管子是压力管道中应用最普遍、用量最大的元件，它的重量占整个压力管道的近2/3，而投资则占近3/5。因此，管子选用的好与坏、是否经济合理，直接影响着石油化工生产装置的生产安全和基建投资费用。管子的应用标准（是“大外径系列”还是“小外径系列“）又是决定压力管道其它元件应用标准的基础。例如，如果选用“小外径系列”管子的应用标准，它只能与JB法兰或HG法兰相配，而阀门则必须用JB系列阀门，否则，各管道元件之间是无法连接的。前文已经讲到，SH标准体系中的管子应用标准属于“大外径系列”，它与ANSI、ISO以及GB标准均能配套使用，同时又能与API阀门配套使用，因此代表着目前管子应用标准的潮流。
需要说明的是，在我国的钢管制造标准中，有结构用钢管和流体输送用钢管之分。结构用钢管主要用于一般金属结构如桥梁、钢构架等，它只要求保证强度与刚度，而对钢管的严密性不作要求。流体输送用钢管主要用于带有压力的流体输送，它除了要保证有符合相应要求的强度与刚度外，还要求保证密闭性，即钢管在出厂前要求逐根进行水压试验。对压力管道来说，它输送的介质常常是易燃、易爆、有毒、有温度、有压力的介质，故应当采用流体输送用钢管。在实际的工程设计、采购和施工中，经常发现用结构用钢管代替流体输送用钢管的现象，这是不允许的。
一、焊接钢管
在目前的石油化工生产装置中，大量使用的是无缝钢管，而焊接管子仅在一些介质条件比较低或者因管子直径比较大而无无缝钢管供货的情况下才使用焊接钢管，这是因为焊接钢管质量比较差的缘故。随着现代工业生产技术的发展，焊接钢管的生产技术水平和质量在不断提高，其应用范围也在不断扩大。焊接钢管与无缝钢管相比，其价格便宜，材料利用率高，尺寸偏差小，设备投资也较少，尤其是在大直径（DN≥600）钢管生产上，无缝钢管的生产已比较困难。因此，目前新建或改建的石油化工生产装置中，焊接钢管应用的越来越多，尤其对一些不锈钢钢管应用较多的生产装置，采用焊接钢管代替无缝钢管，投资可以节省近1/4，这对工程建设者来说无疑是一个较大的吸引力。
目前，常用的焊接钢管根据其生产时采用的焊接工艺不同可以分为连续炉焊（锻焊）钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。
1、连续炉焊（锻焊）钢管
连续炉焊（锻焊）钢管是在加热炉内对钢带进行加热，然后对已成型的边缘采用机械加压方法使其焊接在一起而形成的具有一条直缝的钢管。其特点是生产效率高，生产成本低，但焊接接头冶金结合不完全，焊缝质量差，综合机械性能差。目前炉焊管在压力管道中仅用于水和压缩空气系统。
GB/T3091《低压流体输送用镀锌焊接钢管》、GB/T3092《低压流体输送用焊接钢管》标准的钢管一般为炉焊钢管（有时也用电阻焊制造），它们除了流体输送用钢管的必检项目外，只附加了弯曲试验要求，故此类管子的制造、检验要求是比较低的。它们的规格范围为1/8”～6”，壁厚有普通级和加厚级两种，材料牌号有Q195A、Q215A、Q235A三种，适用于设计温度为0℃～100℃、设计压力不超过0.6MPa的水和压缩空气系统。
当输送介质为仪表用净化压缩空气时，因为仪表驱动芯子孔径比较小，若有较小的固体杂质进入就会引起操作故障，因此它采用的管子应为符合GB/T3091标准的镀锌管，而且其管道组成件应是螺纹连接而不是焊接。实际上这点是很难做到的，因为DN≥50的管子及其元件均采用螺纹连接是不合适的。通常，将仪表用净化压缩空气输送用的干管（一般DN≥50）采用无缝钢管，连接为焊接，而支管（一般DN≤40）则采用镀锌管，且支管从干管的上部引出，这样处理的结果基本上能保证仪表用净化压缩空气的干净度要求。
2电阻焊钢管
电阻焊钢管是通过电阻焊或电感应焊焊接方法生产的、带有一条直焊缝的钢管，其特点是生产效率高，自动化程度高，焊接时不需要焊条和焊药，对母材损伤小，焊后的变形和残余应力也较小。但它的生产设备较复杂，设备投资高，对焊接接头的表面质量要求也比较高。由于接头处难免有杂质存在，所以接头处的塑性和冲击韧性较低，不宜用于高温情况下和重要的场合。一般规定电阻焊钢管应使用在不超过200℃的情况下。
常用的电阻焊钢管标准有SY/T5038《普通流体输送用螺旋缝高频焊钢管》等。SY/T5038标准的规格范围为DN150～DN500，壁厚从4.0mm～10.0mm共9种规格，材料牌号有Q195、Q215、Q235三种，适用介质为水、煤气、空气、采暖蒸汽等普通流体。
3、电弧焊钢管
电弧焊钢管是通过电弧焊焊接方法生产的钢管，它的特点是焊接接头达到完全的冶金结合，接头的机械性能能够完全达到或接近母材的机械性能。在经过适当的热处理和无损检查之后，电弧焊直缝钢管的使用条件可以达到无缝钢管的使用条件而取代无缝钢管。
