文精选｜城镇燃气用钢管相关问题探讨

摘自《煤气与热力》2025年3月刊>>>

城镇燃气用钢管相关问题探讨

汪玲玲，王三石，周春，万阳

（中机国际工程设计研究院有限责任公司华东分院，江苏南京210023）

摘要：分析现行标准对厂站用钢管管型、输送用钢管交货状态的要求，考虑管材执行标准、管道设计压力、管径、经济性及监管要求等，给出燃气厂站用钢管管型选择建议。结合钢的热处理方式和城镇燃气输送特性，提出输送用钢管的交货状态选择建议。

关键词：燃气钢管管型；钢管交货状态；监管要求；输送特性

参考文献示例：

汪玲玲，王三石，周春，等. 城镇燃气用钢管相关问题探讨［J］. 煤气与热力，2025，45（3）：B21-B23.

1 厂站用钢管管型的选择

钢管包括无缝钢管和焊接钢管。焊接钢管根据焊接方式可分为电阻焊钢管和电熔焊钢管。电熔焊钢管根据焊缝还可再分为螺旋缝埋弧焊钢管、直缝埋弧焊钢管。依据一般经验，用于燃气厂站的钢管一般为无缝钢管、电阻焊钢管、螺旋缝埋弧焊钢管和直缝埋弧焊钢管。不同管型钢管的应用场景和应用条件不同。作为燃气输配载体，选择合适的钢管管型对保证燃气厂站的安全运行至关重要。

1.1 现行标准相关要求

GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》(2020年版)未对燃气厂站用钢管的管型选用提出明确的要求，只是在第6.5.13条对不同压力等级使用的钢管性能提出了要求。

GB/T 20801.2—2020《压力管道标准    工业管道    第2部分：材料》适用对象包括属于特种设备压力管道的燃气管道。GB/T 20801.2—2020第6.4.1条根据管材执行标准的不同，对不同制管工艺的管型提出了使用限制的要求。

TSG D0001—2009《压力管道安全技术监察规程——工业管道》适用对象包括属于特种设备压力管道的燃气管道。TSG D0001—2009第二十八条根据管材执行标准的不同，对不同钢管制造工艺的管型提出了不允许使用范围的要求。

从以上可以看出，现行标准对燃气场站的管型没有综合性的选择要求。

1.2 钢管选型建议

结合上述标准的相关要求和设计经验,本文认为燃气厂站用钢管管型的选择要综合考虑管道执行标准、设计压力、管径、经济性及特种设备压力管道监管要求等因素。对燃气厂站用钢管的管型选择提出建议如下。

①    设计压力不大于0.4 MPa

性能应不低于GB/T 3091—2015《低压流体输送用焊接钢管》中的电阻焊钢管、螺旋缝埋弧焊钢管和直缝埋弧焊钢管。

②    设计压力大于0.4 MPa且小于4.0 MPa

管子公称直径（简称管径）小于等于300 mm的钢管可选用性能不低于GB/T 9711—2023《石油天然气工业    管线输送系统用钢管》中产品等级为PSL1的无缝钢管或电阻焊钢管和GB/T 8163—2018《输送流体用无缝钢管》的无缝钢管；管径大于300 mm且不大于500 mm的钢管可选用性能不低于GB/T 9711—2023中产品等级为PSL1的电阻焊钢管、螺旋缝埋弧焊钢管或直缝埋弧焊钢管；管径大于500 mm的钢管可选用性能不低于GB/T 9711—2023中产品等级为PSL1的螺旋缝埋弧焊钢管或直缝埋弧焊钢管。

③ 设计压力大于等于4.0 MPa

管径小于等于300 mm的钢管可选用性能不低于GB/T 9711—2023中产品等级为PSL2的无缝钢管；管径大于300 mm的钢管可选用性能不低于GB/T 9711—2023中产品等级为PSL2的螺旋缝埋弧焊钢管或直缝埋弧焊钢管。

④ 其他建议

一般认为，性能满足GB 6479—2013《高压化肥设备用无缝钢管》和GB/T 5310—2023《高压锅炉用无缝钢管》的无缝钢管也满足设计压力大于等于4.0 MPa且管径小于等于300 mm的钢管选型要求。

2 输送用钢管交货状态的选择

钢管的交货状态是指钢管的最终塑性变形或最终热处理的状态。一般不经过热处理交货的称为轧制或冷拔（轧）状态，指在室温下用轧制和拉拔方式对原料钢进行冷加工制管并交货。经过热处理交货的称为热处理状态，指利用经过热处理的原料钢板或钢带（卷）经冷成型的方法生产钢管并交货，或利用未经热处理的原料钢板或钢带（卷）经热成型或热处理的方法生产钢管并交货。以热处理状态交货的钢管消除了生产过程中的残余应力，优化了钢材的内部组织结构，力学性能和工艺性能得到了提升。热处理交货状态的钢管综合质量优于轧制或冷拔（轧）交货状态的钢管。

钢的热处理是通过加热、保温和冷却的方法改变钢的组织结构以获得钢件所要求性能的一种热加工工艺。热处理分为退火、正火、淬火、回火。

退火是指将钢加热至临界点Ac1（钢加热时开始形成奥氏体的温度）以上或Ac3（亚共析钢加热时，所有铁素体均转变为奥氏体的温度）以下温度，保温以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。其主要目的是均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度，消除内应力和加工硬化，改善钢的成形及切削加工性能，并为淬火做好组织准备。

