常用燃气管道材料介绍(通用版)

常用燃气管道材料介绍(通用版)Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process( 安全管理 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改常用燃气管道材料介绍(通用版)燃气管道主要使用钢管、铸铁管和塑料管等。

燃气高压、中压管道通常采用钢管，中压和低压采用钢管或铸铁管。

塑料管多用于工作压力≤0．4MPa的室外地下管道。

一、燃气管线对钢管材质的要求燃气管线用钢除必须满足强度要求(力学性能)和焊接性外，还需根据环境温度、管径大小、输送压力及输送介质的腐蚀性等条件；考虑钢材的冲击韧性、韧脆转变温度和耐腐蚀性能。

1．力学性能(1)抗拉强度是指钢材在拉伸试验中，试件在拉断时对应的最大应力，用σb 表示，单位为MPa。

同一种钢的不同试件测定出的抗拉应力略有差别，标准中提供的抗拉强度是指该钢种最低抗拉强度值。

我国常用管材抗拉强度在330～515MPa之间，见表2-1。

(2)屈服强度钢的屈服强度是指钢在拉伸试验中，试样拉伸变形，当不计初始瞬时效应时，屈服阶段的最小应力用σs表示，单位为MPa。

我国常用管线用钢的屈服强度在205～415MPa之间。

(3)伸长率是钢在拉伸试验时，试样被拉断后，标距的伸长与原标距的百分比。

钢的屈服强度愈低，则伸长率愈大，标志钢的塑性愈好。

伸长率大的钢材制管成型好，易于焊接加工。

常用国产管材的伸长率一般均大于20%。

常见国产管材的力学性能见表2-1。

2．断裂韧性管线断裂可分为韧性断裂和脆性断裂，韧性断裂是在过大拉应力和裂纹缺陷同时存在的条件下，由细小的裂纹逐渐扩展而最终造成的断裂。

其断面呈暗灰色纤维状。

脆性断裂，是由低温、应力和裂纹缺陷三种条件共同作用造成的，其断裂常在远低于钢材屈服应力条件下突然发生，断裂后的断裂面呈发亮的结晶状。

对于高强度、厚壁、韧性低的管材在低温、高应力使用条件下容易发生断裂。

为了防止管线在工作条件下断裂，在制管和施工中应注意消除管线裂纹缺陷。

并从选择管线用钢，提高钢材韧性来防止管线裂断。

表2-1常用管材的力学性能标准钢种等级最低抗拉强度/MPa最低屈服强度/MPa伸长率δ①②50可比较的API标准刚种GB81631033520524A20 390 245 20B09MnV 430 295 22X42 16Mn 490 325 21X46GB9711SY5297-1991 S20533020531～35AS24041524025～28BS29041529025～28X42S315 435 315 24～27 X46S360 455 360 23～26 X52S385 490 385 22～24 X56S41551541521～23X60S45053045020～23X65S48056548019～21X70①标距为50mm时，伸长率δ50最小值按下式计算式中A——拉伸试样横截面面积，mm2；σb——母材最低抗拉强度，MPa。

各种不同厚度不同钢种拉伸试样的伸长率最小值见SY5297—1991附录B。

②表列的数据为宽38mm，厚6～10mm试样的伸长率。

厚度小的取小值，厚度大的取大值，中间值可内插。

钢材的断裂韧性，是指含裂纹的金属材料在破断前吸收能量和塑性变形的能力。

断裂韧性与钢材的化学成分、合金元素、热处理工艺、材料厚度和方向性有关。

应尽可能降低钢中碳、硫、磷的含量，适当添加钒、铌、钛、镍等合金元素，采用控制轧钢，控制冷却等工艺，使钢的纯度提高，材质均匀，晶粒细化，则可以提高钢的韧性。

目前冶金技术发达的国家在生产高强度管线用钢时，大都采用降碳增锰，减少硫、磷杂质，改变杂质形态等来提高管材的强度和韧度。

对于某种钢材，其断裂韧度在一定温度范围内是随使用温度的降低而降低。

当温度低到某一临界温度附近时，韧度会出现突然下降现象。

在这个温度下，钢材从韧度断裂转变为脆性断裂。

这个温度称作钢材的韧脆转变温度。

钢材的韧度指标通常用剪切值，冲击吸收功来衡量。

采用夏比冲击试验进行测定。

管线工作温度越低，钢管工作应力越大，管径和壁厚越大，对钢材冲击韧度要求也就越高。

目前这几种因素对冲击韧度影响的定量研究尚不充分，我国尚未对管线用钢韧性指标作明确规定，现将前苏联《大型管线》规范中对管材冲击韧度规定值列于表2-2。

我国部分管线及美国阿拉斯加输气管线管材韧性规定值列于表2-3。

管线用钢的断裂韧度，在钢管标准中是属于合同协议试验项目，用户根据工程实际需要，确定是否增加断裂韧度试验，如果需要，还需确定试验方法、标准、试验温度和验收指标，并在定货合同中注明。

