1  強(qiáng)度

變形：材料（鋼管）的變形分為彈性變形（外力撤銷可以恢復(fù)原來形狀）和塑性變形（外力撤銷不能恢復(fù)原來形狀，形狀發(fā)生變化）兩種。

強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力稱為強(qiáng)度（MPa）。

屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度：材料在外力作用下，發(fā)生彈性形變，當(dāng)外力繼續(xù)增大到一定數(shù)值后，會(huì)進(jìn)入塑性形變。彈性形變和塑性形變之間的臨界點(diǎn)強(qiáng)度就是屈服強(qiáng)度。材料受拉斷裂前的最大應(yīng)力值稱為抗拉強(qiáng)度（強(qiáng)度極限）。屈服強(qiáng)度是抵抗起始變形的能力，抗拉強(qiáng)度是抵抗最大變形的能力。世界各國(guó)廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的管材最小屈服強(qiáng)度值進(jìn)行管道強(qiáng)度計(jì)算。

大口徑、高壓力管道通過采用高強(qiáng)度鋼，可降低管道壁厚和管道自重，制造和焊接過程更加容易，管道敷設(shè)費(fèi)用也得以降低。

屈強(qiáng)比：屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值就是屈強(qiáng)比，屈強(qiáng)比越小鋼管在屈服后到最后斷裂前的形變?nèi)萘吭酱蟆�從管道安全性考慮，鋼管的屈強(qiáng)比應(yīng)盡量小。

鋼級(jí)：鋼級(jí)以拉伸屈服強(qiáng)度的最小值表示。

美標(biāo)API SPEC 5L―2018《管線鋼管規(guī)范》規(guī)定的鋼級(jí)有A25、A、B、X42、X46、X52、X56、X60、X65、X70和X80。

GB/T 9711―2017 《石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)用鋼管》采用與API SPEC 5L相似的鋼級(jí)表示法，以“L”代替“X”，屈服強(qiáng)度換算為法定計(jì)量單位兆帕（MPa）。例如西氣東輸一線采用X70（L485）鋼級(jí)管道，管材的最小屈服強(qiáng)度是485 MPa。

2  應(yīng)力

應(yīng)力：物體（鋼管）由于外因（受力、濕度和溫度變化等）而變形時(shí)，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并試圖使物體從變形后的狀況恢復(fù)到變形前的狀況。

環(huán)向應(yīng)力：為了幫助理解，我們假設(shè)10個(gè)小朋友手拉著手圍成一個(gè)圓圈（模擬管道），這個(gè)圓圈內(nèi)有一股力量由里向外推小朋友試圖沖出圓圈（模擬內(nèi)壓），為保持圓圈的完整，小朋友通過使勁拽住左右小朋友的手抵抗這股力量的力，就是環(huán)向應(yīng)力（見下圖）。環(huán)向應(yīng)力等于管徑乘以壓力除以2倍的壁厚。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，管道強(qiáng)度計(jì)算公式僅考慮管道環(huán)向應(yīng)力。

許用應(yīng)力：許用應(yīng)力值用以判斷管道安全性。它通常與材料的最小屈服強(qiáng)度和管道的焊接系數(shù)、設(shè)計(jì)系數(shù)有關(guān)。管道的工作壓力不允許超過許用應(yīng)力。

 （中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司完整性所熊健供稿）