市政燃气管道及其附属设备介绍T

第五章燃气管道及其附属设备第一节管材及其连接方式第二节燃气管道的附属设备第三节钢制燃气管道的防腐第一节管材及其连接方式用于输送燃气的管材主要有钢管、铸铁管、PE塑料管，必须根据燃气的性质、系统压力及施工工艺要求来选用。一、钢管（一）钢管的特点钢管具有强度高、韧性好、抗冲击性和严密性好，能承受很大的压力，抗压、抗震的强度大，塑性好，便于焊接和热加工等优点，壁厚较薄，节省金属等优点，但耐腐蚀性较差，需要有妥善的防腐措施。燃气管道使用的钢管一般应采用优质低碳钢（Q235）或低合金钢（16Mn）。（二）钢管的分类与连接

钢管是燃气工程中应用最多的管材，按照制造方法分为无缝钢管和焊接钢管。一、钢管1.无缝钢管。用优质碳素钢或低合金钢经热轧（32～630mm）或冷拔加工(5~200mm)而成，多用于输送较高压力的燃气管道。其化学成分应严格保证。连接方式多采用焊接，当与阀件等连接时用法兰连接。2.焊接钢管（又称卷焊钢管）。焊接钢管又分为螺旋钢管和直缝钢管。螺旋钢管用卷材制成，造价比钢板卷制的直缝钢管低廉，焊缝在管子上形成的线条也比直缝钢管均匀。但它的焊缝较长，钢材和焊接的质量需很好控制。连接方式多采用焊接或法兰连接。3.镀锌焊接钢管即水、煤气钢管，多用于配气支管、用气管。连接方式多采用螺纹（即丝扣）连接。目前各地多采用聚四氟乙烯密封带或密封胶代替铅油油麻作螺纹接口的密封填料。一、钢管（三）钢管检验各类钢管出厂时都应附有出厂合格证明书，证明书上应注明钢号，水压试验和机械性能试验等内容。

钢管出厂时要进行外观检查，管子表面应平滑，没有斑疤、沙眼、夹皮及裂纹；钢管外径的偏差不得超过允许值；管子椭圆度公差不得超过外径允许偏差范围；管子端面与轴线应垂直。二、塑料管适用于燃气管道的塑料管主要是聚乙烯管，聚乙烯塑料燃气管道简称PE燃气管道，其性能稳定，脆化温度低（－80℃），具有质轻、耐腐蚀及良好的抗冲击性能，材质延伸率大，可弯曲使用，内壁光滑，管子长、接口少，运输施工方便、劳动强度低，是较为理想的燃气输送用管材。二、塑料管1.燃气用聚乙烯管材的物理、力学性能聚乙烯管材的性能与其密度和分子量有关，并随材料的密度、模量及屈服应力的提高而提高。用于输送燃气的聚乙烯管材，在正常的工作条件下，需要有较高的强度和韧性，良好的抗变形能力、耐应力开裂性能和热稳定性能。2.聚乙烯塑料管道的特点（1）抗老化能力强，寿命长（50年以上）（2）耐腐蚀、耐化学性好（3）柔韧性、耐压性好（4）重量轻，施工简单、方便二、塑料管管材质量比较单位：（kg/m）规格D100D200D300钢制管材12.7041.6362.54PE管材3.2010.6326.03（5）接头强度高、严密性好，安全系数高（6）摩阻系数小。聚乙烯塑料管道管壁光滑，粗糙度与钢管相比相差近20倍，水力摩阻系数小，当管道内径为25mm时，其水力阻力系数比钢管小1/2，因此，在同样管径、同样长度、同样压力降的情况下，PE管的输气能力要比钢管高的多，综合流速等因素，可提高30％左右。二、塑料管（7）对温度变化敏感。①

熔点低，容易软化和分解；②

热膨胀系数大，热胀冷缩现象显著；③

