1、1 第一节第一节 钢材的分类钢材的分类 第二节第二节 钢材在燃气工程中的应用场合钢材在燃气工程中的应用场合第三节第三节 钢材的机械性能指标钢材的机械性能指标第四节第四节 钢中化学元素对钢材特性的影响钢中化学元素对钢材特性的影响第五节第五节 管道标准管道标准第六节第六节 管材管材第七节第七节 管管 件件第八节第八节 阀阀 门门 与与 法法 兰兰本章主要内容本章主要内容21.1 1.1 钢材的分类钢材的分类%0.25%0.25%0.60%0.60%2.11%15%5 10%10%CCC低碳钢（）碳素钢 中碳钢（）高碳钢（）锰钢铬钢、按化学成分分按合金元素种类分 硼钢铬镍钢合金钢硅锰钢低合金钢（合金
2、元素含量）按合金元素含量分 中合金钢（合金元素含量为）高合金钢（合金元素含量）31.1 1.1 钢材的分类钢材的分类 普通钢（S%,P%0.05%）2、按质量分 优质钢（S%,P%0.04%）高级优质钢（S%0.030%,P%0.035%）平炉钢按炉别分 转炉钢电炉钢3、按冶炼方法分沸腾钢按脱氧程度分 镇静钢半镇静钢41.1 1.1 钢材的分类钢材的分类 建 筑 工 程 用 钢桥 梁 工 程 用 钢工 程 用 钢船 舶 工 程 用 钢车 辆 工 程 用 钢结 构 钢调 质 钢渗 碳 钢机 器 用 钢弹 簧 钢轴 承 钢4、按 用 途 分耐 磨 钢压 力 容 器 用 钢刃 具 钢工 具 钢磨 具
3、 钢量 具 钢不 锈 钢特 殊 钢耐 热 钢一般为中、一般为中、低碳钢低碳钢一般为高碳钢一般为高碳钢5 燃气工程常用的钢主要是低碳钢、优质碳素结构燃气工程常用的钢主要是低碳钢、优质碳素结构 钢和低合金结构钢。钢和低合金结构钢。应用场合：如钢质管道、天然气和液化石油气储配站内工艺管道、高应用场合：如钢质管道、天然气和液化石油气储配站内工艺管道、高压球罐、液化石油气储罐等。压球罐、液化石油气储罐等。1.2 1.2 钢材在燃气工程中的应用场合钢材在燃气工程中的应用场合 61.3 1.3 钢材的机械性能指标钢材的机械性能指标1）抗拉）抗拉强度强度b：在拉伸在拉伸应变曲线上的最大应力点。应变曲线上的最大
4、应力点。2）屈服极限屈服极限s：材料的拉伸应力超过弹性范围，开始发生塑性变形时的应力。有材料的拉伸应力超过弹性范围，开始发生塑性变形时的应力。有些材料的拉伸曲线上并不出现明显的屈服平台，不能明确地确定其屈些材料的拉伸曲线上并不出现明显的屈服平台，不能明确地确定其屈服点，为此在工程上规定，取试样产生服点，为此在工程上规定，取试样产生0.2%残余变形的应力值作为残余变形的应力值作为条件屈服极限，用条件屈服极限，用0.2表示。表示。73）延伸率）延伸率：表明试样在发生破坏时，产生了百分之几的塑性变形量，是表明试样在发生破坏时，产生了百分之几的塑性变形量，是衡量钢材拉伸试验时塑性的一个指标。衡量钢材拉
5、伸试验时塑性的一个指标。4）断面收缩率）断面收缩率：断面收缩率表明试样在拉伸试验时，缩颈处在应力状态下所断面收缩率表明试样在拉伸试验时，缩颈处在应力状态下所产生的最大塑性变形量，是衡量材料塑性的另一指标。产生的最大塑性变形量，是衡量材料塑性的另一指标。5）冲击功）冲击功Ak：冲击功是衡量钢材韧性，确定钢材是否产生脆性破坏的一个冲击功是衡量钢材韧性，确定钢材是否产生脆性破坏的一个指标。指标。承口内表面和插口外表面涂以粘接剂，插入干固后形成不可拆卸接头。1）薄壁不锈钢管的壁厚不得小于0.钢制管件有镀锌与不镀锌之分，管件上均带有圆锥形或圆柱形管螺纹。这类钢一般以保证机械性能供货。轧制、正火的中碳钢或
6、低合金钢：b=0.（1）阀门类别:阀门类别的代号用汉语拼音字母表示。耐压性能好，高温情况下也具有较高的耐压强度；如PE63(最小环向应力6.（一）钢结构用钢材应用场合：不锈钢刀具、双眼灶外壳等1）不锈钢波纹管的壁厚不得小于0.钢号一般为普通碳素钢，也可采用16Mn低合金结构钢焊制。1普通碳素结构钢与钢号（2）驱动方式:用阿拉伯数字表示。1和铝塑复合压力管第2部分：铝管对接焊式铝塑管GB/T18997.对于聚乙烯管道的连接主要采用电热熔解焊接，接头管件有两种，一种是承口式，且承口内表面缠有电热丝，另一种是插口式。注压管件分螺纹连接和承插连接两种。（2）一般应将含碳量控制在0.4 常用钢材的标准和