根据焊缝形状的不同，电弧焊钢管可分为直缝管和螺旋焊缝管两种。根据焊接时采取的保护方法不同，电弧焊钢管又可分为埋弧焊钢管和熔化极气体保护焊钢管两种。
螺旋缝焊接钢管是在焊接过程中，焊枪与焊缝处于旋转运动和直线运动组合的相对运动中，其焊缝呈螺旋形。与直缝钢管相比，其焊缝线度长，而且焊缝的受力为二维拉应力。故它一般适用于设计温度为0℃～200℃、设计压力不超过1.0MPa的无毒介质管道。但螺旋焊缝管的生产可以连续作业，生产效率高，材料利用率高，便于大规模生产。目前常用的钢管标准有SY/T5037《普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》等。SY/T5037标准的规格范围为DN250～DN2500，壁厚从5.0mm～20.0mm共15种规格，材料牌号有Q195、Q215、Q235三种，适用介质为水、煤气、空气、采暖蒸汽等普通流体。
直缝电弧焊钢管常用标准有GB12771《流体输送用不锈钢焊接钢管》、HG50237.1～4《奥氏体不锈钢焊接钢管》等。其中，GB12771标准的规格范围为DN6～DN560，壁厚从0.3mm～14.0mm共29种规格，材料牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2共12种。目前，我国尚无适用于石化装置上的碳钢和合金钢直缝电弧焊焊接钢管标准，当设计中用到这类焊接钢管时，设计文件中往往不得不提出许多制造要求，这是很不方便的。因此，希望国家或行业尽快编制出一个这样的标准，供设计人员和制造商使用。一般情况下，直缝焊接管不宜用于设计压力大于5.0MPa的工况，当其焊缝系数小于1.0时，不宜用于极度或高度危害介质的输送。
二、无缝钢管
无缝钢管是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。必要时，热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。
目前，无缝钢管（规格为DN15～DN600）是石油化工生产装置中应用最多的管子，生产工艺也比较成熟。但对于大直径（DN≥250）、大壁厚（大于SCH100）的管子，国内尚缺乏生产能力，因此，这类管子目前尚需要进口。
1、碳素钢无缝钢管
石油化工生产装置中，常用的碳素钢无缝钢管标准有GB8163、GB9948、GB6479、GB3087、GB5310五种标准。
GB8163《流体输送用无缝钢管》标准是应用最多的一个钢管制造标准，其制造方法有热轧、冷拔、热扩三种方式，规格范围为DN6～DN600，壁厚包括从0.25mm～75.0mm共66种规格，材料牌号有10、20、09MnV、16Mn共4种，适用于一般流体的输送。
GB9948《石油裂化用无缝钢管》是一个包括碳素钢、铬钼钢、不锈钢等多种材质的钢管制造标准，制造方法有热轧、冷拔两种方式。其规格范围为DN6～DN250，壁厚包括从1.0mm～20.0mm共16个规格，它包含的碳素钢材料牌号有10、20共2种。一般情况下，它常用于不宜采用GB8163钢管的场合。
GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》也是一个包括碳素钢、铬钼钢、不锈钢等多种材质的钢管制造标准，制造方法有热轧、冷拔两种方式。其规格范围为DN8～DN250，壁厚包括从2.0mm～40.0mm等多种规格，包含的碳素钢材料牌号有10、20G、16Mn共3种。一般情况下，它适用于设计温度为－40℃～400℃、设计压力为10.0MPa～32.0MPa的油品、油气介质。
GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》标准的钢管制造方法有热轧、冷拔两种方式，规格范围为DN6～DN400，壁厚包括从1.5mm～26.0mm等多种规格，材料牌号有10、20共两种，适用于低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等介质。
GB5310《高压锅炉用无缝钢管》是一个包括碳素钢、铬钼钢、不锈钢等多种材质的钢管制造标准，制造方法有热轧、冷拔两种方式。其规格范围为DN15～DN500，壁厚包括从2.0mm～70.0mm等多种规格，包含的碳素钢材料牌号只有20G一种，适用于高压锅炉过热蒸汽介质。
