1、認識化工管路2022/7/271前 言 一套化工裝置之所以能進行生產(chǎn)，是由于工藝過程所必須的機械設(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，配管材料的費用約占設(shè)備材料總費用的23%，安裝工時約占施工總工時的47%，設(shè)計工時約占工程設(shè)計總工時的40%，而且裝置能否長期安全運行與管道的設(shè)計安裝質(zhì)量密切相關(guān)。2022/7/272 管道設(shè)計與安裝是石油化工裝置設(shè)計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，也

2、要求具備土建、機械、電工、儀表、系統(tǒng)工程等廣泛的知識。 本課程在全面分析石油化工工藝管道設(shè)計理論、安裝原則、施工標準等主要內(nèi)容的同時力求理論聯(lián)系實際，突出工程實踐，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)。2022/7/273 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，其危險性和重要程度也各有不同。因此目前工程上采用管道分級的辦法，對各種管道分門別類地提出不同的設(shè)計、制造和施工驗收要求，以確保各種管道在其設(shè)計條件下能安全可靠地運行。 第一章 管道工程基礎(chǔ)2022

3、/7/2742022/7/2752022/7/276工業(yè)管道分級：管道級/類別級別名稱設(shè)計壓力/MPa級別名稱設(shè)計壓力/MPa真空管道0中壓管道1.6 P10.0低壓管道0P1.6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。2022/7/277管道的設(shè)計壓力和設(shè)計溫度設(shè)計壓力 如何確定管道的設(shè)計壓力，國際工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范規(guī)定設(shè)計壓力按下列要求確定。 一條管道的設(shè)計壓力（表壓），不應小于運行中遇到的可能內(nèi)壓或外壓與溫度相偶合時最嚴重條件下的壓力。 管道的設(shè)計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)計溫度2022/7/

4、278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表示的工作壓力。公稱壓力的符號為PN，其公制單位為MPa。50 - PN1.6 DN50 PN1.6表示公稱壓力為16atm DN50表示公稱直徑為50mm外徑: 57X3.5cs cs表示材料為普通碳素鋼 ss表示材料為特種碳素鋼2022/7/279標準號公稱壓力/MPaGB9112-880.25 0.60 1.0 1.6 2.0 2.5 4.0 5.0 10.0 15.0 25.0 42.0SH3406-961.0 2.0 5.0 6.8 10.0 15.0 25.0 42.0JB/T75-940.25 0.60

5、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國內(nèi)公稱壓力分級對照表2022/7/2710GB 9112-88 鋼制管法蘭(國標)SH 3406-96 鋼制管法蘭(中國石化總公司標準)JB/T 75-94 管路法蘭類型(機械工業(yè)部標準)HG 20592-97 鋼制管法蘭(化學工業(yè)部標準-歐)HG 20615-97 鋼制管法蘭(化學工業(yè)部標準-美)相關(guān)標準2022/7/2711公稱直徑、外徑

6、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行了標準化分級，以“公稱直徑”表示，公稱直徑的符號為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2022/7/2712公稱直徑分級公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in61/810045502211504681/4125560024120048103/8150665026125050151/2175770028130052203/42

7、0087503013505425122598003214005632/250108503415006040/3001290036160064502350149503817006865/400161000401800728034501810504219007690/500201100442000802022/7/2713第二章 管路流體力學（略）管徑的確定管道壓力降氣液兩相流動流體流速和壓力降推薦值2022/7/2714第三章 管道器材及選擇 在對各裝置工程費用的統(tǒng)計分析表明，管道工程費用約占總工程費用的1030%，而管道器材在管道工程費用中所占的比例大致如下：管子 35% 管件（彎頭、三通、異

8、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、管件和閥門的費用約占管道工程費用的85%，是管道器材費用的主要組成部分，如何合理地選擇和確定這些管道器材非常重要。2022/7/2715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2022/7/2716 無縫鋼管2022/7/2717冷流體t1t2熱流體T1T2套 管2022/7/2718翅片管2022/7/2719襯里管道襯塑管2022/7/2720管子按材質(zhì)分類金屬管：鑄鐵管、鋼管、有色金屬管。

