市政燃气输配管道管材的选用资料

输送城市燃气管道的管材很多,常用的管材有铸铁管、钢管和近年发展较快的聚乙烯(ＰＥ)燃气管。１城市燃气管道的分级根据ＧＢ５００２８-９３《城镇燃气设计规范》,城镇燃气管道按输送燃气压力分为五级,根据《城镇燃气设计规范》的要求,室外燃气管道在高压和中压Ａ燃气管道,应采用钢管;在中压Ｂ和低压燃气管道宜采用钢管或机械接头铸铁管;中低压地下燃气管道可采用燃气用ＰＥ管。实际应用中,根据管道口径的大小、敷设的目的、用途,管道又分为干管、支管、庭院管、引入管和户内管。２各种材质燃气管道的使用情况具体使用时,除严格遵循国家的有关规范外,要注意各种燃气管道的具体技术经济性能,结合不同使用的具体场合,相应选用不同的管材,可以达到使用寿命长、运行和建设成本低、施工和维护方便的效果。特别指出的是,随着科学技术的进步,新材料和新的施工方法不断涌现,为管材的选用上提供更多的选择。下面是几种常用管材的技术经济分析。２．１铸铁管铸铁管作为燃气管道历史较长,目前也是应用最广泛的管材。其特点是使用年限长、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５０年以上)。铸铁管分为灰口铸铁管和球墨铸铁管。⑴灰口铸铁管灰口铸铁管是目前最常见最主要的管材,使用的历史也比较长。由于灰口铸铁中的碳以石墨状态存在,折断后断口层呈灰色而得名。灰口铸铁易切削加工,属脆性材料,石墨状态为片状,没有伸长性,当受外力作用应力集中时,管体易发生折断。灰口铸铁的主要成分碳(Ｃ)硅(Ｓｉ)锰(Ｍｎ)磷(Ｐ)硫(Ｓ)３．０～３．８%１．５～２．２%０．５～０．９%≤０．４%≤０．１２%铸铁管的铸造方法有连续浇铸和离心浇铸,根据材料和铸造工艺分为高压管和普压管及低压管。燃气管道所用的承插灰口铸铁管主要为普压管。由于过去我国燃气铸铁管采用承插口老式接头,提高压力受到限制,使用压力上限定为０．１５ＭＰａ。目前中压燃气管已经普遍采用机械接头,其压力上限为０．２ＭＰａ。灰口铸铁管使用的标准有:ＧＢ３４２０-１９８２《灰口铸铁管件》、ＧＢ３４２２-１９８２《连续铸铁管》。⑵球墨铸铁管铸铁熔炼时在铁水中加入小量球化剂,使铸铁中的石墨球化,由此得到球墨铸铁。球墨铸铁大致的化学成分碳(Ｃ)硅(Ｓｉ)锰(Ｍｎ)磷(Ｐ)３．４～４%２～２．９%０．４～１．０%＜０．１%硫(Ｓ)镁(Ｍｇ)稀土(Ｒｅ)０．０４%０．３～０．０６%０．０２～０．０６%铸铁经球化处理后所得的球墨铸铁,不但具有灰口铸铁耐腐蚀的优点,其他的机械性能也有很大的提高,如有很高的抗拉、抗压强度,其冲击性能为灰口铸铁管的１０倍以上。三者的机械性能比较如下·47·２００２年第４期物质性能球墨铸铁管钢管普通灰铸铁抗拉强度(Ｎ／ｍｍ２)≥４２０≥４００≥１５０～２６０屈服强度(Ｎ／ｍｍ２)≥３００≥４００≥２００～３６０延伸率%≥１０≥１８０硬度ＨＢ≤２

３０≤１４０≤２３０所以球墨铸铁管具有铸铁的本质,钢的性能,既具有良好的抗腐蚀性,又具有与钢管相似的抗外力性能。球墨铸铁管壁可以造得比较薄,因此,

减轻了管道单位长度的重量,有利于降低成本和施工强度。近年来世界先进国家均以采用球墨铸铁管代替灰口铁管,特别应指出的是国内中国市政工程华北设计研究院和新兴铸管(集团)有限责任公司共同开发生产的离心球墨铸铁管及配件