从检查试验角度来讲，一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。GB5310、GB6479、GB9948三种标准的钢管，除了流体输送用钢管必须进行的试验外，还要求进行扩口试验和冲击试验。其中，GB6479标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。应当说这几种钢管的制造、检验要求是比较严格的。对于GB3087标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，还要求进行冷弯试验。对于GB8163标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，可根据协议要求进行扩口试验和冷弯试验。这两种管子的制造、检验要求不如前三种严格。
从制造质量角度来讲，GB8163和GB3087标准的钢管多采用平炉或转炉冶炼，其杂质成分和内部缺陷相对较多。GB9948标准的钢管多采用电炉冶炼。在一些无缝钢管生产大厂，GB9948标准中虽然没有要求必须进行炉外精炼，但为了保证它在苛刻条件下的使用质量，均超标准加入了炉外精炼工艺，因此其杂质成分和内部缺陷相对较少。GB6479和GB5310标准本身就规定了应进行炉外精炼的要求，故其杂质成分和内部缺陷最少，材料质量最高。上述几个钢管标准的制造质量等级从低到高的顺序依次应是GB8163<GB3087<GB9948< GB5310<GB6479。
从使用角度来讲，一般情况下，GB8163标准的钢管适用于设计温度小于350℃、压力低于10.0MPa的油品、油气和公用介质条件下。对于油品、油气介质，当其设计温度超过350℃或设计压力大于10.0 MPa时，宜选用GB9948或GB6479标准的钢管。对于临氢操作的管道，或者在有应力腐蚀倾向环境中工作的管道，也宜使用GB9948或GB6479标准。这是因为，临氢操作或者有应力腐蚀环境存在时，会因它的内部缺陷对介质有破坏敏感作用而导致管子使用寿命下降，甚至过早的产生破坏。凡是低温下（小于-20℃）使用的碳素钢钢管应采用GB6479标准，这是因为只有它规定了能满足对材料低温冲击韧性的要求。
GB3087和GB5310标准是专门为锅炉用钢管而设置的标准。《锅炉安全监察规程》强调指出，凡与锅炉相连的管子都属监察范围，其材料与标准的应用都应符合《锅炉安全监察规程》的要求，故锅炉、电站、供暖以及石化生产装置中用到的公用蒸汽管道（由系统供给）等都应采用GB3087或GB5310标准。
值得注意的是，质量好的钢管标准，钢管的价格也比较高，如GB9948比GB8163同材料的价格高近1/5，因此，在选用钢管材料标准时，应依据使用条件综合考虑，既要可靠又要经济。
2、铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管
石油化工生产装置中，常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有GB9948、GB6479、GB5310共三个标准。
GB9948标准包含的铬钼钢材料牌号有12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo共4种。
GB6479标准包含的铬钼钢材料牌号有12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo共3种。
GB5310标准包含的铬钼钢和铬钼钒钢材料牌号有15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG共6种。
上述三个标准的质量和使用范围在前面已经谈到。值得注意的是，同是15CrMo材料，按GB5310标准生产的钢管和按GB9948生产的钢管相比，它们的许用应力值注相差近1/3（前者较高），这实际上是没有道理的，纯粹是两个标准在制定过程中的沟通和协调不够，因为从制造质量控制上是不应有这么大的差别的。实践证明这两个标准的许用应力都是可靠的。
注：GB5310标准的许用应力值是按锅炉规范确定的，而GB9948标准的许用应力值是按压力容器规范确定的。
3、不锈钢无缝钢管
石油化工生产装置中，常用的不锈钢无缝钢管标准有GB/T14976、GB13296、GB9948、GB6479、GB5310共五个标准。其中，后三个标准中仅列出了两三个不锈钢材料牌号，而且是不常用的材料牌号。因此，当工程上选用不锈钢无缝钢管标准时，基本上都选用GB/T14976和GB13296标准。
GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》标准是一个通用的不锈钢钢管制造标准，其制造方法有热轧、冷拔两种方式，规格范围为DN6～DN400，壁厚包括从0.5mm～15.0mm共33种规格，材料牌号有0Cr18Ni9（TP304注）、00Cr19Ni10（TP304L）、0Cr17Ni12Mo2（TP316）、00Cr17Ni14Mo2（TP316L）、0Cr18Ni10Ti（TP321）、0Cr18Ni11Nb（TP347）、1Cr18Ni9Ti（不推荐使用）、OCr25Ni20（TP310）共19种，适用于一般流体的输送。
