III. Механические

Эти свойства характеризуют поведение материалов при действии различного вида нагрузок. В результате чего материал деформируется или разрушается.

В зависимости от этого материалы бывают:

- пластичные – изменяют форму без разрушения и после снятия нагрузки сохраняют ее.

- хрупкие - разрушаются под действием нагрузки (они хорошо сопротивляются сжатию и плохо – растяжению, изгибу, удару).

1. Предел прочности – нагрузка, при которой материал определенной площади поперечного сечения разрушается. Он бывает на сжатие, растяжение и изгиб.

2. Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него более твердого тела правильной формы.

Ее для различных материалов определяют по-разному.

Для каменных материалов и стекла используют шкалу твердости Мооса. Она состоит из 10-ти минералов с различной твердостью: 1 – тальк или мел, 10 – алмаз. Показатель твердости исследуемого материала находится между показателями твердости двух соседних минералов: один – чертит на образце, другой – сам чертится.

Для металлов и пластмасс используют следующие методы:

- метод Бринелля: по диаметру отпечатка вдавливаемого в образец стального шарика.

- метод Виккерса: по площади отпечатка алмазной пирамиды.

- метод Роквелла: по глубине погружения алмазного конуса под действием заданной нагрузки.

3. Истираемость – характеризуется потерей массы (г) к площади истирания (см²).

4. Сопротивление удару – характеризуется количеством работы, затраченной на разрушение образца.

5. Износ – разрушение материала при совместном действии истирающей и ударной нагрузок.

IV. Технологические

Эти свойства характеризуют способность материала подвергаться тому или иному виду обработки. Например: ковкость, гвоздимость, свариваемость и т.д.

Сумма свойств, определяющих пригодность материала и изделия из него для использования их по назначению, называется качеством (при этом набор свойств может быть различный).

Материалы, применяемые в газоснабжении.

Основными свойствами материалов, применяемых в газоснабжении являются:

- прочность

- коррозийная стойкость

- упругость

- пластичность

- жаростойкость

- огнестойкость

Сталь.

Сталь обладает высокими механической прочностью и пластичностью.

Ее используют для изготовления трубопроводов, арматуры, оборудования и различных крепежей (как прокатную, так и профильную).

Термическая обработка позволяет изменять свойства стали в широком диапазоне.

В зависимости от условий работы (давление, температура, коррозия среды) изделия для систем газоснабжения изготавливают из сталей:

- углеродистых (углерод 0,06-0,49%; кремний 0,15-0,35%; марганец 0,25-1,2%; естественные примеси серы и фосфора 0,025-0,05%).

- легированных (с дополнительными легирующими элементами: хром, никель):

низколегированные (легирующих элементов менее 2,5%)

среднелегированные (легирующих элементов 2,5-10%)

высоколегированные (легирующих элементов более 10%)

Углеродистые стали делятся на 3 группы:

А – поставляемая по механическим свойствам,

Б – поставляемая по химическому составу,

В – поставляемая по механическим свойствам и химическому составу.

В зависимости от нормируемых показателей каждая группа подразделяется на категории:

группа А – 1, 2, 3;

группа Б – 1, 2;

группа В – 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Трубы изготавливают из стали с содержанием углерода не более 0,22%. При этом группа стали В полуспокойная и кипящая (по степени окисления), категории 2 и 3. Если температура стенки трубы более -20⁰С то используют ВСт2пс или ВСт3пс, если температура стенки трубы -10…-20⁰С то – ВСт2кп или ВСт3кп.

Газопроводы, испытывающие вибрационные нагрузки, переходы, компенсаторы, тройники, отводы (выполняются методом холодного гнутья) изготавливают только из спокойной стали.

Полиэтилен.

Применяется для изготовления труб и фасонных частей для систем газоснабжения с давлением до ,06 МПа. Используют полиэтилен с минимальной длительной прочностью не менее 8,0 МПа – напряжение на стойкость к внутреннему гидростатическому давлению (типы ПЭ80 и ПЭ100).

Полиэтилен имеет следующие свойства:

1. не подвержен коррозии (только биологической)

2. высокая прочность

3. высокая эластичность

4. низкий коэффициент шероховатости внутренней поверхности, а следовательно высокая пропускная способность

5. низкая стойкость к температурным перепадам, следовательно, их нельзя использовать для надземной прокладки

Медь и ее сплавы.

Красную медь (марки М1 и М2) используют для тонкопроводящих деталей и для прокладок в изделиях, предназначенных для эксплуатации при низких температурах, если среда не содержит кислот.

Медные трубки применяют для присоединения:

1. КИП и приборов автоматики при давлении газа до 0,1 МПа

2. баллонов СУГ к коллектору высокого давления (отожженные медные трубы)

Латунь – сплав меди и цинка (цинк 20-55%, если меньше, то это томпак). Для придания необходимых свойств материалу в него вводят присадки: олово, кремний, свинец, алюминий, никель, железо или марганец.

Латунь обладает следующими свойствами:

1. высокая пластичность

2. легок в обработке

3. обладает высокой коррозийной стойкостью

4. с понижением температуры ее механические свойства повышаются

Используют латунь для изготовления деталей работающих при низких температурах.

Бронза по сравнению с латунью обладает более высокими механическими свойствами, но пластичные свойства ее хуже, она устойчива против атмосферной коррозии.

Используют ее для изготовления гаек, втулок, крепежей работающих на открытом воздухе.

