济仍然只要是靠投资和外贸拉动，由粗放型增长方式向集约型增长方式过渡。十一五期间中国钢管业就处在这样两个过渡时期的发展阶段。
十一五期间规划经济发展的态势是又好又快，其着力点是创新、节能和环保。至于GDP增长率，十一五前两年（2006年和2007年）预计分别是10.7%和8%。平均为9%左右。预计后三年可能是7.5%~8%。十一五期间GDP增长率平均约为8%。中国钢铁协会预测2010年我国粗钢消费达到4.9×108t，钢材消费达到4.7×108t。这个预测是在总结十五期间预测的经验教训基础上得出的。
2）十一五期间钢管市场的需求评价：十一五期间，中国能源需求强劲是中国钢管行业发展的直接动力。预测2010年将消费（25~33）×108t标煤，十一五期间能源建设将投资3.5万亿元。到2020年，我国能源工业累计投资将达到10万亿元，从2005年起，每年投资7000多亿元。其中2020年煤炭生产能力将达到28×108t，年均投资700亿元；2010年石油产量将达到1.8×108t，年均投资500亿元；2010年天然气产量达到1100×108m3，年均投资300亿元；2010年电力装机，包括火电、水电、喝点、天然气发电、风电等新能源发电达到7×108Kw，年均投资5000多亿元。
①煤炭用钢管。煤炭用钢管的数量比较大，用途也比较广。按钢管占20%来估计，支护用钢管2006~2010年共用990×104t；矿用带式输送机拖辊等设备和排水、通风用钢管130×104t。由此可见，煤炭用钢管共计约1120×104t。
②石油天然气钢管。石油天然气用钢管的主题市场是中石油、中石化和中海油三家石油巨头，其用途主要是油井管、油气长输管线钢管。
2006~2010年共计需油井管1800×104t。石油行业十一五期间油井管和管线钢管用量之和约3800×104t。
③化工用钢管。十一五期间无缝钢管、焊管等共计900×104t。
④电力用钢管，包括火电用钢管（蒸汽管、高压给水管等）、核电用管（传热管）、水电用钢管（焊接钢管、压力管）、风电用钢管（焊管）、电网用钢管（输电塔一般用角钢改为用焊管）。以上电力用钢管2006~2010年总计需求量575×104t。
⑤钢结构用钢管。钢结构的发展同城市化有密切的关系。华东、中南仍是我国钢结构消费的主要区域，西北、西南地区的消费比重呈增长势头。十一五期间，中国城镇化率将由2005年的43%，上升到2010年的47%，农村人口转移到城镇约8545×104人，年需建筑用钢约2655×104t。其中，东南部844×104t，中部1046×104t，西部765×104t。五年共需建筑用钢材约1.3275×108t。
国内一般以上的钢材用于建筑行业，推算出2006~2010年，钢结构用钢管需要600~700×104t。
⑥房地产用钢管。房地产用钢管包括三个方面：一是钢结构，见⑤中分析；二是城市地下给排水、热力、通风管道；三是住宅用来水镀锌钢管。十一五期间城市地下水及热力管网，年需钢管平均约为50×104t；地面房屋用镀锌钢管平均约需800×104t；十一五期间房地产用钢管量约4250×104t。
⑦汽车工业用钢管。2005年我国汽车产量为500×104辆，2006年达到650×104辆，2007年可达850×104辆，2010年将超过900×104辆。关于汽车用刚量的评估，按2005年汽车用钢管24×104t（其中无缝管16.91×104t，焊管7.09×104t）来推算，十一五期间汽车用钢管量约160×104t。
⑧造船工业用钢管。目前世界造船市场处于发展的高峰期。在世界海运贸易增长的推动下，尤其是在中国，石油、矿石进口持续快速增长和集装箱货运增速上升的推动下，2005年我国制船行业产量突破1222×104t载重吨，同比增长41.86%,占世界产量的18.2%，2006年造船产量为1500×104t载重吨，用钢材600×104t，其中管材占7%，约为42×104t。2006~2010年我国造船达到每年平均830×104t载重吨，总计为4152×104t载重吨。按2006年船用钢管量为基数，推算十一五期间我国造船工业用钢管量为250×104t。
⑨集装箱行业用钢管。我国集装箱行业在产销上已连续14年居世界第1位，生产集装箱所用钢材为耐候钢，主要有热轧薄板（1.6~6.0mm）、型钢和焊管。预计十一五期间集装箱需求焊管将达105×104t。
