燃氣工程常用管材、管道附件及材料

1、燃氣工程常用管材、管道附件及材料第一節(jié) 常用管材用作輸送城市燃氣管道的材料很多，常用的管材有鑄鐵管與鋼， 此外還有石棉水泥管、預應(yīng)力混凝土管及管等。城市燃氣管道根據(jù)輸送壓力可分為高壓管、中壓管和低壓管。根據(jù)管道口徑大小，敷設(shè)的目的、用途，又可分為干管、支管、引入管、室外管、室內(nèi)管、用氣管等。其中干管口徑較大，通常采用鑄鐵管與口徑75毫米以上的支管及引入管，通常也采用鑄鐵。管。口徑 75 毫 米以下的支管及引入管，通常采用鍍鋅外包絕緣防腐層。室外管、室內(nèi)管、用氣管等口徑較小 ( 一般小于100 毫米 )，通常采用鍍鑄鋼管。石棉水泥管、預應(yīng)力混凝土管、聚乙烯管，一般用于低壓一、鑄鐵管支管。鑄鐵管是

2、目前燃氣管道中應(yīng)用最廣泛的管材，它使用年限長，生產(chǎn)簡便，成本低，且有良好的耐腐蝕性。一般情況下，鑄鐵管的使用年限為六十年以上，所以鑄鐵管是輸送燃氣的主要管材。1. 灰口鑄鐵管灰口鑄鐵是目前鑄鐵管中最主要的管材?；铱阼T鐵中的碳以石墨狀態(tài)存在，破斷后斷口呈灰色，故稱灰口鑄鐵?；铱阼T鐵易于切削加工?；铱阼T鐵的主要組分如下 :灰口鑄鐵的主要組分表1-1鑄鐵管的鑄造方法有連續(xù)式澆鑄和離心式澆鑄等。鑄鐵管根據(jù)材料和鑄造工藝分為高壓管、普壓管及低壓管等。用于燃氣管道的承插灰口鑄鐵管為普壓管。鑄鐵管的接口主要為機械式接口，此外還有滑入式及承插式接口等。目前生產(chǎn)的鑄鐵管以機械接口為主，法蘭接口也有供應(yīng)。鑄鐵管內(nèi)

3、外表面允許有厚度不大于 2 毫米的局部粘砂，外表面上允許有高度小于5毫米的局部凸起。承口部內(nèi)外表面不允許有嚴重缺陷， 同一部位內(nèi)外表面局部缺陷深度不得大于5毫米，直管的兩端應(yīng)與軸線相垂直，其抗壓強度不低于200兆帕，抗拉強度不低于 140兆帕。鑄鐵管出廠試驗壓力見表中1-2。鑄鐵管體及插口的外徑和承口內(nèi)徑允許偏差為：碳(C硅(Si錳(Mn)磷(P)硫(S)3.O3.81.52.20.50.90.40.12直管公稱口徑 D800 毫米為1/3E毫米；直管公稱口徑 D 900 毫米為(1/3E+1)毫米；（E為承插口標準間隙）鑄鐵管出廠試驗壓力表 1-2承口深度允許偏差為承口的5%；管體壁厚允許負

4、偏差為 (1+0.05T)毫米 ，T為管體壁厚。承口壁厚允許負偏差為 (1+0.05c)毫米，c為承厚。長度允許偏差為士 20 毫米，直管的彎曲度應(yīng)不大于下列規(guī)定:直管的彎曲度表 1-3公稱口徑（毫米）彎曲度（毫米/米）1503口壁管件公稱口徑（毫米）承壓（兆帕）低壓直管5001.04501.5普壓直管及管件5001.54502.0高壓直管5002.04502.52. 球墨鑄鐵管鑄鐵熔煉時在鐵水中加入少量球化劑，使鑄鐵中的石墨球化，這樣就得到球墨鑄鐵。鑄鐵進行球化處理的主要作用是提高鑄鐵的各種機械性能。球墨鑄鐵的化學成分大致為 :球墨鑄鐵不但具有灰口鑄鐵的優(yōu)點，而且還具有很高的抗拉、抗壓強度，