正火是指将钢加热到临界点Ac3或Acm（过共析钢在平衡状态下，奥氏体和渗碳体或碳化物共存的最高温度，即过共析钢的上临界点）以上适当温度，保温以后在空气中平缓均匀地进行冷却从而得到稳定组织的热处理工艺。其目的是使钢的晶粒细化和碳化物分布均匀化，改变残余应力状态，提高钢的综合性能。

淬火是指将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上，保温一定时间使之奥氏体化后以大于临界冷却速度的冷却速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。其目的是使过冷奥氏体进行马氏体转变得到马氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性。

回火是指将经过淬火的钢加热到低于临界点Ac1的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的热处理工艺。其目的是降低或消除淬火钢件中的内应力，降低其硬度和强度，提高其延性或韧性。

2.1 现行标准对钢管交货状态的要求

适用于城镇燃气输送用焊接钢管现行国家标准包括GB/T 3091—2015和GB/T 9711—2023，适用的无缝钢管现行国家标准包括GB/T 8163—2018、GB/T 9711—2023和GB 6479—2013。上述标准对钢管交货状态的要求如下。

GB/T 3091—2015第5.3.1条规定：“钢管按焊接状态交货。根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，钢管可按焊缝热处理状态交货，也可按整体热处理状态交货。”GB/T 3091—2015不要求对钢管以热处理状态交货。

GB/T 8163—2018第5.3.1条规定：“热轧（扩）钢管可以热轧（扩）状态或热处理状态交货。需方要求热处理状态交货时，应在合同中注明。”第5.3.2条规定：“冷拔（轧）钢管应以退火或高温回火状态交货。根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，冷拔（轧）钢管可以冷拔（轧）或其他热处理状态交货。”

GB 6479—2013第5.3节规定，钢管应以热处理状态交货。钢管的热处理制度应符合表6的规定。热处理制度应填写在质量证明书中。对于牌号为10、20及Q345B~ E钢管要求的热处理制度为880~940 ℃正火。

GB/T 9711—2023第5.1节规定，除5.2~5.15中规定的补充要求和例外情况,以及API SPEC 5L—2018《管线钢管》（Line Pipe）中附录A、附录L、附录O和附录 P外，应按 API SPEC 5L：2018 中相关章节的规定执行。 API SPEC 5L：2018第6.2.1条规定，对每一订货批，除订货合同规定了特殊的交货状态外，PSL1钢管的交货状态应由制造商选择。表1给出了PSL1和PSL2钢管的交货状态，表3给出了PSL2钢管的附加信息。第6.2.2条规定，对PSL2钢管，交货状态应符合订货合同对钢名的规定。GB/T 9711—2023表1给出的交货状态包括轧制、热机械轧制或成型、正火或正火轧制或正火成型、正火加回火、淬火加回火。GB/T 9711—2023对PSL1钢管不要求一定以热处理状态交货。若要求以热处理状态交货需在订货合同中明确。对PSL2钢管要求在钢名中明确交货状态。对于燃气输配用钢管，一般要求以热处理状态交货。GB/T 9711—2023给出了3种热处理交货状态，分别为热机械轧制或成型（M）、正火或正火轧制或正火成型或正火加回火（N）、淬火加回火（Q）。这3种交货状态的钢管性能逐级增高，生产成本也会逐级增加。

从上述标准的内容来看，现行标准对钢管的交货状态提出了较为宽泛的要求。具体应用时，需要根据工程实际情况，综合考虑钢管性能、输送压力和介质、采购成本等确定，并在管材技术规格书或者材料表中对钢管的交货状态予以明确。

2.2 钢管交货状态的选择

城镇燃气的输送压力非常宽，包括低压、中压、次高压、高压和超高压。对于低压和中压管道，由于输送压力较低，危险性较小，因此选择钢管的交货状态时要求可以低些。对于次高压、高压和超高压管道，由于输送压力较高，一旦泄漏造成的危险性较大，因此对钢管交货状态的要求可以逐级增加。结合上述标准的要求，提出钢管交货状态的选择建议如下：

① 设计压力小于等于0.4 MPa的燃气管道

可选用GB/T 3091—2015的焊接钢管，对钢管不做热处理的要求。也可选用GB/T 8163—2018的无缝钢管，对钢管不做热处理的要求，即热轧（扩）钢管以热轧（扩）状态交货，冷拔（轧）钢管以冷拔（轧）状态交货。

② 设计压力压力大于0.4 MPa且不大于1.6 MPa的燃气管道

可选用GB/T 9711—2023产品等级为PSL1的焊接钢管和无缝钢管，对焊接钢管或无缝钢管要求以正火加回火或淬火加回火热处理状态交货；也可选用GB/T 8163—2018无缝钢管，对钢管要求以退火或高温回火热处理状态交货。

③ 设计压力大于1.6 MPa的燃气管道

可选用GB/T 9711—2023产品等级为PSL2的焊接钢管和无缝钢管，对焊接钢管或无缝钢管要求以正火加回火或淬火加回火等热处理状态交货；也可选用GB/T 8163—2018无缝钢管，对钢管要求以退火或高温回火等热处理状态交货；也可选用GB 6479—2013无缝钢管，对钢管要求以正火或回火等热处理状态交货。

3 结束语

① 燃气厂站用钢管管型的选择应考虑管材执行标准、管道设计压力、管径、经济性及特种设备压力管道监管要求等。

② 输送用钢管的交货状态选择需要根据工程实际情况，综合考虑钢管性能、输送压力和介质、采购成本等确定，并在管材技术规格书或者材料表中对钢管的交货状态予以明确。