1．常用管材
用作输送城市燃气管道的材料很多，常用的管材有铸铁管、钢管及塑料管。城市燃气管道根据输送压力可分为高压管、中压管和低压管。根据管道口径大小，敷设的目的、用途，又可分为干管、支管、引入管、室外管、室内管、用气管等。其中干管口径较大，通常采用铸铁管与钢管。口径75mm以上的支管及引入管，通常也采用铸铁管。口径75mm以下的支管及引入管，通常采用镀锌钢管外包绝缘防腐层。室外管、室内管、用气管等口径较小（一般小于100mm），通常采用镀锌钢管。
1）铸铁管
铸铁管是目前燃气管道中应用最广泛的管材，它使用年限长，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60年以上，所以铸铁管是输送燃气的主要管材。
（1）灰口铸铁管。灰口铸铁是目前铸铁管中最主要的管材。灰口铸铁中的碳以石墨状态存在，破断后断口呈灰色，故称灰口铸铁。灰口铸铁易于切削加工。
铸铁管的铸造方法有连续式浇铸和离心式浇铸等。铸铁管根据材料和铸造工艺分为高压管、普压管及低压管等。用于燃气管道的承插灰口铸铁管为普压管。铸铁管的接口主要为机械式接口，此外还有滑入式及承插式接口等。目前生产的铸铁管以机械接口为主，法兰接口也有供应。
（2）球墨铸铁管。铸铁熔炼时在铁水中加入少量球化剂，使铸铁中的石墨球化，这样就得到球墨铸铁。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。
球墨铸铁不但具有灰口铸铁的优点，而且还具有很高的抗拉、抗压强度，其冲击性能为灰口铸铁管10倍以上。因此国外已广泛采用球墨铸铁管来代替灰口铸铁管。我国球墨铸铁管生产已有增长，并已开始应用于燃气管道。但管材规格不全，管件也未能配套供应。球墨铸铁管接口形式为承插接口与机械接口。球墨铸铁管的有关各项技术要求，均参照灰口铸铁管。
2）钢管
钢管包括无缝钢管、焊接钢管两类。焊接钢管按焊接形式不同可分为对接、搭接和螺旋焊缝钢管。对钢管进行镀锌防腐的又称镀锌钢管。这也是燃气管道常用的管材。
大口径燃气管通常采用对接焊缝钢管和螺旋焊缝钢管，小口径燃气管（200mm以下）通常采用镀锌钢管或无缝管。
大口径钢管的接口采用焊接或法兰连接，小口径钢管（150mm以下）大多采用螺纹连接。在敷设长管时需设置补偿器作为热胀冷缩的补偿。
钢管的抗拉强度、延伸率和抗冲击性能等都比较高，焊接钢管的焊缝强度接近于管材强度。所以在城市燃气管网中，钢管常敷设于交通干道、十字路口、交通繁忙的场所，穿越河流、架管桥等施工复杂的场所，以提高燃气输送的可靠性。但钢管的耐腐性差，埋设于地下的钢管估用年限约20年，采用绝缘防腐后的钢管，其估用年限约30年。
（1）无缝钢管。在燃气输送中，无缝钢管主要用于小口径管，其接口形式为螺纹或法兰。小口径无缝钢管以镀锌管为主，通常用于室内管、室外管及用气管的装接，若用于地下管则应进行绝缘防腐处理。大于150mm无缝钢管为不镀锌的黑铁管。由于无缝管价格高，耐腐性差，大口径无缝钢管很少应用。
燃气管道输送压力不高，采用一般无缝钢管即可。一般无缝钢管有热轧和冷拔两种。其中最常用的钢号是20＃结构钢。
（2）焊接钢管（又称卷焊钢管）。焊接钢管的规格一般是用外径及壁厚的公称尺寸表示，但燃气用钢管则用公称直径的规格表示。根据焊缝的不同，焊接钢管又可分为直缝焊接钢管及螺旋缝焊接钢管。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比直缝钢管均匀，但它的焊缝较长，钢材和焊接的质量需要很好控制。大口径焊接钢管通常采用焊接或法兰接口。
①直缝焊接钢管。直缝焊接钢管主要用A2、A3、A4乙类或甲类普碳钢，由钢板直接卷合对焊而成。尺寸精度较好，并能根据需要卷制各种口径的钢管。
②螺旋缝焊接钢管。螺旋缝焊接钢管是将钢带按一定的螺旋线的角度（又叫成型角）卷成管坯，然后将管缝焊接起来而制成的。它的优点是生产效率高，可用较窄的钢带生产大口径管，并具有较高的耐压能力。螺旋缝焊接管主要用于石油、天然气的输送管线，城市燃气管道也有应用。
3）塑料管
塑料管的品种较多，有聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管等，根据管材性能、价格、施工工艺等多方面的比较，目前主要采用聚乙烯管。聚乙烯管是地下天然气管道常用管材。
