压力管道标准及材料使用综述 —— 以 ASME B31.8 与 AS/NZS 2885 为例

一、引言

压力管道作为能源输送与工业运行的核心基础设施，其安全性与可靠性直接关系到公共安全、环境防护及能源供应稳定性。全球范围内已形成多套成熟的压力管道标准体系，其中美国机械工程师协会（ASME）制定的 ASME B31.8《燃气输送和分配管道系统》与澳大利亚标准协会（Standards Australia）发布的 AS/NZS 2885 系列《高压流体管道系统》最具代表性。前者聚焦燃气输送全链条规范，后者则针对高压管道形成 “单一且充分” 的技术保障体系，两者在标准框架、材料选用及实践应用中既存在共性原则，又因地域需求呈现显著差异。本文结合标准文本及行业实践，对两大标准的核心内容与材料使用规范进行系统解析。

二、ASME B31.8：燃气输送管道的全流程规范

（一）标准定位与适用范围

自 1922 年 ASME 启动管道安全标准制定以来，B31 系列已形成覆盖多领域的管道规范体系，其中 B31.8 作为燃气输送专项标准，适用范围贯穿燃气产业链全环节，包括燃气管道、压缩机站、计量调压站、干管及直至用户计量表出口的服务管线。其管辖边界进一步延伸至海上燃气输送与集输管道、管道型燃气储存设备及储存管线，实现了从生产端到用户端的全链条覆盖。

该标准的核心价值在于提供“材料 - 设计 - 制造 - 安装 - 测试 - 检验” 的全流程解决方案，同时作为 B31 系列的配套文件，与其他管道规范共同构成行业基础参考体系。适用对象涵盖制造商、施工方、设计人员、运维人员及监管机构，形成了多方协同的标准实施机制。

（二）核心技术内容与修订动态

最新修订版的 ASME B31.8 呈现三大技术升级：一是新增运营人员培训与资质认定章节，强化 “人因安全” 管理，要求相关人员需具备管道完整性、材料特性等专业知识；二是增设损坏预防方案专章，针对第三方破坏、地质灾害等风险制定系统性防控措施；三是全面修订塑料管道设计公式，优化非金属材料在燃气输送中的应用参数。

在材料规范方面，标准明确要求根据管道直径、操作压力、预期寿命及环境条件选择适配材料，主流选用钢管、不锈钢管等金属材料，同时对塑料管道的强度、韧性及耐腐蚀性提出量化指标。壁厚计算需严格遵循标准公式，综合考量工作压力、材料强度、温度影响及外部载荷等因素，焊接接头质量控制则需符合 ASME 焊接标准的专项要求。此外，标准强制规定管道需采取外涂层、阴极保护等防腐蚀措施，延长服役寿命并降低泄漏风险。

（三）标准实施与行业价值

ASME B31.8 的实践价值体现在法规衔接与效益提升双重维度：一方面，严格执行标准可帮助使用者符合辖区内法律法规要求；另一方面，通过采纳标准中的行业最佳实践，能够实现运营效率提升、成本优化与安全保障的协同统一。该标准的权威性得益于专业委员会的技术支撑，如现任 ASME B31.8 分会委员会成员迈克尔・J・罗森菲尔德（Michael J. Rosenfeld），其在管道材料、完整性及标准制定领域的四十余年经验，为标准修订提供了深厚的技术积淀。

三、AS/NZS 2885：高压管道的风险管理与材料创新

（一）标准起源与体系构成

AS/NZS 2885 系列标准的诞生源于澳大利亚独特的能源输送需求：其能源产地与负荷中心距离遥远、人口分布稀疏，传统欧美管道设计模式难以平衡成本与效率，因此行业在 20 世纪 70-80 年代逐步形成 “高强度钢 + 薄壁设计 + 高压运行” 的技术路径，催生了专属标准体系。该标准自 1987 年首次发布以来，已发展为包含 7 个部分的完整体系：

• AS 2885.0 通用要求（核心原则与基础框架）

• AS/NZS 2885.1 设计与施工（材料选用、结构设计等关键环节）

• AS/NZS 2885.2 焊接（接头质量控制专项规范）

• AS 2885.3 运营与维护（全生命周期管理要求）

• AS/NZS 2885.4 海底管道系统（特殊环境适配条款）

• AS 2885.5 现场压力测试（验证方法与验收标准）

• AS/NZS 2885.6 管道安全管理（风险管理与威胁控制）

标准由 ME-038 技术委员会定期审查，成员涵盖行业、专业协会及各州监管机构，同时统筹管理 AS 4822（钢质管道接头涂层）、AS/NZS 1518（高密度聚乙烯涂层）等配套标准，形成技术协同机制。