Чугун.

Это нековкий сплав железа с углеродом (2,5-3,6%). Он обладает хорошими литейными качествами, низкой стоимостью, но это хрупкий материал (разрушается сразу, в пластичных материалах есть период пластических деформаций, когда можно установить момент наступления разрушения). В связи с этим чугун имеет ограниченную область применения.

Из чугуна изготавливают арматуру, кронштейны, стойки.

Серый чугун СЧ15-32 (цифры означают предел прочности при растяжении и при сжатии соответственно) используется для изготовления арматуры на сети низкого давления.

Ковкий чугун КЧ30-6 (коваться не может, но имеет повышенные пластичные свойства) используется для арматуры сетей среднего и высокого давления.

Жаростойкий чугун ЖЧ-1 используется для арматуры, работающей при температуре до 600⁰С.

Прокладочные материалы.

Их назначение – обеспечить плотность неподвижных соединений. Поэтому они:

1. должны быть дешевыми и доступными (т.к. их необходимо достаточно часто заменять),

2. должны быть упругими (для достижения высокой плотности соединений),

3. должны иметь достаточную прочность (чтобы не разрушиться, не раздавиться и не выдавливаться при затяжке),

4. должны сохранять свои физические свойства при температуре рабочей среды,

5. не должны подвергаться коррозии.

Паронит используют для холодных и горячих газов с температурой до 450⁰С в газопроводах с давлением до 1,2 МПа, в установках СУГ давлением до 1,6 МПа, для нефтепродуктов.

Пластификат, фторопласт для уплотнения фланцевых соединений в газопроводах с давлением до 1,2 МПа, в установках СУГ давлением до 1,6 МПа.

Металлические кольца. Их «-» - создание необходимых усилий для достижения плотности соединений. Алюминий – для уплотнения оборудования, установок СУГ при всех давлениях, а также для сернистых газов. Медь – для уплотнения оборудования, установок СУГ.

Резина обладающая высокой морозо- и маслобензостойкостью используется для уплотнения соединений в газопроводах с давлением до 0,6 МПа.

Для придания прокладкам огнестойких свойств применяют асбест (асбестовый картон, асбестовое армированное полотно).

Льняная прядь промасленная свинцовым суриком используется для уплотнения резьбовых соединений.

Набивочные материалы.

Большинство конструкций газового оборудования имеет сальниковое устройство для уплотнения подвижных соединений.

Материалы сальниковых набивок должны иметь:

1. высокие упругие свойства

2. физическую стойкость против действия рабочей среды

3. малый коэффициент трения

Для этих целей применяют: асбест в виде плетеного шнура,

пеньковый шнур,

графит,

тальк,

фторопласт и др.

(В расплавленное говяжье сало опускают шнур, кипятят 5 минут, охлаждают и обваливают в порошке графита.)

Смазочные материалы.

Их назначение – обеспечить сохранение жидкой прослойки (для свободного вращения кранов и т.д.).

Смазочные материалы должны:

1. не выдавливаться

2. быть физически и химически стабильными

3. быть вязкими

Для оценки свойств смазки важными являются температуры каплепадения и вспышки. По назначению смазки разделяют на: антифрикционные, защитные, уплотняющие.

В системах газоснабжения используют смазки для газовых кранов с температурой каплепадения 60⁰С и температурой окружающего воздуха от -30 до 60⁰С, синтетические смазки с температурой каплепадения 120⁰С и температурой окружающего воздуха от -30 до 100⁰С.

Для возведения строительных конструкций систем газоснабжения используют следующие материалы:

- кирпич – огнеупорный, огнестойкий;

- бетон;

- железобетон (бетон армированный железом);

- кровельные материалы (шифер, ондулин, листовая сталь).

Колодцы изготавливают:

1. круглыми бетонными диаметром 1000 мм и высотой 600-900 мм (для газопроводов диаметром до 100 мм);

2. из сборных железобетонных элементов;

3. со стенками из кирпича

с последующей гидроизоляцией стен. Гидроизоляция должна быть антикоррозийная и антифильтрационная (не пропускать воду через конструкцию).

С наружной стороны подземных сооружений используют окрасочную или оклеечную изоляцию.

Окрасочная изоляция защищает от капиллярной и фильтрующей воды, представляет собой водонепроницаемое покрытие толщиной 3-6 мм нанесением вязкопластичных составов: битумнополимерных мастик, эпоксидных композиций.

Оклеечная изоляция – это рулонные материалы, наклеивают на специальную мастику в 2 слоя. Самым распространенным является – «Изол».

С внутренней стороны для изоляции используют штукатурно-монолитные покрытия толщиной 6-50 мм (в зависимости от величины гидростатического напора). Наносится послойно (не более 3-ох слоев).

Швы между элементами строительных конструкций уплотняются герметизирующими материалами. Их назначение:

- обеспечить монолитность;

- воспринять и локализовать возникающие в процессе эксплуатации деформации.

Они должны быть: эластичными,

с хорошей адгезией,

водо- и газонепроницаемыми,

атмосферно- и коррозийностойкими.

При возведении зданий ГРП и ГРПБ технология та же. ШГРП изготавливают в виде шкафчика из металла с последующей изоляцией окрасочными материалами (окраска по грунтовке за 2 слоя в желтый цвет).

Для резервуаров газонаполнительных станций используют специальные бетоны (с добавлением ингибиторов) стойкие к газовым средам различного состава.