?? 燃?xì)夤艿乐饕褂娩摴堋㈣T鐵管和塑料管等。燃?xì)飧邏骸⒅袎汗艿劳ǔ２捎娩摴埽袎汉偷蛪翰捎娩摴芑蜩T鐵管。塑料管多用于工作壓力≤0．4MPa的室外地下管道。
一、燃?xì)夤芫€對鋼管材質(zhì)的要求
燃?xì)夤芫€用鋼除必須滿足強(qiáng)度要求(力學(xué)性能)和焊接性外，還需根據(jù)環(huán)境溫度、管徑大小、輸送壓力及輸送介質(zhì)的腐蝕性等條件；考慮鋼材的沖擊韌性、韌脆轉(zhuǎn)變溫度和耐腐蝕性能。
1．力學(xué)性能
(1)抗拉強(qiáng)度
??? 是指鋼材在拉伸試驗中，試件在拉斷時對應(yīng)的最大應(yīng)力，用σb表示，單位為MPa。同一種鋼的不同試件測定出的抗拉應(yīng)力略有差別，標(biāo)準(zhǔn)中提供的抗拉強(qiáng)度是指該鋼種最低抗拉強(qiáng)度值。我國常用管材抗拉強(qiáng)度在330～515MPa之間，見表2-1。
(2)屈服強(qiáng)度
??? 鋼的屈服強(qiáng)度是指鋼在拉伸試驗中，試樣拉伸變形，當(dāng)不計初始瞬時效應(yīng)時，屈服階段的最小應(yīng)力用σs表示，單位為MPa。我國常用管線用鋼的屈服強(qiáng)度在205～415MPa之間。
(3)伸長率
??? 是鋼在拉伸試驗時，試樣被拉斷后，標(biāo)距的伸長與原標(biāo)距的百分比。鋼的屈服強(qiáng)度愈低，則伸長率愈大，標(biāo)志鋼的塑性愈好。伸長率大的鋼材制管成型好，易于焊接加工。
常用國產(chǎn)管材的伸長率一般均大于20%。常見國產(chǎn)管材的力學(xué)性能見表2-1。
2．?dāng)嗔秧g性
??? 管線斷裂可分為韌性斷裂和脆性斷裂，韌性斷裂是在過大拉應(yīng)力和裂紋缺陷同時存在的條件下，由細(xì)小的裂紋逐漸擴(kuò)展而最終造成的斷裂。其斷面呈暗灰色纖維狀。脆性斷裂，是由低溫、應(yīng)力和裂紋缺陷三種條件共同作用造成的，其斷裂常在遠(yuǎn)低于鋼材屈服應(yīng)力條件下突然發(fā)生，斷裂后的斷裂面呈發(fā)亮的結(jié)晶狀。對于高強(qiáng)度、厚壁、韌性低的管材在低溫、高應(yīng)力使用條件下容易發(fā)生斷裂。為了防止管線在工作條件下斷裂，在制管和施工中應(yīng)注意消除管線裂紋缺陷。并從選擇管線用鋼，提高鋼材韌性來防止管線裂斷。
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| 標(biāo)準(zhǔn) | 鋼種等級 | 最低抗拉強(qiáng)度/MPa | 最低屈服強(qiáng)度/MPa | 伸長率δ①②50 | 可比較的API標(biāo)準(zhǔn)剛種 |
| GB8163 | 10 | 335 | 205 | 24 | A |
| 20 | 390 | 245 | 20 | B | |
| 09MnV | 430 | 295 | 22 | X42 | |
| 16Mn | 490 | 325 | 21 | X46 | |
| GB9711 SY5297-1991 | S205 | 330 | 205 | 31～35 | A |
| S240 | 415 | 240 | 25～28 | B | |
| S290 | 415 | 290 | 25～28 | X42 | |
| S315 | 435 | 315 | 24～27 | X46 | |
| S360 | 455 | 360 | 23～26 | X52 | |
| S385 | 490 | 385 | 22～24 | X56 | |
| S415 | 515 | 415 | 21～23 | X60 | |
| S450 | 530 | 450 | 20～23 | X65 | |
| S480 | 565 | 480 | 19～21 | X70 |
①標(biāo)距為50mm時，伸長率δ50最小值按下式計算
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式中 A——拉伸試樣橫截面面積，mm2；
σb——母材最低抗拉強(qiáng)度，MPa。
各種不同厚度不同鋼種拉伸試樣的伸長率最小值見SY5297—1991附錄B。
②表列的數(shù)據(jù)為寬38mm，厚6～10mm試樣的伸長率。厚度小的取小值，厚度大的取大值，中間值可內(nèi)插。
