管道設計課后作業(yè)

1、1. 查閱壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)則和GBT 20801.1-2006 壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道 第1部分：總則等標準規(guī)范，并簡述壓力管道的設計類別、級別的劃分方法。答：壓力管道設計類別、級別的劃分（一）長輸管道為GA類，級別劃分為：1. 符合下列條件之一的長輸管道為GA1級：（1）輸送有毒、可燃、易爆氣體介質，設計壓力P1.6Mpa的管道； （2）輸送有毒、可燃、易爆液體介質，輸送距離（指產地、儲存庫、用戶間的用于輸送商品介質管道的直接距離）200km且管道公稱直徑DN300mm的管道； （3）輸送槳體介質，輸送距離50km且管道公稱直徑DN150mm的管道； 2. 符合下列條

2、件之一的長輸管道為GA2級：（1）輸送有毒、可燃、易爆氣體介質，設計壓力P1.6Mpa的管道；（2）GA1（2）范圍以外的管道； （3）GA1（3）范圍以外的管道。（二）公用管道為GB類，級別劃分為： 1. GB1：燃氣管道； 2. GB2：熱力管道。（三）工業(yè)管道為GC類，級別劃分為：1. 符合下列條件之一的工業(yè)管道為GC1級： （1）輸送GB5044職業(yè)性接觸毒物危害程度分級中，毒性程度為極度危害介質的管道； （2）輸送GB50160石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范及GBJ16建筑設計防火規(guī)范中規(guī)定的火災危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體介質且設計壓力P4.0MPa的管道； （3）輸送可燃流體

3、介質、有毒流體介質，設計壓力P4.0MPa且設計溫度大于等于400的管道； （4）輸送流體介質且設計壓力P10.0Mpa的管道。 2. 符合下列條件之一的工業(yè)管道為GC2級： （1）輸送GB50160石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范及GBJ16建筑設計防火規(guī)范中規(guī)定的火災危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體介質且設計壓力P4.0Mpa的管道； （2）輸送可燃流體介質、有毒流體介質，設計壓力P4.0Mpa且設計溫度大于等于400的管道； （3）輸送非可燃流體介質，無毒液體介質，設計壓力P10Mpa且設計溫度大于等于400的管道；（4）輸送液體介質，設計壓力P10.0Mpa且設計溫度400的管道。2.

4、簡述：何謂應用標準體系？管子系列標準如何分類？法蘭系列標準如何分類？管子分兩種A系列 B系列 A系列通常說是美標口徑 2”就是60B系列通常說是國標口徑 2“就是57法蘭分類方式很多按國內行業(yè)分有 化工HG 機械JB 石化SH 等等。按國家分 ANSI 美標 GB 國標 JIS 日標 DIN德標等按法蘭類型分 有 平焊PL 活套SO 對焊WN 盲板BL 松套LJ 等按材質分 碳鋼 不銹鋼 合金鋼 鑄鋼 等3簡述：管道壓力等級的概念？管道設計時設計壓力和設計溫度如何確定？什么條件是最苛刻條件？GA1,GA2,GB1,GB2,GC1,GC2低壓管道公稱壓力不超過2.5MPa中壓管道公稱壓力4-6.

5、4MPa高壓管道公稱壓力10-100MPa超高壓管道公稱壓力超過100MPa壓力管道級別的劃分6.1長輸管道為GA類，級別劃分為：6.1.1符合下列條件之一的長輸管道為GA1級：a)輸送有毒、可燃、易爆氣體介質，設計壓力P1.6MPa的管道；b)輸送有毒、可燃、易爆液體介質，輸送距離（注1）200Km且管道公稱直徑DN300mm的管道；c)輸送漿體介質，輸送距離50Km且管道公稱直徑DN150mm的管道。6.1.2符合下列條件之一的長輸管道為GA2級：a)輸送有毒、可燃、易爆氣體介質，設計壓力P1.6Mpa的管道；b)GA1b）范圍以外的長輸管道；c)GA1c)范圍以外的長輸管道。6.2公用管