5、其沖擊性能為灰口鑄鐵管十倍以上。因此國外已廣泛采用球墨鑄鐵管來代替灰口鑄鐵管。我國球墨鑄鐵管生產(chǎn)已有增長，并已開始應(yīng)用于燃氣管道。但管材規(guī)格不全，管件也未能配套供應(yīng)。球墨鑄鐵管接口形式為承插接口與機械接口。球墨鑄鐵管的有關(guān)各項技術(shù)要求， 均參照灰口鑄鐵管。二、包括無縫管、焊接管二類。焊接管按焊接形碳（C）硅（Si）錳(Mn)磷(P)硫(S)鎂(Mg)稀土(Re)3.44.022.90.41.00.10.040.030.060.020.0520045025001.5式不同可分為對接、搭接和螺旋焊縫。對進行鍍鑄防腐的又稱鍍鑄管材。這也是燃氣管道常用的大口徑燃氣管通常采用對接焊縫和螺旋焊縫，小口徑燃

6、氣管（200毫米以下）通常采用鍍鋅或無縫管。大口徑的接口采用焊接或法蘭連接，小口徑（150毫米以下)大多采用螺紋連接。在敷設(shè)長管時需設(shè)置補償器作為熱脹冷縮的補償。的抗拉強度、延伸率和抗沖擊性能等都比較高，焊接市燃氣的焊縫強度接近于管材強度。所以在城中，常敷設(shè)于交通干道、路口、交通繁忙的場所，穿越河流、架管橋等施工復雜的場所， 以提高燃氣輸送的可靠性。但的耐腐性差，埋設(shè)于后的1.的估用年限約二十年，采用絕緣防腐，其估用年限約30年。無縫在燃氣輸送中，無縫主要用于小口徑管，其接口形式為螺紋或法蘭。小口徑無縫鋼管以鍍鋅管為主，通常用于室內(nèi)管、室外管及用氣管的裝接， 若用于管則應(yīng)進行絕緣防腐處理。鍍鋅

7、規(guī)格見表1-4 。大于150毫米無縫無縫為不鍍鋅的黑鐵管。由于無縫管價格高、耐腐性差，大口徑無縫很少應(yīng)用。鍍鋅無縫規(guī)格表 1-4公稱口徑螺紋每米鋼分配的管接質(zhì)量 (以每6米一個管 接頭計 算)(公斤)毫米英寸外徑 (毫米)普通管加厚管基面外徑 (毫米)每英寸牙數(shù)退刀部分前的螺 紋長度(毫米)壁厚 (毫米)理論質(zhì)量 (不計管接 頭)(公斤/米)壁厚 (毫米)理論質(zhì)量 (不計管接 頭)(公斤/米)錐形螺紋圓柱形螺紋61/8 1020.392. 50.4681/4 13.52.250.622. 750.73103/8 172.250.822. 750.97151/2 21.252.751.253.

8、251.4420.9561412140.01203/4 26.752.751.633. 52.0126.4421414160.0225l33.53.252.4242.9133.2501115180.03311/423.3.1343.7741111200.0424.2525.91274011/2483.53.844. 254.5847.8051119220.06502603.54.884. 56.1659.6161122240.097021/275.53.756.644. 57.8875.1871123270.1380388.548.344. 759.8187.8871132300.210041

9、14410.85513.44113.0341138360.4l2551404.515.045.18.24138.1141380.61. 銅管的長度：無螺紋的黑鐵管為 412 米，注：帶螺紋的黑鐵管和鍍鑄管為 49 米；尺寸的允許偏差：外徑48 毫米的為士2.0.5 毫米；外徑48 毫米的為土1%; 壁厚為；3. 銅管的理論質(zhì)量鋼的相對密度為 7.85 按公稱尺寸計算 ， 鍍鑄管比不鍍辭管重 3%6% 。燃氣管道輸送壓力不高 ，一般采用無縫即可。一般無縫有熱軋和冷拔二種，其機械性能表1-5。其中最常用的鋼號是20結(jié)構(gòu)鋼。機械性能表表1-5機械性能抗拉強度鋼號試驗壓力(帕)備注5435150616

