管件及安裝要求-

認(rèn)識(shí)化工管路前

言9/30/20212一套化工裝置之所以能進(jìn)行生產(chǎn)，是由于工藝過(guò)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(méi)有它人就不能生存；同樣，工藝生產(chǎn)裝置如果沒(méi)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(zhǎng)期安全運(yùn)行與管道的設(shè)計(jì)安裝質(zhì)量密切相關(guān)。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(mén)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(lèi)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)。9/30/20213管道是由管子、管件、閥門(mén)、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(wàn)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(duì)各種

管道分門(mén)別類(lèi)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)9/30/202149/30/202159/30/20216工業(yè)管道分級(jí)：9/30/20217管道級(jí)/類(lèi)別級(jí)別名稱(chēng)設(shè)計(jì)壓力/MPa級(jí)別名稱(chēng)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。管道的設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度9/30/20218設(shè)計(jì)壓力如何確定管道的設(shè)計(jì)壓力，國(guó)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。設(shè)計(jì)溫度管道的設(shè)計(jì)溫度是指正常操作過(guò)程中，由壓力和溫度構(gòu)成的最苛刻條件下的材料溫度。公稱(chēng)壓力9/30/20219公稱(chēng)壓力為管子、管件、閥門(mén)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(chēng)壓力的符號(hào)為PN，其公制單位為MPa。50-PN1.6

DN50

PN1.6表示公稱(chēng)壓力為16atmDN50表示公稱(chēng)直徑為50mm外徑:φ57X3.5cs

cs表示材料為普通碳素鋼ss表示材料為特種碳素鋼標(biāo)準(zhǔn)號(hào)公稱(chēng)壓力/MPaGB9112-880.25

0.60

1.0

1.6

2.0

2.5

4.0

5.0

10.0

15.025.0

42.0SH3406-961.0

2.0

5.0

6.8

10.0

15.0

25.0

42.0JB/T75-940.25

0.60

1.0

1.6

2.5

4.0

6.3

10.0

16.0

25.0HG-97-205920.25

0.60

1.0

1.6

2.5

4.0

6.3

10.0

16.0

25.0HG-97-206152.0

5.0

11.0

15.0

26.0

42.0國(guó)內(nèi)公稱(chēng)壓力分級(jí)對(duì)照表9/30/202110GB

9112-88鋼制管法蘭(國(guó)標(biāo))SH

3406-96鋼制管法蘭(中國(guó)石化總公司標(biāo)準(zhǔn))JB/T

75-94

管路法蘭類(lèi)型(機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn))HG

20592-97

鋼制管法蘭(化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)-歐)HG

20615-97鋼制管法蘭(化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)-美)9/30/202111相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)公稱(chēng)直徑、外徑及壁厚9/30/202112公稱(chēng)直徑為簡(jiǎn)化管道組成件的連接尺寸，便于生產(chǎn)和選用，工程上對(duì)管道直徑進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化分級(jí)，以“公稱(chēng)直徑”表示，公稱(chēng)直徑的符號(hào)為DN，公制單位為mm。公稱(chēng)直徑為表征管子、管件、閥門(mén)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(guó)內(nèi)外公稱(chēng)直徑的分級(jí)基本相同，我國(guó)采用公制、美國(guó)采用英制，具體見(jiàn)下表。外徑及壁厚公稱(chēng)直徑分級(jí)9/30/202113公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in61/810045502211504681/4125560024120048103/8150665026125050151/2175770028130052203/420087503013505425122598003214005632/250108503415006040/3001290036160064502350149503817006865/400161000401800728034501810504219007690/50020110044200080第二章

管路流體力學(xué)（略）9/30/202114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第三章

管道器材及選擇在對(duì)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：9/30/202115管子35%管件（彎頭、三通、異徑管、管帽、法蘭、墊片、緊固件）20%閥門(mén)30%保溫材料15%由此可見(jiàn)，管子、管件和閥門(mén)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。第一節(jié)

管

子9/30/202116分類(lèi)：按用途分類(lèi)，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(lèi)，可分為金屬管和非金屬管。按形狀分類(lèi)，可分為套管、翅片管、各種襯里管等無(wú)縫鋼管9/30/202117t2熱流體T1冷流體t1T2套

管9/30/202118翅片管9/30/202119襯里管道襯塑管9/30/202120管子按材質(zhì)分類(lèi)9/30/202121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。鋼管的尺寸系列9/30/202122鋼管的公稱(chēng)直徑（DN）系列鋼管的外徑系列鋼管的壁厚系列非金屬管和襯里管9/30/202123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(guò)低易開(kāi)裂過(guò)高易