⑩机械工业用钢管。中国机械工业有庞大的内需支持，同时其有明显的国际比较优势，是今后国际重点振兴的产业。到2010年将投资3555亿元，占国民经济总投资的4%，增长速度为47%，产销总体呈平稳发展趋势。
机械工业的机床工业，欧、亚、美三足鼎立，欧洲势强，德、日、美争雄。机械工业发展如何，标志着一个国家技术水平的高低。
机械工业钢材用量的主要行业有：重型矿山机械、工程机械、通用机械、农业机械、石油及化工机械。此外，还有零部件制造业，增速为20%；制冷及空调机械制造业，增速为15%~20%；环保机械制造业增速为17%；文化办公机械制造业增速为15%；食品及包装机械制造业增速为10%~15%；液压、气动、密封件制造业增速为10%~15%；印刷机械制造业增速为10%；轴承制造业增速为8%~10%；内燃机制造业增速为5%~8%；工程机械制造业增速为5%。
据不完全统计，机械行业2004年消耗钢材4500×104t，2005年消耗钢材5200×104t。2006年机械工业产销同比增长15%，由此，预测十一五期间机械工业用钢量为2200×104t左右。
机械制造业用管以大中直径、中厚壁碳结钢和低合金钢管、无缝钢管为主。用无缝钢管代替实心段坯制造缸、筒、轴、辊、滚筒、轴承、管模等中空体和结构体，可节约钢材20%~30%。又如压力容器、高压气瓶年需无缝钢管约10×104t。机械用管中，大中直径无缝钢管约占30%。近几年，年消耗无缝钢管（150~160）×104t，约占无缝钢管消费的15%。美国的机械结构管消费比例，1997年为29.4%，2002年保持在24%。随着我国机械装备业的发展，我国钢管用于机械结构管的比例还会增加，将达到20%左右。
轻工业用钢管涉及自行车、影剧院、体育场馆、会议厅设备（座椅等）、健身器材、家电、家具、医疗机械、小五金、旅游用品等。2005年自行车用钢材185×104t，其中焊管约110×104t，由此，预测十一五期间轻工业用钢管约880×104t。
十一五期间国家将继续加大铁路网建设，将重新线1.7×104km，相当于八五、九五和十五总和的1.3倍。铁路车辆由于主要干线提速，需要新购机车7300台，到2010年需新购货车22×104辆，新购客车2.6×104辆。因此，未来几年的铁路车辆用钢市场潜力巨大。
火车车厢用钢管主要包括三个方面：一是车厢钢结构件，例如用方矩形钢管制作箱梁；二是配管；三是为了提速、减重和安全，用锻轧的空心轴代替实心轴。目前年需低和金钢车轴（15~20）×104t。
综上所述，十一五期间铁路（车辆）用钢管约200×104t。
十一五期间我国钢管出口量预计约3000×104t。
答：俄罗斯联合钢铁股份有限公司韦克松钢铁厂建成的?1420mm直缝埋弧焊管生产线，主要设备有德国SMSMEER公司提供，采用JCO成形工艺，可生产单焊缝和双焊缝钢管。由铣边机、预弯机、步进成型机、预焊机、水压试验机、无损检测等设备组成。生产的?1420mm焊管力学性能检测试验表明，完全满足油气输送管线要求。
?1420mm焊管生产线大口径焊管的生产能力为40×104t/a，其主要生产设备如下：
1）铣边机。为后续焊接保证最精确的板边几何参数。
2）预弯机。弯力24MN，可同时从全长钢板两侧逐段弯曲板边。
3）步进成型机（JCO）。弯力65MN，可同时在管坯全厂范围内的多个弯曲点上，将各坯段预弯向管坯中央，最终形成断面。
4）预焊机。在正式焊接前进行保护气体定位焊接。
5）自动焊机。采用埋弧多弧焊接工艺焊接工艺（3~5个电弧），进行内外焊缝的自动焊接。液压扩径机（扩径头扩张力为21GN），可在全管长范围内逐渐进行钢管扩径、定径，保证钢管的几何尺寸精度并消除内应力。
6）水压试验机。最大试验压力为55MPa。
7）无损检测设备。用于焊缝和罐体自动超声波检测、手动超声波检测、X射线检测、磁粉检测等。
2005年4月，韦克松钢铁厂第四钢管厂这套新生产线投产。再制造大口径厚壁管时，采用了谢维尔（北方钢公司）、Dillinger（德国）、Posco（韩国）等公司生产的宽厚热轧板，并与这些公司签订了长期供货合同。?1420mm钢管的力学性能见表1-4.测试钢管的壁厚为18.7mm和15.7mm，其热轧板分别有俄罗斯谢维尔公司和德国Dillinger钢厂供货。
2006年4~5月，俄罗斯天然气科学技术研究院，对该厂1420机组生产的X70级管线钢管?1420mm×26.7mm和K60级?1020mm×17mm单焊缝钢管分别进行了试验。