10、54.517.815. 521.63163.8361145240.82. 焊接（又稱卷焊）焊接的規(guī)格一般是用外徑及壁厚的公稱尺寸表示，但燃氣用鋼管則用公稱直徑的規(guī)格表示。根據(jù)焊縫的不同，焊接又可分為直縫焊接及螺旋縫焊接。螺旋低廉，用卷材制成，造價比鋼板卷制的直縫焊縫在管子上形成的線條比直縫均勻，但它的焊縫較長，鋼材和焊接的質(zhì)量需要很好控制。大口徑焊接通常采用焊接或法蘭接口。1) 直縫焊接直縫焊接主要用 A2、A3、A4 乙類或甲類普碳鋼，由鋼板直接卷合對焊而成。尺寸精度較好，并能根據(jù)需要卷制各種口徑的。直縫焊接的規(guī)格與質(zhì)量見表 1-6。焊接的規(guī)格與質(zhì)量表2040025020104(400公斤力

11、/厘米2)為 熱軋 狀態(tài)，冷拔 管為 熱處 理狀態(tài)25460280193552031O17456003401409MnV44030022l6Mn52035021l5MnV540400181-6公稱直徑200250300350400450外徑219273325377426478壁厚686868686868質(zhì)量 (公斤/米)31.5241. 6339. 5152. 2847. 2062. 5454. 8972. 8062. 1482. 4669.8492.72公稱直徑500600700800外徑530630720820壁厚6810681068106812質(zhì)量 (公斤/米)77.5392. 3312

12、2. 71152. 89105. 64140. 46175. 09120. 44160.19239.12公稱直9001000110012002) 螺旋縫焊接螺旋縫焊接是將鋼帶徑外徑920102011201220壁厚68101261012810810l2質(zhì)量 (公斤/米)135.24179. 92224. 41268. 70150. 03249. 07298. 29219. 38273. 73239. 10298.39357.47公稱直徑13001400150016001800外徑132014201520壁厚81281210141014質(zhì)量 (公斤/米)258.83387. 06278. 564

13、16. 66298. 29446. 25397. 03554. 5446. 35632. 50按一定的螺旋線的角度(又叫成型角)卷成管坯，然后將管縫焊接起來而制成的。它的優(yōu)點是生產(chǎn)效率高，可用較窄的鋼帶生產(chǎn)大口徑管，并具有較高的耐壓能力。螺旋縫焊接管主要用于石油、天然氣的輸送管線，城市燃氣管道也有應(yīng)用。螺旋縫電焊量見表 1-7。的規(guī)格與質(zhì)螺旋縫焊接的規(guī)格與質(zhì)量表 1-7公稱直徑Dg(毫米)外徑D(毫米)璧厚(毫米)6789質(zhì)量 (公斤/米)20025030021927332531.5239.5147.2036.6045.9254.8941.6352.2862.54-35040045037742

14、647854.8962.1469.8463.8772.2581.3072.8082.4692.72-50060070052963072077.3892.33105.6490.11107.54123.08102.78122.71140.46-157.803)管管的品種較多，有聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管等，根據(jù)管材性能、價格、施工工藝等多方面的比較，目前主要采用聚乙烯管。聚乙烯管是天燃氣管道常用管材。常用的聚乙烯管為100 毫米的小口徑管。由于聚乙烯管耐腐性好，通常用于管道。聚乙烯的接口形式有活接頭連接、焊接及熱熔連接等?；罱宇^接口配件多、生產(chǎn)成本高，焊接連接工藝較復雜，故聚乙烯管目前尚未在燃

