Q235B钢质管道在低温环境下的应用分析
AnalysisonApplicationoftheQ235BSteelPipeintheLowTemperatureEnvironment
摘要：针对北方某燃气公司实际运行中Q235B钢管的运行温度最低达-29℃的情况，对Q235B材料的适用温度范围进行分析探讨，并提出应用建议。
关键词：Q235B低温环境应用分析
背景
北方某燃气公司天然气门站的露天出站管道选用Q235B螺旋焊接钢管,规格为φ508×7.9，设计压力为1.6MPa，工作压力0.4MPa，由于2011年冬季气温较低以及天然气减压时的焦耳-汤姆逊效应，使得该段管道最低运行温度曾经低至-29℃，持续时间约一个月；故此，本文对Q235B材料在此低温下是否安全可靠以及其合理的应用温度范围进行分析探讨。
2分析计算
根据《城镇燃气设计规范》GB50028第6.3.1条：“地下次高压B燃气管道也
可采用钢号Q235B焊接钢管，并应符合《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091的规定”。由此可见，Q235B应用于地下次高压管道是符合要求的，但是由于本案例中管道应用于露天而非地下，受环境温度影响较大，故应同时考虑该材料的适用温度。
对于Q235B材料的适用温度，《城镇燃气设计规范》GB50028及相关规范中未明确规定，参照《工业金属管道设计规范》GB50316（该规范不适用于城镇公用管道）的第4.2.2.1条-10℃。因该规范未规定Q235B不适用低温低应力工况，故还需复核该案例是否属于低温低应力的工况。
《工业金属管道设计规范》GB50316对低温低应力工况的定义如下：设计温度低于或等于-20℃的受压的管道组成件，其环向应力小于或等于钢材标准中屈服点的1/6，且不大于50MPa的工况。对于该案例，若以设计压力1.6MPa在-29℃，下运行，则其管壁环向拉应力为：
σ===71.5（MPa）
式中：P——设计压力（MPa）
D——管道外径（mm）
δ——管道最小壁厚（mm）
φ——焊缝系数
Q235B材料的屈服强度σs为235MPa经计算,σ/σs=σ=71.5＞50MPa,可以判定该案例中的管道在1.6MPa设计压力下的运行工况不属于低温低应力工况，故其应用温度不应低于-10℃；反过来说，在该极端工作温度及1.6MPa设计压力的条件下，选用Q235B材料是不妥当的。
3风险评估
在现阶段，由于实际工作压力一直维持在0.4MPa以下，故以目前最大工作压力0.4MPa对其进行分析：
σ===17.9（MPa）
经计算,σ/σs=17.9/235=0.076＜1/6，且σ=17.9＜50MPa,故可以判定该案例中的管道运行工况属于低温低应力工况，其应用温度是符合规范要求的。而且根据《工业金属管道设计规范》GB50316第4.3.4.2条-29℃+50℃=21℃＞-20℃，则该材料可免做低温冲击试验。
同样地，参照《
但值得注意的是，对于Q235B系列材料，根据最新版《压力容器》GB150-2011规定:低温低应力工况设计温度调整不适用于Q235系列钢板；《压力管道规范》GB/T20801.2第3.1条也规定:根据以上分析，
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