化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求

認(rèn)識(shí)化工管路

2023/6/71前言

一套化工裝置之所以能進(jìn)行生產(chǎn)，是由于工藝過程所必須的機(jī)械設(shè)備用管到按流程加以連接的結(jié)果。工藝生產(chǎn)裝置的管道猶如人體的血管，沒有它人就不能生存；同樣，工藝生產(chǎn)裝置如果沒有管道的連接也就不能生產(chǎn)。

在石油化工工程建設(shè)中，配管材料的費(fèi)用約占設(shè)備材料總費(fèi)用的23%，安裝工時(shí)約占施工總工時(shí)的47%，設(shè)計(jì)工時(shí)約占工程設(shè)計(jì)總工時(shí)的40%，而且裝置能否長期安全運(yùn)行與管道的設(shè)計(jì)安裝質(zhì)量密切相關(guān)。2023/6/72

管道設(shè)計(jì)與安裝是石油化工裝置設(shè)計(jì)與安裝的重要組成部分，是一門綜合性的技術(shù)，既要求從事這項(xiàng)工作的工程技術(shù)人員具有工藝、設(shè)備、生產(chǎn)操作、檢修和施工等方面的知識(shí)，也要求具備土建、機(jī)械、電工、儀表、系統(tǒng)工程等廣泛的知識(shí)。本課程在全面分析石油化工工藝管道設(shè)計(jì)理論、安裝原則、施工標(biāo)準(zhǔn)等主要內(nèi)容的同時(shí)力求理論聯(lián)系實(shí)際，突出工程實(shí)踐，為化工工藝類畢業(yè)生從事化工裝置的管理和工藝管道的安裝與使用打下一定的基礎(chǔ)。2023/6/73

管道是由管子、管件、閥門、以及管道上的小型設(shè)備等管道組成件連接而成的輸送流體或傳遞壓力的通道。實(shí)際生產(chǎn)中各種管道輸送的介質(zhì)和操作參數(shù)千差萬別，其危險(xiǎn)性和重要程度也各有不同。因此目前工程上采用管道分級(jí)的辦法，對各種管道分門別類地提出不同的設(shè)計(jì)、制造和施工驗(yàn)收要求，以確保各種管道在其設(shè)計(jì)條件下能安全可靠地運(yùn)行。

第一章管道工程基礎(chǔ)2023/6/742023/6/752023/6/76工業(yè)管道分級(jí)：管道級(jí)/類別級(jí)別名稱設(shè)計(jì)壓力/MPa級(jí)別名稱設(shè)計(jì)壓力/MPa真空管道＜0中壓管道1.6＜P≤10.0低壓管道0＜P≤1.6高壓管道＞10.0注意：工作壓力大于9MPa，且工作溫度大于500℃的蒸汽管道可視為高壓管道。2023/6/77管道的設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度設(shè)計(jì)壓力

如何確定管道的設(shè)計(jì)壓力，國際《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定設(shè)計(jì)壓力按下列要求確定。一條管道的設(shè)計(jì)壓力（表壓），不應(yīng)小于運(yùn)行中遇到的可能內(nèi)壓或外壓與溫度相偶合時(shí)最嚴(yán)重條件下的壓力。

管道的設(shè)計(jì)溫度是指正常操作過程中，由壓力和溫度構(gòu)成的最苛刻條件下的材料溫度。設(shè)計(jì)溫度2023/6/78公稱壓力

公稱壓力為管子、管件、閥門等在規(guī)定溫度下允許承受的以壓力等級(jí)表示的工作壓力。公稱壓力的符號(hào)為PN，其公制單位為MPa。50-PN1.6DN50PN1.6表示公稱壓力為16atmDN50表示公稱直徑為50mm外徑:φ57X3.5cscs表示材料為普通碳素鋼

ss表示材料為特種碳素鋼2023/6/79標(biāo)準(zhǔn)號(hào)公稱壓力/MPaGB9112-880.250.601.01.62.02.54.05.010.015.025.042.0SH3406-961.02.05.06.810.015.025.042.0JB/T75-940.250.601.01.62.54.06.310.016.025.0HG-97-205920.250.601.01.62.54.06.310.016.025.0HG-97-206152.05.011.015.026.042.0國內(nèi)公稱壓力分級(jí)對照表2023/6/710GB9112-88鋼制管法蘭(國標(biāo))SH3406-96鋼制管法蘭(中國石化總公司標(biāo)準(zhǔn))JB/T75-94管路法蘭類型(機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn))HG20592-97鋼制管法蘭(化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)-歐)HG20615-97鋼制管法蘭(化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)-美)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2023/6/711公稱直徑、外徑及壁厚公稱直徑