6、道為GB類,級別劃分為：GB1、燃氣管道；GB2、熱力管道。6.3工業(yè)管道為GC類；級別劃分為：6.3.1符合下列條件之一的工業(yè)管道為GC1級：a)輸送GB5044職業(yè)性接觸毒物危害程度分級中，毒性程度為極度危害介質的管道；b)輸送GB50160石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范及GBJ16建筑設計防火規(guī)范中規(guī)定的火災危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體介質且設計壓力P4.0MPa的管道；c)輸送可燃流體介質、有毒流體介質，設計壓力P4.0MPa且設計溫度大于等于400的管道；d)輸送流體介質且設計壓力P10.0MPa的管道。6.3.2符合下列條件之一的工業(yè)管道為GC2級：a)輸送GB50160石油化

7、工企業(yè)設計防火規(guī)范及GBJ16建筑設計防火規(guī)范中規(guī)定的火災危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體介質且設計壓力P4.0MPa的管道；b)輸送可燃流體介質、有毒流體介質，設計壓力P4.0MPa且設計溫度400的管道；c)輸送非可燃流體介質、無毒流體介質，設計壓力P10.0MPa且設計溫度400的管道；d)輸送流體介質，設計壓力P10.0Mpa且設計溫度400的管道；注1：輸送距離指產地、儲存庫、用戶間的用于輸送商品介質管道的直接距離第二問=2管道設計溫度系指管道在正常工作過程中，在相應設計壓力下可能達到的管道材料溫度。工藝系統專業(yè)人員根據化工工藝專業(yè)提供的正常工作過程中各種工況的工作溫度，按“最

8、苛刻條件下的壓力溫度組合”來選取管道設計溫度。由工藝系統專業(yè)提出的管道設計溫度（本節(jié)中即是管道中介質的最高工作溫度）可由以下方法確定：2.6.1以傳熱計算或實測得出的正常工作過程中介質的最高工作溫度下的管道壁溫，作為設計溫度。2.6.2在不便于傳熱計算或實測管壁溫度的情況下，以正常工作過程中介質的最高（或最低）工作溫度作為管道設計溫度。2.6.2.1金屬管道a）不保溫管道1）介質溫度38管道管道設計溫度=介質最高溫度2）介質溫度38管道管道設計溫度=95%介質最高溫度b）外部保溫管道管道設計溫度=介質最高溫度c）內保溫管道（用絕熱材料襯里）管道設計溫度=傳熱計算管壁溫度或試驗實測的管壁溫度d）

9、介質溫度0時設計溫度=介質最低溫度2.6.2.2非金屬管道及非金屬襯里的金屬管道a）無環(huán)境溫度影響的管道管道設計溫度=介質最高溫度b）安裝在環(huán)境溫度高于介質最高溫度的環(huán)境中的管道（除已采取防護措施者以外）管道設計溫度=環(huán)境溫度2.6.3以化工工藝專業(yè)提出的正常工作過程中介質的正常工作溫度加（或減）一定裕量作為設計溫度，按下式確定：介質正常工作溫度為0300，設計溫度介質正常工作溫度+30介質正常工作溫度大于300，設計溫度介質正常工作溫度+152.6.4當流體介質溫度接近所選材料允許使用溫度界限時，應結合具體情況慎重選取設計溫度，以免增加投資或降低安全性。如：按2.6.3計算結果會引起更換高一

10、檔的材料時，從經濟上考慮，允許按工程設計要求，將15附加量減小，但工藝必須有措施，使運行中不至于超溫。2.7其它說明當工作壓力和對應工作溫度有各種不同工況或周期性的變動時，工藝系統設計者應將化工工藝專業(yè)提出的各種工況數據列出，并向管道材料專業(yè)加以說明。設計的基礎就是：一定要管道的，是什么材質的需要選擇，重要的是細節(jié)的東西：上面的一些配件三通，四通，彎頭，閥門，溫度計，伸縮節(jié)，過濾器，壓力表，溫度計，流量計,阻火圈等等等等安全閥，通氣閥，減壓閥，疏水器等等等等等安裝專業(yè)，設備動力專業(yè)用的就是：管道和介質外加設備，以及介質的源泉（量的東西）要做就是選擇配件和型號例如電就是利用電纜，空氣開關，開關，