使用温度范围小，温度过高时材料变软，温度过低时材料变脆。（8）老化现象。随着时间的推移，聚乙烯管以及其它塑料管会出现变色、发软、变粘、发脆、龟裂、粉化以及物理、化学性能下降的现象，这种现象称之为塑料的老化。引起塑料老化的原因有物理、化学、生物方面的因素，包括紫外线照射、高温、高能辐射、日照、水分、酸、碱、盐、空气及微生物等。其中，紫外线、高温、氧气是引起塑料老化最普遍、最主要的因素。为防止燃气用聚乙烯塑料管的老化，除了在原料中加入稳定剂和抗老化剂外，聚乙烯塑料管在燃气管网工程上，只宜作埋地管道使用。二、塑料管（9）硬度差。3.聚乙烯塑料管在燃气管网工程中的应用范围聚乙烯燃气管分为SDR11和SDR17.6两个系列。SDR是指管外径与壁厚的比值。取决于PE管的使用条件。表1-6不同种类燃气的允许工作压力（MPa）燃气种类允许工作压力SDR11SDR17.6天然气0.40.20液化石油气（气态）0.10.005人工煤气0.20.005二、、塑料料管管4.聚聚乙乙烯烯燃燃气气管管道道连连接接使使用用设设备备施施工工机机具具（（电电热热熔熔焊焊机机、、热热熔熔对对接接焊焊机机）），，采采用用电电熔熔套套筒筒连连接接或或热热熔熔对对接接连连接接方方式式，，不不得得采采用用螺螺纹纹连连接接和和粘粘接接。。聚聚乙乙烯烯管管与与金金属属管管道道连连接接，，采采用用钢钢塑塑过过渡渡接接头头连连接接。。5.施施工工中中注注意意事事项项由于于聚聚乙乙烯烯塑塑料料管管长长时时间间处处于于日日照照和和高高温温的的环环境境中中易易加加速速其其老老化化，，同同时时管管材材的的硬硬度度较较差差，，容容易易被被尖尖锐锐的的硬硬物物划划伤伤。。因因此此，，在在管管材材的的存存放放、、搬搬运运以以及及运运输输过过程程中中，，应应加加强强管管理理，，并并注注意意如如下下事事项项：：（1））验收收管材材、管管件必必须验验收产产品使使用说说明书书、产产品合合格证证、质质量保保证书书和各各项性性能检检验报报告等等，并并在同同一批批产品品中抽抽样，，按现现行国国家标标准进进行规规格尺尺寸和和外观观性能能检查查，必必要时时宜进进行全全面测测试。。（2））存放放（3））搬运运（4））运输输三、铸铸铁管管一、铸铸铁管管的分分类与与特点点1、灰灰口铸铸铁管管抗拉强强度、、抗弯弯曲、、抗冲冲击力力、焊焊接性性能等等较钢钢管差差，但但抗腐腐蚀性性好。。2、球墨铸铸铁管抗拉强度、、抗弯曲、、抗冲击力力等较好，，抗腐蚀性性好，焊接接性较差。。三、铸铁管管二、铸铁管管的连接方方式及其应应用铸铁管的连连接方式主主要是柔性性机械接口口承插连接接。九十年代中中期以前，，灰口铸铁铁管广泛应应用于城市市燃气领域域。但由于于其脆性大大，管网的的事故率较较高。九十十年代中期期以后，球球墨铸铁管管得到了较较广泛的应应用，由于于在铸铁熔熔炼时在铁铁水中加入入少量球化化剂，使铸铸铁中石墨墨球化，其其抗冲击性性能是灰口口铸铁管的的10倍以以上。但由由于其接口口限制，只只能应用于于中低压管管网中。四、燃气管管材的选用用1、中、低低压燃气管管道因其内压较较低，可选选用的管材材较广泛，，主要有聚聚乙烯管、、球铁管、、钢骨架聚聚乙烯塑料料复合管、、钢管。一一般而言，，当DN<200时，采用PE管较多，DN>200时，采用球球铁管、钢钢管较多。。2、次高压压、高压燃燃气管道一一般在城区区周围敷设设，人口密密度相对较较大，气体体在管道中中积聚了大大量的弹性性压缩能，，一旦发生生破裂，材材料的裂纹纹扩展速度度极快，且且不易止裂裂，后果严严重。采用用具有良好好抗脆性破破坏能力和和良好焊接接性能的钢钢管。