7、选用86）硬度）硬度HB：反映材料对局部塑性变形的抗力及材料的耐磨性。根据经验，反映材料对局部塑性变形的抗力及材料的耐磨性。根据经验，硬度与抗拉强度有如下近似关系：硬度与抗拉强度有如下近似关系：轧制、正火的低碳钢：轧制、正火的低碳钢：b=0.36HB 轧制、正火的中碳钢或低合金钢：轧制、正火的中碳钢或低合金钢：b=0.35HB 硬度为硬度为250400HB，经热处理的合金钢经热处理的合金钢：b=0.33HB97）可焊性：）可焊性：材料在焊接过程中不出现缺陷的倾向。材料在焊接过程中不出现缺陷的倾向。8）冷脆性：）冷脆性：钢材在常温或低温下脆化而突然开裂的现象。钢材在常温或低温下脆化而突然开裂的现
8、象。9）热脆性：）热脆性：钢材在焊接或在钢材在焊接或在10001200 0C下轧制时开裂的现象。下轧制时开裂的现象。10 1.4 1.4 钢中化学元素对钢材特性的影响钢中化学元素对钢材特性的影响 燃气工程中的不同钢结构，对钢材的抗拉、冷弯、冲击韧性和硬燃气工程中的不同钢结构，对钢材的抗拉、冷弯、冲击韧性和硬度等性能均有不同的要求。不同化学元素对钢材性能有重要影响，某度等性能均有不同的要求。不同化学元素对钢材性能有重要影响，某些钢材在一定条件下，其性能亦会逐渐发生变化。些钢材在一定条件下，其性能亦会逐渐发生变化。钢中的铁和碳对钢材性能起主导作用，它们组成钢中的奥氏体、钢中的铁和碳对钢材性能起主导
9、作用，它们组成钢中的奥氏体、铁素体、渗碳体和珠光体等基本组分。化学元素对钢材性能的影响是铁素体、渗碳体和珠光体等基本组分。化学元素对钢材性能的影响是通过它们对基本组分的影响而体现的。通过它们对基本组分的影响而体现的。（1）、化学元素成分的影响）、化学元素成分的影响碳碳 碳含量提高，钢中的强化组分渗碳体随之增多，抗拉强度和硬度碳含量提高，钢中的强化组分渗碳体随之增多，抗拉强度和硬度相应提高，伸长率和冲击韧性则相应降低。碳是显著降低钢材可焊性相应提高，伸长率和冲击韧性则相应降低。碳是显著降低钢材可焊性元素之一。含碳量超过元素之一。含碳量超过03时，钢的可焊性显著降低。时，钢的可焊性显著降低。球阀的
10、阀杆上连接一个具有孔道的球体芯，靠旋转球体芯开启或关闭阀门。聚乙烯材料长期静液压强度是指在常温(20)下，材料被应用到50年时，材料被破坏的环向应力的数值。低压阀门（Pg2.1）钢丝网骨架塑料(聚乙烯)复合管工艺设备（例如压缩机、液化石油气泵和燃气调压器等），DN后的数值就是设备接口的内径。如内螺纹连接代号为1，法兰连接代号为4，等等。冲击功是衡量钢材韧性，确定钢材是否产生脆性破坏的一个指标。钒能细化晶粒，有效地提高强度，但焊接时增加淬硬倾向。钢号的表示方法为：前面数字表示平均含碳量的万分数，其后元素名称为所加合金元素。承口式和插口式都可制造成三通、弯头和大小头等形状。作为低合金钢的合金元素，
11、锰含量一般在12范围内，其主要作用是熔于铁素体中使铁素体强化；如PE63(最小环向应力6.反映材料对局部塑性变形的抗力及材料的耐磨性。各类高压燃气储罐均属钢制压力容器，必须采用压力容器专用钢，满足GB66586压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板的要求。聚乙烯材料长期静液压强度是指在常温(20)下，材料被应用到50年时，材料被破坏的环向应力的数值。用途：适用于流量调节。有优越的耐温性，耐温范围-40 95；质轻、管段长，安装连接方便；按表面质量分镀锌（白铁管）和不镀锌（黑铁管）两种；2是以PE 80的原料为基础而制订的。一般情况下，强度试验压力为设计压力的1.连续缠绕焊接成型的网状钢筋骨架与聚乙烯
12、(中密度或高密度)热塑性树脂，以挤出方式复合成型的钢骨架塑料复合管。11 1.4 1.4 钢中化学元素对钢材特性的影响钢中化学元素对钢材特性的影响 硅硅 硅在钢中除少量呈非金属夹杂物外，大部分溶于铁素体中。硅在钢中除少量呈非金属夹杂物外，大部分溶于铁素体中。当含量小于当含量小于1时，可提高钢材的强度。在低合金钢中，硅的作用时，可提高钢材的强度。在低合金钢中，硅的作用主要是提高钢材的强度。主要是提高钢材的强度。锰锰 锰能消减硫和氧所引起的热脆性，使钢材的热加工性质改善。锰能消减硫和氧所引起的热脆性，使钢材的热加工性质改善。作为低合金钢的合金元素，锰含量一般在作为低合金钢的合金元素，锰含量一般在1
13、2范围内，其主范围内，其主要作用是熔于铁素体中使铁素体强化；降低奥氏体的分解温度；要作用是熔于铁素体中使铁素体强化；降低奥氏体的分解温度；使珠光体细化，使钢材强度提高。使珠光体细化，使钢材强度提高。12 1.4 1.4 钢中化学元素对钢材特性的影响钢中化学元素对钢材特性的影响 磷磷 磷是碳钢中的有害杂质。主要溶于铁素体起强化作用。含量磷是碳钢中的有害杂质。主要溶于铁素体起强化作用。含量提高，钢材的强度虽有提高，但塑性和韧性显著下降。尤其是温提高，钢材的强度虽有提高，但塑性和韧性显著下降。尤其是温度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，磷在钢中的偏析倾向强烈，度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，磷在钢中的偏