9、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。2022/7/2721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2022/7/2722非金屬管和襯里管聚氯乙烯管（PVC管）： 廣泛應用于石油化工、污水處理、礦山等領(lǐng)域，具有良好的耐腐蝕性能、機加工性能、力學性能。 PVC管可分為0.5、0.6、1.0、1.6四個壓力等級；適應溫度范圍：-1560，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。2022/7/2723玻璃鋼管（FRP管）： 玻璃鋼管是將浸有樹脂基體的纖維增強材料，按照特定的工藝條件逐層纏繞到芯模上并進行固化

10、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/玻璃鋼復合管（PP/FRP管）：襯里管：襯橡膠、塑料、玻璃、陶瓷、搪瓷等。2022/7/2724第二節(jié) 管 件 管件在管道系統(tǒng)中起著改變走向、改變標高或改變直徑、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，選用時需要考慮的因素也很復雜。 管件的主要品種有彎頭、異徑管、三通、四通、加強管嘴、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。2022/7/2725管件的用途管件名稱用途活接頭彎頭三通、四

11、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2022/7/2726管件的選擇 管件的選擇是指根據(jù)管道級別、設(shè)計條件（P、T）、介質(zhì)特性、材料加工工藝性能、焊接性能、經(jīng)濟性以及用途來合理確定管件的溫度-壓力等級和管件的連接形式。 實際工程設(shè)計中，具體根據(jù)工程項目的管道器材選用規(guī)定、管道等級表以及管道布置要求選用管件的材料、壓力等級、連接形式和種類。 管件的連接形式多種多樣，相應的結(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。2022/7/2727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

12、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。2022/7/2728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：2022/7/2729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：2022/7/2730法蘭與法蘭蓋2022/7/2731 不銹鋼法

13、蘭 型號：ANSI B16.5 SW 不銹鋼法蘭 型號：DIN 2633、HG20595 不銹鋼法蘭 型號：ANSI B16.5 SW 不銹鋼管件 型號：ANSI B16.5 WN 不銹鋼法蘭型號：AS2129 TABLE 不銹鋼法蘭型號：AS2129 不銹鋼管件 型號：HG20595-97不銹鋼法蘭型號：HG20593-97不銹鋼法蘭型號：HG20594-972022/7/27322022/7/2733螺栓和螺母2022/7/2734沖壓彎頭2022/7/2735煨彎管2022/7/2736三通或四通2022/7/2737異徑管2022/7/2738碳鋼高壓彎頭2022/7/273945o、

14、90o、180o彎頭2022/7/2740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)閉件的位置來實現(xiàn)，這種調(diào)節(jié)可采用手工操作，也可以采用自動控制。 本節(jié)將著重討論手動閥。2022/7/2741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)動形式分：手動閥、動力驅(qū)動閥、自動閥； 2 按驅(qū)動形式分： 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

15、；高溫閥、中溫閥、常溫閥、低溫閥、超低溫閥；2022/7/2742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。2022/7/2743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)。2022/7/2744手動球閥系列2022/7/2745自動球

16、閥系列2022/7/2746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是耐強腐蝕。2022/7/2747蝶 閥 蝶閥的啟閉件是一個圓盤形的閥板，在閥體內(nèi)繞自身的中心線旋轉(zhuǎn)，從而達到閥門的啟閉或調(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： 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、可實現(xiàn)快速切斷、可用于帶懸浮顆粒的介質(zhì)。2022/7/2748蝶閥系列2022/7/

17、2749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。2022/7/2750截止閥系列2022/7/2751疏水閥系列節(jié)能型閥門，主要用于汽水分離。2022/7/2752閘 閥 閘閥的啟閉件是閥板，閥板的運動方向與流體流動方向垂直。閘閥廣泛應用于各種介質(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：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

18、適于帶固體的流體、密封面易損壞維修麻煩、結(jié)構(gòu)較復雜。2022/7/2753閘閥系列2022/7/2754管道的設(shè)計與安裝前提：在管道設(shè)計安裝之前，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）；3 設(shè)備設(shè)計簡圖；4 儀表規(guī)格等等。2022/7/2755管道設(shè)計與安裝的一般原則1 管道應成組、成排地布置，這是為了強調(diào)美觀和確保管道支架的 經(jīng)濟性；2 設(shè)備間的管道連接，應盡可能地短而直，如泵的入口管道、壓縮 機的入口管道、加熱爐的出口管道、再沸器管道及真空管道等。 同時又要有一定的柔韌性，以減少人工補償器和由熱膨脹、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格高；4 在輸送腐蝕性介質(zhì)的管道上安裝的法蘭應設(shè)置塑料