燃气施工

热能张增刚山东建筑大学热能工程学院燃气教研室热能主要内容一、钢材二、管道标准三、管材四、管件五、阀门与法兰热能1.钢的分类----铁和碳（2%以下）按化学成分：碳素钢：主要Fe、C；Si、Mn；S、P、O、N（有害）；低碳钢（C小于0.25%）、中碳钢（C0.25%～0.6%）、高碳钢（C大于0.6%）；合金钢:含有Si、Mn、钒、钛等合金元素。低合金钢（合金元素小于5%）、中合金钢（合金元素5%～10%）、高合金钢（合金元素大于10%）；热能按钢中有害杂质的含量普通钢、优质钢和高级优质钢根据用途不同结构钢、工具钢和特殊性能钢燃气工程常用钢：低碳钢、优质碳素结构钢、低合金结构钢热能2钢中化学元素对钢材性能的影响抗拉、冷弯、冲击韧性和硬度等性能受到钢中元素的影响。化学元素成分的影响Fe、C对钢材性能起主导作用C含量高，抗拉强度和硬度提高，伸长率和冲击韧性降低，含碳量超过0.3%，钢的可焊性显著下降。热能Si、Mn对低合金钢，提高钢材强度；P、S、O，为有害杂质，均可降低其可焊性；N对钢材性质的影响与碳相似；Ti钛能提高强度，改善韧性，提高可焊性；V钒能提高强度。热能3常用钢材的标准和选用燃气工程常用钢材：钢结构用钢材（管道、储罐等）及钢筋混凝土结构用钢筋。钢结构用钢材①普通碳素结构钢②优质碳素结构钢③低合金结构钢④高压燃气储罐用钢材热能①普通碳素结构钢标准《普通碳素结构钢技术条件》GB700-79《碳素结构钢》GB700-88《碳素结构钢》GB/T700-2006热能背景：前称普通碳素结构钢,分甲类钢、乙类钢、特类钢三类。GB/T700-1988国家标准制定时,非等效采用国际标准ISO63021980《结构钢》,对普通碳素结构钢体系进行了改革,以钢的屈服强度表示钢的牌号,并按钢中硫、磷含量高低划分质量等级,改名为碳素结构钢。热能标准中设Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号(字母Q代表钢屈服点,数值代表钢屈服点值）,其中Q195不分质量等级，Q215分A、B两级，Q235、Q275分A、B、C、D四级，C、D级钢相当于优质碳素结构钢,其他相当于原普通碳素结构钢。热能GB/T700-2006热能GB/T700-2006热能钢号表示依据《碳素结构钢》GB/T700-2006及GB/T221—2000标准。（参照国外钢铁产品牌号表示方法和国内钢铁产品牌号表示方法变化(如Q345代替16Mn)等情况修订后，于2000年4月1日发布，并于2000年11月1日开始实施）热能热能②优质碳素结构钢标准《优质碳素结构钢钢号和一般技术规定》GB699-65《优质碳素结构钢》GB699-88《优质碳素结构钢》GB699-1999热能钢号表示---采用两位阿拉伯数字(以万分之几计表示平均含碳量)或阿拉伯数字。S≤0.045%;P≤0.040%a)沸腾钢和半镇静钢，在牌号尾部分别加符号“F”和“b”。如平均含碳0.08%沸腾钢，其牌号表示“08F”；平均含碳0.10%半镇静钢，其牌号表示“10b”。b)镇静钢(S、P分别≤0.035%)一般不标符号。如平均含碳0.45%镇静钢，其牌号表示“45”。热能c)较高含锰量的优质碳素结构钢，在表示平均含碳量阿拉伯数字后加锰元素符号。如平均含碳0.50%，含锰量0.70%～1.00%，其牌号表示“50Mn”。d)高级优质碳素结构钢(S、P分别≤0.030%)，在牌号后加符号“A”。如平均含碳0.45%高级优质碳素结构钢，其牌号表示“45A”。e)特级优质碳素结构钢(S≤0.020%、P≤0.025%)，在牌号后加符号“E”。如平均含碳0.45%特级优质碳素结构钢，其牌号表示为“45E”。热能③低合金结构钢标准《低合金结构钢技术条件》GB1591-79《低合金结构钢》GB1591-88《合金结构钢》GB/T3077-1999热能钢号表示---采用阿拉伯数字和标准的化学元素符号表示。