14、析倾向强烈，一般认为，磷的偏析富集，使铁素体晶格严重畸变，导致钢材冷一般认为，磷的偏析富集，使铁素体晶格严重畸变，导致钢材冷脆性显著增大从而降低钢材的可焊性。脆性显著增大从而降低钢材的可焊性。硫硫 硫是很有害的元素。呈非金属硫化物夹杂于钢中，降低钢的硫是很有害的元素。呈非金属硫化物夹杂于钢中，降低钢的各种机械性能。硫化物所造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热各种机械性能。硫化物所造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热裂纹（热脆性），显著降低可焊性。硫也有强烈的偏析作用，增裂纹（热脆性），显著降低可焊性。硫也有强烈的偏析作用，增加了危害性。加了危害性。13 1.4 1.4 钢中化学元素对钢材特性的影响
15、钢中化学元素对钢材特性的影响 氧氧 氧是钢中的有害杂质。主要存在于非金属夹杂物内，少量熔氧是钢中的有害杂质。主要存在于非金属夹杂物内，少量熔于铁素体中。非金属夹杂物降低钢的机械性能，尤其是韧性。氧于铁素体中。非金属夹杂物降低钢的机械性能，尤其是韧性。氧有促进时效倾向的作用。氧化物所造成的低熔点使钢材可焊性变有促进时效倾向的作用。氧化物所造成的低熔点使钢材可焊性变坏。坏。氮氮 主要嵌熔于铁素体中，也可呈化合物形式存在。氮对钢材性主要嵌熔于铁素体中，也可呈化合物形式存在。氮对钢材性质的影响与碳相似，使钢材的强度提高，塑性和韧性显著下降，质的影响与碳相似，使钢材的强度提高，塑性和韧性显著下降，降低可
16、焊性。在用铝或钛补充脱氧的镇静钢中，氮主要以氮化铝降低可焊性。在用铝或钛补充脱氧的镇静钢中，氮主要以氮化铝或氮化钛等形式存在，可减少氮的不利影响，并能细化晶粒，改或氮化钛等形式存在，可减少氮的不利影响，并能细化晶粒，改善性能。善性能。14 1.4 1.4 钢中化学元素对钢材特性的影响钢中化学元素对钢材特性的影响 氢氢 以原子态或分子态存在于钢中，造成以原子态或分子态存在于钢中，造成“氢脆氢脆”和和“白点白点”，白点是在钢材内部产生微小裂纹。这是由于钢在液态下吸收大量白点是在钢材内部产生微小裂纹。这是由于钢在液态下吸收大量的氢，冷却后又来不及析出，就聚集在晶体的缺陷处，造成很大的氢，冷却后又来不
17、及析出，就聚集在晶体的缺陷处，造成很大的应力。的应力。钛钛 是强脱氧剂，能细化晶粒。钛能显著提高强度，对降低塑性是强脱氧剂，能细化晶粒。钛能显著提高强度，对降低塑性略有影响，由于晶粒细化，故可改善韧性，提高可悍性。是常用略有影响，由于晶粒细化，故可改善韧性，提高可悍性。是常用的合金元素。的合金元素。钒钒 是强烈形成碳化物和氮化物的元素。钒能细化晶粒，有效地是强烈形成碳化物和氮化物的元素。钒能细化晶粒，有效地提高强度，但焊接时增加淬硬倾向。提高强度，但焊接时增加淬硬倾向。15 1.4 1.4 钢中化学元素对钢材特性的影响钢中化学元素对钢材特性的影响 （2）、应变时效）、应变时效 碳钢和低合金钢均
18、具有明显的屈服点，经过塑性变形后，在室温碳钢和低合金钢均具有明显的屈服点，经过塑性变形后，在室温下放置一段时间（几个月或几年，或经一定温度加热处理后，屈服点下放置一段时间（几个月或几年，或经一定温度加热处理后，屈服点会提高，塑性和韧性则相应降低，这种现象称应变时效效应，简称时会提高，塑性和韧性则相应降低，这种现象称应变时效效应，简称时效。若在空气温度下放置称为自然时效，若是经加热处理称为人工时效。若在空气温度下放置称为自然时效，若是经加热处理称为人工时效。效。一般认为，产生应变时效的原因，主要是由于晶格中的氮原子有一般认为，产生应变时效的原因，主要是由于晶格中的氮原子有向缺陷移动、集中、甚至呈
19、氮化物析出的倾向。当钢材在冷塑性变形向缺陷移动、集中、甚至呈氮化物析出的倾向。当钢材在冷塑性变形后，或者在使用中受到强力冷变形时，则氮原子的移动、集中大大加后，或者在使用中受到强力冷变形时，则氮原子的移动、集中大大加快，造成缺陷处氮原子富集，使晶格畸变加快，因而脆性增加。快，造成缺陷处氮原子富集，使晶格畸变加快，因而脆性增加。应变时效对超高压燃气储罐和燃气管道的安全使用构成威胁，甚应变时效对超高压燃气储罐和燃气管道的安全使用构成威胁，甚至可能导致脆性破坏。至可能导致脆性破坏。16 燃气工程常用钢材主要是钢结构（管道和储罐等）用钢材和燃气工程常用钢材主要是钢结构（管道和储罐等）用钢材和少量钢筋混
