管道器材是管道（配管）設計基礎，它直接影響管道系統乃至整個工程裝置的質量、安全和經濟性。管道器材在石油、化工、輕工、食品、制藥、冶金、電力等工程裝置中成本占比較大，管道器材的費用約占整個EPC總承包工程總投資的20％（其中，管件費用約占7.5％，閥門費用約占53％，法蘭費用約占12％，螺栓、螺母及墊片費用約占3％，管道其他費用約占2.5％）；管道專業設計工作量約占整個工程總設計工作量的30％～40％；管道施工安裝工作量約占整個工程總工作量的50％。以上比例如圖1.1.1所示。
全球管道安全生產形勢嚴峻，火災爆炸的頻率和造成的經濟損失，一直呈增長趨勢。據資料統計：石油化工裝置統計事故中35％是由于管道系統引發的，這足以引起人們對管道安全屏障作用的關注。管道器材防護失效造成泄漏的原因，不外乎機械破壞、腐蝕和密封失效，這正是管道設計安全的要害。了解并處理好這些問題是管道設計者的責任。《中華人民共和國特種設備安全法》規定特種設備是指對人身及財產安全有較大危險性的鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施、場（廠）內專用機動車輛以及法律、行政法規規定適用本法的其他特種設備。壓力管道作為特種設備納入監管范圍。
管道器材（piping material）選用是根據工程設計的總體條件、工藝條件及采購特點等因素，對管子、管道施工所占比例管件、閥門(men)、法蘭(lan)、墊(dian)片(pian)、緊固(gu)元件、特殊管道器材、隔熱材料、涂漆材料等的選用，包括管道材料的標準、材質、規格、結構形式、連接形式等內容的選定。國內外有的設計單位還包括計算管道口徑，計算管道壁厚及強度，匯總管道材料數量，向采購提出請購單，編制管道材料的采購技術要求文件（material requirement），對管道材料提供商文件的評閱（technical bid evaluation）、施工現場管道器材的檢驗和試驗等內容。管道器材選用的工作貫穿前端設計（FEED）、工程詢價（inquiry）、設計（design）、采購（procure）、施工（construct）等階段，具有以下特點。
1. 標準化
目前(qian)大多數管(guan)(guan)(guan)道(dao)及(ji)其元件(jian)都進行(xing)了標(biao)(biao)準(zhun)化，并有(you)相應(ying)的應(ying)用標(biao)(biao)準(zhun)作支持(chi)。配(pei)管(guan)(guan)(guan)設計管(guan)(guan)(guan)道(dao)材料選(xuan)用時，首(shou)先要考慮(lv)的就(jiu)是管(guan)(guan)(guan)道(dao)標(biao)(biao)準(zhun)體(ti)系(xi)(xi)(xi)的選(xuan)用。這(zhe)些標(biao)(biao)準(zhun)應(ying)包括管(guan)(guan)(guan)子系(xi)(xi)(xi)列標(biao)(biao)準(zhun)、管(guan)(guan)(guan)件(jian)系(xi)(xi)(xi)列標(biao)(biao)準(zhun)、法蘭(lan)及(ji)其連接件(jian)系(xi)(xi)(xi)列標(biao)(biao)準(zhun)、閥門系(xi)(xi)(xi)列標(biao)(biao)準(zhun)等。其中管(guan)(guan)(guan)子標(biao)(biao)準(zhun)和(he)法蘭(lan)標(biao)(biao)準(zhun)最具(ju)有(you)代表(biao)性(xing)。
世界(jie)各國應用(yong)(yong)的(de)(de)管(guan)道(dao)標(biao)準體(ti)系有很多(duo)，不(bu)同國家有不(bu)同的(de)(de)應用(yong)(yong)標(biao)準和(he)(he)標(biao)準體(ti)系，而在(zai)我(wo)國，不(bu)同行業(ye)又各采用(yong)(yong)不(bu)同的(de)(de)應用(yong)(yong)標(biao)準和(he)(he)標(biao)準體(ti)系。這(zhe)些標(biao)準之間(jian)千(qian)差(cha)萬別，甚至有些標(biao)準和(he)(he)標(biao)準體(ti)系相(xiang)差(cha)甚遠，相(xiang)互之間(jian)無法配(pei)套使(shi)用(yong)(yong)和(he)(he)互換(huan)(huan)，從而給使(shi)用(yong)(yong)者帶來了(le)不(bu)少麻煩(fan)。配(pei)管(guan)設計(ji)管(guan)道(dao)材料選用(yong)(yong)的(de)(de)第一(yi)步(bu)就是選擇標(biao)準體(ti)系，并作為裝置內(nei)各專(zhuan)業(ye)設計(ji)的(de)(de)統一(yi)規(gui)定(ding)，以(yi)避免各相(xiang)關專(zhuan)業(ye)因(yin)采用(yong)(yong)不(bu)能互換(huan)(huan)的(de)(de)其(qi)他標(biao)準體(ti)系而導致無法開展設計(ji)銜接。