试验中，在钢管试样表面制造了人工缺陷，然后在液压试验机上按要求进行试验，并对钢管的韧性进行了评价。
试验结果表明，所生产的钢管可用于施工温度-60℃，运行温度-20℃，工作压力为9.8MPa的油气输送管道的敷设和大修。这一结论已得到全俄天然气科学技术研究院和全俄钢铁科学技术研究院的正式认可。此外，天然气工业公司验收委员会在2005年7月14日1号会议记录中，也对该厂?1420mm×26.7mm钢管的优良性能给予了肯定。
现已制定出天然气工业及石油输送管道用“大口径直缝焊管生产技术条件”。韦克松钢铁厂已开始对石油天然气公司供应这种钢管，并对试验设备进行了更新，以便对钢级K70(X70)，壁厚50mm的大口径直缝焊管的力学性能进行可靠的检验。新添的检验设备由Zwick公司提供，包括拉伸试验机、落锤撕裂试验机和冲击试验机。
除了?1420mm大口径直缝焊管上产线外，韦克松钢厂还建立了钢管外防腐生产线，内防腐生产线于2006年10月投产。这两条钢管内、外防腐生产线的设备均由荷兰Bauhuis公司提供。
联合钢铁公司韦克松钢铁厂，是第一个批量生产出?1420mm大口径直缝焊管的俄罗斯制管企业。俄罗斯巴顿焊接研究所，矿山技术监督局、重型机械厂、乌克兰国立黑色冶金设计院等单位的专家和一些外国专家，参与了?1420mm大口径单直缝焊管的工艺设计、设备开发及投产调试。
目前该厂发展趋势良好，经营状况稳定，投资重点向着提高生产率和产品质量方面发展。这些将使人们坚信，韦克松钢铁厂在互利合作的基础上，能够为石油天然气行业提供大量优质的管线钢管，并已准备参与“俄北—欧洲天然气管道”和“东西伯利亚—太平洋天然气管道”的建设。
答：介绍金属波纹管在截止阀、闸阀、调节阀、安全阀和球阀等阀门中的应用、设计和选型。对阀门用金属波纹管在使用中出现的出现的问题给出了解决办法。
（1）概念：随着世界范围内环保意识的增强，人们对阀门的密封要求越来越高，特别是该装置以及石油和化工等特殊场合，要求阀门必须实现“零泄漏”。因此，苏联、德国、美国和日本等国家率先将金属波纹管应用于阀门领域，使波纹管阀门作为一个新产品首先在航空、航天、舰船和核工业等军工领域得到应用，并迅速在石油和化工等行业得以推广。
金属波纹管的作用主要是实现测量、连接、转换、补偿、隔离、密封和减震等功能。在波纹管截止阀和闸阀中的作用只要是隔离、密封和补偿功能，在自力式调节阀中，还与弹簧配套起到输出力和开区关闭阀门的作用。
用于波纹管阀门的金属笔文官只要有液压成形和焊接成形两种，是根据实际使用的阀门阀体高度、位移量、耐压能力以及刚度要求综合考虑选择何种形式的金属波纹。金属波纹管的材料主要是奥氏体不锈钢以及高温合金钢等，材料的选择主要是根据阀门实际使用介质腐蚀性和使用温度决定的。
由于近年来国内阀门行业发展非常迅速，如何在波纹管阀门设计时选择合适的金属波纹管成为行业上迫切需要解决的问题。
（2）术语：在对金属波纹管设计选型时，首先要明确金属波纹管的行业术语。
1）波纹管：一种弹性、薄壁、有多个横向波纹的管壳零件。
2）波纹管组件：由两个或两个以上零件组成，其中之一是波纹管，波纹管是一个或多个串联，其他是法兰等配件。
3）壁厚：成形波纹管的原始金属管的管壁厚度，对多层波纹管则是各层壁厚的总和。
4）形程：已原始长度为基点，波纹管压缩位移与拉伸位移之和。
5）扭曲：长波纹管进行轴向压缩时产生的柱失稳。
6）公称压力：与波纹管机械强度有关的设计给定压力。
7）公称载荷：正常工作条件下允许的最大载荷或满量程值。通常是预期设计值。超载载荷一般限定在额定载荷的125%~150%。
8）额定位移：额定载荷下引起的位移，是正常使用条件下允许产生的工作位移。
9）波纹管刚度：使波纹管产生单位位移所需要的力，设计计算得出的刚度称为公称刚度或额定刚度。一般情况，公称刚度不直接受用实际值，而是产品原型经过测试后的修正值。
10)一次循环：波纹管随阀杆从全开到全闭再到全开的运动过程。
11）循环寿命：波纹管在规定压力、温度和轴向行程下往复运动而不破换的最大循环次数。相同产品的寿命与波纹管工作状态、循环次数、频率、压力和温度等有关。
12）有效面积：弹性元件在单位压力作用下，位移为零时转换的集中力的大小。但有效面积随压力增加而变化，因此具有不恒定性，在力平衡式仪表中，要配对筛选，做到有效面积尽量一致。
（3）结构