20、凝土结构（地沟和闸井等）用钢筋。少量钢筋混凝土结构（地沟和闸井等）用钢筋。（一）钢结构用钢材（一）钢结构用钢材 1普通碳素结构钢与钢号普通碳素结构钢与钢号 这类钢一般以这类钢一般以保证机械性能供货。其保证机械性能供货。其牌号由屈服点的字母、牌号由屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号组成。屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号组成。例如：例如：Q235表示屈服强度为表示屈服强度为235MPa的普通碳素结构钢。的普通碳素结构钢。应用场合：各种型钢、应用场合：各种型钢、条钢、螺栓、螺钉等条钢、螺栓、螺钉等。1.4 1.4 常用钢材的标准和选用常用钢材的标准和选用 17 2优质碳素结构
21、钢与钢号优质碳素结构钢与钢号 优质碳素结构钢除保证机械性能和化学成分外，还应保证优质碳素结构钢除保证机械性能和化学成分外，还应保证S 0045，P 0040，其钢号以平均含碳量的万分数表示，沸，其钢号以平均含碳量的万分数表示，沸腾钢和半镇静钢应特别标明。腾钢和半镇静钢应特别标明。例如，平均含碳量为例如，平均含碳量为010的沸腾钢，其钢号写为的沸腾钢，其钢号写为“10F”。特点：可焊性好，韧性好，低温性能好。特点：可焊性好，韧性好，低温性能好。常用常用10、20号钢，如储配站工艺管道；热水器外壳一般用号钢，如储配站工艺管道；热水器外壳一般用08F等。等。（一）钢结构用钢材（一）钢结构用钢材18
22、3低合金结构钢与钢号低合金结构钢与钢号 钢号的表示方法为：前面数字表示平均含碳量的万分数，其钢号的表示方法为：前面数字表示平均含碳量的万分数，其后元素名称为所加合金元素，如合金元素后面未附数字，表示其后元素名称为所加合金元素，如合金元素后面未附数字，表示其平均含量在平均含量在15以下。例如，以下。例如，16Mn表示为平炉或氧气转炉镇表示为平炉或氧气转炉镇静钢，其平均含碳量为静钢，其平均含碳量为016，平均含锰量低于，平均含锰量低于1.5。特点：可焊性好，韧性好，低温性能好。特点：可焊性好，韧性好，低温性能好。一般用在压力高的无缝钢管、直缝焊钢管。一般用在压力高的无缝钢管、直缝焊钢管。（一）钢结
23、构用钢材（一）钢结构用钢材19 4、高压燃气储罐用钢材、高压燃气储罐用钢材 各类高压燃气储罐均属钢制压力容器，必须采用压力容器专用各类高压燃气储罐均属钢制压力容器，必须采用压力容器专用钢，满足钢，满足GB66586压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板的要的要求。求。压力容器专用钢在钢号尾部均标有汉语拼音字母压力容器专用钢在钢号尾部均标有汉语拼音字母“R”，例如，例如，16MnR、15MnVR等。等。（l）不能用空气转炉冶炼，因为空气转炉钢含氮量高，时效倾不能用空气转炉冶炼，因为空气转炉钢含氮量高，时效倾向严重，析出氮化物后，塑性和韧性明显下降。向严重，析出氮化物后，
24、塑性和韧性明显下降。（2）一般应将含碳量控制在）一般应将含碳量控制在0.24以下。以下。（一）钢结构用钢材（一）钢结构用钢材20 （3）硫和磷含量应尽量低，一般要求是）硫和磷含量应尽量低，一般要求是S0.035，P0.03。（4）钢板结构要保证内部质量，出厂前必须进行超声波探伤，低）钢板结构要保证内部质量，出厂前必须进行超声波探伤，低合金钢板应符合合金钢板应符合压力容器用钢板超声波探伤压力容器用钢板超声波探伤（ZBJ7400388）的的级要求。级要求。（5）要比普通结构钢增加试验取样组数。）要比普通结构钢增加试验取样组数。4 4、高压燃气储罐用钢材、高压燃气储罐用钢材 21（二）特殊钢（二）特
25、殊钢 1、不锈钢与钢号、不锈钢与钢号 主要有：主要有：0Cr13,1Cr13,2Cr13,1Cr18,2Cr18等。等。钢号的表示方法为：前面数字表示平均含碳量的万分数，其后元素名称钢号的表示方法为：前面数字表示平均含碳量的万分数，其后元素名称为所加合金元素。例如，为所加合金元素。例如，0Cr13表示其平均含碳量小于表示其平均含碳量小于001平均含铬量平均含铬量为为13。应用场合：不锈钢刀具、双眼灶外壳等应用场合：不锈钢刀具、双眼灶外壳等2、耐热钢、耐热钢 主要有：主要有：1Cr18Ni8Ti等等 钢号的表示方法为：前面数字表示平均含碳量的万分数，其后元素名称钢号的表示方法为：前面数字表示平均