11、熔斷器，漏電保護4管道應力分析主要包括哪些內容，各種分析的目的是什么？1. 進行應力分析的目的是 1) 使管道應力在規(guī)范的許用范圍內； 2) 使設備管口載荷符合制造商的要求或公認的標準； 3) 計算出作用在管道支吊架上的荷載； 4) 解決管道動力學問題； 5) 幫助配管優(yōu)化設計。 2. 管道應力分析主要包括哪些內容？各種分析的目的是什么？ 答：管道應力分析分為靜力分析和動力分析。 1) 靜力分析包括： (l)壓力荷載和持續(xù)荷載作用下的一次應力計算防止塑性變形破壞； (2)管道熱脹冷縮以及端點附加位移等位移荷載作用下的二次應力計算防止疲勞破壞； (3)管道對設備作用力的計算防止作用力太大，保證設

12、備正常運行； (4)管道支吊架的受力計算為支吊架設計提供依據； (5)管道上法蘭的受力計算防止法蘭泄漏； (6)管系位移計算防止管道碰撞和支吊點位移過大。 2) 動力分析包括： (l)管道自振頻率分析防止管道系統共振； (2)管道強迫振動響應分析控制管道振動及應力； (3)往復壓縮機氣柱頻率分析防止氣柱共振； 力分析的目的是 1)使管道應力在規(guī)范的許用范圍內； 2)使設備管口載荷符合制造商的要求或公認的標準；3)計算出作用在管道支吊架上的荷載；4)解決管道動力學問題；5)幫助配管優(yōu)化設計。 2.管道應力分析主要包括哪些內容？各種分析的目的是什么？答：管道應力分析分為靜力分析和動力分析。1)靜力

13、分析包括： (l)壓力荷載和持續(xù)荷載作用下的一次應力計算防止塑性變形破壞；(2)管道熱脹冷縮以及端點附加位移等位移荷載作用下的二次應力計算防止疲勞破壞； (3)管道對設備作用力的計算防止作用力太大，保證設備正常運行；(4)管道支吊架的受力計算為支吊架設計提供依據；(5)管道上法蘭的受力計算防止法蘭泄漏； (6)管系位移計算防止管道碰撞和支吊點位移過大。2)動力分析包括： (l)管道自振頻率分析防止管道系統共振；(2)管道強迫振動響應分析控制管道振動及應力；(3)往復壓縮機氣柱頻率分析防止氣柱共振；5常見的管道連接方法有哪些？各自的適宜使用條件如何1、 管道絲扣連接（鍍鋅鋼管、襯塑鍍鋅鋼管） 2

14、、 管道法蘭連接（需要拆卸、與設備閥門等連接）3、 管道焊接，（工作壓力在0.1MPa以上的蒸汽管道、一般管徑在32mm以上的采暖管道以及高層建筑消防管道可采用電、氣焊連接。）4、 管道承插口鏈接（一般用于室內、外鑄鐵排水管道的承插口連接）5、 管道粘接連接（管道粘接不宜在濕度很大的環(huán)境中進行，操作場所應遠離火源，防止撞擊），6、 管道卡套式鏈接（鋁塑復合管）7、 管道熱熔鏈接（目前，多用于室內生活給水PPR管、PB管的安裝）8、 銅管連接（在建筑供水系統中使用銅管，其連接方式主要有卡套式和焊接兩種）9、 溝槽式鏈接（用鋼管切割機將鋼管按所需長度切割，切口應平整，切口毛刺應用砂輪機磨平，使其端

15、面平整光滑）10、 柔性排水鑄鐵管鏈接（A型承插橡膠圈法蘭壓蓋連接W型不銹鋼卡箍內襯橡膠圈連接）11、 薄壁鋼管鏈接12、 HDPE埋地排水管道熱收縮帶鏈接6.簡答壓力管道工程材料選用的一般原則?壓力管道金屬材料的選用原則 滿足操作條件的要求 首先應根據使用條件判斷該管道是否承受壓力，屬于哪一類壓力管道。不同類別的壓力管道因其重要性各異，發(fā)生事故帶來的危害程度不同，對材料的要求也不同。同時應考慮管道的使用環(huán)境和輸送的介質以及介質對管體的腐蝕程度。例如插入海底的鋼管樁，管體在浪濺區(qū)腐蝕速度為海底土中的6倍；潮差區(qū)腐蝕速度為海底土中的4倍。在選材及防腐蝕措施上應特別關注。 可加工性要求 材料應具有