為簡化管道組成件的連接尺寸，便于生產(chǎn)和選用，工程上對管道直徑進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)，以“公稱直徑”表示，公稱直徑的符號(hào)為DN，公制單位為mm。公稱直徑為表征管子、管件、閥門等口徑的名義內(nèi)直徑，其實(shí)際數(shù)值與內(nèi)徑并不完全相同。目前國內(nèi)外公稱直徑的分級(jí)基本相同，我國采用公制、美國采用英制，具體見下表。外徑及壁厚2023/6/712公稱直徑分級(jí)公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in61/810045502211504681/4125560024120048103/8150665026125050151/2175770028130052203/420087503013505425122598003214005632/250108503415006040/3001290036160064502350149503817006865/400161000401800728034501810504219007690/500201100442000802023/6/713第二章管路流體力學(xué)（略）管徑的確定管道壓力降氣液兩相流動(dòng)流體流速和壓力降推薦值2023/6/714第三章管道器材及選擇

在對各裝置工程費(fèi)用的統(tǒng)計(jì)分析表明，管道工程費(fèi)用約占總工程費(fèi)用的10～30%，而管道器材在管道工程費(fèi)用中所占的比例大致如下：管子35%管件（彎頭、三通、異徑管、管帽、法蘭、墊片、緊固件）20%閥門30%保溫材料15%

由此可見，管子、管件和閥門的費(fèi)用約占管道工程費(fèi)用的85%，是管道器材費(fèi)用的主要組成部分，如何合理地選擇和確定這些管道器材非常重要。2023/6/715第一節(jié)管子分類：按用途分類，可分為流體輸送用、傳熱用、結(jié)構(gòu)用和其他用等；按材質(zhì)分類，可分為金屬管和非金屬管。按形狀分類，可分為套管、翅片管、各種襯里管等2023/6/716

無縫鋼管2023/6/717冷流體t1t2熱流體T1T2套管2023/6/718翅片管2023/6/719襯里管道襯塑管2023/6/720管子按材質(zhì)分類金屬管：鑄鐵管、鋼管、有色金屬管。非金屬管：橡膠管、塑料管、水泥管、石墨管、玻璃陶瓷管、玻璃鋼管等。2023/6/721鋼管的尺寸系列1鋼管的公稱直徑（DN）系列2鋼管的外徑系列3鋼管的壁厚系列2023/6/722非金屬管和襯里管聚氯乙烯管（PVC管）：廣泛應(yīng)用于石油化工、污水處理、礦山等領(lǐng)域，具有良好的耐腐蝕性能、機(jī)加工性能、力學(xué)性能。PVC管可分為0.5、0.6、1.0、1.6四個(gè)壓力等級(jí)；適應(yīng)溫度范圍：-15～60℃，溫度過低易開裂過高易老化。

PVC管一般分為輕型管和重型管兩種。2023/6/723玻璃鋼管（FRP管）：玻璃鋼管是將浸有樹脂基體的纖維增強(qiáng)材料，按照特定的工藝條件逐層纏繞到芯模上并進(jìn)行固化而成。其管壁是一種層狀結(jié)構(gòu)。種類：FRP-W型、FRP-R型、FRP-F型、FRP-H型聚丙烯/玻璃鋼復(fù)合管（PP/FRP管）：襯里管：襯橡膠、塑料、玻璃、陶瓷、搪瓷等。2023/6/724第二節(jié)管件

管件在管道系統(tǒng)中起著改變走向、改變標(biāo)高或改變直徑、封閉管端以及由主管引出支管的作用。在石油化工裝置中管道品種多，管系復(fù)雜，形狀各異、繁簡不同，所采用的管件品種、材質(zhì)、數(shù)量也就很多，選用時(shí)需要考慮的因素也很復(fù)雜。管件的主要品種有彎頭、異徑管、三通、四通、加強(qiáng)管嘴、管帽、螺紋短節(jié)等。常用材料有普通碳素鋼、合金鋼、不銹鋼等。2023/6/725管件的用途管件名稱用途活接頭彎頭三通、四通異徑管管帽、絲堵直管與彎管的連接改變走向管路分支改變管徑封閉管端2023/6/726管件的選擇管件的選擇是指根據(jù)管道級(jí)別、設(shè)計(jì)條件（P、T）、介質(zhì)特性、材料加工工藝性能、焊接性能、經(jīng)濟(jì)性以及用途來合理確定管件的溫度-壓力等級(jí)和管件的連接形式。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，具體根據(jù)工程項(xiàng)目的管道器材選用規(guī)定、管道等級(jí)表以及管道布置要求選用管件的材料、壓力等級(jí)、連接形式和種類。管件的連接形式多種多樣，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)也有所不同，常用的有對焊連接、螺紋連接、承插焊連接和法蘭連接四種形式。2023/6/727法蘭及緊固件