平均含碳量(以万分之几计)表示：用两位阿拉伯数字表示，放在牌号头部。合金元素含量表示方法为：平均含量小于1.50%时，牌号中仅标明元素，一般不标明含量；平均合金含量为1.50%～2.50%、2.50%～3.50%、3.50%～4.50%、4.50%～5.50%、……时，在合金元素后相应写成2、3、4、5……。热能例如：碳、铬、锰、硅的平均含量分别为0.30%、0.95%、0.85%、1.05%的合金结构钢，当S、P含量分别≤0.035%时，其牌号表示为“30CrMnSi”。热能高级优质合金结构钢(S、P含量分别≤0.025%)，在牌号尾部加符号“A”表示。例如：“30CrMnSiA”。特级优质合金结构钢(S≤0.015%、P≤0.025%)，在牌号尾部加符号“E”，例如：“30CrMnSiE”。热能④高压燃气储罐用钢材《压力容器专用钢板》GB6654-1996专用结构钢一般采用代表钢屈服点的符号“Q”、屈服点数值和代表产品用途的符号等表示.例如：压力容器用钢牌号表示为“Q345R”。采用压力容器专用钢，在钢号尾部标有“R”热能钢筋①钢筋的分类按生产工艺不同：热轧钢筋和冷拔低碳钢丝按钢筋表面形状：光面、人字形和螺纹钢筋②热轧钢筋与冷轧低碳钢丝热能为了简化管子、管件、阀门和法兰等品种规格，便于成批生产，使之具有互换性，利于安装和设计选用，统一规定其主要结构尺寸与性能参数----管道标准化热能1.公称直径为设计、制造、安装和检修方便而人为规定的一种标准直径，通常以DN或De、de表示。①钢管和塑料管：与管道内径或外径接近整数；②铸铁管及管件：为内径；③法兰：与管道内径或外径接近的整数；④工艺设备（压缩机、烃泵、调压器），设备接口的内径。热能2.公称压力和试验压力公称压力：为设计、制造、安装和使用方便而人为规定的一种标准压力，通常以PN表示。后附以MPa单位。试验压力：为保证安全使用对管道和工艺设备进行强度和密封性试验规定的一种压力，通常以Ps表示。其后附以MPa单位。一般，强度试验Ps=1.5PN；严密性试验Ps=PN热能3.工作压力和公称压力的关系一定公称压力管道或工艺设备可承受最大工作压力随温度升高而降低。NjtPPmax[σ]t：工作温度下材料额定许用应力；[σ]j：基准温度下材料额定许用应力。热能可根据管道输送流体温度差异，通常又可分为：常温管道：t=-40～120度；低温管道：t-40度；中温管道：t=121～450度；高温管道：t450度.燃气工程选用管道及配件时，可比普通介质管道提高一个压力级别。(《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97)热能燃气工程中常用的管道：钢管铸铁管塑料管复合管热能1.钢管按照制造方法：无缝钢管和焊接钢管钢管规格习惯表示方法为：外径×壁厚低压流体输送用焊接钢管用DN表示规格。例如：φ108×4DN100热能无缝钢管（采用热加工的方法制造不带焊缝）标准：《输送流体用无缝钢管》GB8163-1999《高压锅炉用无缝钢管》GB5310-1995《高压化肥设备用无缝钢管》GB6479-2000《石油裂化用无缝钢管》GB9948-2006热能钢材：普通碳素、优质碳素或低合金结构钢制造方法：热轧(最大φ630)和冷轧(最大φ219)长度：普通长度、定尺长度和倍尺长度机械性能：表格1热能钢号机械性能试验压力(帕)备注抗拉强度(ＭＰａ)屈服点(ＭＰａ)伸长率(%)1034021０243923×104(400Ｋｇｆ/ｃｍ2)热轧钢管为热轧状态，冷拔管为热处理状态204002502025460280193552031０174560034014Q29544030022Q34552035021Q39054040018无缝钢管机械性能表表1热能焊接（有缝）钢管（采用钢板经带温成型，然后在成型边缘焊接而制成）标准《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2001按成型方法：螺旋焊缝钢管（钢管直径和长度易调整，较窄钢带卷制较大直径，但焊缝较长，焊缝质量不如直缝焊）和直焊缝钢管。