常用燃气管道材料介绍.docx

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1、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、。(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

3、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。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GB81631033520524A2039024520B09MnV43029522X4216Mn49032521X46GB9711SY5297-1991S2053302053135AS2404152402528BS29041529025

4、28X42S3154353152427X46S3604553602326X52S3854903852224X56S4155154152123X60S4505304502023X65S4805654801921X70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

5、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

6、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。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)50010.024.5-50060010.029.4-70080

7、010.029.45010005.529.45010007.539.260100010.038.86012005.539.2607.558.8701078.48014007.578.480140010.0107.885试验温度为40，试样按945478中11-13类试样加工，壁厚等于大于10mm者，试样高75mm；对输送液态产品的管线，不提出剪切值要求。强度等级试验温度/夏比冲击功/J剪切面积(%)平均最小平均最小靖西管线工程 426X52-302015陕京输气管线工程 660X60-405038西北输油管道工程 610X5203528X6004232X6504838阿拉斯加气管线 1066X70-55441762X70-540303. 焊接性能 钢的焊接性指被焊钢材在一定的焊接工艺方法、工艺参数及结构形式的条件下，能获得可靠焊接的难易程度。钢的焊接性主要取决于钢的化学成分。对钢的焊接性影响最大的合金元素是碳，其他合金元素的影响可以把它折算成与其等效作用的附加碳来估算。