管线材质的选择

管线材质的选择

用于输送燃气的管材种类很多，必须根据燃气的性质、系统压力及施工要求来选用，并满足机械强度、抗腐蚀性、抗震及气密性等各项基本要求。

目前油田燃气输气管道常用的钢管有无缝钢管和螺旋缝钢管两大类。同时非金属管道由于便于施工和耐腐蚀，在油田也逐渐得到推广应用。以下是对各种管材的特点介绍。

一、钢管

城市燃气管道包括输气干管、分配管道、用户引入管和室内燃气管道，各管道都有不同的用途。按输气压力的不同，又可分为低压(不高于0.01MPa)、中压(0.01~0.4MPa)、次高压(0.4~1.6MPa)和高压(1.6~4.0MPa)。一般来说，管道压力越高，管道漏气的可能性越大，对管道的质量要求也越高；但采用较高压力的管道，则可以减少整个管网的初投资。不同用途、不同压力和不同直径的管道，就必须有不同材质和不同工艺。城市燃气管网中，高压、次高压管道和输气干管一般都选用钢管，但是也存在着钢管类型的选用问题。

钢管按生产方法可分为两大类：普通无缝钢管和焊接钢管。具有承载应力大、可塑性好、便于焊接的优点。与其他管材相比，壁厚较薄、节省金属用量、但耐腐浊性较差，必须采取可靠的防腐措施。

普通无缝钢管用普通碳素钢、优质碳素钢、低合金碳素钢轧制而成。按生产方法可分为：热轧无缝管、冷拔管、精密钢管、热扩管、冷旋压管和挤压管等。在燃气输送中，管径小于DN200时管道宜选用

无缝钢管，其接口形式为螺纹或法兰。

焊接钢管种类较多，按焊接方式可分为直缝焊接钢管和螺旋缝焊接钢管两类。直缝焊管生产工艺简单，生产效率高，成本低，发展较快。螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高，能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。但是与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加30~100%，而且生产速度较低。因此，较小口径的焊管大都采用直缝焊，大口径焊管则大多采用螺旋焊。大口径焊接钢管，有直缝卷焊管（DN200~DN1800）和螺旋焊接管（DN200~DN700），其管长3.8~18米。材质以低碳钢（Q235）和低合金钢(16Mn)为主。国外敷设天然气管道已使用耐高压大口径管材，干管直径达2米以上。还大量采用高强度材料并敷有聚乙烯、氯化乙烯、尼龙-12等防腐层的管道及附件。

在选用钢管时，当直径在150mm以下时，一般采用低压流体输送焊接钢管；大口径管道多采用螺旋焊接管。

二、铸铁管

铸铁管是目前燃气管道中应用最广泛的管材，它使用年限长，生产简便，成本低，且有良好的耐腐蚀性。一般情况下，地下铸铁管的使用年限为六十年以上，所以铸铁管是输送燃气的主要管材。用于燃气输配管道的铸铁管采用铸模浇铸或离心浇铸方式制造出来。

1. 灰口铸铁管灰口铸铁是目前铸铁管中最主要的管材。灰口铸铁的抗拉强度、抗弯曲、抗冲击能力和焊接性能均不如钢管好，但

由于抗腐蚀性能良好，在城市的中、低压燃气管道中仍被广泛采用。灰口铸铁中的碳以石墨状态存在，破断后断口呈灰色，故称灰口铸铁。灰口铸铁易于切削加工。灰口铸铁的主要组分灰口铸铁的主要组分

表 1-1

铸铁管的铸造方法有连续式浇铸和离心式浇铸等。铸铁管根据材料和铸造工艺分为高压管、普压管及低压管等。用于燃气管道的承插灰口铸铁管为普压管。

铸铁管的接口主要为机械式接口，此外还有滑入式及承插式接口等。目前生产的铸铁管以机械接口为主，法兰接口也有供应。

铸铁管内外表面允许有厚度不大于 2 毫米的局部粘砂，外表面上允许有高度小于5毫米的局部凸起。承口部内外表面不允许有严重缺陷，同一部位内外表面局部缺陷深度不得大于5毫米，直管的两端应与轴线相垂直，其抗压强度不低于200兆帕，抗拉强度不低于140兆帕。

2. 球墨铸铁管铸铁熔炼时在铁水中加入少量球化剂，使铸铁中的石墨球化，这样就得到球墨铸铁。铸铁进行球化处理的主要作用是提高铸铁的各种机械性能，降低了维护费用。

球墨铸铁的化学成分大致为 :

球墨铸铁不但具有灰口铸铁的优点，而且还具有很高的抗拉、抗压强度，其冲击性能为灰口铸铁管十倍以上。因此国外已广泛采用球墨铸铁管来代替灰口铸铁管。我国球墨铸铁管生产已有增长，并已开始应用于燃气管道。但管材规格不全，管件也未能配套供应。球墨铸铁管接口形式为承插接口与机械接口。球墨铸铁管的有关各项技术要求，均参照灰口铸铁管。

三、塑料管

塑料管的品种较多，有聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管等，根据管材性能、价格、施工工艺等多方面的比较，目前主要采用聚乙烯管（PE管）。聚乙烯管是地下天燃气管道常用管材。

PE化学中文名为，聚乙烯，是最基础的一种塑料，塑料袋,保鲜膜等都是PE。它具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性，其强度高、耐高温、抗腐蚀、无毒、耐磨等特点，被广泛应用于给排水制造领域。因为它不会生锈，所以，是替代普通铁给水管的理想管材。

PE管有低密度聚乙烯管（LDPE）、中密度聚乙烯管(MPVC)和高密度聚乙烯管(HDPE)。低密度聚乙烯管性质较柔软，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性（可耐

-70℃），但机械强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整，结晶度（55%~65%）低，结晶熔点（108~126℃）也较低。适宜于制薄膜、重包装膜、电缆绝缘层材料、吹注塑及发泡制品。高密度聚乙烯管主要是采用低压生产，故又称低压聚乙烯。HDPE分子中支链少，结晶度高85%~95%)，密度高（0.941~0.965}，具有较高的使用温度，硬度、力学强度和耐化学药品性较好。适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品（硬)，如各种容器、网、打包带，并可用作电缆覆层、管材、异型材、片材等。根据壁厚又分为SDR11和SDR17.6系列。前者适用于输送气态的人工煤气、天然气、液化石油气，后者主要用于输送天然气。

和钢管比较，PE管施工工艺简单，有一定的柔韧性，更主要的是不用作防腐处理，将节省大量的工序。缺点就器械性不如钢管，施工中特别的注意热力供暖的安全间距，并且不能裸露于空气中阳光下，并且对化学物品敏感，防止污水管道的泄露造成伤害。

以下是PE管具体的特点：

1、良好的卫生性能：PE管加工时不添加重金属盐稳定剂，材质无毒性，无结垢层，不滋生细菌，很好地解决了城市饮用水的二次污染。

2、卓越的耐腐蚀性能：除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀；无电化学腐蚀。

3、长久的使用寿命：在额定温度、压力状况下，PE管道可安全使用50年以上。

4、较好的耐冲击性：PE管韧性好，耐冲击强度高，重物直接压过管道，不会导致管道破裂。

5、可靠的连接性能：PE管热熔或电熔接口的强度高于管材本体，接缝不会由于土壤移动或活载荷的作用断开。

6、良好的施工性能：管道质轻，焊接工艺简单，施工方便，工程综合造价低。

综上所述，以列表形式列出三种管材：

关于这三种管材连接方式的不同见下表