文檔管道講義

管道知識第一節(jié)基礎(chǔ)知識一、名詞解釋

（1）管子斷面的幾何形狀為封閉形，并有一定壁厚和長度、外表形狀均勻的構(gòu)件。主要是用于流體介質(zhì)的輸送通道。（2）管材管子的構(gòu)成材料。

（3）管段構(gòu)成管線的最基本單元或安裝管線時的最基本單元，能獨(dú)立進(jìn)行加工的一段管子。長徑比很小的管段稱為短管、管節(jié)或短節(jié)。（4）管線由管段、管件以及閥門等組成，與機(jī)器、設(shè)備連接，用以輸送相同壓力、流量或溫度的介質(zhì)而命名、編號或劃分。有時因管線太長而按機(jī)器、設(shè)備的進(jìn)出口劃分為若干線。（5）管道又稱為管路，是所有管線的統(tǒng)稱。

（6）管網(wǎng)、管道系統(tǒng)由若干管線組成的網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)，用以實現(xiàn)完整的工藝操作而構(gòu)成的管線體系。（7）管件管子的連接件。用以溝通介質(zhì)的通道或作介質(zhì)導(dǎo)流、分流、匯合、截斷甚至調(diào)節(jié)之用。廣義的管件包括閥門。二、公稱直徑根據(jù)生產(chǎn)實踐的需要，按照一定的科學(xué)規(guī)律，人為地規(guī)定一系列標(biāo)準(zhǔn)直徑，稱為公稱直徑。公稱直徑也稱為公稱通徑或名義直徑，以符號DN標(biāo)志，其后附加公稱直徑的尺寸。例如，公稱直徑為100mm，用DN100表示。對容器或設(shè)備而言，公稱直徑一般是指容器或設(shè)備的內(nèi)徑；對管道則是指管子的名義直徑，即既不是管子的內(nèi)徑，也不是管子的外徑，而是與內(nèi)徑相近的某個數(shù)值。例如，DN100的無縫鋼管，其外徑為108mm，內(nèi)徑視壁厚的不同而有多種尺寸，大部分都不等于但接近于100mm。法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的公稱有徑就是設(shè)備或管道的公稱直徑。國家灰鑄鐵管法蘭標(biāo)準(zhǔn)GB4216．2－84限定的公稱直徑為DN10～DN4000；

國家凸面對焊鋼制管法蘭標(biāo)準(zhǔn)GB9115．23－88限定的公稱直徑為DN10～DN600。管子和管路附件的公稱直徑是為了設(shè)計、制造、安裝和修理的方便而規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)直徑。一般情況下，公稱直徑的數(shù)值既不是管子內(nèi)徑，又不是管子外徑，而是與管子內(nèi)徑相接近的整數(shù)。如低壓流體輸送鋼管和無縫鋼管，其外徑為固定系列數(shù)值，其內(nèi)徑隨著壁厚的增加而減小。但是，無論其外徑或內(nèi)徑是多大的管子，都能夠與公稱直徑相同的閥件及管路附件相連接。公稱直徑用符號DN表示，其后附加公稱直徑的數(shù)值。

例如：公稱直徑為100mm，用DN100表示。對采用螺紋連接的管子，公稱直徑也可用相當(dāng)?shù)墓苈菁y尺寸（英寸，in）表示。例如：公稱直徑為100mm時用DN4′in表示。管子和管路附件的公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)見表2－2－1。

從表中可以看出，公稱直徑由1～4000mm共分為51個級別。其中15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、500、600、800、1000（以上單位為mm）等20種規(guī)格是管道工程中最常用的直徑。管子和管件的公稱直徑表2－2－1公稱直徑／mm