26、含碳量的万分数，其后元素名称为所加合金元素。为所加合金元素。应用场合：工业燃烧炉的喷头等应用场合：工业燃烧炉的喷头等4 钢中化学元素对钢材特性的影响（2）、中压管道的选材2）复合管两端应切割平整，并与管轴线垂直。若在空气温度下放置称为自然时效，若是经加热处理称为人工时效。4 钢中化学元素对钢材特性的影响与螺旋缝焊接钢管相比，直缝焊接钢管具有如下优点:不可拆卸接头一般用于室外埋地塑料燃气管道。但对于一些壁厚、体积、质量都较大的管件，可采用熔接的方法制造。截止阀不能适应气流方向改变，因此，安装时应注意方向性。轧制、正火的低碳钢：b=0.如内螺纹连接代号为1，法兰连接代号为4，等等。2 钢材在燃气工
27、程中的应用场合目前国内聚乙烯燃气管分为SDR11和SDR17.一般情况下，强度试验压力为设计压力的1.按管壁厚分，有普通和加厚两种。无缝钢管，DN后的数值等于外径。管线钢钢级的命名以规定总伸长应力命名。它是PE材料定级命名和强度设计的依据，也称为聚乙烯材料的强度指标，国标GBl5558.直流式截止阀的阀杆处于倾斜的位置，上升高度较直通式大，操作不便，但阻力小；试验压力是为了保证安全使用对管道和工艺设备进行强度和密封性（严密性）试验而规定的一种压力，通常以Ps表示，Ps后附加以MPa为单位的试验压力数值。4 常用钢材的标准和选用使珠光体细化，使钢材强度提高。22（三）管线钢（三）管线钢 管线钢钢
28、级的命名以规定总伸长应力命名。管线钢钢级的命名以规定总伸长应力命名。规定总伸长应力：试样标距长度上产生规定总伸长应力：试样标距长度上产生0.5%的总伸长时所需的的总伸长时所需的拉应力拉应力。注：规范注：规范GB 9711-88 S系列己经被系列己经被GB/T 9711-1997L系列替代系列替代23（三）管线钢（三）管线钢 国标规定的钢级与国标规定的钢级与ANSI/API Spec 5L规定的钢级对比表规定的钢级对比表 注：管线钢注：管线钢X46以上为合金钢，以上为合金钢，X46以下为碳素钢，以下为碳素钢，X52以上称高以上称高强度钢。强度钢。24 1.5 1.5 管道标准管道标准 所谓管道标
29、准，就是为了简化管子、管件、阀门和法兰等的所谓管道标准，就是为了简化管子、管件、阀门和法兰等的品种规格，便于成批生产，使管道具有互换性，有利于设计和安品种规格，便于成批生产，使管道具有互换性，有利于设计和安装时选用这样的目的而建立的。装时选用这样的目的而建立的。标准化的主要内容之一就是统一规定管子、管件阀门和法标准化的主要内容之一就是统一规定管子、管件阀门和法兰的主要结构尺寸与性能参数，如公称直径和公称压力。兰的主要结构尺寸与性能参数，如公称直径和公称压力。凡有相同公称直径与公称压力的管子、管件、阀门和法兰，凡有相同公称直径与公称压力的管子、管件、阀门和法兰，可以互相配套倘若材质相同，其结构尺
30、寸也相同时，可以互换可以互相配套倘若材质相同，其结构尺寸也相同时，可以互换使用。使用。25 1.5 1.5 管道标准管道标准 一、公称直径一、公称直径 管道和工艺设备的公称直径是为了设计、制造、安装和检修管道和工艺设备的公称直径是为了设计、制造、安装和检修方便而人为规定的一种标准直径，通常以方便而人为规定的一种标准直径，通常以DN表示。表示。DN后附加以后附加以mm为单位的公称直径数字。为单位的公称直径数字。26一、公称直径一、公称直径 无缝钢管，无缝钢管，DN后的数值等于外径。例如：后的数值等于外径。例如：DN159的无缝钢管就表的无缝钢管就表示外径为示外径为159mm；铸铁管及其管件和阀门
31、，铸铁管及其管件和阀门，DN后的数值等于内径；后的数值等于内径；法兰，法兰，DN后的数值仅是与内径后的数值仅是与内径D或与外径相接近的整数；或与外径相接近的整数；工艺设备（例如压缩机、液化石油气泵和燃气调压器等），工艺设备（例如压缩机、液化石油气泵和燃气调压器等），DN后后的数值就是设备接口的内径。的数值就是设备接口的内径。PE管，也就是聚乙烯管而言，公称直径用管，也就是聚乙烯管而言，公称直径用de表示，后面的数值表表示，后面的数值表示外径的尺寸，单位为示外径的尺寸，单位为mm。例如。例如de63表示管子的外径为表示管子的外径为63mm。27二、公称压力二、公称压力 管道和工艺设备的管道和工艺