16、良好的加工性和焊接性。 耐用又經濟的要求 壓力管道，首先應安全耐用和經濟。一臺設備、一批管道工程，在投資選材前，必要時進行可行性研究，即經濟技術分析，擬選用的材料可制定數個方案，進行經濟技術分析，有些材料初始投資略高，但是使用可靠，平時維修費用?。挥械牟牧铣跏纪顿Y似乎省，但在運行中可靠性差，平時維修費用高，全壽命周期費用高。7簡述常用閥門類型并回答應從哪些方面評定閥門質量? “閥”的定義是在流體系統中，用來控制流體的方向、壓力、流量的裝置。閥門是使配管和設備內的 介質（液體、氣體、粉末）流動或停止并能控制其流量的裝置。閥門是管路流體輸送系統中控制部件，它是用來改變通路斷面和介質流動方向，具有導

17、流、截止、調節(jié)、節(jié)流、止回、分流或溢流卸壓等功能。 用于流體控制的閥門，從最簡單的截止閥到極為復雜的自控系統中所用的各種閥門，其品種和規(guī)格繁多，閥門的公稱通徑從極微小的儀表閥大至通徑達10m的工業(yè)管路用閥。閥門可用于控制水、蒸汽、油品、氣體、泥漿、各種腐蝕性介質、 液態(tài)金屬和放射性流體等各種類型流體的流動 ，閥門的工作壓力可從0.0013MPa到1000MPa 的超高壓，工作溫度從-269的超低溫到1430的高溫。閥門的控制可采用多種傳動方式， 如手動、電動、液動、氣動、蝸輪、電磁動、電磁液動、電液動、氣液動、正齒輪、傘齒輪驅動等；可以在壓力、溫度或其它形式傳感信號的作用下， 按預定的要求動作

18、，或者不依賴傳感信號而進行簡單的開啟或關閉，閥門依靠驅動或自動機構使啟閉件作升降、滑移、旋擺或回轉運動， 從而改變其流道面積的大小以實現其控制功能。閥門的分類1. 按作用和用途分類（1）截斷閥：截斷閥又稱閉路閥，其作用是接通或截斷管路中的介質。截斷閥類包括閘閥、截止閥、旋塞閥、球閥、蝶閥和隔膜閥等。（2）止回閥：止回閥又稱單向閥或逆止閥，其作用是防止管路中的介質倒流。水泵吸水關的底閥也屬于止回閥類。（3）安全閥：安全閥類的作用是防止管路或裝置中的介質壓力超過規(guī)定數值，從而達到安全保護的目的。（4） 調節(jié)閥：調節(jié)閥類包括調節(jié)閥、節(jié)流閥和減壓閥，其作用是調節(jié)介質的壓力、流量等參數。（5） 分流閥：

19、分流閥類包括各種分配閥和疏水閥等，其作用是分配、分離或混合管路中的介質。（6）排氣閥:排氣閥是管道系統中必不可少的輔助元件，廣泛應用于鍋爐、空調、石油天然氣、給排水管道中。往往安裝在制高點或彎頭等處，排除管道中多余氣體、提高管道路使用效率及降低能耗。2. 按公稱壓力分類（1） 真空閥：指工作壓力低于標準大氣壓的閥門。（2） 低壓閥：指公稱壓力PN 1.6Mpa 的閥門。（3） 中壓閥：指公稱壓力PN 為2.5、4.0、6.4Mpa的閥門。（4） 高壓閥：指工稱壓力PN 為1080Mpa的閥門。（5） 超高壓閥：指公稱壓力 PN100Mpa的閥門。3. 按工作溫度分類（1） 超低溫閥：用于介質工

20、作溫度 t450的閥門。4. 按驅動方式分類（1） 自動閥是指不需要外力驅動，而是依靠介質自身的能量來使閥門動作的閥門。如安全閥、減壓閥、疏水閥、止回閥、自動調節(jié)閥等。（2） 動力驅動閥：動力驅動閥可以利用各種動力源進行驅動。電動閥：借助電力驅動的閥門。氣動閥：借助壓縮空氣驅動的閥門。液動閥：借助油等液體壓力驅動的閥門。此外還有以上幾種驅動方式的組合，如氣-電動閥等。（3） 手動閥：手動閥借助手輪、手柄、杠桿、鏈輪，由人力來操縱閥門動作。當閥門啟閉力矩較大時，可在手輪和閥桿之間設置此輪或蝸輪減速器。必要時，也可以利用萬向接頭及傳動軸進行遠距離操作。5. 按公稱通徑分類（1）小通徑閥門：公稱通徑

