市政燃氣管道及其附屬設備介紹T

第五章燃氣管道及其附屬設備第一節(jié)管材及其連接方式第二節(jié)燃氣管道的附屬設備第三節(jié)鋼制燃氣管道的防腐第一節(jié)管材及其連接方式用于輸送燃氣的管材主要有鋼管、鑄鐵管、PE塑料管，必須根據燃氣的性質、系統壓力及施工工藝要求來選用。一、鋼管（一）鋼管的特點鋼管具有強度高、韌性好、抗沖擊性和嚴密性好，能承受很大的壓力，抗壓、抗震的強度大，塑性好，便于焊接和熱加工等優(yōu)點，壁厚較薄，節(jié)省金屬等優(yōu)點，但耐腐蝕性較差，需要有妥善的防腐措施。燃氣管道使用的鋼管一般應采用優(yōu)質低碳鋼（Q235）或低合金鋼（16Mn）。（二）鋼管的分類與連接

鋼管是燃氣工程中應用最多的管材，按照制造方法分為無縫鋼管和焊接鋼管。一、鋼管1.無縫鋼管。用優(yōu)質碳素鋼或低合金鋼經熱軋（32～630mm）或冷拔加工(5~200mm)而成，多用于輸送較高壓力的燃氣管道。其化學成分應嚴格保證。連接方式多采用焊接，當與閥件等連接時用法蘭連接。2.焊接鋼管（又稱卷焊鋼管）。焊接鋼管又分為螺旋鋼管和直縫鋼管。螺旋鋼管用卷材制成，造價比鋼板卷制的直縫鋼管低廉，焊縫在管子上形成的線條也比直縫鋼管均勻。但它的焊縫較長，鋼材和焊接的質量需很好控制。連接方式多采用焊接或法蘭連接。3.鍍鋅焊接鋼管即水、煤氣鋼管，多用于配氣支管、用氣管。連接方式多采用螺紋（即絲扣）連接。目前各地多采用聚四氟乙烯密封帶或密封膠代替鉛油油麻作螺紋接口的密封填料。一、鋼管（三）鋼管檢驗各類鋼管出廠時都應附有出廠合格證明書，證明書上應注明鋼號，水壓試驗和機械性能試驗等內容。

鋼管出廠時要進行外觀檢查，管子表面應平滑，沒有斑疤、沙眼、夾皮及裂紋；鋼管外徑的偏差不得超過允許值；管子橢圓度公差不得超過外徑允許偏差范圍；管子端面與軸線應垂直。二、塑料管適用于燃氣管道的塑料管主要是聚乙烯管，聚乙烯塑料燃氣管道簡稱PE燃氣管道，其性能穩(wěn)定，脆化溫度低（－80℃），具有質輕、耐腐蝕及良好的抗沖擊性能，材質延伸率大，可彎曲使用，內壁光滑，管子長、接口少，運輸施工方便、勞動強度低，是較為理想的燃氣輸送用管材。二、塑料管1.燃氣用聚乙烯管材的物理、力學性能聚乙烯管材的性能與其密度和分子量有關，并隨材料的密度、模量及屈服應力的提高而提高。用于輸送燃氣的聚乙烯管材，在正常的工作條件下，需要有較高的強度和韌性，良好的抗變形能力、耐應力開裂性能和熱穩(wěn)定性能。2.聚乙烯塑料管道的特點（1）抗老化能力強，壽命長（50年以上）（2）耐腐蝕、耐化學性好（3）柔韌性、耐壓性好（4）重量輕，施工簡單、方便二、塑料管管材質量比較單位：（kg/m）規(guī)格D100D200D300鋼制管材12.7041.6362.54PE管材3.2010.6326.03（5）接頭強度高、嚴密性好，安全系數高（6）摩阻系數小。聚乙烯塑料管道管壁光滑，粗糙度與鋼管相比相差近20倍，水力摩阻系數小，當管道內徑為25mm時，其水力阻力系數比鋼管小1/2，因此，在同樣管徑、同樣長度、同樣壓力降的情況下，PE管的輸氣能力要比鋼管高的多，綜合流速等因素，可提高30％左右。二、塑料管（7）對溫度變化敏感。①

熔點低，容易軟化和分解；②

熱膨脹系數大，熱脹冷縮現象顯著；③