32、设备的公称压力公称压力是为了设计、制造和使用方便而是为了设计、制造和使用方便而人为规定的一种标准压力，通常用人为规定的一种标准压力，通常用Pg表示，其后附加以表示，其后附加以MPa为单为单位的公称压力数值。位的公称压力数值。28三、试验压力三、试验压力 试验压力试验压力是为了保证安全使用对管道和工艺设备进行强度和是为了保证安全使用对管道和工艺设备进行强度和密封性（严密性）试验而规定的一种压力，通常以密封性（严密性）试验而规定的一种压力，通常以Ps表示，表示，Ps后后附加以附加以MPa为单位的试验压力数值。为单位的试验压力数值。一般情况下，强度试验压力为设计压力的一般情况下，强度试验压力为设计压
33、力的1.5倍，严密性试验倍，严密性试验压力为设计压力的压力为设计压力的1.15倍。倍。29 四、几个概念四、几个概念 设计压力设计压力 工作压力工作压力 最大允许工作压力最大允许工作压力 301.6 1.6 管材管材DN400DN400PE(PE)热轧无缝钢管冷拔不镀锌管（黑铁管）低压流体输送用钢管（直缝）热镀锌镀锌钢管钢管冷镀锌焊接钢管螺旋缝焊钢管直缝高频电阻焊（以下）直缝焊钢管直缝双面埋弧焊（以上）常用管材管铝塑复合管钢骨架塑料管衬塑铝合金管铜管薄壁不锈钢管不锈钢管不锈钢波纹管衬不锈钢铝合料管金管铸铁管塑31钢管钢管 要求油气钢管有足够的机械强度（抗拉强度、屈服强度、延要求油气钢管有足够的
34、机械强度（抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性），可焊接性好，而且要有不透气性。伸率、冲击韧性），可焊接性好，而且要有不透气性。钢管是燃气工程中应用较多的管材，按照制造方法分为无缝钢管是燃气工程中应用较多的管材，按照制造方法分为无缝钢管和焊接钢管。一般钢管规格的习惯表示方法是钢管和焊接钢管。一般钢管规格的习惯表示方法是Dw，低压流，低压流体输送用焊接钢管经常用体输送用焊接钢管经常用DN表示规格。表示规格。32（）、无缝钢管（）、无缝钢管 无缝钢管用普通碳素钢、优质碳素钢、低合金钢或合金结构钢无缝钢管用普通碳素钢、优质碳素钢、低合金钢或合金结构钢轧制而成。品种规格多、强度高、耐压力高、韧性强、管
35、段长，是轧制而成。品种规格多、强度高、耐压力高、韧性强、管段长，是工业管道最常用的一种管材。广泛用于工作压力为工业管道最常用的一种管材。广泛用于工作压力为1.57MPa以下的以下的管道。管道。钢管出厂长度：普通长度、定尺长度、倍尺长度。钢管出厂长度：普通长度、定尺长度、倍尺长度。普通长度即不定尺长度，热轧管为普通长度即不定尺长度，热轧管为312.5 m，冷拔管为，冷拔管为1.59m；定尺长度即在普通长度范围内规定一个或几个固定长度供货；定尺长度即在普通长度范围内规定一个或几个固定长度供货；倍尺长度是在普通长度范围内按某一长度的倍数供货。倍尺长度是在普通长度范围内按某一长度的倍数供货。33 根据
36、制造方法，无缝钢管还有热轧和冷拨（轧）之分。根据制造方法，无缝钢管还有热轧和冷拨（轧）之分。热轧管的最大热轧管的最大D为为630mm，冷拨（轧）管的最大直径为，冷拨（轧）管的最大直径为219mm。一般情况下，。一般情况下，D57mm时常选用热轧管。时常选用热轧管。无缝钢管的强度很高无缝钢管的强度很高,但受生产工艺和成本限制但受生产工艺和成本限制,多为多为DN 200 mm 以下的小口径钢管。以下的小口径钢管。（）、无缝钢管（）、无缝钢管管线钢钢级的命名以规定总伸长应力命名。如闸阀代号为Z，截止阀代号为J，球阀代号为Q，旋塞阀代号为X，安全阀代号为A，等等。（1）阀门类别:阀门类别的代号用汉语拼
37、音字母表示。聚乙烯密度下降，由韧件破坏转向跪性破坏的时间延长，但强度有所下降。对于小口径的对接焊管件（110mm以下）一般为注射生产，而对于大口径管件，由于管件壁厚体积较大，不利于注射生产制造，一般使用焊接方法制造以降低成本。若在空气温度下放置称为自然时效，若是经加热处理称为人工时效。1）复合管的内表面应清洁、光滑，无明显划伤或分解变色线，且不能有钢丝裸露。3）管端法兰连接接头及电熔连接锥形口及平口的二次注塑成型部分表面应平整、光滑，无凹坑、划伤、毛刺等缺陷，与复合管融结良好，允许锥形口前端纯塑料部分有一定的收缩。2）复合管封口环与复合管熔接应良好，无裂缝，融结处应平整，无划伤、毛刺。应用场合