鋼材的斷裂韌性，是指含裂紋的金屬材料在破斷前吸收能量和塑性變形的能力。斷裂韌性與鋼材的化學(xué)成分、合金元素、熱處理工藝、材料厚度和方向性有關(guān)。應(yīng)盡可能降低鋼中碳、硫、磷的含量，適當(dāng)添加釩、鈮、鈦、鎳等合金元素，采用控制軋鋼，控制冷卻等工藝，使鋼的純度提高，材質(zhì)均勻，晶粒細(xì)化，則可以提高鋼的韌性。目前冶金技術(shù)發(fā)達(dá)的國家在生產(chǎn)高強(qiáng)度管線用鋼時，大都采用降碳增錳，減少硫、磷雜質(zhì)，改變雜質(zhì)形態(tài)等來提高管材的強(qiáng)度和韌度。
對于某種鋼材，其斷裂韌度在一定溫度范圍內(nèi)是隨使用溫度的降低而降低。當(dāng)溫度低到某一臨界溫度附近時，韌度會出現(xiàn)突然下降現(xiàn)象。在這個溫度下，鋼材從韌度斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔选＿@個溫度稱作鋼材的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。
鋼材的韌度指標(biāo)通常用剪切值，沖擊吸收功來衡量。采用夏比沖擊試驗進(jìn)行測定。
管線工作溫度越低，鋼管工作應(yīng)力越大，管徑和壁厚越大，對鋼材沖擊韌度要求也就越高。目前這幾種因素對沖擊韌度影響的定量研究尚不充分，我國尚未對管線用鋼韌性指標(biāo)作明確規(guī)定，現(xiàn)將前蘇聯(lián)《大型管線》規(guī)范中對管材沖擊韌度規(guī)定值列于表2-2。我國部分管線及美國阿拉斯加輸氣管線管材韌性規(guī)定值列于表2-3。
管線用鋼的斷裂韌度，在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中是屬于合同協(xié)議試驗項目，用戶根據(jù)工程實際需要，確定是否增加斷裂韌度試驗，如果需要，還需確定試驗方法、標(biāo)準(zhǔn)、試驗溫度和驗收指標(biāo)，并在定貨合同中注明。
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| 公稱直徑/mm | 工作壓力/MPa | 沖吉韌度值α①K/(J/cm2)(不小于) | 落錘撕裂試驗②剪切值(%)(不小于) |
| <500 | ≤10.0 | 24.5 | - |
| 500～600 | ≤10.0 | 29.4 | - |
| 700～800 | ≤10.0 | 29.4 | 50 |
| 1000 | ≤5.5 | 29.4 | 50 |
| 1000 | 7.5 | 39.2 | 60 |
| 1000 | 10.0 | 38.8 | 60 |
| 1200 | ≤5.5 | 39.2 | 60 |
| ? | 7.5 | 58.8 | 70 |
| ? | 10 | 78.4 | 80 |
| 1400 | 7.5 | 78.4 | 80 |
| 1400 | 10.0 | 107.8 | 85 |
①試驗溫度為40℃，試樣按ГОСТ9454—78中11-13類試樣加工，壁厚等于大于10mm者，試樣高75mm；
②對輸送液態(tài)產(chǎn)品的管線，不提出剪切值要求。
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| ? | 強(qiáng)度等級 | 試驗溫度/℃ | 夏比沖擊功/J | 剪切面積(%) | ||
| 平均 | 最小 | 平均 | 最小 | |||
| 靖西管線工程 φ426 | X52 | -30 | 20 | 15 | 90 | 70 |
| 陜京輸氣管線工程 φ660 | X60 | -40 | 50 | 38 | 90 | 80 |
| 西北輸油管道工程 φ610 | X52 | 0 | 35 | 28 | 90 | 80 |
| ? | X60 | 0 | 42 | 32 | 95 | 85 |
| ? | X65 | 0 | 48 | 38 | 95 | 85 |
| 阿拉斯加氣管線 φ1066 | X70 | -5 | 54 | 41 | ? | 85 |
| φ762 | X70 | -5 | 40 | 30 | ? | 85 |
3. 焊接性能 鋼的焊接性指被焊鋼材在一定的焊接工藝方法、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式的條件下，能獲得可靠焊接的難易程度。鋼的焊接性主要取決于鋼的化學(xué)成分。對鋼的焊接性影響最大的合金元素是碳，其他合金元素的影響可以把它折算成與其等效作用的附加碳來估算。
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