1）U形波纹管：常用U形波纹管结构如图1-1所示。波纹管端部接口形式如图1-2所示。接口表示方法为外配合用W（图1-1a中的d1尺寸）、沿波切边用QD（图1-1a中D2尺寸）、内配合用N（图1-1b中D1尺寸）。推荐采用图1-2a、b、c端部接口形式。
图1-1常用波纹管结构要素
图1-2波纹管端部接口形式
2）波纹管组件典型结构：保温管组件典型结构如图1-3所示。
图1-3波纹管组件典型结构
（4）选型
1）波纹管阀门典型结构：应用波纹管组件是为阀杆和阀体工艺流体之间提供一个可轴向变形的金属隔套，形成动密封，以消除阀杆处的泄漏。装有波纹管组件的阀门典型结构如图1-4所示。
图1-4装有波纹管组件的阀门典型阀杆密封结构
3）阀门用波纹管选型标记：按照波纹管应用阀门公称尺寸不同分类，根据GB/T1047-2005中的公称尺寸系列规定，波纹管应用阀门的工程尺寸可分为：15mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm、65mm、80mm、100mm、125mm、150mm、200mm、250mm等。
图1-5波纹管标识
（5）阀门用波纹管的检验：阀门用金属波纹管的检验项目主要有表面质量、几何尺寸、密封性、压力机循环寿命等。
1）表面质量：在标准照明条件下，目测观察波纹管表面及外形、其质量应满足JB/T6169-2006的规定。
2）几何尺寸：用分度值为0.02mm的卡尺或其精确度相当的其他量具和仪器，检验波纹管的几何尺寸和公差应符合图样要求。图样未要求的公差应符合表1-5的要求。
3）密封性检验：由承制方组焊的波纹管组件应进行密封性检验，检验可用气泡检漏法。波纹管及其组件内冲入0.6MPa的压缩空气或其他无腐蚀性非可燃洁净的气体，保压3min，在水槽中检查不应有泄漏现象。也可根据用户要求用氦质谱检漏仪检漏，不应呈现可探测出的渗漏。
4）压力试验：压力试验可在专用设备或阀门上进行。实验用水的氯离子含量不超过25×10-7。按JB/T9092-1999的规定，波纹管组件在室温或38℃条件下，以1.5倍公称压力进行水压试验。
每个波纹管组件应固定在某一长度，此长度为常规阀门壳体试验时阀门开启位置的长度。在实验过程中应防止波纹管拉伸和压缩。压力施加应与波纹管工作时受压方式一致。进行压力试验时，焊缝不能开裂或泄露，波纹管不应发生扭曲。
循环的频率应考虑不正常的快速循环可能产生的过热。循环频率不应超过每秒一次。
循环试验应在室温或38℃时的公称压力下进行。加压方式同压力试验一样。
每个波纹管组件咋循环试验之后应进行密封性试验，不应呈现可探测的渗漏。
除合同另有规定，波纹管的循环寿命应符合表1-6的规定。
6）出厂检验：出厂检验的项目和顺序按表1-7规定执行。出厂检验中有不合格项的波纹管，为不合格品。
注：●为必检项目；—为不检项目。
（6）结语：阀门是金属波纹管是波纹管阀门的核心器件，波纹管的设计及选用，关系到阀门使用安全，特别是波纹管阀门的应用领域都是重点工业领域和军工领域，在新产品试制是应进行型式试验，在选用时应适用于阀门使用系统的空况条件及金属波纹管的结构特性。
答：介绍API（AmericanPetroleumInstitute美国石油学会）标准安全阀的规范和特点，论述了在开发该产品中所进行的性能试验和流场仿真方面的研究工作。提出了推广应用的建议。
1）概念：我国的安全阀基本上是按照机械行业标准进行设计制造。20世纪70年代以后，随着我国改革开放和国名经济迅速发展，从国外引进了大量石油、化工、能源、冶金和纺织等装置及设备，同时随机进口了大量国外安全阀。这些安全阀大部分是按照API标准设计、制造、试验和验收。由于API标准安全阀与JB安全阀相比，具有显着的特点和先进性，因而近几年来，一些企业要求，安装在易燃、易爆、有害或有毒介质的设备及管道上的安全阀，宜选用API标准安全阀。为了适应各类装置对安全阀的需求，对API标准安全阀进行了探讨和研究。
（2）特性
APIRP520炼油厂泄压装置的定径、选择和安装
第Ⅰ部分定径和选择
第Ⅱ部分安装
APIStd526钢制法兰泄压阀
APIStd527泄压阀阀座的密封性
APIRP576泄压装置的检查
ASME锅炉与压力容器规范第Ⅷ卷
第一册压力容器泄压装置
ASMEPTC25泄压装置—性能试验规范
2）名词术语：API标准的某些名词术语与我国国内习惯用语不一致，故予以说明。
①泄压装置（PressureVeliefDevice）。泄压装置是防止工艺系统或承压容器由于事故或不正常工况期间流体压力升高而超过预定压力值。常有的有弹簧直接载荷式泄压阀、先导式泄压阀和爆破片等。