38、：如钢质管道、天然气和液化石油气储配站内工艺管道、高压球罐、液化石油气储罐等。0MPa)、PE100等(最小环向应力10.国标规定的钢级与ANSI/API Spec 5L规定的钢级对比表燃气管道上的法兰，其公称压力一般不低于1.公称直径大于DN 400 mm，宜选用UOE 成型的LSAW（直缝双面埋弧焊）钢管。当产生倒流时，阀瓣自动关闭。质轻、管段长，安装连接方便；因此适用于城市地下燃气管道。尤其是温度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，磷在钢中的偏析倾向强烈，一般认为，磷的偏析富集，使铁素体晶格严重畸变，导致钢材冷脆性显著增大从而降低钢材的可焊性。不可拆卸接头一般用于室外埋地塑料燃气管道。规定总伸
39、长应力：试样标距长度上产生0.例如：PE80级聚乙烯管的屈服强度为22 MPa，允许工作压力为0.34（）、焊接钢管（）、焊接钢管 焊接钢管亦称有缝钢管，其品种有低压流体输送用焊接钢管，焊接钢管亦称有缝钢管，其品种有低压流体输送用焊接钢管，螺旋缝电焊钢管和钢板卷制直缝电焊钢管。螺旋缝电焊钢管和钢板卷制直缝电焊钢管。1)低压流体输送用焊接钢管低压流体输送用焊接钢管 低压流体输送用焊接钢管和镀锌焊接钢管是有缝钢管，一般用低压流体输送用焊接钢管和镀锌焊接钢管是有缝钢管，一般用普通碳素钢制成。按表面质量分镀锌（白铁管）和不镀锌（黑铁管）普通碳素钢制成。按表面质量分镀锌（白铁管）和不镀锌（黑铁管）两种；
40、按管端带螺纹与否，又可分带螺纹与不带螺纹两种；按管壁两种；按管端带螺纹与否，又可分带螺纹与不带螺纹两种；按管壁厚分，有普通和加厚两种。厚分，有普通和加厚两种。35 1 1）低压流体输送用焊接钢管）低压流体输送用焊接钢管 钢管最小钢管最小DN为为6mm，普通长度为，普通长度为412m。管子两端一般带有管螺。管子两端一般带有管螺纹。采用螺纹连接的燃气管网，一般使用的最大纹。采用螺纹连接的燃气管网，一般使用的最大DN为为50mm。镀锌钢管。镀锌钢管安装时不需涂刷防锈漆，其理论重量比不镀锌钢管重安装时不需涂刷防锈漆，其理论重量比不镀锌钢管重3%6%。使用场合使用场合:小区低压管道和室内管道系统。小区低
41、压管道和室内管道系统。36 2 2）钢板卷制直缝电焊管）钢板卷制直缝电焊管 此种焊钢管用中厚钢板采用直缝卷制，以电弧焊方法焊接而成。钢此种焊钢管用中厚钢板采用直缝卷制，以电弧焊方法焊接而成。钢板的弯卷常用三辊或四辊对称式卷板机。钢板卷制直缝电焊钢管的最小板的弯卷常用三辊或四辊对称式卷板机。钢板卷制直缝电焊钢管的最小为为159mm。现行标准是。现行标准是石油天然气输送管道用直缝电阻焊钢管石油天然气输送管道用直缝电阻焊钢管（SY529791）。）。目前国内直缝焊接钢管的生产情况是目前国内直缝焊接钢管的生产情况是:公称直径公称直径DN400 mm(含含DN 400 mm)以下为以下为ERW(Elec
42、tric Resistance Welded，直缝高频电阻焊，直缝高频电阻焊)钢管；钢管；公称直径公称直径DN 400 mm 以上为以上为LSAW(Longitudinal Submerged Arc Welded，直缝双面埋弧焊，直缝双面埋弧焊)钢管。钢管。37 3）螺旋缝）螺旋缝电焊电焊钢管钢管 此种钢管一般用带钢螺旋卷制后焊接而成。钢号一般为普通碳素此种钢管一般用带钢螺旋卷制后焊接而成。钢号一般为普通碳素钢，也可采用钢，也可采用16Mn低合金结构钢焊制。现行标准是低合金结构钢焊制。现行标准是石油天然气输送石油天然气输送管道用螺旋埋弧焊钢管管道用螺旋埋弧焊钢管（GB9711-88）。）。3
43、8塑料管塑料管 （1 1）PEPE管管 （PEPE：polyethylene polyethylene，聚乙烯），聚乙烯）采用的基础原料为聚乙烯树脂。基础原料中可加入必要的无毒性、采用的基础原料为聚乙烯树脂。基础原料中可加入必要的无毒性、无扩散性污染的抗氧剂、紫外线稳定剂和着色剂等添加剂。无扩散性污染的抗氧剂、紫外线稳定剂和着色剂等添加剂。聚乙烯是一种热塑性塑料，可多次加工成型。作为一种工程材料，聚乙烯是一种热塑性塑料，可多次加工成型。作为一种工程材料，与金属材料相比，它同样具有一定的强度、刚度、柔韧性、抗冲击性、与金属材料相比，它同样具有一定的强度、刚度、柔韧性、抗冲击性、耐腐蚀性、耐磨性等
44、性能。通过控制聚合工艺和在聚合时加入一定量的耐腐蚀性、耐磨性等性能。通过控制聚合工艺和在聚合时加入一定量的共聚单体，可以调整或改善聚乙烯材料的性能。共聚单体，可以调整或改善聚乙烯材料的性能。39 1）聚乙烯材料的强度指标）聚乙烯材料的强度指标长期静液压强度长期静液压强度 聚乙烯材料长期静液压强度是指在常温聚乙烯材料长期静液压强度是指在常温(20)下，材料被应用到下，材料被应用到50年年时，材料被破坏的环向应力的数值。时，材料被破坏的环向应力的数值。如如PE63(最小环向应力最小环向应力6.3MPa)、PE 80(最小环向应力最小环向应力8.0MPa)、PE100等等(最小环向应力最小环向应力1