1840150350800140024003600

21050175400900150026003800

31565200450100016002800400042080225500110018003000

525100250600120020003200

6321253007001300220034001．低壓流體輸送的焊接鋼管低壓流體輸送鋼管是由扁鋼管坯卷成管形并沿縫焊接而成的，因為它常用來輸送水和煤氣，故俗稱為水煤氣管。水煤氣管可分為鍍鋅的和不鍍鋅的；普通的和加厚的；帶螺紋的和不帶螺紋的等類型。水煤氣鋼管廣泛應(yīng)用在小直徑的低壓管路上，如給水、煤氣、暖氣、壓縮空氣、蒸汽、凝結(jié)水、廢氣、真空及某些物料管路。普通鋼管正常工作壓力不大于0．6MPa（表壓），加厚鋼管正常工作壓力不大于1MPa（表壓）。正常工作溫度不宜超過175℃。最大水壓試驗壓力：普通鋼管為2MPa，加厚鋼管為3Mpa注：1．低壓流體輸送鋼管分不鍍鋅（黑管）和鍍鋅鋼管；帶螺紋（錐形和圓柱形螺紋）和不帶螺紋（光管）鋼管；按壁厚分普通鋼管、加厚鋼管和薄壁鋼管（較普通鋼管壁厚薄0．75mm）。

2．鋼管長度：焊接鋼管一般為4～10mm鍍鋅焊接鋼管通常為4～9m。

3．鋼管試驗水壓為：普通鋼管和薄壁鋼管2MPa；加厚鋼管3MPa。2．電焊鋼管電焊鋼管分為螺旋縫電焊鋼管及直縫電焊鋼管兩種。電焊鋼管一般用于壓力不高或無嚴(yán)格要求的管路上。電焊鋼管的正常工作溫度不宜超過200℃。螺旋縫電焊鋼管外徑為108～720mm，而直焊縫電焊鋼管又分為小直徑和大直徑電焊鋼管兩類，小直徑電焊鋼管外徑為5～152mm，大直徑電焊鋼管又稱為鋼板卷管，其外徑為150～450mm。二、無縫鋼管無縫鋼管是由圓鋼坯加熱后，經(jīng)穿管機(jī)穿孔軋制（熱軋）而成的，或者再經(jīng)過冷拔而成為外徑較小的管子，因為它沒有接縫，所以稱為無縫鋼管。無縫鋼管按照制造方法的不同，又分為熱軋無縫鋼管和冷拔無縫鋼管兩類。熱軋無縫鋼管的規(guī)格為：外徑為32～630mm，壁厚為2．5～75mm，管長為4～12．5m；冷拔無縫鋼管的規(guī)格為：外徑為2～150mm，壁厚為0．25～14mm，管長為1．5～9m。無縫鋼管強(qiáng)度高，可用在重要管路上，如高壓蒸汽和過熱蒸汽的管路，高壓水和過熱水管路，高壓氣體和液體管路，以及輸送燃燒性、爆炸性和有毒害性的物料管路等。各種熱交換器的管子大都采用無縫鋼管。中、低壓管路無縫鋼管的最高工作溫度：碳鋼為250℃；優(yōu)質(zhì)碳鋼（如10鋼）為450℃。高壓管路均用優(yōu)質(zhì)碳鋼（20鋼）制成的無縫鋼管，最高工作溫度為200℃。輸送強(qiáng)腐蝕性或高溫介質(zhì)時，采用不銹、耐酸鋼或耐熱鋼制的無縫鋼管。這種無縫鋼管也可用熱軋而成，或再冷拔成尺寸較小的管子。熱軋管的規(guī)格：外徑為6～89mm，壁厚為1～7mm，長度皆為1．5～7m。耐熱鋼管最高工作溫度為850℃。輸送高壓水時，可以采用厚壁無縫鋼管，它的外徑為12～219mm，壁厚為3．5～40mm，長度為3～4m，最高工作溫度為375℃。三、鑄鐵管鑄鐵管分為普通鑄鐵管和硅鐵管兩種類型。