②泄压阀（PressureReliefValve）。泄压阀是一种泄压装置，在系统超压时阀门开启，而当系统压力恢复到正常后阀门关闭，从而防止介质继续外流。常见有的安全阀、泄放阀、先导式泄压阀等。
③安全阀（SafetyValve）。安全阀是一种由入口静压力驱动，并以快速开启或突跳动作为特征的泄压阀。其应用与可压缩流体。
④泄放阀（ReliefValve）。泄放阀是一种由入口静压力驱动的泄压阀，其开启通常与超过压力的压力升高成比例。其应用于不可压缩流体。
⑤安全泄放阀（SafetyReliefValve）。安全泄压阀是一种依应用情况而作为安全阀或泄放阀的泄压阀。
3）基本要求：
①安全阀的流道面积（代号）、进出口通径、压力级（磅级）、基本材料、压力-温度范围和进出口安装尺寸按APIStd526规定。
②安全阀的整定压力（Pa）允许偏差与整定压力有关。当Pa≤0.5MPa时，允许偏差为±0.015MPa。当Pa＞0.5时，允许偏差为±3%Pa。
③安全阀的设计和制造按ASME《锅炉与压力容器规范》第Ⅷ卷规定。其基本条件包括机械动作，材料选择、制造及装配的检查制造厂及装配厂的产品试验、设计、焊接及其他等七个方面。
如对阀瓣、阀座、弹簧、导套、提升装置的结构设计和材料选择要求，对制造厂及装配厂的制造、实验设备和质量控制程序的要求，如受压件的强度和气密试验要求、对实验装置、容器和试验方法的要求等。
④标以ASME《锅炉与压力容器规范》第Ⅷ卷标志的泄压阀的排量验证试验应在不超过开启压力的10%或0.02MPa压力下进行。
4）标准比较：JB、GB和API标准安全阀的比较见表1-8。
0.9P0
5）条款特点：
①规则。API标准对安全阀的结构设计、排量计算、规格、压力级、材料、制造、试验、运输、安装、使用、检查及维修，均有完整和全面的基本要求。
APIRP520、576介绍了各种类型安全阀的机构及其特点。
APIStd526规定了14种流道直径（喉径）再不用温度和压力下的各种规格、压力级及基本材料要求，并规定必须执行AMSE规范的相应制造和试验要求。
APIStd527规定了泄压阀的密封性试验方法和要求。
APIRP520第Ⅱ部分列出有关安装发面的一些要求。
APIRP576列出泄压装置的检查和维修要求。
ASMEPTC25为泄压装置的试验装置、试验方法和实验报告提供了标准。
②规格和品种。API标准安全阀规格和品种较多。
弹簧载荷式安全阀的公称尺寸为1~8in.（25~200mm），有14种（D~T）流道直径（d0=9.5~146mm），21种规格，6种压力级（150~2500lb），-268~260℃的温度范围。
API标准范围阀规格、品种多，便于选择合理规格的安全阀。
③温度—压力级。API标准安全阀根据所需排量计算确定留到面积后，按照该流道面积表中的温度范围和允许的最高整定压力，确定适合的压力等级。
④材料。阀瓣、阀座及导向零件应是耐蚀材料制成，应能满足温度和使用条件。依照使用的温度，选用适合的阀体、阀盖及弹簧材料。阀体和阀盖的材料可以不同，但必须满足最低的压力—温度要求，标准中规定了阀体、阀盖和弹簧材料的最低等级牌号。
⑤制造厂和实验装置要求。制造厂的工艺装备、试验装备以及质量控制程序能够保证所生产安全法的性能一致性。安全阀性能试验装置和容器应有足够尺寸和容量。
⑥运输和安装。安全阀运输中应有保护堵盖（塞）。安全阀人口管道的压力损失Δp≤3%pa。
（3）研制
由于按照API标准生产安全阀与按照JB生产安全阀存在差异，因而产品制造过程中常出现许多问题。如结构设计不合理，材料选用不当，整定压力过高或实际排放量不满足要求等。
1）性能试验研究：
①试验装置。为了进行安全阀的性能及排量试验研究，按照ASMEPTC25《泄压装置—性能试验规范》的要求建设了安全阀全性能试验装置。改试验装置主要由大量空气压缩机、储气罐、流量调节阀、控制阀、试验容器及工位、流量计、压力传感器、温度传感器、位移传感器、计算机数据采集及处理系统等组成。
试验装置共设三个试验工位。最大试验阀通径8in.（200mm），最高试验压力23MPa，最高试验流量100t/h（空气）。试验工位的试验容器的容积分别为4.5m3、1.5m3、0.014m3。
为了更好地比较试验装置能力对安全阀性能的影响，随后又建造了容积为0.5m3的试验装置。典型安全阀的试验结果曲线如图1-6~1-8。