使用溫度范圍小，溫度過高時材料變軟，溫度過低時材料變脆。（8）老化現象。隨著時間的推移，聚乙烯管以及其它塑料管會出現變色、發(fā)軟、變粘、發(fā)脆、龜裂、粉化以及物理、化學性能下降的現象，這種現象稱之為塑料的老化。引起塑料老化的原因有物理、化學、生物方面的因素，包括紫外線照射、高溫、高能輻射、日照、水分、酸、堿、鹽、空氣及微生物等。其中，紫外線、高溫、氧氣是引起塑料老化最普遍、最主要的因素。為防止燃氣用聚乙烯塑料管的老化，除了在原料中加入穩(wěn)定劑和抗老化劑外，聚乙烯塑料管在燃氣管網工程上，只宜作埋地管道使用。二、塑料管（9）硬度差。3.聚乙烯塑料管在燃氣管網工程中的應用范圍聚乙烯燃氣管分為SDR11和SDR17.6兩個系列。SDR是指管外徑與壁厚的比值。取決于PE管的使用條件。表1-6不同種類燃氣的允許工作壓力（MPa）燃氣種類允許工作壓力SDR11SDR17.6天然氣0.40.20液化石油氣（氣態(tài)）0.10.005人工煤氣0.20.005二、、塑料料管管4.聚聚乙乙烯烯燃燃氣氣管管道道連連接接使使用用設設備備施施工工機機具具（（電電熱熱熔熔焊焊機機、、熱熱熔熔對對接接焊焊機機）），，采采用用電電熔熔套套筒筒連連接接或或熱熱熔熔對對接接連連接接方方式式，，不不得得采采用用螺螺紋紋連連接接和和粘粘接接。。聚聚乙乙烯烯管管與與金金屬屬管管道道連連接接，，采采用用鋼鋼塑塑過過渡渡接接頭頭連連接接。。5.施施工工中中注注意意事事項項由于于聚聚乙乙烯烯塑塑料料管管長長時時間間處處于于日日照照和和高高溫溫的的環(huán)環(huán)境境中中易易加加速速其其老老化化，，同同時時管管材材的的硬硬度度較較差差，，容容易易被被尖尖銳銳的的硬硬物物劃劃傷傷。。因因此此，，在在管管材材的的存存放放、、搬搬運運以以及及運運輸輸過過程程中中，，應應加加強強管管理理，，并并注注意意如如下下事事項項：：（1））驗收收管材材、管管件必必須驗驗收產產品使使用說說明書書、產產品合合格證證、質質量保保證書書和各各項性性能檢檢驗報報告等等，并并在同同一批批產品品中抽抽樣，，按現現行國國家標標準進進行規(guī)規(guī)格尺尺寸和和外觀觀性能能檢查查，必必要時時宜進進行全全面測測試。。（2））存放放（3））搬運運（4））運輸輸三、鑄鑄鐵管管一、鑄鑄鐵管管的分分類與與特點點1、灰灰口鑄鑄鐵管管抗拉強強度、、抗彎彎曲、、抗沖沖擊力力、焊焊接性性能等等較鋼鋼管差差，但但抗腐腐蝕性性好。。2、球墨鑄鑄鐵管抗拉強度、、抗彎曲、、抗沖擊力力等較好，，抗腐蝕性性好，焊接接性較差。。三、鑄鐵管管二、鑄鐵管管的連接方方式及其應應用鑄鐵管的連連接方式主主要是柔性性機械接口口承插連接接。九十年代中中期以前，，灰口鑄鐵鐵管廣泛應應用于城市市燃氣領域域。但由于于其脆性大大，管網的的事故率較較高。九十十年代中期期以后，球球墨鑄鐵管管得到了較較廣泛的應應用，由于于在鑄鐵熔熔煉時在鐵鐵水中加入入少量球化化劑，使鑄鑄鐵中石墨墨球化，其其抗沖擊性性能是灰口口鑄鐵管的的10倍以以上。但由由于其接口口限制，只只能應用于于中低壓管管網中。四、燃氣管管材的選用用1、中、低低壓燃氣管管道因其內壓較較低，可選選用的管材材較廣泛，，主要有聚聚乙烯管、、球鐵管、、鋼骨架聚聚乙烯塑料料復合管、、鋼管。一一般而言，，當DN<200時，采用PE管較多，DN>200時，采用球球鐵管、鋼鋼管較多。。2、次高壓壓、高壓燃燃氣管道一一般在城區(qū)區(qū)周圍敷設設，人口密密度相對較較大，氣體體在管道中中積聚了大大量的彈性性壓縮能，，一旦發(fā)生生破裂，材材料的裂紋紋擴展速度度極快，且且不易止裂裂，后果嚴嚴重。采用用具有良好好抗脆性破破壞能力和和良好焊接接性能的鋼鋼管。