(1)碳当量 把钢中合金总含量换算成对可焊性有相同影响的碳的数量称炭当量，符号为C_E，碳当量的计算方法较多，国际焊接协会(IIW)用来判定产生延迟裂纹(也称冷裂纹)倾向的碳当量计算式如下：
 

 

　　式中C(碳)、V(钒)、Mn(锰)、Cu(铜)、Cr(铬)、Ni(镍)、Mo(钼)均以各种成分含量的质量百分数表示，其中钒的百分含量中可包括在钢管的一般焊接条件下，焊口是快速冷却的，钢的硬化，尤其在靠近焊缝受热影响的粗粒区内，焊接会对这些成分产生影响。公式中分母数值提供了关于焊口及其热影响区内金属硬化方面各元素的含量起作用的程度。
　　 一般认为，碳钢的含碳量小于w_c0.25%，合金钢的含碳量小于w_c0.45％，焊接性能良好。
　　钢的焊接性与管材的化学成分密切相关，尤以碳、锰含量影响最大。
　　1) 碳：碳对钢和焊缝金属的作用是提高强度和硬度，降低塑性和韧性，含碳量增加，钢的焊接性降低。含碳量愈高，焊接时碳和氧反应而生成一氧化碳的机会越多，在焊缝的熔合区和熔合线上更容易产生气孔。
　　2)锰：锰是炼钢的脱氧剂和脱硫剂，在钢中加入一定数量的锰，能消除和减弱钢因硫所引起的热脆性，提高钢的强度。但锰能使钢提高淬透性，对焊接性能有不利影响。为了改善钢的焊接性能，应适当降低钢中碳的含量，焊接时可采用低氢型焊条和相应焊接工艺。
　　3)镍：镍能使钢改善低温韧性和提高淬透性，并具有较高的抗腐蚀能力。
　　4)铬：能提高钢的耐腐蚀能力、抗氧化能力、耐高温性、淬透性及材料的耐磨性能，加大焊缝热影响区的硬度。
　　5)铌、钒、钛：添加在碳锰低合金钢中，经控制轧制和控制冷却可以提高钢的强度，细化晶粒，改善焊接性和韧性。
　　6)磷、硫：在各类钢中均属有害杂质，它会降低钢的塑性、韧性和焊接性。
　　4．抗腐蚀性能 长距离输气管道要求天然气必须经净化处理，脱除硫化氢和水。在输送净化天然气的条件下，不考虑管材的内壁防腐蚀。只有在输送的天然气既含水又含硫化物的条件下，才考虑管材的抗硫化物应力开裂。
　　目前抗硫化物应力开裂的主要方法是选用低碳钢和焊缝经热处理消除应力，控制硬度不超过200HBS。常用的国产抗硫化物应力开裂的钢种有Q235，10，15，20，Q295等钢种。至今，还有抗化学腐蚀的输气管道用钢，在有化学腐蚀的条件下一般是采用增加腐蚀裕量或输气管采用内涂层来解决。
　　5．寒冷地带的管材选择 所谓寒冷地带，一般指最低月平均温度低于-20°的地区。当采用低温输送工艺时，应按最低输送温度计算。由于钢的韧性随温度降低而下降，当低于钢的韧脆转变温度时，管线会产生脆性断裂。寒冷地区管材的选择主要根据最低使用温度，选用钢种的韧脆转变温度必须低于最低使用温度，钢的冲击吸收功必须大于一定的值。不同强度等级的钢，要求的冲击吸收功的最小值不同。不同的使用温度，对冲击吸收功的最小值要求也不相同。国内管材低温条件使用的冲击吸
收功最小值尚无标准规定。低温压力容器用钢在最低设计温度下冲击吸收功最低规定值见表2-4。低温用钢的冲击吸收功试验方法按GB45159—1984《金属低温夏比冲击试验方法》规定，冲击试样缺口按GB2106《金属(V型缺口)夏比冲击试验方法》规定的标准试件加工。
　　前苏联由于在寒冷地区建设天然气管道工程较多，其管线建设标准中对于钢管的低温韧性作了规定。当使用温度不低于-40℃时，冲击韧性规定值见表2-2；当工作温度在-40℃～-60℃时，钢管的冲击韧性规定值见表2-5。表2-5还适用于虽然工作温度不低于-40℃，但壁厚较厚时，其冲击韧度规定值也应按表中规定选取。
 

　　1．试验温度下三个试样冲击功平均值不得低于表2-5的规定，其中单个试样冲击功可以小于平均值，但不得小于平均值的70％；
　　2．试验温度为最低设计温度。
 

二、钢管的种类和标准
　　1．钢管的种类
　　(1)无缝钢管 采用热加工的方法制造的不带焊缝的钢管称为无缝钢管。根据需要，有的无缝钢管还经冷精整和热处理加工成所要求的形状、尺寸和性能。我国将无缝钢管按不同用途分为输送流体用无缝钢管(GB8163—1987)、高压锅炉无缝钢管(GB5310—1985)、化肥设备用高压无缝钢管(GB6479—1986)、石油裂化用无缝钢管(GB9948—1988)等。按制造工艺又可分为热轧、热扩、冷拨无缝钢管。
　　(2)焊接钢管 采用钢板(带)经常温(或加热)成型，然后在成形边缘焊接而制成的钢管称焊接钢管。按焊接方式可分连续炉焊、电阻焊、埋孤焊和金属极气体保护电弧焊。
　　焊接钢管中按成形方法可分为螺旋焊缝钢管和有焊缝钢管。我国生产用于天然气输送用管有螺旋缝埋弧焊钢管、直缝电阻焊钢管。
　　螺旋焊缝钢管采用钢带经螺旋形卷制成形，然后焊接而成，与直缝管相比，钢管的直径和长度调整容易。可以用较窄的钢带卷制较大直径的钢管。就钢管主应力来讲，螺旋焊缝方向与带钢轧制方向基本一致。从受力状态分析，螺旋缝管较直缝管有利，但焊缝比直缝管焊缝长，焊缝质量不如直缝管好控制。我国由于螺旋焊缝钢管生产历史较长，输气管线的大口径钢管几乎全部采用螺旋缝钢管。20世纪90年代初，宝鸡石油钢管厂引进了德国直缝电阻焊制管机组，开始生产直缝电阻焊钢管，质量也不断提高，已开始用于输气管线上。