图1-6入口压力与开启高度曲线
图1-7开启高度与流量曲线
图1-8安全阀发证颤振时的开启高度曲线
②性能及排量试验。安全阀的流道结构设计对其性能及排量有重量影响。APIStd526标准规定了安全阀的净出口及流道尺寸，其出口面积与流道面积的比例为64.26~3.02，与JB规定的4.13~3.06相比范围及比例均较大，特别对于通径较小者有显著差别，进行了性能和排量试验。大量试验表明：a.试验装置性能对安全阀的性能有重要影响。通过对五种规格（II/2h4、2J3、3K4、3L4、4M6）的安全阀在不同试验装置上对比试验结构可以得出，试验装置的容量对安全阀整定压力和启跳压力基本无影响。只有试验装置容量足够大时，才能判定安全阀的回座压力及机械特性是否符合要求。b.与APIStd526标准安全阀相比，出口面积较小的JB安全阀其排量系数较小。在试验装置上对API和JB两种标准的安全阀进行了排量试验。试验表明，JB安全阀的出口面积较小者，影响到其排量系数减小。一般JB安全阀的排量系数为0.8~0.9。而按API标准的安全阀其排量系数可达0.98。
③背压试验。安全阀的出口背压时其性能有较大影响。较高的被压会影响到安全阀的动作性能及其排量。安全阀背压试验系统如图1-9所示。
图1-9安全阀背压试验系统
背压通过背压发生器产生，调节背压主要是通过改变背压器中背压调节器孔板尺寸来调节发生阀出口排放背压。通过背压试验，得出两点经验：a.排放背压存在临界值，超过允许值后，会导致安全阀机械性能遭到破坏，引起安全阀颤振等现象，排放过程不稳定。b.安全阀开启高度随排放背压的升高而减少，排放背压的存在，引起开启高度的降低，导致安全阀的实际排量降低。
2）流场仿真：虽然借助于先进的性能试验装置，在安全阀动作特性和排量等方面上获得了许多成果，然而试验研究却存在着投入大、周期长、方法有局限的问题。所以将计算流体力学（CFD）应用到安全阀的基础理论研究中。利用计算流体力学软件，建立了一些安全阀内部流场的三维模型。经过试验验证，这些模型具有足够的精度和可靠性，完全可以用于工程研究，其中两个算例所得到的排量数值与试验数据的对比见表1-9。
通过对安全阀内部流场研究，对安全阀的内部流动有了全新的认识。在安全阀整个流道中，发作的喉部是最小的几何流通截面。所以在安全阀的工程计算和设计过程中，这个流道面积就被假设为整个流道中的实际最小气动流通面积，如果该流场处于临界或超临界流动状态，则在阀座喉部处达到音速。
以往通过试验方法，已经证实这个假设存在问题，安全阀的临界界面不在阀座喉部，而是在其下游。但是究竟是什么样的流场形态，产生这一现象的机理是什么，这些试验很难解答的问题若通过流场仿真就可以很容易地解答。
图1-10为某规格安全阀内部流场中音速和超音速区域的马赫数等值线图。从图中可以看出，介质在阀座喉部的流动是亚声速的，实际的气动临界截面位于阀座与阀瓣之间形成的圆柱侧面上。
图1-10安全阀内部流场中的马赫数等值线图
（4）结语
由于API标准安全阀与JB安全法相比，具有显著的特点和先进性。因而近年来，API标准安全阀在我国得到越来越广泛的应用。从目前现状分析，提出几点建议：
2）设计单位与制造厂商严格遵循API标准（ASME规范）要求进行安全法的设计选型、选材和制造。
3）各制造厂对生产的API标准安全阀应开展充分的性能研究工作，以显示API标准安全阀的特点。各制造厂应通过具有资质的检测部门确定安全阀的排量系数以供用户选型时使用。
4）目前国内安全阀制造厂的生产手段和试验条件较国外厂家有较大差距，特别在实验条件方面。因而，建议安全法制造厂和检验单位应创造条件满足安全阀性能试验的要求。例如，关于实验装置和容器应有足够尺寸和容量。这涉及回座压力的准确性以及力学性能的判断。
答：管道分类方法通常按介质的压力、温度、性质分类，也可按管道材质、温度和压力分类，以及材质情况等分类方法。
这里管道按其材质可分为钢管、有色金属管、铸铁管、非金属管四种。他们的主要用途例举如下：
（1）钢管
1）一般无缝钢管、用于制作流体介质管道或制作结构管件等。标准为GB/T8163—1999《输送流体用无缝钢管》。常用规格：结构用无缝钢管外径5~200，壁厚0.25~14mm，见表2-1；输送流体用无缝钢管外径32~630mm。壁厚2.5~75mm，见表2-2。
常用无缝钢管规格尺寸及单位长度理论质量（kg/m）见表2-3。