（二）材料选用的核心规范与技术特点

1.材料选型的地域适配性

为实现“降低资本成本、提高输送效率” 的目标，AS/NZS 2885 明确要求采用更高强度的管线钢，通过材料性能提升减小管壁厚度，配合 15.3 兆帕级别的高压运行参数（较早期提升一倍以上），显著提高单位钢材的燃气输送量。标准核心覆盖碳锰钢管道系统，针对单相及多相碳氢化合物流体输送优化材料特性指标，同时通过 AS 4822 等配套标准规范涂层材料选用，如熔融结合环氧树脂（FBE）、高密度聚乙烯（HDPE）等涂层的应用要求，兼顾防腐蚀性能与施工可行性。

2.材料管理的全生命周期视角

标准将材料质量控制融入风险管理体系，要求许可证持有人在设计阶段即评估材料对各类威胁的耐受能力，包括地质载荷、第三方破坏、介质腐蚀等。以壁厚确定为例，不同于传统标准按人口密度分级的强制要求，AS/NZS 2885 要求针对每个管段的抗穿透能力、压力工况等因素单独计算壁厚，并书面证明人口密集区管道无破裂风险。材料审批需履行严格的书面程序，由具备资质的人员或实体对材料选型、检验报告等关键文件签字确认，确保可追溯性。

3.未来材料需求的前瞻性布局

2025 年启用的 “管道系统 —— 高压流体” 新名称，标志着标准材料规范向非碳氢化合物流体输送延伸。针对氢气、二氧化碳等新型介质，标准正修订材料兼容性要求，同时考虑矿业矿浆等特殊流体对管道耐磨性、耐腐蚀性的需求，推动材料标准与新能源输送场景适配。

（三）风险管理驱动的材料应用逻辑

AS/NZS 2885 的核心创新在于将材料性能与风险管理深度绑定，要求通过安全管理研究（SMS）识别材料相关威胁，结合设计解决方案、物理措施与程序方法实现风险控制。例如，针对腐蚀失效风险，需同时选用耐蚀材料（物理措施）、实施涂层保护（设计方案）及建立定期检测制度（程序方法），将风险降至 “合理可行的最低水平”（ALARP）。这种多维管控模式在材料选用中体现为 “性能验证 + 过程管控 + 持续评估” 的闭环体系：材料进场前需通过强度试验、腐蚀测试等性能验证，施工中执行焊接质量旁站监督，运营阶段则结合管道检测数据动态评估材料劣化程度。

四、两大标准的核心差异与材料规范对比

（一）标准定位与适用边界

ASME B31.8 以燃气输送为专属领域，覆盖从低压配气管线到高压输送管道的全压力等级，且包含站场设备与服务管线的一体化规范；AS/NZS 2885 则聚焦压力大于 1050 千帕的高压输送管道，明确排除站场管道（需采用 AS 4041 或 B31.3 等标准），且 2025 年后扩展至非碳氢化合物流体输送。这种差异源于地域需求：美国燃气输送网络密度高、场景复杂，而澳大利亚以长距离高压干线为主，需针对性优化材料与压力参数。

（二）材料管理的技术路径

在材料选型逻辑上，ASME B31.8 采用 “工况匹配 + 公式计算” 模式，通过明确的壁厚公式与材料强度等级直接指导选型，如塑料管道设计公式的修订进一步细化了非金属材料的应用场景；AS/NZS 2885 则基于 “风险驱动 + 个性化设计”，允许根据管段具体威胁调整材料规格，但需履行严格的论证与审批程序。在腐蚀防护方面，两者均要求涂层与阴极保护结合，但 AS/NZS 2885 通过 AS 4822 等配套标准形成更细致的涂层材料技术指标。

（三）责任主体与实施保障

ASME B31.8 强调多方协同执行，适用对象涵盖全产业链主体，但未明确单一责任主体；AS/NZS 2885 则将材料选型、质量控制等决策责任赋予管道许可证持有人，要求其书面承担材料相关重大决策责任，监管机构仅负责流程监督。这种责任划分使澳大利亚标准在材料创新应用上更具灵活性，能够快速适配高强度钢等新型材料的应用需求。

五、结语

ASME B31.8 与 AS/NZS 2885 两大标准构建了压力管道规范的两种典型范式：前者以 “全流程标准化” 保障燃气输送安全，材料规范侧重通用性与可操作性；后者以 “风险管理为核心” 实现高压管道的成本 - 安全平衡，材料选用体现鲜明的地域适配性与创新导向。两者均证明，压力管道材料的合理选用不仅需满足强度、耐蚀等基础性能要求，更需与标准框架、运营场景及风险防控体系深度融合。

随着新能源输送需求的增长，ASME B31.8 的塑料管道规范升级与 AS/NZS 2885 的非碳氢流体适配修订，预示着压力管道材料标准正朝着 “多介质兼容、全生命周期管控” 的方向发展。对于行业实践者而言，深入理解不同标准的材料逻辑，结合项目场景精准应用，是实现管道安全与效率统一的关键路径。

参考资料

1、ASME, https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/b31-8-gas-transmission-distribution-piping-systems；

2、APGA，https://apga.org.au/2885-standard-high-pressure-pipeline-systems