管道法蘭是工業(yè)管道系統(tǒng)最廣泛使用的一種可拆卸連接件，法蘭及其緊固件包括法蘭本身和起緊固密封作用的螺栓螺母和墊片。由這三部分組成的可拆卸連接件整體是管道的重要環(huán)節(jié)，法蘭連接密封不好很容易造成物料的泄露，而泄露的原因除施工不良等因素外，正確選用法蘭及其緊固件也很關(guān)鍵。本節(jié)將著重介紹法蘭類型及其安裝與使用。2023/6/728法蘭的種類管道法蘭按與管子的連接方式分成以下五種基本類型：螺紋、、對焊、承插焊和松套法蘭。螺紋法蘭：平焊法蘭：承插焊法蘭（同帶頸法蘭）：對焊法蘭：松套法蘭：2023/6/729法蘭密封面法蘭密封面有寬面、光面、凹凸面、槽面及梯形槽面等幾種。凹凸面法蘭：光面法蘭：寬面法蘭：面法蘭：梯形槽面法蘭：2023/6/730

法蘭與法蘭蓋2023/6/731

不銹鋼法蘭

型號(hào)：ANSIB16.5SW不銹鋼法蘭

型號(hào)：DIN2633、HG20595不銹鋼法蘭

型號(hào)：ANSIB16.5SW

不銹鋼管件

型號(hào)：ANSIB16.5WN不銹鋼法蘭

型號(hào)：AS2129TABLE不銹鋼法蘭

型號(hào)：AS2129

不銹鋼管件

型號(hào)：HG20595-97不銹鋼法蘭

型號(hào)：HG20593-97不銹鋼法蘭

型號(hào)：HG20594-972023/6/732

2023/6/733螺栓和螺母2023/6/734沖壓彎頭2023/6/735煨彎管2023/6/736三通或四通2023/6/737異徑管2023/6/738碳鋼高壓彎頭2023/6/739

45o、90o、180o彎頭2023/6/740閥門

閥門是介質(zhì)流通系統(tǒng)或壓力系統(tǒng)中的一種設(shè)施，它用來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量或壓力。其功能包括切斷或接通介質(zhì)、控制流量、改變介質(zhì)流向、防止介質(zhì)回流、控制壓力或泄放壓力。閥門的這些功能通?？空{(diào)節(jié)閥門關(guān)閉件的位置來實(shí)現(xiàn)，這種調(diào)節(jié)可采用手工操作，也可以采用自動(dòng)控制。本節(jié)將著重討論手動(dòng)閥。2023/6/741閥門的分類1按用途分：切斷閥、調(diào)節(jié)閥、止回閥、分流閥、安全閥等；2按驅(qū)動(dòng)形式分：手動(dòng)閥、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)閥、自動(dòng)閥；2按驅(qū)動(dòng)形式分：3按公稱壓力分：真空閥、低壓閥、中壓閥、高壓閥、超高壓閥；4按工作溫度分：真空閥、低壓閥、中壓閥、高壓閥、超高壓閥；高溫閥、中溫閥、常溫閥、低溫閥、超低溫閥；2023/6/742閥門通用分類法：這種分類法是既按閥門的工作原理和用途來劃分，同時(shí)又考慮閥門結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，這是目前國內(nèi)外最常用的分類方法。一般分為：閘閥、截止閥、止回閥、蝶閥、旋塞閥、球閥、夾管閥、隔膜閥、柱塞閥等。閥門通用分類法：公稱壓力和公稱通徑。2023/6/743球閥

球閥的閥瓣為一中間有通道的球體，球體環(huán)繞自己的軸心作90o旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)閥門的開閉。球閥開閉迅速，一般用于需要快速啟閉或要求阻力小的場合，可用于水、油等介質(zhì)，也可適用于漿料、粘性物料甚至是帶懸浮顆粒的介質(zhì)。2023/6/744手動(dòng)球閥系列2023/6/745自動(dòng)球閥系列2023/6/746隔膜閥隔膜閥利用彈性隔膜阻擋流體通過，其閥桿不與介質(zhì)直接接觸，所以不采用填料函。隔膜閥適用于輸送氣體、液體、粘性流體和腐蝕性介質(zhì)，隔膜材料采用橡膠或聚四氟制作，因此隔膜閥的最大特點(diǎn)是耐強(qiáng)腐蝕。2023/6/747蝶閥