有的國家(jia)將石化(hua)裝置(zhi)配管設計管道器材(cai)規定了統一的材(cai)料(liao)等級，無論是什么(me)裝置(zhi)，管道器材(cai)均從(cong)這個統一的材(cai)料(liao)等級規定內(nei)進行(xing)選(xuan)用并拷貝(bei)使用。
在我國，有(you)GB1燃氣管(guan)(guan)(guan)道、GB2熱力管(guan)(guan)(guan)道、GCD動力管(guan)(guan)(guan)道、GA長輸管(guan)(guan)(guan)道，如果(guo)流體介質種類(lei)較單一(yi)，管(guan)(guan)(guan)道器材選用(yong)的種類(lei)相對(dui)較少，可(ke)不單獨列(lie)材料等級規定文件。
2. 國際化
現在(zai)(zai)的(de)(de)(de)工程項(xiang)目(mu)越來(lai)越國(guo)(guo)際(ji)化，有的(de)(de)(de)是建設(she)(she)(she)在(zai)(zai)國(guo)(guo)外(wai)，有的(de)(de)(de)是國(guo)(guo)外(wai)投資建設(she)(she)(she)在(zai)(zai)國(guo)(guo)內，有的(de)(de)(de)是在(zai)(zai)國(guo)(guo)外(wai)采(cai)購，有的(de)(de)(de)需(xu)要同時在(zai)(zai)幾個國(guo)(guo)家采(cai)購管(guan)道器(qi)(qi)(qi)(qi)材(cai)(cai)(cai)，這(zhe)就要求(qiu)(qiu)在(zai)(zai)管(guan)道器(qi)(qi)(qi)(qi)材(cai)(cai)(cai)設(she)(she)(she)計時按照工程項(xiang)目(mu)的(de)(de)(de)具體要求(qiu)(qiu)，選用國(guo)(guo)際(ji)化標準(zhun)(zhun)的(de)(de)(de)管(guan)道器(qi)(qi)(qi)(qi)材(cai)(cai)(cai)。管(guan)道器(qi)(qi)(qi)(qi)材(cai)(cai)(cai)選用設(she)(she)(she)計標準(zhun)(zhun)規范(fan)也逐漸(jian)在(zai)(zai)統(tong)一向通用的(de)(de)(de)國(guo)(guo)際(ji)化標準(zhun)(zhun)看齊。筆者前(qian)些年(nian)負(fu)責的(de)(de)(de)某配管(guan)設(she)(she)(she)計，按照業主的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)，不同種(zhong)類(lei)的(de)(de)(de)管(guan)道材(cai)(cai)(cai)料需(xu)要分(fen)別在(zai)(zai)6個國(guo)(guo)家進行采(cai)購。
3. 經(jing)濟性(xing)
經濟性是指管(guan)(guan)道的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)次投資費(fei)用(yong)(yong)和(he)操作(zuo)維護(hu)費(fei)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)綜合(he)指數低(di)。一(yi)(yi)般情(qing)況(kuang)下，如果(guo)一(yi)(yi)次投資較高的(de)(de)(de)(de)話，其可靠性好(hao)，操作(zuo)、維護(hu)費(fei)用(yong)(yong)低(di)；相(xiang)反(fan)亦然。另(ling)外，在我國，美(mei)標體系(xi)管(guan)(guan)道材料(liao)價格，與我國標準體系(xi)管(guan)(guan)道材料(liao)價格也有差別，應根據工程項目實際情(qing)況(kuang)確定。對于特別重大和(he)復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)決(jue)策，可借助計(ji)算機分析選取技(ji)術和(he)經濟的(de)(de)(de)(de)最(zui)優化組合(he)。在設計(ji)時，盡力做(zuo)到(dao)管(guan)(guan)系(xi)中各元件具(ju)有相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)強度(du)和(he)壽命。