表2-2原苏联长输管线用管材冲击韧度规定值公称直径/mm工作压力/MPa冲吉韧度值α①K/(J/cm2)(不小于)落锤撕裂试验②剪切值(%)(不小于)450～≤5162010>515～1220±5.00720～1020±0.20管子的不圆度和端面平整度影响管道组装和焊接质量。

管子的不圆度以最大和最小直径差表示，其允许限度可参见表2-8。

管子端面平整度包括管子端面垂直度和管端切口两项要求。

管子端面应垂直于管子中心线，不垂直偏差不应大于管子外径的1%，且不大于3mm。

表2-8管子端部不圆度限度(单位：mm)管子直径端部不圆度管子直径端部不圆度200～30037208300～40048209426510201152961220136307142016管子弯曲影响管道组装，燃气管道用管子的弯度每米长度上不超过1．5mm(即不大于0.15％)。

燃气管道用的钢管应具备出厂质量证明书，各种技术指标应符合现行有关标准的规定。

此外，还要进行外观检查。

管子表面应光滑，无裂纹、夹渣、重皮、锈蚀和凹陷，钢管外径的偏差不得超过允许值。

焊缝钢管的焊缝质量必须保证。

在施工中，有时会发现管道环焊缝的X射线照片中管端管子本身焊缝未焊透。

在作强度试验时，管材本身焊缝开裂偶有发生。

为保证管子本身焊缝质量，有时可委托钢管厂制造并驻厂检验，有时可委托有关部门进行检验。

其连接方式与无缝钢管相同。

四、铸铁管燃气用的铸铁管用灰口铸铁铸成，塑性好，切断、钻孔方便，抗腐蚀性好，使用寿命长。

与钢管相比金属消耗多，重量大，质脆，易断裂。

在燃气发展初期，地下燃气管道多采用铸铁管，近来燃气管道多用钢管。

其连接方式为：1．承插口连接管子一端为承口，另一端为插口，在承口与插口之间的环形间隙中填入油麻丝或胶圈，再用水泥或铅密封，以保证接口的严密性。

承插式铸铁管接口连接见图2-1。

图2-1承插式铸铁管接口连接a)柔性接口b)刚性接口1—承口2—插口3—铅4—胶圈5—水泥6—浸油麻丝2．机械接口机械接口比承插连接接口具有接口严密、柔性好、抵抗外界振动及挠动的能力强、施工方便等特点。

接口形式有N1型与S型两种。

(1)N1型接口管子一端为带有法兰盘的承口，另一端为插口，在承插口的环形间隙中填入塑料支撑圈与一密封胶圈，用螺栓将压兰与承口法兰连接紧固，压紧胶圈而使接口严密。

见图2-2。

(2)S型接口S型接口与N1型接口的不同处是S型接口插口端有一凹槽，槽内放一钢制支撑圈，使连接的管道保持同心度及均匀的接口间隙，并可防止管道拔出。

接口环形间隙中多一道隔离胶圈，可阻挡燃气侵蚀密封胶圈，故有良好可靠的严密性，而且在维修时可不停气而更换密封胶圈。

见图2-3。

图2-2N1型机械接口铸铁管接口连接1—承口2—插口3—塑料支撑圈4—密封胶圈5—压兰6—螺母7—螺栓图2-3S型机械接口铸铁管接口连接1—承口2—插口3—钢制支撑圈4—隔离胶圈5—密封胶圈6—压兰7—螺母8—螺栓对填料及螺栓的要求：胶圈：应采用符合燃气输送管使用要求的橡胶制成。

螺栓：采用耐腐蚀螺栓。

铸铁管及铸铁管件的性能和检验应符合现行国家标准的规定，应具有出厂合格证。

铸铁管及铸铁管件在出厂前应作气密性试验。

五、聚乙烯塑料管适用于燃气管道的塑料管主要是聚乙烯管，其性能稳定，脆化温度低(-80℃)，具有质轻、耐腐蚀及良好的抗冲击性能，材质伸长率大，可弯曲使用，内壁光滑，管子长、接口少，运输施工方便、劳动强度低。

目前国内聚乙烯燃气管分为SDR11和SDRl7．6两个系列。

SDR11系列宜用于输送人工煤气、天然气、液化石油气(气态)；SDR17．6系列宜用于输送天然气。

聚乙烯燃气管道连接应采用电熔连接(电熔承插连接、电熔鞍形连接)或热熔连接(热熔承插连接、热熔对接连接、热熔鞍形连接)，不得采用螺纹连接和粘接。

聚乙烯管与金属管道连接，采用钢塑过渡接头连接。

验收管材、管件必须验收产品使用说明书、产品合格证、质量保证书和各项性能检验报告等，并在同一批产品中抽样，按现行国家标准进行规格尺寸和外观性能检查，必要时宜进行全面测试。

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