蝶閥的啟閉件是一個(gè)圓盤形的閥板，在閥體內(nèi)繞自身的中心線旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到閥門的啟閉或調(diào)節(jié)閥門的開度大小。蝶閥適用于氣體、油、工藝過程和輸水管道等。特點(diǎn)：切斷性能好、流通阻力小、有良好的調(diào)節(jié)性能、結(jié)構(gòu)緊湊尺寸小便于配管、重量輕安裝及固定容易、結(jié)構(gòu)簡單維修方便、可實(shí)現(xiàn)快速切斷、可用于帶懸浮顆粒的介質(zhì)。2023/6/748蝶閥系列2023/6/749截止閥

截止閥的啟閉件是塞形閥瓣，密封面呈平面或錐面；截止閥的閥座垂直于流體方向，流體經(jīng)過閥門時(shí)方向產(chǎn)生改變，因而阻力較大；由于流體流經(jīng)閥座在此位置容易沉積固體而影響密封性，因此截止閥一般不用于帶懸浮固體的液體物料。截止閥可以用作切斷介質(zhì)用，并且適合于需頻繁開啟的場合。2023/6/750截止閥系列2023/6/751疏水閥系列節(jié)能型閥門，主要用于汽水分離。2023/6/752閘閥

閘閥的啟閉件是閥板，閥板的運(yùn)動(dòng)方向與流體流動(dòng)方向垂直。閘閥廣泛應(yīng)用于各種介質(zhì)的啟閉，其通道通常是全徑型直通道，因而壓力降很小。

特點(diǎn)：流體方向不變阻力小、適于作切斷不宜調(diào)節(jié)流量、連接尺寸小、不適于帶固體的流體、密封面易損壞維修麻煩、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。2023/6/753閘閥系列2023/6/754管道的設(shè)計(jì)與安裝前提：在管道設(shè)計(jì)安裝之前，須有如下必要的資料：1裝置設(shè)備的平、立面布置圖；2管道材料規(guī)格（管路等級(jí)）；3設(shè)備設(shè)計(jì)簡圖；4儀表規(guī)格等等。2023/6/755管道設(shè)計(jì)與安裝的一般原則1管道應(yīng)成組、成排地布置，這是為了強(qiáng)調(diào)美觀和確保管道支架的經(jīng)濟(jì)性；2設(shè)備間的管道連接，應(yīng)盡可能地短而直，如泵的入口管道、壓縮機(jī)的入口管道、加熱爐的出口管道、再沸器管道及真空管道等。同時(shí)又要有一定的柔韌性，以減少人工補(bǔ)償器和由熱膨脹、位移所產(chǎn)生的力和力矩；3由于管法蘭處容易泄漏，對于高溫高壓管道應(yīng)盡量避免采用法蘭連接，而改用焊接，法蘭連接不僅易泄漏而且價(jià)格高；4在輸送腐蝕性介質(zhì)的管道上安裝的法蘭應(yīng)設(shè)置塑料保護(hù)罩，并且在通道上部不得設(shè)置法蘭，以防泄漏發(fā)生安全事故；5管道穿越樓板、平臺(tái)、屋面及墻壁時(shí)要加保護(hù)套管，套管直徑應(yīng)大于法蘭直徑或管道保溫后的直徑；2023/6/7566地下管道穿越鐵路、公路、水渠時(shí)要采取保護(hù)措施，一般采用舊鋼管做保護(hù)套管，其直徑比被保護(hù)的管道大兩個(gè)等級(jí)；7盡可能不采用管溝敷設(shè)管道，若必須設(shè)計(jì)管溝時(shí)在閥門和法蘭處須留有足夠的檢修空間，管溝內(nèi)須有排水設(shè)施；8地下管道應(yīng)埋設(shè)在冰凍線以下，以免凍壞，埋地管道的閥門應(yīng)安裝在閥門井內(nèi)；氣體和蒸汽管道應(yīng)從主管上部引出支管，以減少冷凝液的攜帶排液口設(shè)置在底部以排盡冷凝液；10管托的設(shè)計(jì)要求；11裝卸車設(shè)施的管道安裝要求；12管架的布置要求。管道設(shè)計(jì)與安裝的一般原則2023/6/757閥門安裝要領(lǐng)閥門安裝的位置1閥門應(yīng)集中于管架外部，必要時(shí)設(shè)計(jì)操作平臺(tái)；2操作閥門的適宜位置在1200mm上下，管道或設(shè)備上的閥門不得在人的頭部高度民主范圍內(nèi)，以免造成頭部傷害的危險(xiǎn)；3較大的閥門附近應(yīng)設(shè)置支架，避免閥門連接法蘭受力；4大型閥門的安裝須利用吊車或吊柱；5高處安裝的閥門手輪不宜向下，以免閥門泄漏造成事故；6水平管道上安裝的閥門，手輪方向要求：垂直向上、水平等；7安裝在低處的閥門若操作不頻繁者可以接延伸桿；8事故處理閥門的安裝位置應(yīng)盡量設(shè)置在安全地帶；9閥門應(yīng)盡量靠近主管或設(shè)備安裝。2023/6/758《化妝品術(shù)語》起草情況匯報(bào)中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所一、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)和下達(dá)時(shí)間2006年衛(wèi)生部政法司要求各標(biāo)委會(huì)都要建立自己的術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)。1ONE二、標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)研制經(jīng)費(fèi)：3.8萬三、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)意義術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)有利于行業(yè)間技術(shù)交流、提高標(biāo)準(zhǔn)一致性、消除貿(mào)易誤差，作為標(biāo)準(zhǔn)體系中的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)在各個(gè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系中均起著重要的作用。隨著我國化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)逐步加快，所涉及的術(shù)語和定義的數(shù)量也在迅速增長，在此情形下，化妝品術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)的制定就顯得尤為重要。四、標(biāo)準(zhǔn)的制訂原則1.合法性遵守《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》中關(guān)于化妝品的定義。2.協(xié)調(diào)性直接引用或修改采用的方式，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語和定義相協(xié)調(diào)。3.科學(xué)性對于沒有國標(biāo)或定義不統(tǒng)一的術(shù)語，在定義時(shí)體現(xiàn)科學(xué)性的原則。4.實(shí)用性在標(biāo)準(zhǔn)體系中出現(xiàn)頻率較高，與行業(yè)聯(lián)系較緊密的術(shù)語優(yōu)先選用。五、標(biāo)準(zhǔn)的起草經(jīng)過