1．普通鑄鐵管普通鑄鐵管一般用灰鑄鐵鑄造，耐腐蝕性好，但質(zhì)脆，不抗沖擊。常用于埋地給水管道、煤氣管道和室內(nèi)排水管道。給水鑄鐵管有低壓（P＝0．45MPa），常壓P＝0．75MPa）和高壓（P＝1MPa）三種，直徑50～1500mm，壁厚7．5～30mm，管長3m、4m、6m。管端形狀分承插式和法蘭式兩種，其中以承插式為最常用。普通排水鑄鐵管只有承插式一種。直徑50～200mm，壁厚4～7mm，長度有0．5m、1m、1．5m、2m等多種，但一般為2m。排水鑄鐵管比給水鑄鐵管壁薄，承口也淺，使用時可根據(jù)外形加以判別。第三節(jié)管材選用在管道工程的施工中，合理的選用管材，是保證工程質(zhì)量、降低工程成本的關(guān)建。管材選用的原則是既滿足使用要求，又要經(jīng)濟(jì)合理。管材選用的依據(jù)選擇管材的主要依據(jù)是管內(nèi)介質(zhì)的性質(zhì)、工作壓力和工作溫度。管材選用時，首先須滿足管內(nèi)介質(zhì)壓力和溫度的要求，然后再根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)決定選用什么樣的管道材質(zhì)。1．根據(jù)不同工作壓力和溫度選用管材根據(jù)不同壓力和溫度選用管材，較為準(zhǔn)確的方法是通過管道本體強(qiáng)度計算和壁厚計算。在不同的溫度條件下，隨著輸送介溫度的升高，使用強(qiáng)度是逐漸降低的，也就是說，隨著使用溫度的升高，工作壓力也相應(yīng)下降，才能保證管子的安全運(yùn)行。另外，在一定的溫度條件下，隨著輸送介質(zhì)壓力的升高，對管材的強(qiáng)度要求也愈高，也就是說，要想使管材在一定溫度下安全運(yùn)行，必須增加管材的強(qiáng)度和壁厚，才能保證在要求的工作壓力下運(yùn)行。2．根據(jù)管內(nèi)輸送介質(zhì)的性質(zhì)選用管材根據(jù)管內(nèi)輸送介質(zhì)的性質(zhì)選用管材時，決定于介質(zhì)對管材的影響，如腐蝕、磨損等。只有管材能夠抵抗介質(zhì)對其影響時，才能保證管道安全可靠的運(yùn)行。（1）對于中性的液體、氣體（即不呈酸性、堿性的液體、氣體），如自來水、采暖系統(tǒng)的熱水、蒸汽、蒸汽冷凝水、工作壓力不超過0．8MPa的壓縮空氣及公稱直徑不大于50mm的煤氣管道或天然氣管道等，一般采用低壓流體輸送鋼管；對于輸送壓力較高、嚴(yán)密性強(qiáng)的管道，如氨制冷管道、壓縮空氣管道、氧氣管道、乙炔管道、氫氣管道、水蒸氣管道及油管道等一般采用無縫鋼管。（2）對于有腐蝕性作用的酸、堿性液體和氣體隨著濃度的不同，采用不同材質(zhì)的管道。如輸送濃度15％～65％硫酸、干或濕的二氧化硫、60％的氫氟酸、濃度小于80％的醋酸，可采用鉛及鉛合金管道，這種管道只能在無壓和低溫下使用。（3）對于輸送脂肪酸、硫化氫、二氧化碳、濃硝酸、醋酸、蟻酸、硫的化合物及硫酸鹽等，可采用鋁及鋁合金管，使用溫度應(yīng)在200℃以下，不宜在壓力下使用。鋁管不能輸送堿液、鹽酸，特別是含氯離子化合物。（4）對于輸送壓力不超過0．3MPa，使用溫度在－10～＋40℃的大部分酸類、堿類、鹽類、碳?xì)浠衔锛坝袡C(jī)溶劑等介質(zhì)可采用聚乙烯管或硬聚乙烯管，用它可以代替貴重的有色金屬或不銹鋼管，但是這種塑料管不耐濃度大于50％的硝酸、發(fā)煙硫酸及香族碳?xì)浠衔铩⒙然細(xì)浠衔铮ㄈ绫?、甲苯、氯苯、酮類等的）腐蝕。（5）對于輸送有劇烈磨損的強(qiáng)酸、堿腐蝕的液體可采用輝巖鑄石管，如化工廠的硫酸沸騰爐、水力排渣、熱電廠氣力及水力除渣管道均可采用輝綠碉鑄石管作襯里，以解決管道的強(qiáng)腐蝕和磨損。第四節(jié)常用閥門一、閥門的分類閥門的種類很多，按構(gòu)成材質(zhì)分鑄鐵閥門、鑄鋼閥門、鍛鋼閥門、銅閥門、不銹鋼閥門等；按連接形式分為螺紋連接閥門、法蘭連接閥門、焊接閥門等；按驅(qū)動方式分為手動閥門、電動閥門、電磁閥門、液壓閥門、氣動閥門、自動閥門等；按壓力分為低壓閥門、中壓閥門、高壓閥門等；但最常用的還是按構(gòu)造、形狀及用途將閥門分為閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、隔膜閥、旋塞閥、節(jié)流閥、安全閥、減壓閥、疏水閥等。二、閥門的型號閥門的型號由七個單元組成、分別表示閥門的類別、驅(qū)動方式、連接形式、結(jié)構(gòu)形式、密封圈或襯里材料、公稱壓力及閥體材料。各單元的排列順序及表示的意義如下：閥門類別：閘閥Z 截止閥J 止回閥H 旋塞X 減壓閥Y 球閥Q 電磁閥ZCLF疏水器S 安全閥A 調(diào)節(jié)閥T 隔膜閥G 蝶閥D 節(jié)流閥L1、截止閥截止閥是由閥座、閥盤、墊片、閥體、閥蓋、填料、手輪等部件組成。