已通过了国家建设部技术鉴定,认为“可取代钢管应用于城市燃气中压(Ａ)管网”,输送燃气压力由０．２ＭＰａ提高到０．４ＭＰａ,并认为解决了离心球墨铸铁管应用于燃气中压(Ａ)施工技术中割管、钻孔、封堵等关键技术,为迅速推广应用创造了条件,满足了《城镇燃气输配工程施工及验收规范》的要求,达到国内先进水平。目前国内可生产ＤＮ１００～６００的燃气管,机械接口形式有Ｎ１和Ｓ型两种,专门用于城市燃气管道的接口,具有结构简单、安装方便、密封性好、橡胶圈寿命长的特点,并设计了防滑脱装置。从技术经济指标分析,在输送燃气压力≤０．４ＭＰａ,管径≥２５０ｍｍ的情况下采用球墨铸铁管是有优势的。离心球墨铸铁管使用标准有:ＧＢ１３２９４-１９９１《球墨铸铁管件》、ＧＢ１３２９５-１９９１《离心铸造球墨铸铁管》。２．２钢管钢管包括无缝钢管和焊接钢管两类。一般大口径燃气管通常采用对接直焊缝钢管和螺旋焊缝钢管,管径ＤＮ≤２５０ｍｍ的燃气管通常采用无缝钢管。钢管由于其抗拉强度、延伸率、和抗冲击性能等都比较高,所以在城市输气管网中一般用在较高的压力管道上,如高压Ａ、Ｂ等级,也常用于交通干道、十字路口、交通繁忙的场所、穿越河流、架管桥等施工复杂的场所敷设。⑴无缝钢管无缝钢管一般选用优质碳素钢制作,通常采用１０号或２０号钢经热扎或冷抽成型,质量比较可*。无缝钢管主要用于高压和口径ＤＮ≤２５０ｍｍ的城市煤气管道。标准见ＧＢ／Ｔ８１６３-１９９９《输送流体用无缝钢管》。⑵焊接钢管目前燃气工程常用规格有ＤＮ３００～１２００ｍｍ。根据焊缝不同,常用焊接钢管有螺旋缝埋弧焊接钢管(简称ＳＡＷ)

和高频直缝电阻焊接钢管(简称ＥＲＷ)。螺旋缝埋弧焊接钢管是将钢带按一定的螺旋线的角度卷成管坯,然后将管缝焊接起来而制成。它的优点是生产效率高,可用窄的钢带生产大口径管,并具有较高的耐压能力。此技术是５０年代由前苏联引进的,具有高的市场占有率,７０年代以来,ＳＡＷ钢管受到ＥＲＷ钢管的严重

挑战,甚至为ＥＲＷ钢管所取代。高频直缝电阻焊管(ＥＲＷ)是利用高频电流使热轧板管坯边缘熔化,在挤压辊的作用下,进行压力焊接来实现生产的。与ＳＡＷ进行技术性能比较,ＥＲＷ有以下的优点:ａ.ＳＡＷ钢管残余应力大,而ＥＲＷ钢管残余应力较小。ｂ.ＳＡＷ钢管的有效焊缝和热影响区是ＥＲＷ钢管的１．４倍。ｃ.ＳＡＷ钢管的几何尺寸精度差,ＥＲＷ钢管的几何尺寸精度高,有利现场焊缝

的对接。ｄ.ＳＡＷ钢管的表面焊道突出,而ＥＲＷ钢管的焊道很平滑,优质的ＥＲＷ钢管甚至无法辩出焊缝,因而减少了管内的摩阻,实现了焊缝区域组织与母材的匹配。ｅ.ＳＡＷ钢管生产效率低,一般为１．５ｍ／ｍｉｎ,而ＥＲＷ钢管为１５～３０ｍ／ｍｉｎ。ｆ.ＥＲＷ钢管价格比ＳＡＷ钢管便宜１５%。ｇ.ＥＲＷ钢管可以在线对焊缝进行１００%检测,质量有保证。焊缝系数达到１。由于上述