化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求

2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求2前言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)。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求3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)。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求4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(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)2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求52024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求62024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求7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。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求8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(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。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。設(shè)計(jì)溫度2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求9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2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求10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(guó)內(nèi)公稱壓力分級(jí)對(duì)照表2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求11GB9112-88鋼制管法蘭(國(guó)標(biāo))SH3406-96鋼制管法蘭(中國(guó)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)2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求12公稱直徑、外徑及壁厚公稱直徑為簡(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(guó)內(nèi)外公稱直徑的分級(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2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求13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/in61/810045502211504681/4125560024120048103/8150665026125050151/2175770028130052203/420087503013505425122598003214005632/250108503415006040/3001290036160064502350149503817006865/400161000401800728034501810504219007690/500201100442000802024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求14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2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求15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: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(jiàn)，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。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求16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2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求17

無(wú)縫鋼管2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求18冷流體t1t2熱流體T1T2套管2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求19翅片管2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求20襯里管道襯塑管2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求21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。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求22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2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求23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(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。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求24玻璃鋼管（FRP管）: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: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。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求25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(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。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求26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2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求27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。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。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求28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。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求29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(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:2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求30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:2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求31

法蘭與法蘭蓋2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求32

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)：HG20594-972024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求33

2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求34螺栓和螺母2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求35沖壓彎頭2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求36煨彎管2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求37三通或四通2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求38異徑管2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求39碳鋼高壓彎頭2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求40

45o、90o、180o彎頭2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求41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(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。閥門的這些功能通?？空{(diào)節(jié)閥門關(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。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求42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；2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求43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(lái)劃分，同時(shí)又考慮閥門結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，這是目前國(guó)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。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求44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(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)。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求45手動(dòng)球閥系列2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求46自動(dòng)球閥系列2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求47隔膜閥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。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求48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(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)。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求49蝶閥系列2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求50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(guò)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(kāi)啟的場(chǎng)合。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求51截止閥系列2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求52疏水閥系列節(jié)能型閥門,主要用于汽水分離。2024/9/27化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求53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