15、氣管道上廣泛應(yīng)用，但具有廣闊的前景。聚乙烯管的規(guī)格及技術(shù)性能見表 1-8。聚乙烯管的規(guī)格和技術(shù)指標表1-8規(guī)格及質(zhì)量技術(shù)指標外徑 (毫米)壁厚 (毫米)近似質(zhì)量 (公斤/米)外徑 (毫米)壁厚 (毫米)近似質(zhì)量 (公斤/米)項目指標50.50.007202.O0.104常溫下使用壓力(105帕)48.O注: 管材長度不少于 4 米, 顏色一般為本色。第二節(jié)管道附件管道工程中為了分支、變更方向、改變管徑和避讓物，需要管路附件。各種管材均應(yīng)備有必需的管道配件。由于管道的材料、接口不同，因此管路附件也各不相同。一、鑄鐵管路附件燃氣鑄鐵管以機械接口連接為主。機械接口鑄鐵管路附件見表 1-9。60.50

16、.008252.O0.133拉伸強度(105帕)斷裂伸長率(% 試驗(2倍使用壓力)200保持五分鐘,無破裂、滲漏現(xiàn)象81.O0.020322.O0.213lo1.O0.026403.O0.321121.50.046504.O0.532162.O0.081635.O0.838表1-9常用鑄鐵管路附件名稱示意圖說明三通管三通管又稱丁字管，根據(jù)口徑又分為異徑三通與同徑三通。四通管四通管也稱十字管，通常只有同徑四通管。有眼短管有眼短管與普通承插管相仿，其承口后有一帶凸臺的螺紋孔。三通管三通管由上下兩側(cè)組成，上層帶有承口，上下兩層用法蘭連接，根據(jù)所帶承口大小有不同規(guī)格。鑄鐵彎管規(guī)格按管弧度分為50，4

17、5，22彎管漸縮管漸縮管為一異徑短管，一般為單承，異徑的大小即為規(guī)格。管蓋管蓋為一封閉的單承口，形如帽狀。防漏夾防漏夾分上、下兩片，利用承口夾箍與防漏夾螺孔采用螺栓固定。防漏夾與承口間采用橡膠密封圈夾緊。有眼有眼 和夾子三通管構(gòu)造相似，其上片無承口，而是螺紋孔，故稱有眼 。二、螺紋管件用于小口徑的螺紋接口管件，一般采用可鍛鑄鐵制造，其規(guī)格及工作壓力見表 1-10。圖 1-1可鍛鑄鐵管件，可鍛鑄鐵管件主要種類有：1. 彎頭連接兩根公稱通徑相同的管子，使管路作 90或 45盤彎。在彎度較大的管，則使用月彎。2. 異徑彎頭為連接兩種不同口徑的管子所用的彎頭。若彎頭一端為內(nèi)螺紋，彎頭另一端為外螺紋，則

18、稱內(nèi)外彎頭。螺紋鑄鐵管接頭的尺寸與工作壓力表 1-1015公稱直徑外徑（毫米）螺紋長度（毫米）工作壓力（兆帕）毫米英寸外徑（英寸）長度（毫米）707.8.9.活接頭內(nèi)外螺母用于需經(jīng)常拆卸的管。主要用于管徑變換的接頭處。管堵有外螺紋的管堵，用來堵塞管路。10. 伸縮接頭和快速堵漏裝置主要用于補償管路因熱脹冷縮而引起的位移以及搶修。錫山市管道附件廠生產(chǎn)的伸縮接頭和快速堵漏裝置外形圖見插頁。三、件件的種類和鑄鐵管件相同， 大口徑(三通；（e）Y 三通；（f）異徑接頭四、 聚仁烯管件聚乙烯管件有承插熱熔管件和接頭管件，見圖1-3。圖 1-3 聚乙烯管件（a）接管；（b）90彎管；（c）異徑接頭；（d）