45、0.0MPa)。它是。它是PE材料定级命名和强度设计的依材料定级命名和强度设计的依据，也称为聚乙烯材料的强度指标，国标据，也称为聚乙烯材料的强度指标，国标GBl5558.1和和GBl5558.2是以是以PE 80的原料为基础而制订的。的原料为基础而制订的。聚乙烯材料长期静液压强度受环境温度、材料密度和熔融指数的影聚乙烯材料长期静液压强度受环境温度、材料密度和熔融指数的影响。响。40 2）聚乙烯材料的密度）聚乙烯材料的密度 密度是聚乙烯的重要性能指标之一。随着聚乙烯密度的增加，聚乙密度是聚乙烯的重要性能指标之一。随着聚乙烯密度的增加，聚乙烯分子的直线性增加，聚乙烯材料的刚性增加，拉伸强度提高，剥
46、离强烯分子的直线性增加，聚乙烯材料的刚性增加，拉伸强度提高，剥离强度提高，软化温度提高，脆性增加，韧性下降，抗应力开裂性下降，结度提高，软化温度提高，脆性增加，韧性下降，抗应力开裂性下降，结晶度提高，分子支链减少。聚乙烯密度下降，由韧件破坏转向跪性破坏晶度提高，分子支链减少。聚乙烯密度下降，由韧件破坏转向跪性破坏的时间延长，但强度有所下降。的时间延长，但强度有所下降。按照材料密度的不同，可分为分为高密度聚乙烯按照材料密度的不同，可分为分为高密度聚乙烯(HDPE，940kg/m3)、中密度聚乙烯、中密度聚乙烯(MDPE,=930940kg/m3)、低密度聚乙烯、低密度聚乙烯(LDPE,930kg
47、/m3)不能承受紫外线。1）薄壁不锈钢管的壁厚不得小于0.1）不锈钢波纹管的壁厚不得小于0.按管壁厚分，有普通和加厚两种。对焊法兰又称为高颈法兰，它与平焊法兰的不同是带有一段锥形短管。球阀的阀杆上连接一个具有孔道的球体芯，靠旋转球体芯开启或关闭阀门。注压管件分螺纹连接和承插连接两种。2）室内低压管道可选用低压流体输送用钢管、铝塑复合管、铜管、不锈钢管、衬塑（PE）铝合金管、衬不锈钢铝合金管。平行式闸阀的两密封面互相平行，采用双闸板的结构，双闸板下抵阀体后，顶楔下压，使二闸板紧密地压在密封面上，切断气流。工艺设备（例如压缩机、液化石油气泵和燃气调压器等），DN后的数值就是设备接口的内径。不可拆卸
48、接头一般用于室外埋地塑料燃气管道。(3)在生产过程中采用水压整体扩径或机械扩径工艺消除成型及焊接过程中的残余应力，焊后管体残余应力小，质量稳定可靠；注压管件分螺纹连接和承插连接两种。注压管件分螺纹连接和承插连接两种。轧制、正火的低碳钢：b=0.公称压力：复合管在20条件下输送天然时(预期寿命50年)允许使用的最大压力。1）复合管内外表面：复合管内外面应光滑平整，允许有不影响使用的表面收缩和流纹，不允许有气泡、裂口、分解变色线及明显的划伤，复合管两端切割应平整。若在空气温度下放置称为自然时效，若是经加热处理称为人工时效。2优质碳素结构钢与钢号（1）、高压次高压管道的选材（1）PE管（PE：pol
49、yethylene，聚乙烯）且由于生产中采用水压整体扩径，可有效消除钢管内应力，提高了管材的强度和尺寸精度，所以质量优于JCOE 成型焊接钢管。41塑料管塑料管 （1 1）PEPE管管 （PEPE：polyethylene polyethylene，聚乙烯），聚乙烯）聚乙烯管按材料密度不同，分为高密度聚乙烯管聚乙烯管按材料密度不同，分为高密度聚乙烯管(HDPE)、中密度聚、中密度聚乙烯管乙烯管(MDPE)、低密度聚乙烯管、低密度聚乙烯管(LDPE)，国内外，国内外HDPE、MDPE广泛用广泛用作城市燃气管道。作城市燃气管道。42PEPE管的优点：管的优点：管道内壁光滑：管道内壁光滑：PE 管内
50、壁当量绝对粗糙度约为钢管的管内壁当量绝对粗糙度约为钢管的 1/10 1/20，摩擦阻力小，通常其流通能力比钢管约高，摩擦阻力小，通常其流通能力比钢管约高30%。很好的柔韧性：外径很好的柔韧性：外径110 mm 及以下的小直径管材可以盘管成卷，及以下的小直径管材可以盘管成卷，便于运输；同时在施工当中，只要管道中不需加阀门等管件，可以便于运输；同时在施工当中，只要管道中不需加阀门等管件，可以根根整管铺设下去，从而使管网中的接头数量减少。也正是由于它的柔韧性整管铺设下去，从而使管网中的接头数量减少。也正是由于它的柔韧性能，可以蛇形附设，可轻易绕过障碍物，进一步减少接头数量；能，可以蛇形附设，可轻易绕