GB13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》是一个锅炉和热交换器专用的不锈钢钢管制造标准，制造方法有热轧、冷拔两种方式。其规格范围为DN6～DN100，壁厚包括从1.2mm～13.0mm等多种规格，包含的不锈钢材料牌号有0Cr18Ni9（TP304）、00Cr19Ni10（TP304L）、0Cr17Ni12Mo2（TP316）、00Cr17Ni14Mo2（TP316L）、0Cr18Ni10Ti（TP321）、0Cr18Ni11Nb（TP347）、1Cr18Ni9Ti（不推荐使用）、OCr25Ni20（TP310）共25种。
注：括号中的代号为ASTM标准中的对应材料牌号，其它同。
上述不锈钢材料牌号中，超低碳不锈钢（00Cr19Ni10、00Cr17Ni14Mo2）具有优良的抗腐蚀性能，在一定条件下，可代替稳定型不锈钢（0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb）用于抗介质的腐蚀。但超低碳不锈钢高温机械性能较低，一般仅用于温度低于525℃的条件下。稳定型奥氏体不锈钢既具有较好的抗腐蚀性能，又有较高的高温机械性能，但0Cr18Ni10Ti中的Ti在焊接过程中易被氧化而失掉，从而降低了其抗腐蚀性能，而0Cr18Ni11Nb价格较高，因此这类材料一般用在较重要的场合。0Cr18Ni9和0Cr17Ni12Mo2具有一般的抗腐蚀性能，价格便宜，因此广泛用在腐蚀环境不太恶劣尤其是没有晶间腐蚀的环境中。
三、复合管和衬里管
复合管和衬里管都是通过两种材料复合而成的管子，其接触介质的材料（通常称为复层）为耐腐蚀的不锈钢材料或非金属材料，而承压部分（通常称为基层）为较便宜的碳素钢材料，常用于特定环境下的耐热、耐磨和抗腐蚀。对于一些腐蚀性介质，或者对一般管道材料磨损严重的介质，有时用一般金属管满足不了介质环境的要求，有时则是用一般金属材料或者高级金属材料价格太贵，此时应考虑用复合管或衬里管。常用的复合管主要有以碳素钢为基体内复不锈钢材料、以铬钼钢为基体内复不锈钢材料两种。而衬里管则根据用途不同有衬塑、衬胶、衬玻璃钢、衬隔热耐磨材料等多种型式。
1、复合管
对于小直径管子，常采用无缝钢管内复不锈钢材料，对于大口径管子，则采用复合钢板卷制。目前，对于前者我国尚没有相应的制造标准，市场上出现的产品的质量也令人担扰，因基体和复层在使用过程中发生剥离而造成的事故时有报道，因此这类复合管应不应用在高温环境。后者则有相应的国家标准，设备上已大量采用，有成熟的使用经验。衡量复合管能否使用的一个很重要指标是看其基层和复层之间的抗剪力值有多少，一般其抗剪力超过200MPa时表示复合良好。
2、衬塑管
衬塑管一般常用于设计压力比较低（PN≤2.0MPa）、设计温度也比较低（受衬里材料的限制，一般在200℃以下）但介质对金属材料腐蚀严重、或者用金属材料不能满足介质要求的工况下。衬塑管在化工生产装置上用的较多，而炼油装置上用的较少。常用的标准有HG21501、HG/T21502等。根据不同的介质情况，一般要求衬不同的非金属材料，详见第三章第五节的介绍。
3、隔热耐磨衬里管
隔热耐磨衬里管常用在高温和有固体颗粒的介质工况下，如催化裂化装置的烟气管道。隔热耐磨衬里管的衬里一般在现场施工。目前，这类管道的设计和施工尚无国家标准，许多工程公司或设计院都制定了自己的标准，这些企业标准已应用多年，有成熟的设计和使用经验。
四、其它类管子
工程上有时还会用到诸如铸铁管、非金属管等一类的管子，这些管子一般应用于操作工况比较低或者特定腐蚀环境中。对于铸铁管，它使用的工况条件常使得它已不属于压力管道的范畴，故在此不再展开论述。对于非金属管，详见第三章第五节的介绍。。
值得一提的是，为适应一些特殊介质环境或用来代替纯金属管道抗腐蚀以期降低投资而最近开发出来的渗铝管等钢管，在一定环境下具有良好的使用性，而且价格较低，具有很大的发展前途。
思考题：
1、常用焊接钢管的焊接方法有几种？各有什么特点？
2、常用的焊接钢管标准有哪些？适用范围如何？
3、常用的碳素钢无缝钢管标准有那些？各适宜的使用环境如何？
4、常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有那些？适用范围如何？
5、常用的不锈钢无缝钢管标准有那些？适用范围如何？
6、常用的不锈钢无缝钢管材料牌号有哪些？各有什么特点？
