Стальные газопроводы

При строительстве распределительных газопроводов применяют, как правило, стальные трубы.

Углеродистыестали представляют собой железные сплавы с содержанием углерода от 0,05 до 0,5 %. Такие стали применяются для изготовления основной массы труб, а также фланцев, болтов, шпилек, гаек, деталей опор и т. д. Предел прочности углеродистых сталей при растяжении состав­ляет 320–500 МПа (32–50 кгс/мм²), относительное удлинение 23–33 %.

Трубы из углеродистых сталей могут быть выполнены для самых высоких встречающихся в промышленной практике давлений. Трубы и изделия газопроводов изготавливают из хорошо сваривающихся сталей содержащих не более 0,25 % углерода, 0,56 % серы и 0,046 % фосфора. Для распределительных газовых сетей и газопроводов-вводов чаще всего применяют стали марок Ст2 и Ст4, иногда Ст3.

Для подземных и наземных газопроводов используют трубы с толщиной стенки не менее 3 мм, а для наружных надземных и наземных газопроводов – не менее 2 мм.

Выбор стальных труб для конкретных условий строительства систем газоснабжения производят в соответствии со стандартом.

По способу изготовления стальные трубы делятся на сварные (прямо- и спиральношовные) и бесшовные (тепло-, горяче- и холоднодеформированные).

Соединяются стальные трубы сваркой, при этом сварочное со­единение должно быть равнопрочным с основным металлом труб. Трубы стальные завод-изготовитель поставляет длиной от 4 до 12 м.

Кроме углеродистых сталей для изготовления газопроводов и отдельных узлов газовых сетей применяют легированные стали и цветные металлы, например, медь и ее сплавы, титан и др.

Легированными называют стали, содержащие добавки таких элементов, как, например, никель, хром, молибден, ванадий, вольфрам. Эти элементы могут присутство­вать в различных комбинациях и количествах, обусловливая те или иные свойства стали – прочность, стойкость к коррозии в определенных агрессивных средах и т. д. Например, хромоникелевые стали характеризуются повышенной вязкостью и прочностью, а главное, высокой стойкостью к действию азотной и фосфорной кислот, растворов некоторых солей и к другим средам, разрушающим углеродистую сталь.

Легированные стали разных марок имеют обозначения из цифр и букв русского алфавита. Каждая из этих букв относится к определенному элементу, входящему в состав той или другой стали. Так, буква С обозначает кремний, Г – марганец, В – вольфрам, Н – никель, X – хром, М – молибден, Ф – ванадий, Ю – алюминий, Т – титан. Обозначения марок стали составляют следующим образом. Сначала пишут цифры, показывающие среднее содержание углерода в процентах, увеличенное в сто раз (иногда эти цифры опускаются). Затем ставится буква условного обозначения легирующего элемента. Если содержание этого элемента превышает 1 %, то за буквой ставят цифру, показывающую среднее его содержание в процентах. Когда легирующих элементов несколько, буквы и цифры для всех элементов записываются последовательно. Например, состав широко применяемой для труб сжиженного природного газа (при криогенных температурах) нержавеющей хромоникелевой стали Х18Н9Т будет следующим: сталь с содержанием хрома 18 %, никеля 9 % и титана < 1 %. Для высококачественной стали в конце обозначения ставится буква А.

Некоторые металлургические заводы обозначают выплавляемые ими легированные стали по собственной системе. Так, сталь 25Х2МФ заводом-изготовителем обозначается иначе: ЭИ-10, сталь с содержанием 36 % Ni-инвар. Почти все легированные стали более прочны, чем углеродистые. Например, предел прочности стали Х18Н9Т при растяжении составляет ~ 540 МПа (54 кгс/мм²), относительное удлинение равно 40 %; для стали X17 эти величины соответственно равны приблизительно 650 МПа (65 кгс/мм²) и 16 %. Но стоимость легированных сталей довольно высока.

Для распределительных газовых систем широко применяют стали обычного качества (поделочные стали) – стали Ст2, Ст3 и Ст4, на ответственных участках трассы – сталь 10 и сталь 20.

Для строительства магистральных газопроводов широко применяют низколегированные стали, например 17 ГС и 17 Г1С. Для трубопроводов сжиженного природного газа используют высоколегированные никелем (Ni) стали аустенитного класса, например, Х18Н9Т или Х18Н10Т.

Медь и ее сплавы. Медь в чистом виде для изготовления трубопроводов применяют весьма редко. Значительно чаще используют сплавы меди с цинком (латуни) и оловом (бронзы), из которых изготовляют трубы и арматуру. Верхний температурный предел применения латуней и бронз равен 250 °С.

Алюминий. Этот материал используют для изготовления тянутых труб и литой арматуры – кранов и вентилей. Алюминиевые трубопроводы применяют для передачи азотной, уксусной, муравьи ной и некоторых других кислот. Алюминий нестоек к действию растворов щелочей. Верхняя предельная температура применения алюминия равна 200 °С.

В настоящее время алюминий используется в газовых системах только для изготовления отдельных деталей.

Титан. В последнее время в химическом машиностроении и на химических предприятиях сравнительно широко применяют новый коррозионностойкий конструкционный материал-титан. По механическим свойствам титан не уступает углеродистым сталям, а по химической стойкости намного превосходит их. Применяемый для титановых труб и арматуры сплав ВТ1 имеет предел прочности при растяжении 450–600 МПа (45–60 кгс/мм²) и относительное удлинение 25 %. Плотность этого сплава равна всего 4500 кг/м³. Титан является отличным материалом для оборудования, работающего в агрессивных средах в присутствии следов различных окислителей. В дальнейшем может получить применение и в газовой отрасли.

Импульсные газопроводы для присоединения контрольно- измерительных приборов и приборов автоматики изготавливаются из стальных труб, рассчитанных на соответствующие давления. Однако для их подключения допускается применять медные, круглые, тянутые и холоднокатаные трубы общего назначения.