第一階段：資料搜集

搜集國內(nèi)外相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)并對國外文獻(xiàn)如美國21CFR進(jìn)行翻譯。第二階段：2007年末形成初稿

初稿內(nèi)容包括一般術(shù)語、衛(wèi)生化學(xué)術(shù)語、毒理學(xué)術(shù)語、微生物術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語、人體安全和功效評(píng)價(jià)術(shù)語，常用英文成份術(shù)語等７部分。第三階段：專家統(tǒng)稿1.2007年12月第一次專家統(tǒng)稿會(huì)（修訂情況：1.在結(jié)構(gòu)上增加原料功能術(shù)語、相關(guān)國際組織和科研機(jī)構(gòu)等內(nèi)容；2.在內(nèi)容上增加一般術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語的種類，將化妝品行業(yè)的新產(chǎn)品類別納入本標(biāo)準(zhǔn)；3.對于毒理學(xué)、衛(wèi)生化學(xué)、微生物學(xué)術(shù)語進(jìn)行修改；4.刪除與化妝品聯(lián)系不緊密、無存在必要的常用英文成分術(shù)語。2.2009年1月第二次專家統(tǒng)稿會(huì)會(huì)議意見：1.修改能引用國家標(biāo)準(zhǔn)的盡量引用國家標(biāo)準(zhǔn)；對存在歧義的個(gè)別用詞進(jìn)行修改。2.刪除由于本標(biāo)準(zhǔn)中的“產(chǎn)品術(shù)語”一章和香化協(xié)會(huì)所制定的某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存在重復(fù)，因此刪除“產(chǎn)品術(shù)語”一章的內(nèi)容；對“原料功能術(shù)語”的內(nèi)容進(jìn)行梳理，刪除了20余條內(nèi)容。3.增加專家建議增加“化妝品限用物質(zhì)”等若干項(xiàng)術(shù)語。第四階段：征求意見2009年2月面向全國公開征求意見。第五階段：征求意見的處理與形成送審稿。在征求意見的處理階段再次征求了相關(guān)專家的意見。六、標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容依據(jù)1.《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》;2.《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》;3.美國21CFR；4.相關(guān)領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)如：GB5296.3-2008