常用的聚乙烯管为不大于100mm的小口径管。由于聚乙烯管耐腐性好，通常用于地下管道。聚乙烯的接口形式有活接头连接、焊接及热熔连接等。活接头接口配件多，生产成本高，焊接连接工艺较复杂，故聚乙烯管目前尚未在燃气管道上广泛应用，但具有广阔的前景。
2．管道附件
管道工程中为了分支、变更方向、改变管径和避让障碍物，需要专用管路附件。各种管材均应备有必需的管道配件。由于管道的材料、接口不同，因此管路附件也各不相同。
1）铸铁管路附件
燃气铸铁管以机械接口连接为主。机械接口铸铁管路附件见表1-48。
表1-48 常见铸铁管路附件
（续表）
（续表）
2）螺纹管件
用于小口径钢管的螺纹接口管件，一般采用可锻铸铁制造。可锻铸铁管件主要种类有：
（1）弯头。连接两根公称通径相同的管子，使管路做90°或45°盘弯。在弯度较大的管路上，则使用月弯。
（2）异径弯头。为连接两种不同口径的管子所用的弯头。若弯头一端为内螺纹，弯头另一端为外螺纹，则称内外弯头。
（3）三通。三向口径相同的称正三通，口径不同的称为异径三通。若接合管不互相垂直，而成叉状，则称Y三通。
（4）外接头。用来连接两根公称通径相同的管子。
（5）内接头。用来连接两个公称通径相同的内螺纹管件。
（6）异径外接头。又名大小头，用来连接两根公称通径不同的管子。
（7）活接头。用于需经常拆卸的管路上。
（8）内外螺母。主要用于管径变换的接头处。
（9）管堵。有外螺纹的管堵，用来堵塞管路。
（10）伸缩接头和快速堵漏装置。主要用于补偿管路因热胀冷缩而引起的位移以及抢修。
3）钢管件
钢管件的种类和铸铁管件相同，大口径钢管（＞150mm）管件均为焊接管件，其中45°弯管为三拼焊接弯管，90°弯管为四拼焊接弯管。钢管在与承插管件承插连接的插口应加固。
焊接钢管管件无定型产品，一般均由施工单位根据工程需要，用钢管拼制。常用钢管管件如图1-4所示。
4）聚乙烯管件
聚乙烯管件有承插热熔管件和接头管件，如图1-5所示。
3．管道设备
在燃气管道工程中，需要有专用管道设备来保证管道安全运转。这些管道设备通常指阀门、补偿器、聚水井（排水器）、过滤器等。
1）阀门
阀门是燃气管道中重要的控制设备，用以切断和接通管线，调节燃气的压力和流量。长期以来我国没有燃气专用阀门，而以给水闸阀替代。因此在燃气输配系统中给水阀应用最为广泛。近年来燃气专用阀门如大口径旋塞阀、球阀已开发应用，蝶阀也引进燃气输配系统。燃气管道的阀门常用于管道的维修，减少放空时间，限制管道事故危害的后果，关系重大。由于阀门经常处于备而不用的状态，又不便于检修，因此对它的质量和可靠性有以下严格要求。
图1-4 钢管管件图
（a）90°弯管；（b）45°弯管；（c）三通；（d）异径三通；（e）Y三通；（f）异径接头
图1-5 聚乙烯管件图
（a）接管；（b）90°弯管；（c）异径接头；（d）45°弯管；（e）三通；（f）管堵
（1）密封性能好。阀门关闭后不泄露，阀壳无砂眼、气孔，对其严密性要求严格。阀门关闭后若漏气，不仅造成大量燃气泄漏，造成火灾、爆炸等危险，而且还可能引起自控系统的失灵和误动作。因此，阀门必须有出厂合格证，并在安装前逐个进行强度试验和严密性试验。
（2）强度可靠。阀门除承受与管道相同的试验与工作压力外，还要承受安装条件下的温度、机械震动和其他各种复杂的应力，阀门断裂会造成巨大的损失，因此不同压力管道上阀门的强度一定安全可靠。
（3）耐腐蚀。不同种类的燃气中含有程度不一的腐蚀气体成分，阀门中金属材料和非金属材料应能长期经受燃气腐蚀而不变质。
（4）此外燃气管网系统还要求阀门应启闭迅速、动作灵活、维修保养方便、经济合理等。
小口径管路系统（50mm以下），表具前通常采用螺纹连接旋塞阀，如连接胶管的直管旋塞开关、表前进口的活接头旋塞开关、西式灶旋塞开关及防止胶管脱落漏气的旋塞开关等。小口径管路一般采用楔式闸阀，作为启闭与控制燃气用量之用。
大口径管路系统（100mm以上），采用最多的是闸阀，地下管道一般选用暗杆双闸板闸阀，室内或地上也有选用明杆闸阀，储配站内也选用电动闸阀。储配站压送机出口应采用止回阀，防止燃气倒流，保护设备安全。
常用阀门参见本书第一章管道、管材部分内容。
2）聚水井
为排除燃气管道中的冷凝水和石油伴生气管道中的轻质油，管道敷设时应有一定的坡度，以便在低处设聚水井，将汇集的水或油排出。聚水井的间距，应根据水量和油量的多少而定。