21、DN40mm的閥門。（2）中通徑閥門：公稱通徑DN為50300mm的閥門。 （3）大通徑閥門：公稱閥門DN為3501200mm的閥門。（4）特大通徑閥門：公稱通徑DN1400mm的閥門。6. 按結構特征分類（1）截門閥：關閉件沿著閥座中心移動；（2）旋塞閥：關閉件是柱塞或球，圍繞本身的中心線旋轉；（3）閘門形：關閉件沿著垂直閥座中心移動；（4）旋啟閥：關閉件圍繞閥座外的軸旋轉；（5）蝶閥：關閉件的圓盤，圍繞閥座內的軸旋轉；（6）滑閥：關閉件在垂直于通道的方向滑動。7. 按連接方法分類（1）螺紋連接閥門：閥體帶有內螺紋或外螺紋，與管道螺紋連接。（2）法蘭連接閥門：閥體帶有法蘭，與管道法蘭連接。（

22、3）焊接連接閥門：閥體帶有焊接坡口，與管道焊接連接。（4）卡箍連接閥門：閥體帶有夾口，與管道夾箍連接。（5）卡套連接閥門：與管道采用卡套連接。（6）對夾連接閥門：用螺栓直接將閥門及兩頭管道穿夾在一起的連接形式。8. 按閥體材料分類（1）金屬材料閥門：其閥體等零件由金屬材料制成。如鑄鐵閥、碳鋼閥、合金鋼閥、銅合金閥、鋁合金閥、鉛合金閥、鈦合金閥、蒙乃爾合金閥等。（2）非金屬材料閥門：其閥體等零件由非金屬材料制成。如塑料閥、陶 閥、搪 閥、玻璃鋼閥等。（3）金屬閥體襯里閥門：閥體外形為金屬，內部凡與介質接觸的主要表面均為襯里，如襯膠閥、 襯塑料閥、襯陶閥等。8閱讀壓力管道應力分析第一章第三節(jié)內容，

23、并抄作判斷式1.3.1的應用實例9.閱讀壓力管道應力分析第三章第二節(jié)內容，并回答公式3.2.5的適用條件。10.GB50316工業(yè)金屬管道設計對允許跨距的確定原則如何規(guī)定？1 連續(xù)敷設的水平直管段按圖3.1.1確定。 2 水平彎管的允許最大外伸尺寸按圖3.1.2確定。 3 水平形管段的最大懸伸尺寸按圖3.1.3確定。 4 帶垂直段的Z形管段其最大允許外伸及垂直段尺寸按圖3.1.4確定。 5 受集中載荷的水平直管段按圖3.1.5確定。11.回答壓力管道應力如何分類，并簡述管道應力的校核準則。在管道強度設計中采用第三強度理論，即最大剪應力強度理論。根據管狀特性,壓力管道上的應力分布劃分為:軸向應力

24、, 環(huán)向應力, 徑向應力, 剪應力.其中軸向應力包括:由作用于管道的軸向力引起的管子軸向正應力, 壓力引起的軸向正應力, 由作用于管道上的彎距引起的軸向正應力12.簡答管道柔性的概念和管道柔性設計的一般方法。在管道設計中，增加管道柔性的方法主要有：改變管道走向、選用波紋管膨脹節(jié)和彈簧支吊架。在條件允許的情況下，應首先考慮采用改變管道走向和選用彈簧支吊架的方法來增加管道柔性。當兩固定點位置一定時，增加管系的長度和彎頭的數量可以增加管道的柔性；管系在某一方向過于剛硬時，增加與其垂直方向的管道長度可減小管系的剛度。選用彈簧支吊架可使支吊架處存在垂直位移，從而將約束放松，增加管系的柔性。當管徑較大、場地收到限制且所需補償量較大時，可考慮采用波紋管膨脹節(jié)來增加管道柔性。但波紋管膨脹節(jié)制造較為復雜，價格高