截止閥在管路上主要起開啟和關(guān)閉的作用。它的主要啟閉零件是閥盤和閥座，當(dāng)圓盤形的閥盤沿閥座的軸線離開和壓緊閥座時，即實現(xiàn)了閥門的開啟和關(guān)閉。閥盤與閥座間經(jīng)研磨配合或裝有密封圈，使二者密封面嚴(yán)密貼合。閥盤的升降由閥桿來控制，閥桿頂端裝有手輪，中部有螺紋及填料函密封段，保護(hù)閥桿免受外界腐蝕。為了防止閥內(nèi)介質(zhì)沿閥桿流出，采用填料壓蓋壓緊填料實現(xiàn)密封。截止閥的類型很多，閥體形式一般分為標(biāo)準(zhǔn)式、角式和直流式三種。截止閥的閥體內(nèi)腔左右兩側(cè)不對稱，安裝時必須注意介質(zhì)的流向。在安裝時要求介質(zhì)從閥盤的下面向上流動，因為這樣安裝，一個優(yōu)點(diǎn)是在閥門關(guān)閉后，填料函外不承壓或承壓很小，易于填料的更換和維修；另一個優(yōu)點(diǎn)是閥盤下面承受較大壓力，閥盤上面可承受介質(zhì)壓力或承壓較小，故開啟省力；只有一個密封面，關(guān)閉嚴(yán)密，且易于制作和維修。與閘閥相比，由于開啟高度小，關(guān)閉時間短，因此易于操作。其缺點(diǎn)是介質(zhì)在通過截止閥時流動阻力比閘板閥要大，特別是標(biāo)準(zhǔn)式和角式截止閥，介質(zhì)通過時流動方向要改變，流動阻力更大。截止閥主要應(yīng)用在蒸汽等氣體介質(zhì)的管路上作全開、全關(guān)使用，故俗稱汽門。截止閥不宜用于粘度較大、易沉淀、帶顆粒介質(zhì)的管道。2、閘板閥閘板閥是由閥體、閥座、閘板、閥蓋、閥桿填料壓蓋、手輪等部件組成。

