常用燃气管道材料介绍.docx

常用燃气管道材料介绍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04MPa 的室外地下管道。一、燃气管线对钢管材质的要求一、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b 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 330515MPa 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s 表示，单位为 MPa。我国常用管线用钢的屈服强度在 205415MPa 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。表表 2-12-1 常用管材的力学性能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50 可比较的 API 标准刚种GB81631033520524A2039024520B09MnV43029522X4216Mn49032521X46GB9711SY5297-1991S2053302053135AS2404152402528BS2904152902528X42S3154353152427X46S3604553602326X52S3854903852224X56S4155154152123X60S4505304502023X65S4805654801921X70标距为 50mm 时，伸长率50最小值按下式计算式中 A拉伸试样横截面面积，mm2；b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SY52971991 附录 B。表列的数据为宽 38mm，厚 610mm 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。表表 2-22-2 原苏联长输管线用管材冲击韧度规定值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K/(J/cm2)(不小于)落锤撕裂试验剪切值(%)(不小于)450516201051512205.0072010200.20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