燃气薄壁不锈钢管的性能与连接方式比较

燃气薄壁不锈钢管的性能与连接方式比较

2011-8-2陈文张玉梅曾令基

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摘要：介绍了燃气薄壁不锈钢管的性能，分析了CJJ 94—2009《城镇燃气室内工程施工与质量验收规范》推荐使用的几种薄壁不锈钢管连接方式的特点，对其进行了比较。

关键词：薄壁不锈钢管；性能；连接方式；环压式

Performance of Thin.walled Stainless Steel Gas Pipe and Comparison of Connection Modes

CHEN Wen，ZHANG YumeiZENG Lingji

Abstract：The performance of thin-walled stainless steel gas pipe is introduced.The eharacte ristics of some connection modes of the pipe recommended by Code for Construction and Qualit y Acceptance of City Indoor Gas Engineering(CJJ 94—2009)are analyzed and compared.

Key words：thin-walled stainless steel pipe；performance；connection mode；ring compression 1 概述

随着我国国民经济的快速发展，城镇住宅、公共建筑和旅游设施大量兴建，对流体(水、燃气)输送、供应提出了新的要求。在输送管道中，镀锌钢管已经结束了百年辉煌的历史，各种新型塑料管及复合管得到迅速发展，但各种管材还不同程度地存在着一些不足，远不能完全满足人们的需要和对流体输送的要求。因此，有关专家预言：建筑流体管材最终将回到金属管时代。根据国外的应用经验，金属管中的薄壁不锈钢管将可能成为综合性能最好的管材之一。CJJ 94—2009《城镇燃气室内工程施工与质量验收规范》将薄壁不锈钢管列为室内燃气管道的选用管材，这是对薄壁不锈钢管多年来在燃气领域中的应用给予的充分肯定。薄壁不锈钢管具有安装简便，安全可靠，因其管壁较薄(但其强度并不低)而成本较低，使用寿命较长(大致为铜管的2倍，碳钢管的2.5～4倍，复合管的2～3倍)等优点，其应用于燃气室内管道的综合性价比较高，因此薄壁不锈钢管已成为目前较为理想的燃气室内用管材，具有较广阔的开发和应用前景[1]。

2 薄壁不锈钢管在燃气领域的应用

薄壁不锈钢管诞生于20世纪50年代，瑞典学者首先提出了薄壁不锈钢管概念并申请专利；70年代，德国马普尔斯公司开始将其投入生产，并开始应用于建筑冷、热水；80年代，日本开始将其应用于建筑冷、热水；1998年，我国开始生产建筑冷、热水薄壁不锈钢管；2003年，薄壁不锈钢管开始应用于燃气管道。薄壁不锈钢管是传统管材的换代产品，也是节能、节材和环保要求的必然。除燃气领域外，薄壁不锈钢管在给水、排水、消防等领域也有广泛应用。

住房和城乡建设部很重视薄壁不锈钢管的推广应用，CJ/T 151—2001《薄壁不锈钢水管》、GB/T 12771—2008《流体输送用不锈钢焊接钢管》等标准已陆续发布执行。住房和城乡建设部现已发文，相关管道工程技术规程及安装图集正由同济大学负责编制。GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》明确规定薄壁不锈钢管可应用于室内燃气管道中，这为薄壁不锈钢管在室内燃气安装中发挥作用提供了广阔的空间。

3 室内燃气管道工程对管材的基本要求

室内燃气管道要承受一定的压力，燃气泄漏将会导致爆炸、火灾，造成人员伤亡和经济损失。因此，对室内燃气管道管材的基本要求是：有足够的机械强度(抗拉强度、延伸率)，连接性好，具有不透气性。要满足管材的基本要求，应从以下几方面进行选材：

① 材料的强度性能

管道材料的强度性能应从抗拉强度极限、屈服极限、延伸率等几个参数进行分析。这几个参数因材质不同而有较大的变化，钢管的抗拉强度极限一般为335～565MPa，屈服极限一般为205～480MPa，钢的延伸率越大，其屈服极限越低，塑性越好，越易焊接加工。

②材料的断裂韧性

管道断裂分为韧性断裂和脆性断裂。过大的拉应力和裂纹缺陷是韧性断裂的主要原因，低温、应力和裂纹缺陷3个条件共同作用是脆性断裂的主要原因。为了防止管道在工作条件下断裂，在管材生产和施工过程中应注意消除管道裂纹缺陷并减小外应力。

③ 材料的可靠连接性能

要求管材在一定的连接(焊接、机械连接等)工艺方法、工艺参数和结构形式条件下，能够具有可靠的连接性能。

④ 材料的抗腐蚀性能

城镇燃气一般是经过净化的燃气，可以不考虑管道的内壁腐蚀。室内燃气管道长期裸露于大气中，应考虑管道外壁的抗腐蚀能力，特别是在大气环境比较恶劣的大城市，更应该注意此项性能。

⑤材料的温差适应性

在恶劣环境条件下，如低温(-20～0℃)、高温(40～70℃)时，管材不发生低温脆裂和高温变形。

薄壁不锈钢管是利用不锈钢热轧钢板(带)或热轧纵剪钢带经辗压、卷制、焊接而成，是能够满足上述要求的室内燃气管材之一。薄壁不锈钢管具有耐腐蚀、外表美观、重量轻等优点，适用于低压燃气的输送，特别适用于对外观要求较高的中、高档小区。

4 燃气薄壁不锈钢管的性能

4.1 基本性能

① 材料强度高

与其他各种常见材料相比，薄壁不锈钢管的材料强度高，不同管材的强度比较见表1。

② 耐腐蚀性能好

不锈钢管之所以具有优异的耐腐蚀性能，是因为其可以与氧化剂发生钝化作用，在表面形成一层坚韧致密的Cr203富铬氧化保护膜，而其他碳钢管、铜管等的钝化能力很小。

③ 使用寿命长

与其他各种常见材料相比，薄壁不锈钢管的使用寿命较长，不同管材的使用寿命比较见表2。

4.2 安全性能

① 强度高的管材是安全性的基础

由表1可知，奥氏体不锈钢材质的薄壁不锈钢管，其抗拉强度是碳钢管的2倍、铜管的3倍、塑料管的10～15倍。高强度的不锈钢管承压较高，能承受外力冲击和较高的输送压力，是安全性好的基础。

② 耐腐蚀性好的管材是安全性的保障

就耐腐蚀性能而言，不锈钢管是金属管中的佼佼者，它在各种含氧量、温度、pH值溶液中均有良好的耐腐蚀性，即使表面受损，也能很快在常态下自然氧化愈合，因此一般不会发生局部腐蚀，能切实保障管道的安全性。

5 薄壁不锈钢管的连接方式及选择

根据GB/T 12771—2008的规定，薄壁不锈钢管是指壁厚与外径比不大于3%的不锈钢管，目前燃气行业使用的薄壁不锈钢管要求壁厚不小于0.6mm。

5.1 标准推荐的薄壁不锈钢管连接方式