第二節(jié)燃燃氣管管道的附附屬設備備為了保證證管網的的安全運運行并考考慮到檢檢修、接接線方便便，在管管道的適適當地點點設置必必要的附附屬設備備，主要要有閥門門、補償償器、凝凝水缸、、放散管管等。一、閥門門閥門時燃燃氣管道道中重要要的控制制設備，，用以切切斷和接接通管線線，調節(jié)節(jié)燃氣的的壓力和和流量。。因此對對它的質質量和可可靠性有有以下嚴嚴格要求求：嚴密性好好。閥門關閉閉后不泄泄漏，閥閥體無砂砂眼、氣氣孔、裂裂紋及非非致密性性缺陷，，必須嚴嚴密。閥閥門屬于于易損零零部件，，應有較較長壽命命。如在在管道運運行期間間，密封封處或易易損件發(fā)發(fā)生問題題，燃氣氣管道的的生產安安全受到到威脅，，往往會會導致停停氣。強度可靠。閥門除承受與與管道相同的的試驗與工作作壓力外，還還要承受安裝裝條件下的溫溫度、機械震震動和自然災災害（如地震震、地裂帶））等各種復雜雜的應力。閥閥門斷裂事故故會造成巨大大的損失。耐腐蝕。閥門中的金屬屬材料和非金金屬材料應能能長期經受燃燃氣的腐蝕而而不變質。閥門是具有可可靠的大扭矩矩驅動裝置，，應開關迅速速，動作靈活活。一、閥門門（一）閥閥門的分類按工業(yè)管道的壓壓力Pg（MPa）級別，通常將將閥門分為低低壓閥門（Pg≤2.5）；中壓閥門（4≤Pg≤6.4）；高壓閥門（10≤Pg≤100）和超高壓閥門門（Pg＞100）。城市燃氣管道道最高壓力Pg≤2.5MPa，所用閥門均屬屬低壓閥門。。但是，在天天然氣長輸管管線上，燃氣氣壓送站和高高壓儲配站，，液化石油氣氣輸送管線和和液化石油氣氣灌瓶廠一般般均使用中壓壓閥門，甚至至可能使用高高壓閥門。按閥門的功用分閉路閥（回回流閥）、止止回閥、安全全閥和減壓閥閥等。按閥門啟閉零件件的結構分閘閥閥、截止閥、、球閥、蝶閥閥和旋塞閥等等。按閥門啟閉時的的傳動方式可分成人工控控制閥門（手手動傳動和齒齒輪傳動）、、電動控制閥閥門、電磁控控制閥門、氣氣動控制閥門門和液壓控制制閥門等。除除人工控制閥閥門外，其余余閥門均可用用于自動控制制和自動調節(jié)節(jié)的燃氣管路路中。按閥門的材料可分為鑄鐵、、鑄鋼、鍛鋼鋼、PE塑料，材料不不同，閥門的的結構、密封封方式、操作作方式有所不不同。一、閥門門（二）常常用閥門介介紹1.干線切切斷閥分為以以下兩類：（1）球閥閥。球閥的球形形閥心上有有一與管道道相同的通通道，將閥閥心相對閥閥體轉動90°，就就可使球閥閥關閉或開開啟。球心心上有閥桿桿和滑動軸軸承。（2）平板板閥。它是一種通通孔閘閥，，閘板的兩兩面平行。。一、閥門門一、閥門門一、閥門門2.旋塞塞閥。旋塞閥廣泛泛用于小管管徑的燃氣氣管道，動動作靈活，，閥桿旋轉轉90°即即可達到完完全啟閉的的要求，可可用于關斷斷管道，也也可以調節(jié)節(jié)燃氣量。。根據密封封方法不同同分為無填填料和有填填料旋塞。。一、閥門門3.蝶閥閥。蝶閥分為手手動蝶閥、、電動蝶閥閥與氣動蝶蝶閥，見圖圖1-6。?？梢詥为毆毑僮骰蚣锌刂?，，體積小、、重量輕、、結構簡單單，容易拆拆裝和維護護，90°°開關迅速速，操作扭扭矩小，可可以達到完完全密封。。二、、補補償償器器1、、用用于于消消除除因因管管段段脹脹縮縮對對管管道道產產生生應應力力的的設設備備，，常常用用于于架架空空管管道道。。2、、安安裝裝在在閥閥門門的的下下側側（（按按氣氣流流方方向向）），，利利用用其其伸伸縮縮性性能能，，方方便便閥閥門門的的拆拆卸卸和和檢檢修修。。3、高層層建筑沉沉降補償償。