第二节燃燃气管管道的附附属设备备为了保证证管网的的安全运运行并考考虑到检检修、接接线方便便，在管管道的适适当地点点设置必必要的附附属设备备，主要要有阀门门、补偿偿器、凝凝水缸、、放散管管等。一、阀门门阀门时燃燃气管道道中重要要的控制制设备，，用以切切断和接接通管线线，调节节燃气的的压力和和流量。。因此对对它的质质量和可可靠性有有以下严严格要求求：严密性好好。阀门关闭闭后不泄泄漏，阀阀体无砂砂眼、气气孔、裂裂纹及非非致密性性缺陷，，必须严严密。阀阀门属于于易损零零部件，，应有较较长寿命命。如在在管道运运行期间间，密封封处或易易损件发发生问题题，燃气气管道的的生产安安全受到到威胁，，往往会会导致停停气。强度可靠。阀门除承受与与管道相同的的试验与工作作压力外，还还要承受安装装条件下的温温度、机械震震动和自然灾灾害（如地震震、地裂带））等各种复杂杂的应力。阀阀门断裂事故故会造成巨大大的损失。耐腐蚀。阀门中的金属属材料和非金金属材料应能能长期经受燃燃气的腐蚀而而不变质。阀门是具有可可靠的大扭矩矩驱动装置，，应开关迅速速，动作灵活活。一、阀门门（一）阀阀门的分类按工业管道的压压力Pg（MPa）级别，通常将将阀门分为低低压阀门（Pg≤2.5）；中压阀门（4≤Pg≤6.4）；高压阀门（10≤Pg≤100）和超高压阀门门（Pg＞100）。城市燃气管道道最高压力Pg≤2.5MPa，所用阀门均属属低压阀门。。但是，在天天然气长输管管线上，燃气气压送站和高高压储配站，，液化石油气气输送管线和和液化石油气气灌瓶厂一般般均使用中压压阀门，甚至至可能使用高高压阀门。按阀门的功用分闭路阀（回回流阀）、止止回阀、安全全阀和减压阀阀等。按阀门启闭零件件的结构分闸阀阀、截止阀、、球阀、蝶阀阀和旋塞阀等等。按阀门启闭时的的传动方式可分成人工控控制阀门（手手动传动和齿齿轮传动）、、电动控制阀阀门、电磁控控制阀门、气气动控制阀门门和液压控制制阀门等。除除人工控制阀阀门外，其余余阀门均可用用于自动控制制和自动调节节的燃气管路路中。按阀门的材料可分为铸铁、、铸钢、锻钢钢、PE塑料，材料不不同，阀门的的结构、密封封方式、操作作方式有所不不同。一、阀门门（二）常常用阀门介介绍1.干线切切断阀分为以以下两类：（1）球阀阀。球阀的球形形阀心上有有一与管道道相同的通通道，将阀阀心相对阀阀体转动90°，就就可使球阀阀关闭或开开启。球心心上有阀杆杆和滑动轴轴承。（2）平板板阀。它是一种通通孔闸阀，，闸板的两两面平行。。一、阀门门一、阀门门一、阀门门2.旋塞塞阀。旋塞阀广泛泛用于小管管径的燃气气管道，动动作灵活，，阀杆旋转转90°即即可达到完完全启闭的的要求，可可用于关断断管道，也也可以调节节燃气量。。根据密封封方法不同同分为无填填料和有填填料旋塞。。一、阀门门3.蝶阀阀。蝶阀分为手手动蝶阀、、电动蝶阀阀与气动蝶蝶阀，见图图1-6。。可以单独独操作或集集中控制，，体积小、、重量轻、、结构简单单，容易拆拆装和维护护，90°°开关迅速速，操作扭扭矩小，可可以达到完完全密封。。二、、补补偿偿器器1、、用用于于消消除除因因管管段段胀胀缩缩对对管管道道产产生生应应力力的的设设备备，，常常用用于于架架空空管管道道。。2、、安安装装在在阀阀门门的的下下侧侧（（按按气气流流方方向向）），，利利用用其其伸伸缩缩性性能能，，方方便便阀阀门门的的拆拆卸卸和和检检修修。。3、高层层建筑沉沉降补偿偿。