热能低压流体输送用焊接钢管由焊接性较好的低碳钢焊制，管壁有一条纵向焊缝钢管表面是否镀锌：镀锌和非镀锌出厂壁厚：普通（PN≤1.0MPa）、加厚（PN≤1.6MPa）最小DN6，最大DN150，长度４－１２ｍ采用螺纹连接的最大DN50热能公称口径钢管螺纹ｍｍ英寸外径(ｍｍ)普通管壁厚(ｍｍ)加厚管壁厚(ｍｍ)６1/81022.581/413.52.252.75103/8172.252.75151/221.252.753.25203/426.752.753.525l33.53.2543211/442.253.2544011/2483.54.25502603.54.57021/275.53.754.580388.544.75100411445l2551404.55.515061654.55.5镀锌钢管规格表2热能螺旋缝电焊钢管由带钢螺旋卷制后焊接钢材：普通碳素钢或合金结构钢一般，PN≤2.0MPa一般，最小φ219，最大φ820，长度8－18ｍ热能钢板卷制直缝电焊钢管由中厚钢板采用直缝卷制后焊接而成；一般，最小φ159热能钢管检验钢号水压试验机械性能试验外观检查焊接要求热能２铸铁管燃气管道中应用最广泛管材，使用年限长，生产简便，成本低，且有良好的耐腐蚀性。一般情况下，地下铸铁管的使用年限为六十年以上。按照材质：普通铸铁管、高级铸铁管和球墨铸铁管热能普通铸铁管材质为普通灰铸铁，灰口铸铁中碳以石墨状态存在，破断后断口呈灰色，又称灰口铸铁。灰口铸铁的主要组分碳(C）硅(Si）锰(Mn)磷(P)硫(S)3.O3.31.52.20.50.90.40.12热能灰口铸铁的主要性能抗拉强度按工作压力不小于140MPa高压管（ＰN≤1.0MPa）普压管（ＰN≤0.75MPa）低压管（ＰN≤0.45MPa）热能高级（可锻）铸铁管进一步脱硫和脱磷。组织致密，韧性加强，抗拉强度可达250MPa。热能球墨铸铁管熔炼时在铁水中加入少量球化剂，如：镁、钙等碱土金属或稀土金属，使铸铁中的石墨球化，表面积最小，提高其抗拉强度达到380-450MPa。同时，延伸率增强及冲击韧性提高。铸铁进行球化处理的主要作用是提高铸铁的各种机械性能。热能球墨铸铁的化学成分碳（C）硅（Si）锰(Mn)磷(P)硫(S)镁(Mg)稀土(Re)3.44.022.90.41.00.10.040.030.060.020.05热能铸造方法铸造方法有连续式浇铸和离心式浇铸等。热能3塑料管管道领域“以塑代钢”广泛用燃气输送、给水、排污、农业灌溉、矿山细颗粒固体输送，及油田、化工和邮电通讯等领域，特别在燃气输送上的应用。热能发展史---国外1920’，法国科学家斯陶丁格揭示聚合物奥秘为高分子材料科学奠定基础；1933年英国ICI公司首先发明了聚乙烯(PE)。1940年批量使用。1950-1970’，PE63（材料的长期静液压强度（MRS））作为压力管道使用，称为第一代PE，1965年，敷设第一条PE管道；1980-90’，输气管材PE63发展到PE80，称第二代PE；1990’至今，输气管材PE80-PE100，称为第三代PE；设计使用年限为50年。热能发展史---国内1980’初，国科委“75-35-02-92”高密度PE燃气管道专用料研制加工应用技术开发科技攻关项目，拉开序幕；1982年，美国菲利普公司在上海曹阳三村试铺了440m低压人工燃气管道；1987年，香港中华煤气开始使用PE；1988年英国和1989年法国在北京建设了PE工程示范小区；1992年，上海挖出82年敷设的PE管道，发现其力学、短期静压性能良好；1995国标GB15558.1、GB15558.2及行标CJJ63-95发布实施。热能1990’中，中国城市燃气协会对47家燃气公司，包括北京、上海、香港中华燃气、港华煤气公司调查，截至200