注：1.本表乃参考GB/T8163—1999。
2.壁厚≤1mm，钢管长1.5—7mm；壁厚＞1mm，钢管长1.5~9mm。
注:钢管长为3~12.5m。
注：壁厚中括号内的数据是选用。
2）化肥用高压无缝钢管：主要用于输送介质为合成按氨料气（氢与氮）及氨、甲醇、尿素等；压力为22MPa、32MPa，温度为-40~400℃的化工原料介质的管理，标准为GB6479—2000《高压化肥设备用无缝钢管》。
3）石油裂化用无缝钢管：主要用于石油精炼厂的炉管、热交换器及其管道，标准为GB9948—2006《石油裂化用无缝钢管》。
4）不锈耐酸无缝钢管：主要用于化工、石油、机械用管道，尤其适用于输送强腐蚀性介质、体温或高温介质、标准为GB/T14976-2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》。
无缝钢管也可分为一般无缝钢管与专业无缝钢管两种，见表2-4。
5）焊接钢管：主要用于公称压力≤1.6MPa的官道上，因其管壁纵向有一条焊缝，故称之为焊接钢管。它可分为低压流体输送用焊接钢管（GB/T3091—2008，见表2-5）和螺旋缝焊接钢管、钢板卷制直缝焊接钢管。螺旋缝焊接钢管适用于水、污水、空气、采暖蒸汽等常温低压流体的输送，螺旋缝埋弧焊钢管的常用规格（SY/T5037-2000）见表2-6。
注：外径中括号内的数据是选用。
焊接钢管用于石油和天然气长距离输送管道较多。我国出口的钢管中焊接钢管比无缝钢管多，近年来，美国进口焊接钢管1/3是中国产品。
（2）有色金属管
1）铜及铜合金管：管道工程用铜管管材有纯铜管（工业纯铜）、黄铜管（铜锌合金与特殊黄铜）和青铜管（铝青铜和锡青铜等）。按制造方法，铜管又可分为拉制管、轧制管和挤制管等，一般中、低压管道采用拉制管。纯铜管和黄铜管大多用于制造换热设备、制冷系统、化工管路、以及仪表的测压管线或传送液体的管线上。
纯铜管适用于工作压力在4MPa一下、温度为-196~250℃的管路、黄铜管适用于工作压力在22MPa以下、温度为-158~120℃的管路。在制冷系统中，铜管适用于工作压力低于2MPa、温度为-20~150℃，输送制冷剂与润滑油的管路上，近年来已用在室内燃气管路及高级宾馆的冷热水系统上。
2）铝及铝合金管：铝及铝合金管只要用于输送脂肪酸、硫化氢、二氧化碳和硝酸、醋酸等管道。它一般采用拉制和挤压等方法生产；其有质量轻、不锈蚀等特点，但其机械强度较差，不能承受较高压力。
3）钛管：钛管常用于其他管材无法胜任的工艺部位，其主要特点是质量轻、强度高、耐腐蚀、耐低温，适用温度范围为-140~250℃，当温度高于250℃时，其力学性能下降。
（3）铸铁管
1）高硅铸铁管:高硅管道是由含碳量在0.5%~1.2%（质量分数，下同），含硅量在10%~17%的铁硅合金组成，具有很高的耐腐蚀性能。常用的高硅铸铁含硅量为14.5%，随着硅含量的增加，耐腐蚀性能增大，但脆性也变大。一般使用压力为0.25MPa以下。
2）普通铸铁管：普通承插铸铁管用于给排水管道，按压力不同分为低压管（＜0.45MPa）、中压管（0.45~0.75MPa）和高压管（0.75~1.0MPa），将管与法兰铸成一体的普通法兰铸铁管拆卸方便，应用较广泛。
（4）非金属管
1）耐酸酚醛塑料管：耐酸酚醛塑料管具有良好的耐腐蚀性能，能抗大部分酸性、有机溶剂等腐蚀，但不耐碱性及强氧化性的酸腐蚀。由于其冲击韧性差，较脆，故不宜在有机械振动、温度变化大的情况下使用，一般用于温度为-30~130℃、压力＜0.6MPa的工况。
2）硬聚氯乙烯管：硬聚氯乙烯管对不同浓度的大部分酸碱盐类的溶液有较好的耐腐蚀性，但在50%以上的硝酸及发烟硫酸中则不稳定。其传热系数低、塑性好，不过其强度差，且只有在60℃以下时才能保持适当强度，用于压力＜0.6MPa的工况。
3）石墨管：石墨管具有良好的耐腐蚀性，且热胀系数小，不污染介质，但其较脆，强度低，适用于温度＜150℃、压力＜0.3MPa的工况。
4）耐酸陶瓷管：耐酸陶瓷管具有良好的耐腐蚀性、不渗透性。但它耐温度骤变性差、强度差、强度低、不宜用于剧毒或易燃易爆介质，一般用于温度＜120℃、压力为常压的工况。
5）玻璃管：玻璃管对除氢氟酸外的酸类、稀碱及有机溶剂等具有良好的耐蚀性，但其抗拉强度低、常用于温度＜120℃、压力＜2.0MPa的工况。
6）混凝土管：混凝土管分为预应力和自应力钢筋混凝土管两种。管口连接采用承插接口，用圆形截面的橡胶圈密封，适用于长距离输送低压水、气等，一般用于压力＜1.0MPa的工况。