老化。PVC管一般分為輕型管和重型管兩種。玻璃鋼管（FRP管）：9/30/202124玻璃鋼管是將浸有樹(shù)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(lèi)：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。第二節(jié)

管

件9/30/202125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(jiǎn)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。管件的用途9/30/202126管件名稱(chēng)用途活接頭直管與彎管的連接彎頭改變走向三通、四通管路分支異徑管改變管徑管帽、絲堵封閉管端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(lái)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(lèi)。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(duì)焊連接、螺紋連接、承插焊連接和法蘭連接四種形式。9/30/202127法蘭及緊固件9/30/202128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(lèi)型及其安裝與使用。法蘭的種類(lèi)9/30/202129管道法蘭按與管子的連接方式分成以下五種基本類(lèi)型：螺紋、、對(duì)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(duì)焊法蘭：松套法蘭：法蘭密封面9/30/202130法蘭密封面有寬面、光面、凹凸面、槽面及梯形槽面等幾種。寬面法蘭：光面法蘭：凹凸面法蘭：面法蘭：梯形槽面法蘭：法蘭與法蘭蓋9/30/202131不銹鋼法蘭型號(hào)：ANSI

B16.5

SW不銹鋼法蘭型號(hào)：DIN

2633、HG20595不銹鋼法蘭型號(hào)：ANSI

B16.5

SW不銹鋼管件型號(hào)：ANSI

B16.5

WN不銹鋼法蘭型號(hào)：AS2129

TABLE不銹鋼法蘭型號(hào)：AS21299/30/2021329/30/202133螺栓和螺母9/30/202134沖壓彎頭9/30/202135煨彎管9/30/202136三通或四通9/30/202137異徑管9/30/202138碳鋼高壓彎頭9/30/20213945o、90o、180o彎頭9/30/202140閥

門(mén)9/30/202141閥門(mén)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(lái)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(mén)的這些功能通?？空{(diào)節(jié)閥門(mén)關(guān)閉件的位置來(lái)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。閥門(mén)的分類(lèi)9/30/202142按用途分：切斷閥、調(diào)節(jié)閥、止回閥、分流閥、安全閥等；按驅(qū)動(dòng)形式分：手動(dòng)閥、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)閥、自動(dòng)閥；按公稱(chēng)壓力分：真空閥、低壓閥、中壓閥、高壓閥、超高壓閥；按工作溫度分：高溫閥、中溫閥、常溫閥、低溫閥、超低溫閥；閥門(mén)通用分類(lèi)法：9/30/202143這種分類(lèi)法是既按閥門(mén)的工作原理和用途來(lái)劃分，同時(shí)又考慮閥門(mén)結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，這是目前國(guó)內(nèi)外最常用的分類(lèi)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(mén)通用分類(lèi)法：公稱(chēng)壓力和公稱(chēng)通徑。球

閥9/30/202144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(mén)的開(kāi)閉。球閥開(kāi)閉迅速，一般用于需要快速啟閉

或要求阻力小的場(chǎng)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)。手動(dòng)球閥系列9/30/202145自動(dòng)球閥系列9/30/202146隔膜閥9/30/202147隔膜閥利用彈性隔膜阻擋流體通過(guò)，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。蝶

閥9/30/202148蝶閥的啟閉件是一個(gè)圓盤(pán)形的閥板，在閥體內(nèi)繞自身的中心線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到閥門(mén)的啟閉或調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度大小。蝶閥適用于氣體、油、工藝過(guò)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(jiǎn)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)。蝶閥系列9/30/202149截 止

閥9/30/202150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(guò)閥門(mén)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(kāi)啟的場(chǎng)合。截止閥系列9/30/202151疏水閥系列9/30/202152節(jié)能型閥門(mén)，主要用于汽水分離。閘

閥9/30/202153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。閘閥系列9/30/202154管道的設(shè)計(jì)與安裝9/30/202155前提：在管道設(shè)計(jì)安裝之前，須有如下必要的資料：裝置設(shè)備的平、立面布置圖；管道材料規(guī)格（管路等級(jí)）；設(shè)備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖；儀表規(guī)格等等。管道設(shè)計(jì)與安裝的一般原則9/30/202156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；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；由于管法蘭處容易泄漏，對(duì)于高溫高壓管道