5.2 材料

5.2.1  设计输气管道时，材料的选择至关重要。选择材料要考虑的因素很多，应进行多方面的、综合性的比较，在满足使用条件的前提下，要特别注意安全可靠性和经济性。

    输气管道输送的是易燃、易爆气体，一旦发生事故，后果极其严重。因为输气管道在运行时，管中积聚了大量的弹性压缩能，一旦发生破裂，材料的裂纹扩展速度极快，且不易止裂，其断裂长度也会很大。因此，要求采用的钢管和构件的材料应具有良好的抗裂能力和良好的焊接性能，以保证管道的安全。

5.2.2  本条提出了输气管道工程用钢管的基础标准，在使用这些基础标准时，设计还应根据钢管规格、钢级及具体使用条件，提出钢管的补充技术条件，以确保输气管道的用管安全可靠。本条列出的基础标准中，建议优先采用符合现行国家标准《石油天然气工业 管线输送系统用钢管》GB/T 9711中的PSL2级钢管。

5.2.3  对于输气管道工程所用管子，由于天然气的可压缩性，管道开裂后不易止裂，足够的夏比V形缺口试验吸收功和足够的断口剪切面积的结合是输气管线钢管管体的基本性能，它能确保钢管避免脆性断裂扩展，控制其延性断裂扩展。冲击韧性反映材料的塑性变形和断裂过程吸收能量的能力，是材料强度和塑性的综合反映，是抗断裂、止裂的主要指标。提出控制韧性指标是预防管道脆性破坏的有效办法。经济合理的韧性要求与钢种的强度等级、管径、壁厚、焊接方法和使用环境、温度等因素有关，设计应进行综合分析判断。对所采用的输气管道钢管和管道附件的材料，提出控制韧性的测试项目和指标，以确保管道安全。输气管道用钢管抗延性断裂扩展的确定方法可按现行国家标准《石油天然气工业 管线输送系统用钢管》GB/T 9711的有关要求执行。

    在低温条件下，金属材料韧性降低，脆性增加。因此，要十分注意暴露在气温特别低的地方的管道和设施，在这些场合选用材料时，应慎重考虑其低温力学性能。

    输气管道用钢管不能依靠材料自身止裂时，可采取其他防止延性断裂的止裂措施，如沿管道每隔一段距离安装止裂器，止裂器可采用钢套筒、钢丝绳卷、厚壁钢管、复合材料或其他适当型式的组件。

5.2.4  由于铸钢材料组织不紧密均匀，一般应尽量不用。铸铁材料脆性大，组织疏松，输气管道禁止使用。

5.2.5  一级一类地区采用0.8强度设计系数使用的钢管，要求在工厂进行100％管材标准规定的最小屈服强度的静水压试验。本条规定工厂静水压试验压力产生的环向应力不应小于95％管材最小屈服强度，在这种试验压力下，考虑管端荷载和密封压力产生的轴向压缩应力，其组合应力已接近或达到100％管材标准规定的最小屈服强度。由于不同的制管厂工厂水压试验的方法可能各有不同，因此本条提出工厂静水压试验压力产生的环向应力不小于95％管材最小屈服强度。其他设计系数管段使用的钢管，工厂静水压试验压力产生的环向应力不宜小于90％管材标准规定的最小屈服强度，主要考虑到较高的工厂静水压试验有利于提高缺陷检出率和残余应力释放，有利于管道的完整性，有利于复杂山区地段管线水压强度试验的试压段落划分。

5.2.7  本条对钢管表面有害缺陷的检验和处理作出规定。

    1  钢管在运输、安装或修理中造成的管壁厚度减薄不应超过10％，即环向应力不应超过10％，该限制值在管壁负公差允许范围之内。

    2  钢管会在运输、安装或修理中造成局部损伤，如齿痕、槽痕、刻痕等缺陷，会成为开裂源，是造成管线破坏的重要原因，从断裂的观点，这些缺陷都应加以防止、修补或消除，故作出比较严格的规定，以保证管道安全运行。

    磨掉“冶金学上的刻痕”，应先将电弧烧痕磨掉后，再用20％的过硫酸铵溶液涂敷到磨光面上，如有黑点应再打磨。

    3  本款参照ASME B31.8-2012第841.2.4条(c)提出。

5.2.8  输气站或阀室放空时，放空阀后的放空管线、管件及放空立管可能会出现低温的工况。如果出现低温工况，优先按低温低应力条件进行判别。低温低应力工况为设计温度低于或等于—20℃的受压管道及其组成件，其环向应力小于或等于1/6标准规定的最小屈服强度。当材料最小抗拉强度小于或等于540MPa，若设计温度升高50℃后，高于—20℃的低温低应力工况，其材料可免做低温冲击试验。若设计采用的管道或组成件经校核不满足低温低应力工况时，可适当增加壁厚进一步校核。