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(qi)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(dao)、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、法蘭、墊片、緊固元(yuan)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
目前大多數管(guan)道(dao)及(ji)(ji)其元件都(dou)進(jin)行了(le)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化，并有(you)相應的應用(yong)(yong)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)作支持。配管(guan)設計管(guan)道(dao)材料(liao)選(xuan)用(yong)(yong)時，首(shou)先要考慮的就是管(guan)道(dao)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)體(ti)系(xi)的選(xuan)用(yong)(yong)。這(zhe)些標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)應包(bao)括(kuo)管(guan)子(zi)系(xi)列(lie)(lie)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)、管(guan)件系(xi)列(lie)(lie)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)、法蘭及(ji)(ji)其連(lian)接件系(xi)列(lie)(lie)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)、閥門系(xi)列(lie)(lie)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)等。其中管(guan)子(zi)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)和法蘭標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)最具有(you)代表(biao)性。
世(shi)界(jie)各(ge)(ge)國應(ying)用(yong)的管道標(biao)(biao)(biao)準(zhun)體(ti)系(xi)有很(hen)多(duo)，不同(tong)國家有不同(tong)的應(ying)用(yong)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)和標(biao)(biao)(biao)準(zhun)體(ti)系(xi)，而(er)在(zai)我國，不同(tong)行業又各(ge)(ge)采用(yong)不同(tong)的應(ying)用(yong)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)和標(biao)(biao)(biao)準(zhun)體(ti)系(xi)。這些標(biao)(biao)(biao)準(zhun)之間千差萬別，甚(shen)至有些標(biao)(biao)(biao)準(zhun)和標(biao)(biao)(biao)準(zhun)體(ti)系(xi)相差甚(shen)遠(yuan)，相互(hu)之間無(wu)法配套使用(yong)和互(hu)換，從(cong)而(er)給使用(yong)者(zhe)帶來了不少麻煩。配管設計(ji)管道材料選(xuan)用(yong)的第一步就是選(xuan)擇標(biao)(biao)(biao)準(zhun)體(ti)系(xi)，并(bing)作為裝置內各(ge)(ge)專業設計(ji)的統一規定(ding)，以避免(mian)各(ge)(ge)相關專業因(yin)采用(yong)不能互(hu)換的其他標(biao)(biao)(biao)準(zhun)體(ti)系(xi)而(er)導致無(wu)法開展設計(ji)銜(xian)接。
有的(de)國家將石(shi)化裝置(zhi)配(pei)管(guan)(guan)設計管(guan)(guan)道器材規定(ding)了統一的(de)材料等級，無(wu)論是什么裝置(zhi)，管(guan)(guan)道器材均從(cong)這(zhe)個(ge)統一的(de)材料等級規定(ding)內(nei)進行選用并拷貝(bei)使(shi)用。
在我國，有GB1燃氣管(guan)道(dao)(dao)、GB2熱力管(guan)道(dao)(dao)、GCD動(dong)力管(guan)道(dao)(dao)、GA長輸管(guan)道(dao)(dao)，如果流體介質種(zhong)(zhong)類(lei)(lei)較單一，管(guan)道(dao)(dao)器材選用的種(zhong)(zhong)類(lei)(lei)相對較少，可不單獨列材料等級規定(ding)文件。
2. 國(guo)際化
現在(zai)的(de)(de)(de)(de)工程項目越(yue)來越(yue)國(guo)際(ji)化，有(you)的(de)(de)(de)(de)是(shi)建設在(zai)國(guo)外(wai)，有(you)的(de)(de)(de)(de)是(shi)國(guo)外(wai)投資建設在(zai)國(guo)內，有(you)的(de)(de)(de)(de)是(shi)在(zai)國(guo)外(wai)采(cai)購(gou)，有(you)的(de)(de)(de)(de)需(xu)要(yao)同(tong)時(shi)在(zai)幾個(ge)國(guo)家采(cai)購(gou)管(guan)(guan)道(dao)(dao)器(qi)材(cai)，這就要(yao)求在(zai)管(guan)(guan)道(dao)(dao)器(qi)材(cai)設計(ji)時(shi)按照工程項目的(de)(de)(de)(de)具(ju)體要(yao)求，選用國(guo)際(ji)化標(biao)(biao)準的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)道(dao)(dao)器(qi)材(cai)。