由于管道中燃气压力不同，聚水井分为不能自喷和自喷两种。若管道内压力较低，水或油就要依靠手动唧筒等抽水设备来排出。安装在高中压管道上的聚水井，由于管道内压力较高，积水或积油在排水管旋塞打开以后自行喷出。
常用的聚水井有以下几种（图1-6）。
（1）铸铁聚水井。用于铸铁管工程，为承插接口。它可分为开启式（桶井）及封闭式两种，目前均采用封闭式聚水井。
图1-6 聚水井
（a）铸铁聚水井；（b）桶井；（c）钢板水井；（d）加仑井
（2）焊接钢板聚水井。用于焊接钢管工程，它的型式、容积可根据工程要求自行设计加工。
（3）加仑井。加仑井是封闭式铸铁聚水井，它体积小采用螺纹连接，用于地下绝缘管等螺纹接口工程，目前有9L（2gal）及18L（4gal）两种规格。
3）补偿器
补偿器作为消除因管段膨胀对管道所产生的应力的设备，常用于架空管道和需要进行蒸气吹扫的管道上。此外，补偿器安装在阀门的下侧（沿气流方向），利用其伸缩性能，方便阀门的拆卸和检修。
图1-7 波形补偿器
1—螺杆；2—螺母；3—波节；4—石油沥青；5—法兰盘；6—套管；7—注入孔
图1-8 橡胶卡普隆补偿器
常用补偿器有波形补偿器及填料式补偿器。波形补偿器用不锈钢压制，依靠补偿器弹性达到补偿。填料式补偿器有套筒式及承口式两种，它依靠管接口的滑动进行补偿。接口填料通常采用石棉盘根、黄油嵌实密封，一般用于过桥管补偿用。在埋地燃气管道上，多用钢制波形补偿器（图1-7），其补偿量约为10mm。为防止其中存水腐蚀管道，由套管的注入孔灌入石油沥青，安装时注入孔应在下方。补偿器的安装长度，应是螺杆不受力时的补偿器的实际长度，否则不但不能发挥其补偿作用，反使管道或管件受到不应有的应力。另外，还有一种橡胶卡普隆补偿器（图1-8），它是带法兰的螺旋皱纹软管，软管是用卡普隆布作为夹层的胶管，外层则用粗卡普隆绳加强。其补偿能力在拉伸时为150mm，压缩时为100mm。这种补偿的优点是纵横方向均可变形，多用于通过山区、坑道和多地震区的中低压燃气管道上。
4）放散管
放散管是一种专门用来排放管道内部的空气或燃气的装置。在管道投入运行时利用放散管排出管内的空气，在管道或设备检修时，可利用放散管排放管内的燃气，防止在管道内形成爆炸性的混合气体。放散管设在阀门井中时，在环状管网中阀门的前后都应安装，而在单向供气的管道上则安装在阀门之前。
5）过滤器
过滤器无定型产品，一般由使用单位加工制造。常用规格为20～150mm，用于燃气杂质较多的场合，或对燃气清洁度有较高要求的部门。
6）阀门井
为保证管网的安全运行与操作方便，地下燃气管道上的阀门一般都设置在阀门井中。阀门井应坚固耐久，有良好的防水性能，并保证检修时有必要的空间。考虑人员安全，井筒不宜过深。阀门井的构造图（图1-9）所示。另注意对于直埋设置的专用阀门，不设阀门井。
图1-9 100mm单管阀门井构造图
1—阀门；2—补偿器；3—井盖；4—防水层；5—浸沥青麻；6—沥青砂浆；7—集水坑；8—爬梯；9—放散管
7）燃气管道的特有附件
除常见的阀门、法兰、波纹补偿器等以外，燃气管道还有以下附件：
（1）凝水缸。主要设置在人工煤气管道上。天然气管道因气质干燥，一般不设置凝水缸。用于以下方面：
①收集管道中的冷凝水及冷凝物。
②中压管道的凝水缸除了具有抽放水的功能外，还承担着初始运行时的放散置换和管道带气作业时的放散降压的作用。
（2）检漏管。检漏管是用来检查燃气管道可能出现的渗漏问题，通常安装在燃气管道检查段最高点。具体设置地点是：
①重要地段的套管或地沟端部。
②地质条件不良的地段。
③不易检查的重要焊缝处。
（3）盲板、盲板环及盲板支承。盲板、盲板环及盲板支承应设置在燃气管道的适当部位，以备在管道检修时使用。盲板环平时安装在运行状态的管道中间，而与其配套等厚的盲板平时备用放置在旁边，一旦需要完全切断燃气输送时，就松开螺栓将盲板环取出，并换装上盲板。盲板分承压盲板和不承压盲板，停用或停气检修时，用不承压盲板；在燃气管道运行状态下进行检修时，用承压盲板。盲板环、盲板的安装位置通常在两法兰之间或阀门后面（按气流方向）。盲板支承是为了便于拆除盲板环和安装盲板时撑开法兰而设置的。
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