一般无缝钢管由10、20、Q295、Q345牌号的钢制造。按制造方法分为热轧无缝钢管和冷拔（轧）无缝管，热轧钢管的长度为3000~12000mm。冷拔钢管的长度为3000~10500mm。输送流体用无缝钢管，常用规格见表2-3。
答：管道管理的技术要求是：
（2）建立管道管理的规章制度。对压力管道、使用单位应根据压力管道技术标准、法规建立安全管理制度、操作者安全被训制度、工艺生产造作制度、检验维护制度、事故管理制度及报废更新制度等。
对于从事压力管道、管件的设计、制造、安装、维修、全面检验的单位，均须获得有关部门颁发的许可证，方可从事相应的工作。
（3）生产管理。操作者应对使用的管道进行巡回检查。内容包括：管道的零部件是否完整齐全；仪表、计量器具、信号联锁、各种安全装置、自动调节装置是否灵敏可靠；管道是否有泄漏、超温、超压、过冷、异常震动现象；管道支架是否牢固；各种螺栓是否紧固；防腐防冻设施是否完整有效；阀门操作机构的润滑和防护是否符合要求等。
（4）维修管理。管道的维修管理应按GB50235—1997《工业金属管道工程施工及验收规范》的规定进行管理与验收。
答：管道工程常用文字符号见表2-7。
答：管道代号见表2-8。
答：管道工程中，管子种类繁多，管子的大小通常用管外径D和管内径d表示，量度使用过程中，由于用途不一，需要多种直径相应的管路附件（包括管件、阀门、法兰等），这样，管材和附件的直径尺寸就相当多，就给制造、设计和施工造成了不便，为了能批量生产、降低成本、提高效益，使管子和管理附件具有通用性和互换性，必须对管子和管理附件实行标准化，而公称直径又是管道工程标准化重要内容。所谓公称直径就是各种管道元件的通用口径，又称公称通径、公称口径、公称尺寸（现在国际上普遍使用公称尺寸这一称谓），用符号DN表示，DN是用于管道系统元件的字母和数字组合的尺寸标识。它由字母DN和后跟无因次的整数数字组成。现行管道元件的公称直径按GB/T1047-2005之规定，见表2-9。
答：公称压力、试验压力、工作压力是：
注：必要时允许选用其他的PN值。
（2）工作压力：管子和管路附近在正常运行条件下所承受的压力用符号p表示，这个运行条件必须是指某一操作温度，因而说明某制品的压力工作应注明其工作温度，通常是在p的下角附加数字，该数字是最高工作温度除10所得的正式整数值，如介质的最高强度为300℃，工作压力为10MPa，则记为p3010MPa。
（3）试验压力：管道与管路附件在出厂前，必须进行压力试验，检查其强度和密封性，对制品进行强度试验的压力称为强度试验压力，用符号ps表示，如试验压力为4MPa，记为ps4MPa。从安全角度考虑，试验压力必须大于公称压力。
制品的公称压力按照他的定义是指基准温度下的耐压强度，但在很多情况下，制品并非在基准温度下工作，随着温度的变化，制品的耐压强度也跟着发生变化，所以隶属于某一公称压力的制品，究竟能承受多大的工作压力，要由介质的工作温度决定，因此就需要知道制品在不同的工作温度下公称压力和工作压力的关系。为此，必须通过强度计算找出制品的耐压强度与温度之间的变化规律。在工程实践中，通常是按照制品的最高耐温界限，把工作温度分为若干等级，并计算每个温度等级下制品的允许的工作压力。例如：用优质碳素钢制造的制品，工作温度分为11个等级，在每一个工作温度等级下，列出在该温度等级下的工作压力，见表2-11。
其他材料的制品，同样可以分成不同的温度等级并计算出在每一个工作温度下所承受的最大工作压力。这样我们可以制定出各种制品的公称压力、工作温度和最大工作压力的换算关系。编织成便于应用的表格，以便按照制品的公称压力和介质的工作温度来确定所允许承受的最大工作压力，或者按照介质的工作压力来选择管材和管路附件。表2-12、表2-13、表2-14分别列出了碳钢及合金钢制件、铸铁制件、铜制件的公称压力、工作压力、工作温度和最大工作压力的关系。这些表称为制件的温压表。在选择管材、管路附件是经常用到。
答：为了确保管道运行有条不紊，动能供应经济安全，必须对各种管道在投入运行前进行一系列的检查和试验，同时对已投入运行的管道进行定期维修。管道维修主要包括下列内容：动力管道修理顺序、修理内容、试压规定以及动力管道大修和检查竣工验收等。
答：管道的维修程序如下：
上海沪工阀门厂（集团）有限公司-厂址：上海市嘉定区华亭工业区华高路555号沪工阀门工业区