4. 多(duo)學科性
管道(dao)器材(cai)設(she)計(ji)是配(pei)管設(she)計(ji)的(de)(de)(de)(de)基礎技(ji)能之一(yi)，管道(dao)器材(cai)設(she)計(ji)既要求(qiu)從事這項(xiang)設(she)計(ji)的(de)(de)(de)(de)工程技(ji)術人(ren)員具有(you)材(cai)料、力學(xue)、機(ji)械、技(ji)術經濟(ji)等多學(xue)科(ke)知識，還要求(qiu)能夠運(yun)用好計(ji)算(suan)機(ji)和(he)(he)外(wai)語兩個最重要的(de)(de)(de)(de)工具，結(jie)合項(xiang)目實(shi)際(ji)的(de)(de)(de)(de)采(cai)購情況，根(gen)據(ju)工藝專(zhuan)業(ye)的(de)(de)(de)(de)工藝管道(dao)數據(ju)表要求(qiu)，根(gen)據(ju)管道(dao)布(bu)置、設(she)備布(bu)置和(he)(he)管道(dao)應力分析的(de)(de)(de)(de)特殊要求(qiu)，根(gen)據(ju)甲方提出的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)，并遵循(xun)相關(guan)法規和(he)(he)規定，用計(ji)算(suan)機(ji)文(wen)本(ben)、表格或者數據(ju)庫表示出來，成為一(yi)個系統的(de)(de)(de)(de)、集體(ti)的(de)(de)(de)(de)、創造性的(de)(de)(de)(de)智力勞動(dong)。
氧氣、硫酸等介質配管設計管道器材的選用，需要考慮流體的流速，還需要考慮配管設計的布置情況進行選材。有時候氧氣管(guan)道(dao)主管與分支旁路管的管道材質不應相同，因分支旁路管道內氧氣流速快，例如，p=2.0MPa 的氧氣管道，氧氣最高流速15m/s時可選用碳鋼管道材料，當氧氣最高流速達到25m/s時需選用不銹鋼管道材料。
某工程濃硫酸管道用普通碳鋼管道材料，運行后發現腐蝕破壞，多處開始泄漏，后來換成了316L不(bu)銹鋼材質管道。經分析原因，是流速和硫酸濃度的問題。
某(mou)熱水管道(dao)在管廊上用普(pu)通碳鋼管道(dao)加普(pu)通保溫管道(dao)，直(zhi)埋段時改用高密度(du)聚乙烯(xi)外保護預制直(zhi)埋保溫管。
5. 復雜性(xing)
管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)工(gong)程設計過程中實際應用(yong)(yong)的管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)器(qi)材種類很(hen)多，使用(yong)(yong)工(gong)況也千差萬別，影響(xiang)因素和環節也比(bi)較(jiao)多。管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)是一(yi)個系統(tong)，相互關聯(lian)相互影響(xiang)，牽一(yi)發動全(quan)身(shen)，管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)組成(cheng)件和管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)支承件的種類繁多，各種材料各有特(te)點和具體(ti)技術要求，材料選(xuan)用(yong)(yong)復雜(za)。管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)長徑(jing)比(bi)很(hen)大，極易失穩(wen)，受(shou)力(li)情況比(bi)壓(ya)(ya)力(li)容器(qi)更復雜(za)。管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)內流體(ti)流動狀態(tai)復雜(za)，緩(huan)沖余地(di)小，工(gong)作(zuo)條件變化(hua)頻(pin)率比(bi)壓(ya)(ya)力(li)容器(qi)高（如高溫(wen)、高壓(ya)(ya)、低溫(wen)、低壓(ya)(ya)、位移變形(xing)、風、雪、地(di)震等都可能影響(xiang)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)受(shou)力(li)情況）。在(zai)做配管(guan)(guan)設計管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)器(qi)材選(xuan)用(yong)(yong)時需要全(quan)面統(tong)一(yi)考慮。