19、45 彎管；（e）三通；（f）管堵第三節(jié) 管道設(shè)備在燃氣管道工程中，需要有管道設(shè)備來保證管道安全運轉(zhuǎn)。這些管道設(shè)備通常指閥門、補償器、聚水井( 排水器 )、過濾器等。一、閥門閥門是燃氣管道中重要的控制設(shè)備，用以切斷和接通管線，調(diào)節(jié)燃氣的壓力和流量。長期以來我國沒有燃氣閥門，而以給水閘閥替代。因此在燃氣輸配系統(tǒng)中給水閥應(yīng)用最為廣泛。近年來燃氣閥門如大口徑旋塞閥、球閥已開發(fā)應(yīng)用，蝶閥也引進燃氣輸配系統(tǒng)。燃氣管道的閥門常用于管道的維修，減少放空時間，限制管道事故危害的，關(guān)系。由于閥門經(jīng)常處于備而不用的狀態(tài)，又不便于檢修，因此對它的質(zhì)量和可靠性有以下嚴格要求：密封性能好。 閥門關(guān)閉后不，閥殼無砂眼、氣

20、孔，對其嚴密性要求嚴格。閥門關(guān)閉后若漏氣，不僅造成大量燃氣，造成火災(zāi)、等，而且還可能引起自控系統(tǒng)的失靈和誤動作。因此，閥門必須有出廠合格證，并在安裝前逐個進行強度試驗和嚴密性試驗。強度可靠。 閥門除承受與管道相同的試驗與工作壓力外，還要承受安裝條件下的溫度、機械和其他各種復雜的應(yīng)力，閥門斷裂會組成巨大的損失，因此不同壓力管道上閥門的強度一定安全可靠。耐腐蝕。不同種類的燃氣中含有程度不一的腐蝕氣體成分，閥門中金屬材料和非金屬材料應(yīng)能長期經(jīng)受燃氣腐蝕而不變質(zhì)。此外燃氣系統(tǒng)還要求閥門應(yīng)啟閉迅速，動作靈活，維修保養(yǎng)方便，經(jīng)濟合理等。小口徑管路系統(tǒng)（檢查閘板的密封性能。（二）旋塞閥的閥門，其構(gòu)造如旋塞閥

21、又稱轉(zhuǎn)芯閥，是應(yīng)用最早瓶塞。主要由圓錐面閥座、可轉(zhuǎn)動的旋塞、固定螺母等組成。旋塞閥是一種動作靈活的閥門，閥桿轉(zhuǎn)900即可達到啟閉的要求，其具有可自封、啟閉快、密封性能好、不易積垢等優(yōu)點。但由于孔徑小流體阻力大等缺點，一般只用于低壓小口徑管道。常用的旋塞有兩種：一種是利用閥芯尾部螺母的作用，使閥芯與閥體緊密接觸，不致漏氣，這種旋塞只允許用于地壓管道上，稱為無填料旋塞；另一類稱為填料旋塞，利用填料以堵塞旋塞閥體與閥芯之間的間隙而避免漏氣，這種旋塞體積較大，但安全可靠。（如圖:燃氣輸配P76）油壓卸載式油密封旋塞閥，是近年來研制成功的燃氣閥門，它由旋塞、止回閥、壓油 螺桿、密封圈、壓蓋、流油槽、閥體

22、、油腔等組成。潤滑油均勻分布閥面，減少閥體磨損，改善密封性能。設(shè)置止回閥為防止?jié)櫥偷沽?，油腔則為集中潤滑油用。閥門啟閉時，閥底部潤滑 油受壓使旋塞受到向上托力，因此啟閉輕便。油密封旋塞閥結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，特別適用于管道，可避免管道埋設(shè)過深。（三）球閥球閥一般用于高壓系統(tǒng)，與閘閥相比具有外形尺寸小的優(yōu)點，與旋塞閥相比具有通徑大(和管徑相同)、流體阻力小等優(yōu)點。球閥和旋塞閥一樣， 密封面不易積垢。它主要由左右閥體、球體、閥桿、復合軸承等構(gòu)件組成。球閥主要依靠球面或密封閥襯進行開啟與關(guān)閉。燃氣氣密封球閥(圖 1-4)采用固定球轉(zhuǎn)向關(guān)閉浮動閥座密封，閥座由導套和密封圈組成。關(guān)閉時，閥座背腔充以壓縮空