4、類型型：鋼制制波形補補償器，，補償量量10mm；帶法蘭的的金屬軟軟管三、凝水水缸為排除燃氣氣管道中中的冷凝凝水或石石油伴生生氣管道道中的輕輕質油，，管道敷敷設時應應有一定定的坡度度，以便便在低處處設凝水水缸，將將匯集的的水排出出。由于管管道內內燃氣氣壓力力不同同，凝凝水缸缸有兩兩種結結構。。在低低壓管管道上上，因因管道道內壓壓力較較低，，要依依靠抽抽水設設備排排出。。高中中壓管管道上上，積積水可可在排排水管管旋塞塞打開開后自自行噴噴出。。四、放放散管管、閥閥門井井1、放放散管管用于排排放管管道內內部的的空氣氣或燃燃氣，，在管管道投投入運運行時時，排排出管管道內內的空空氣，，在管管道檢檢修時時，排排放管管道內內的燃燃氣，，防止止在管管內形形成爆爆炸性性氣體體。通通常與與閥門門一起起設在在閥門門井內內。2、閥閥門井井為便于于閥門門的操操作以以及管管道的的放散散，通通常在在閥門門和放放散管管處設設閥門門井。。第三節(jié)鋼鋼制燃氣管管道的防腐腐金屬的腐蝕蝕是一種普普遍存在的的自然現象象，它造成成的損失十十分巨大。。某城市一一條D325的輸氣干管管，使用僅僅4年曾3次爆管，，從爆管部部位看，嚴嚴重的腐蝕蝕是引起爆爆管的直接接原因。設法減緩和和防止腐蝕蝕是保證安安全生產的的根本措施施。一、鋼管腐腐蝕的原因因1、化學腐腐蝕由化學反應應引起，指指金屬和周周圍介質如如氧、硫化化氫、二氧氧化硫等接接觸發(fā)生反反應。對輸送凈化化后的燃氣氣的管道而而言，化學學腐蝕的危危害不大。。2、電化學學腐蝕金屬屬和和電電解解質質溶溶液液接接觸觸，，形形成成原原電電池池而而發(fā)發(fā)生生電電化化學學反反應應引引起起的的腐腐蝕蝕，，在在管管道道的的內內壁壁和和外外壁壁都都會會發(fā)發(fā)生生，，當當燃燃氣氣中中含含水水極極少少時時，，內內壁壁的的腐腐蝕蝕不不嚴嚴重重。。主主要要發(fā)發(fā)生生在在管管道道的的外外壁壁，，這這種種腐腐蝕蝕使使鋼鋼管管表表面面出出現現凹凹穴穴，，以以至至穿穿孔孔，，對對鋼鋼管管的的安安全全和和壽壽命命威威脅脅最最大大。。一、、鋼鋼管管腐腐蝕蝕的的原原因因3、、雜雜散散電電流流對對鋼鋼管管的的腐腐蝕蝕由于于外外界界各各種種電電氣氣設設備備的的漏漏電電與與接接地地，，在在土土壤壤中中形形成成雜雜散散電電流流。。該該電電流流流流經經燃燃氣氣管管道道時時，，形形成成電電解解電電池池。。4、、細細菌菌作作用用微生物參參與腐蝕蝕過程，，如硫酸酸鹽還原原菌，將將可溶的的硫酸鹽鹽轉化為為硫化氫氫，加速速了管道道的腐蝕蝕。二、鋼管管的防腐腐方法管道內壁壁的防腐腐主要通通過燃氣氣的凈化化來實現現，一般般不采取取其它特特別的措措施。架空管道道的腐蝕蝕主要是是化學腐腐蝕，危危害不是是很嚴重重，通常常是在管管道外壁壁涂上油油漆覆蓋蓋層。對于埋地地鋼管的的腐蝕，，需根據據土壤的的腐蝕性性強弱采采取相應應的防腐腐措施。。二、鋼管的的防腐方法法1、土壤的的腐蝕等級級劃分關于土壤的的腐蝕性，，我國還沒沒有一種統統一的方法法和標準來來劃分它，，研究顯示示，土壤電電阻率、透透氣性、濕濕度、酸度度、鹽分、、氧化還原原電位等都都是影響土土壤腐蝕性性的因素，，這些因素素又相互影影響和聯系系，很難找找出它們之之間直接的的、定量的的相關性。。目前，許許多國家采采用土壤電電阻率對土土壤腐蝕性性進行分級級。土壤電電阻率和土土壤有機質質含量、含含水量、含含鹽量有關關，表示土土壤導電能能力的大小小。土壤腐蝕等等級劃分參參考表等級電阻率國家極強強中