閘板閥在管路中多用于全啟或全閉操作的場合。它的主要啟閉零件是閘板和閥座。閘板平面與介質(zhì)流動方向垂直，改變閘板與閥座間的相對位置，即可改變介質(zhì)流通截面的大小，從而實現(xiàn)對管路的開啟和關(guān)閉，也可用于對輸送流體流量的調(diào)節(jié)控制。閘板閥主要用在給水及熱水管路上，故又俗稱水門。閘板閥一般不用在蒸汽管路上，因為當(dāng)蒸汽壓力較高時，閘板一側(cè)受壓而難以開啟；也不適合在含有沉淀物的管路上使用，因為沉淀物積存閘板座槽內(nèi)會造成閘板關(guān)閉不嚴(yán)；閘板閥適合在全開或全關(guān)的狀態(tài)下工作，不宜用來調(diào)節(jié)流量。因為當(dāng)閘板在半開半關(guān)狀態(tài)下工作時，閘板的密封面受介質(zhì)沖刷，會造成關(guān)閉不嚴(yán)。3、旋塞閥旅塞閥是由閥體、栓塞、填料及填料壓蓋等部件組成。

旋塞閥俗稱考克，是一種快開式閥門，在管路上用作快速全開和全關(guān)使用。旋塞閥一般適用于低溫（120℃以下）、低壓（1MPa以下）下輸送含有懸浮物和結(jié)晶顆粒的液體管路及低溫、低壓介質(zhì)又要求迅速全開和全關(guān)的管路中，如低壓容器上液面指示器控制閥；旋塞閥因啟閉迅速、流量又不均勻，因此不適合用于精確調(diào)節(jié)流量的管路；因栓塞受高溫?zé)崦浺妆豢ㄗ?，也不適合用于輸送蒸汽或高溫流體的管路；另外，因急速開啟或關(guān)閉易產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，因此旋塞閥還不適合用于壓力較大的液體管路。4、球閥球閥的結(jié)構(gòu)和作用原理同旋塞閥十分相似，它是由閥體、閥蓋、密封閥座、球體和閥桿等部件組成。帶孔的球體是球閥的主要啟閉零件。利用中間開孔的球體閥芯旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉。球閥的最大優(yōu)點(diǎn)是操作方便，開關(guān)迅速，旋轉(zhuǎn)90°即可實現(xiàn)開啟和關(guān)閉，流體流動阻力小，結(jié)構(gòu)也比閘板閥、截止閥簡單，重量輕，零件少，密封面比旋塞閥容易加工，且不易擦傷，在管道工程中的應(yīng)用日益廣泛。球閥主要用于低溫、高壓和粘度較大的介質(zhì)和要求快速啟閉的管路中，而不適用于準(zhǔn)確調(diào)節(jié)流量和高溫介質(zhì)的管路。浮動球球閥一般用于中、低壓小口徑管道上；固定球球閥一般用于高壓大口徑管道上。5、蝶閥蝶閥由閥體、閥門板、閥桿與驅(qū)動裝置手柄等部件組成，靠手柄旋轉(zhuǎn)通過齒輪傳動帶動閥桿及閥門板，來實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉。蝶閥的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，啟閉迅速、省力，流體阻力小，維修方便。閥門滲漏時，只須更換密封圈即可。蝶閥一般適用于工作壓力小于0．05MPa，工作溫度為－30°～＋40℃的空氣、燃?xì)?、水為介質(zhì)的管路上，作啟閉和調(diào)節(jié)流量用。其缺點(diǎn)是嚴(yán)密性較差，不能用來精確地調(diào)節(jié)流量，橡膠密封圈容易老化而失去彈性。一般不適用于高溫、高壓的管路中。6、節(jié)流閥節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)與截止閥相似，外形上幾乎難以區(qū)別，所不同的只在閥芯。截止閥閥芯的端部是平盤狀，而節(jié)流閥的閥芯是錐形或拋物線形。節(jié)流閥通過改變流體通道面積來調(diào)節(jié)流量和壓力，使用在壓力降要求較大的管路上。因壓力降低較大，使介質(zhì)體積膨脹，所以也叫膨脹閥。節(jié)流閥按其結(jié)構(gòu)型式分為直通式和直角式兩種。節(jié)流閥主要使用在溫度較低、壓力較高的水、汽、油、氨、氨液及氮、氫氣等介質(zhì)并需要調(diào)節(jié)流量和壓力的管路上。由于節(jié)流閥的加工精度要求較高，不適合用于粘度大或含有固