4、类型型：钢制制波形补补偿器，，补偿量量10mm；带法兰的的金属软软管三、凝水水缸为排除燃气气管道中中的冷凝凝水或石石油伴生生气管道道中的轻轻质油，，管道敷敷设时应应有一定定的坡度度，以便便在低处处设凝水水缸，将将汇集的的水排出出。由于管管道内内燃气气压力力不同同，凝凝水缸缸有两两种结结构。。在低低压管管道上上，因因管道道内压压力较较低，，要依依靠抽抽水设设备排排出。。高中中压管管道上上，积积水可可在排排水管管旋塞塞打开开后自自行喷喷出。。四、放放散管管、阀阀门井井1、放放散管管用于排排放管管道内内部的的空气气或燃燃气，，在管管道投投入运运行时时，排排出管管道内内的空空气，，在管管道检检修时时，排排放管管道内内的燃燃气，，防止止在管管内形形成爆爆炸性性气体体。通通常与与阀门门一起起设在在阀门门井内内。2、阀阀门井井为便于于阀门门的操操作以以及管管道的的放散散，通通常在在阀门门和放放散管管处设设阀门门井。。第三节钢钢制燃气管管道的防腐腐金属的腐蚀蚀是一种普普遍存在的的自然现象象，它造成成的损失十十分巨大。。某城市一一条D325的输气干管管，使用仅仅4年曾3次爆管，，从爆管部部位看，严严重的腐蚀蚀是引起爆爆管的直接接原因。设法减缓和和防止腐蚀蚀是保证安安全生产的的根本措施施。一、钢管腐腐蚀的原因因1、化学腐腐蚀由化学反应应引起，指指金属和周周围介质如如氧、硫化化氢、二氧氧化硫等接接触发生反反应。对输送净化化后的燃气气的管道而而言，化学学腐蚀的危危害不大。。2、电化学学腐蚀金属属和和电电解解质质溶溶液液接接触触，，形形成成原原电电池池而而发发生生电电化化学学反反应应引引起起的的腐腐蚀蚀，，在在管管道道的的内内壁壁和和外外壁壁都都会会发发生生，，当当燃燃气气中中含含水水极极少少时时，，内内壁壁的的腐腐蚀蚀不不严严重重。。主主要要发发生生在在管管道道的的外外壁壁，，这这种种腐腐蚀蚀使使钢钢管管表表面面出出现现凹凹穴穴，，以以至至穿穿孔孔，，对对钢钢管管的的安安全全和和寿寿命命威威胁胁最最大大。。一、、钢钢管管腐腐蚀蚀的的原原因因3、、杂杂散散电电流流对对钢钢管管的的腐腐蚀蚀由于于外外界界各各种种电电气气设设备备的的漏漏电电与与接接地地，，在在土土壤壤中中形形成成杂杂散散电电流流。。该该电电流流流流经经燃燃气气管管道道时时，，形形成成电电解解电电池池。。4、、细细菌菌作作用用微生物参参与腐蚀蚀过程，，如硫酸酸盐还原原菌，将将可溶的的硫酸盐盐转化为为硫化氢氢，加速速了管道道的腐蚀蚀。二、钢管管的防腐腐方法管道内壁壁的防腐腐主要通通过燃气气的净化化来实现现，一般般不采取取其它特特别的措措施。架空管道道的腐蚀蚀主要是是化学腐腐蚀，危危害不是是很严重重，通常常是在管管道外壁壁涂上油油漆覆盖盖层。对于埋地地钢管的的腐蚀，，需根据据土壤的的腐蚀性性强弱采采取相应应的防腐腐措施。。二、钢管的的防腐方法法1、土壤的的腐蚀等级级划分关于土壤的的腐蚀性，，我国还没没有一种统统一的方法法和标准来来划分它，，研究显示示，土壤电电阻率、透透气性、湿湿度、酸度度、盐分、、氧化还原原电位等都都是影响土土壤腐蚀性性的因素，，这些因素素又相互影影响和联系系，很难找找出它们之之间直接的的、定量的的相关性。。目前，许许多国家采采用土壤电电阻率对土土壤腐蚀性性进行分级级。土壤电电阻率和土土壤有机质质含量、含含水量、含含盐量有关关，表示土土壤导电能能力的大小小。土壤腐蚀等等级划分参参考表等级电阻率国家极强强中