鋼管的應用及其防腐

簡介： 簡單介紹了城市燃氣管道的種類和材料。重點介紹了幾種不同材質的鋼管及其適用範圍，並對其進行了比較。詳細介紹了埋地鋼管的土壤腐蝕類型及比較常見的防腐方法。最後指出了城市燃氣管道中存在的一些問題和解決途徑。

0 前言
近十餘年，我國的城市燃氣事業蓬勃發展，設計、施工和管理等各方面技術都有了很大進步。尤其是今年來，不少城市發展城市燃氣事業，對節約能源、保護環境、提高人民生活水平和促進社會經濟發展都有重要意義。

現代化的城市燃氣輸配系統是複雜的綜合設施，其主要部分是燃氣管網。燃氣管網敷設造價約占項目總造價的60%~70%，其中管材費用約占管網敷設造價的60%以上[1]。用於輸送燃氣的管材種類很多，主要有鋼管、鑄鐵管和PE塑料管等三類。我們必須根據燃氣性質、系統壓力和施工要求來選用，並應滿足機械強度、抗腐蝕、抗震和氣密性等基本要求。

1 鋼管的應用
鋼管是燃氣工程中應用最多的管材。其主要優點是：強度高、韌性好、承載應力大，抗衝擊性和嚴密性好，可塑性好，便於焊接和熱加工，壁厚較薄、節省金屬。但其耐腐蝕性較差，需要有妥善的防腐措施。燃氣工程中使用的鋼管一般由優質低碳鋼（Q235）或低合金鋼（16Mn）製成。

1.1 鋼管的選材

用於城市燃氣管道的鋼管主要有無縫鋼管和焊接鋼管兩大類。無縫鋼管的強度很高，但受生產工藝和成本的限制，一般是DN200以下的小口徑鋼管。焊接鋼管種類較多，按焊接方式可分為直縫焊接鋼管和螺旋縫焊接鋼管兩類。其中，直縫焊接鋼管（以下簡稱直縫管）又包括直縫雙面埋弧焊（LSAW）鋼管和高頻電阻焊（ERW）鋼管等幾種。螺旋縫焊接鋼管（以下簡稱螺旋管）則是螺旋縫雙面埋弧焊（HSAW）鋼管。

將直縫管和螺旋管的製造工藝進行比較，則前者的優勢在於：

１ 螺旋管的製造工藝決定其殘餘應力要大於直縫管，因直縫管採用整體擴徑工藝，殘餘應力接近零，而螺旋管不能做到這一點；

２ 螺旋管焊縫錯邊量大多在1.1~1.2mm範圍內，標準要求錯邊量要小於壁厚的10%，對於薄壁管，錯邊量很難達到標準要求，而直縫管不存在此問題；

３ 與直縫管相比，螺旋管焊縫流線較差，應力集中現象嚴重；

４ 螺旋管熱影響區大於直縫管，而熱影響區是焊管質量的關鍵；

５ 螺旋管幾何尺寸精度差，給現場施工，如對口、焊接帶來一定困難；

６ 同樣管徑，螺旋焊管可能達到的厚度遠小於直縫管，如直縫管板厚一般為6~25mm，最厚可達45mm，而螺旋管壁厚最大只能達到18mm；

７ 直縫管焊縫比螺旋管縮短60%，焊縫缺陷出現概率低；

８ 直縫管母材為單張控軋鋼板，可進行100%無損探傷，而螺旋管母材為熱軋鋼板卷，不能做到100%的無損探傷；

９ 直縫管採用先成型後焊接的工藝，在焊接前有條件檢查成型縫的質量，焊縫的間隙、坡口、錯邊等可檢測處理，而螺旋管採用邊成型邊焊接的工藝，即使在焊接進程中發現有錯邊、開縫等缺陷也很難隨時停機處理，可見直縫管的焊接質量要優於螺旋管[2]。

因此，直縫管的工藝質量綜合性能要憂於螺旋管。目前國內直縫管的生產情況是：公稱直徑DN400及其以下為高頻電阻焊鋼管，公稱直徑DN400以上為直縫雙面埋弧焊鋼管。對於直縫雙面埋弧焊鋼管，按成型工藝的不同，共有UOE、JCOE、HME、RBE和PFP等五種成管方式，以前兩者最為常見。由於UOE成型焊接鋼管生產線的成型設備技術含量高，生產效率高，成型工藝較簡單，成型好，成型後焊接應力小；且由於生產中採用水壓整體擴徑，可有效消除鋼管內應力，提高了管材的強度和尺寸精度，所以質量優於JCOE成型焊接鋼管。

但是，螺旋管用卷板制管，造價比用鋼板卷制的直縫鋼管低廉。而且，螺旋管的焊縫在管子上形成的線條比直縫管均勻，焊縫避開了主應力方向。所以螺旋管在城市燃氣輸配管網中也還是有一定應用。

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