23、氣使閥座壓向球體，形成密封。閥座背腔上部有一螺紋接口，上裝截止閥。球閥外部底板裝有二位三通閥，當二位三通閥上的觸桿被壓時，壓縮空氣進入閥座背腔，推動閥座使球閥嚴密關(guān)閉。圖 1-4氣密封球閥1-右閥體；2-球體；3-復合軸承；4-上閥桿；5-手柄；6-上蓋；7-二位三通閥；8-導套；9-主密封圈；10-截止閥；11-左閥體（四）其他閥門1蝶閥蝶閥也開始應(yīng)用于燃氣輸配系統(tǒng)中，通常配以氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)，成為自動控制與調(diào)節(jié)流量的閥門，可作為儲配站低 -低調(diào)壓器之用。蝶閥由閥體、閥板、軸、填料函、曲柄及執(zhí)行機構(gòu)組成。執(zhí)行機構(gòu)有: 氣動執(zhí)行機構(gòu)(薄膜式，活塞式)。薄膜式氣動執(zhí)行機構(gòu)主要由膜蓋、波紋薄膜、彈

24、簧、調(diào)節(jié)件等組成。當執(zhí)行機構(gòu)接受信號壓力后，推桿就向下移動，與推桿相連結(jié)的上、下連桿跟著向下移動，促使曲柄圍繞閥軸旋轉(zhuǎn)，帶動閥板在閥體內(nèi)回轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力與流量。電動執(zhí)行機構(gòu)。電動執(zhí)行機構(gòu)以電源為動力，接受信號后經(jīng)伺服放大器放大，使電帶動器運行而產(chǎn)生軸向推力，使閥板回轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力與流量。當信號電流因故中斷時，則可用手輪進行手動操作。蝶閥主要用來控制介質(zhì)壓力、流量等工藝參數(shù)，配上執(zhí)行機構(gòu)便可實現(xiàn)控制及自動調(diào)節(jié)。2截止閥 截止閥（如圖1-5）依靠閥瓣的升降達到開閉和節(jié)流的目的。這類閥門使用方便可、安全可靠，但阻力較大。二、聚水井為排除燃氣管道中的冷凝水和石油伴生氣管道中的輕質(zhì)油，管道

25、敷設(shè)時應(yīng)有一定的坡度，以便在低處設(shè)聚水井，將匯集的水或油排出。聚水井的間距，應(yīng)根據(jù)水量和油量的多少而定。由于管道中燃氣壓力不同，聚水井分為不能自噴和自噴兩種。若管道內(nèi)壓力較低，水或油就要依靠手動唧筒等抽水設(shè)備來排出。安裝在高中壓管道上的聚水井，由于管道內(nèi)壓力較高，積水或積油在排水管旋塞打開以后自行噴出。常用的聚水井有以下幾種(圖1-6):圖 1-6 聚水井(a)鑄鐵聚水井；（b)桶井；(c)鋼板水井；（d）加侖井1. 鑄鐵聚水井用于鑄鐵管工程，為承插接口。它可分為開啟式( 桶井 )及封閉式二種，目前均采用封閉式聚水井。2. 焊接鋼板聚水井用于焊接工程，它的型式、容積可根據(jù)工程要求自行設(shè)計加工。3. 加侖井加侖井是封閉式鑄鐵聚水井，它體積小采用螺紋連接，用于絕緣管等螺紋接口工程，目前有9升(2加侖)及18