管(guan)(guan)道(dao)(dao)器(qi)材(cai)選用設計(ji)標(biao)(biao)準規范也逐漸(jian)在(zai)統(tong)一向通用的(de)(de)(de)(de)國(guo)際(ji)化標(biao)(biao)準看齊。筆者前些年負責的(de)(de)(de)(de)某配管(guan)(guan)設計(ji)，按照業主(zhu)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求，不同(tong)種類的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)道(dao)(dao)材(cai)料需(xu)要(yao)分別在(zai)6個(ge)國(guo)家進行采(cai)購(gou)。
3. 經濟性
經濟(ji)性是指管道(dao)的(de)一(yi)次投資費(fei)用和(he)操作維護(hu)(hu)費(fei)用的(de)綜合指數低(di)。一(yi)般(ban)情況下，如果(guo)一(yi)次投資較(jiao)高的(de)話，其可靠性好(hao)，操作、維護(hu)(hu)費(fei)用低(di)；相反亦然(ran)。另(ling)外，在我(wo)國，美標(biao)體系(xi)管道(dao)材料價(jia)格(ge)，與我(wo)國標(biao)準體系(xi)管道(dao)材料價(jia)格(ge)也有差別(bie)，應根據工(gong)程(cheng)項(xiang)目實際情況確定。對于(yu)特別(bie)重大(da)和(he)復雜的(de)決策(ce)，可借助(zhu)計(ji)算機分析選取技術(shu)和(he)經濟(ji)的(de)最(zui)優化組合。在設計(ji)時，盡力(li)做到管系(xi)中各元件具有相同的(de)強度和(he)壽命。
4. 多學(xue)科性
管(guan)道器材設計(ji)是(shi)配管(guan)設計(ji)的(de)(de)(de)(de)基礎技能(neng)之一(yi)，管(guan)道器材設計(ji)既要(yao)求(qiu)從事這項設計(ji)的(de)(de)(de)(de)工(gong)程技術人員(yuan)具(ju)有材料、力學、機械、技術經濟等多(duo)學科知識(shi)，還要(yao)求(qiu)能(neng)夠運(yun)用好計(ji)算(suan)機和(he)外(wai)語兩個(ge)最重要(yao)的(de)(de)(de)(de)工(gong)具(ju)，結合(he)項目實際的(de)(de)(de)(de)采購(gou)情(qing)況(kuang)，根據(ju)(ju)工(gong)藝(yi)專業的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)管(guan)道數據(ju)(ju)表(biao)要(yao)求(qiu)，根據(ju)(ju)管(guan)道布置、設備布置和(he)管(guan)道應(ying)力分析的(de)(de)(de)(de)特殊要(yao)求(qiu)，根據(ju)(ju)甲方提出(chu)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，并遵循相關法規和(he)規定，用計(ji)算(suan)機文本、表(biao)格或者數據(ju)(ju)庫表(biao)示(shi)出(chu)來，成為(wei)一(yi)個(ge)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)、集體的(de)(de)(de)(de)、創造性的(de)(de)(de)(de)智力勞動。
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(qi)管(guan)道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(xiu)鋼(gang)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不銹(xiu)鋼材質管道。經分析原因，是流速和硫酸濃度的問題。
某(mou)熱(re)水管道在管廊上用(yong)普通(tong)碳鋼管道加普通(tong)保溫管道，直埋段時改用(yong)高密度聚(ju)乙烯外保護預制直埋保溫管。
5. 復雜(za)性
管道(dao)(dao)(dao)(dao)工程設(she)計過程中實際應用(yong)的管道(dao)(dao)(dao)(dao)器(qi)材(cai)種類很多(duo)，使用(yong)工況(kuang)也千差(cha)萬別，影響(xiang)(xiang)因素(su)和(he)環節也比(bi)較多(duo)。管道(dao)(dao)(dao)(dao)是一(yi)個(ge)系(xi)統(tong)，相互關聯(lian)相互影響(xiang)(xiang)，牽一(yi)發動全身(shen)，管道(dao)(dao)(dao)(dao)組成件(jian)(jian)(jian)和(he)管道(dao)(dao)(dao)(dao)支承件(jian)(jian)(jian)的種類繁多(duo)，各種材(cai)料各有特(te)點(dian)和(he)具體技術要求(qiu)，材(cai)料選用(yong)復雜。管道(dao)(dao)(dao)(dao)長徑比(bi)很大，極易失穩，受力(li)情況(kuang)比(bi)壓力(li)容器(qi)更(geng)復雜。管道(dao)(dao)(dao)(dao)內流體流動狀(zhuang)態復雜，緩沖余(yu)地小，工作(zuo)條件(jian)(jian)(jian)變化(hua)頻率比(bi)壓力(li)容器(qi)高（如高溫、高壓、低溫、低壓、位移變形、風、雪、地震等都可能(neng)影響(xiang)(xiang)管道(dao)(dao)(dao)(dao)受力(li)情況(kuang)）。在做配管設(she)計管道(dao)(dao)(dao)(dao)器(qi)材(cai)選用(yong)時需要全面統(tong)一(yi)考慮。
