工業(yè)管道及管件

1、工業(yè)管道及管件 25 / 20 工IX 道及管件 錄 目 一、管道的基本概念 二、管道的分類 1、工業(yè)管道的分類 2、公用管道的分類 三、管子的選用 1、側(cè)管種類及適用范闈 四、法蘭 1、法蘭的分類 2、法蘭密対面形式 3、法蘭的壓力一一溫度等級 4、法蘭標準 5、法蘭的特點和適用條件 五、法蘭緊固件一一螺栓、螺母 1、概述 2、法蘭螺栓長度確定 3、法蘭螺栓材質(zhì)選用 六、法蘭墊片 1、管法蘭墊片的分類 2、墊片使用范圍 七、閥門 1、閥門分類 2、閥門選用原則 3、閘閥結(jié)構(gòu)形式 4、截止閥結(jié)構(gòu)形式 5、止回閥結(jié)構(gòu)形式 6、球閥結(jié)構(gòu)形式 7、蝶閥結(jié)構(gòu)形式 8、疏水閥結(jié)構(gòu)形式 八、其它管件 一、

2、管道的基本概念 管道定義：由管道組成件和管道支承件組成，用以輸送、分配、混介、分離、排放、 計量、控制或制止流體流動的管子、管件、法蘭、螺栓連接、墊片、閥門和其他組成件或受 壓部件的裝配總成。 二、管道的分類 I、工業(yè)管道的分類 1）按介質(zhì)壓力分類： 低壓管道：0PW1.6MPa 中壓管道：1.6NlPa 10 MPa 高壓管道：10 MPa PW42MPa 2）按介質(zhì)的溫度分類： 介質(zhì)溫度小于或等于-40 C時稱為低溫管道。 介質(zhì)溫度在-40 到120 *C之間，稱為常溫管道。 介質(zhì)溫度高于120 C而不高于450 C ,稱為中溫管道。 介質(zhì)溫度高于450 C時，稱為高溫管道。 3）按介質(zhì)性

3、質(zhì)分類 分為汽水介質(zhì)管道。 腐蝕性介質(zhì)管道。 化學危險品介質(zhì)管道。 易凝固、易沉淀介質(zhì)管道。 粉粒介質(zhì)管道。 4）GB50316工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范將流體分為五類 A1類流體一一別毒流體。相當于現(xiàn)行國家標準職業(yè)性接觸毒物危害程度分級GB5044 中I級（極度危害）的毒物 A2類流體一有毒流體。相當于現(xiàn)行國家標準職業(yè)性接觸毒物危害程度分級GB5044 中II級及以卜.（高度、中度、輕度危害）的璉物。 B類流體一一此類流體在壞境或操作條件卜是一種氣體或可閃蒸產(chǎn)生氣體的液體。 C類流體一一設(shè)計壓力犬于l.OMPa,且設(shè)計溫度低于-20C、高于186C的不可燃、無 奇流體。 D類流體一一設(shè)計壓力小于或

4、等于l.OMPa和設(shè)計溫度為-20-186-C的不可燃、無毒流 體。 5）HG20225-1995化工金屬管道工程施工及驗收規(guī)范將管道所輸送的介質(zhì)分為A、 B、C、D四類 A類為輸送劇毒介質(zhì)的管道； B類為輸送可燃介質(zhì)或仃毒介質(zhì)的管道： C、D類為輸送非町燃介質(zhì)、無壽介質(zhì)的管道，其中設(shè)計壓力pWl.OMPa且設(shè)計溫度為 -29-186 的管道為D級管道。 6）SH35O1-2OO2石油化工有毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗收規(guī)范，按管道輸送介質(zhì)的 性質(zhì)及設(shè)計條件對管道進行分級，見表2-1： 管道級別 適用更區(qū) SHA （1）毒性程度為極度危害介質(zhì)管道（蘢管道除外） （2）毒性程度為高度危害介質(zhì)的丙

5、烯鷹、光氣、二硫化碳和氟化氫管 道 （3）設(shè)計壓力大于等于lO.OMPa的介質(zhì)管道. SHB （1）盍性程度為極度危害介質(zhì)的苯管道 （2）畫性程度為離度危害介質(zhì)管道（丙烯臘、光氣、二孫優(yōu)碳和氟化氫管 道除外） （3）甲類、乙類可燃氣體和甲A類液化怪、甲B類、乙A類可燃液體介 質(zhì)管道 SHC （1）畫性為中度、輕度危害介質(zhì)管道 （2）乙B類、丙類可燃液體管道 SHD 設(shè)計溫度低于-29C的低溫管道 表2-1 SH3501-2002管道分級對應(yīng)表 7）按國家質(zhì)檢總局壓力管道級別劃分 長輸管道（GA類）： 跨省天然氣管道。 公用管道（GB類）： 城市天然氣管道和城市熱管。 匚業(yè)管道（GC類）： 管道

6、級別GC1級、GC2級、GC3級 A、極度危害介質(zhì)：苯、汞及其化合物、氯乙烯、氯甲醋等 E、甲、乙類可燃氣體，甲類可燃液體 C、可燃、有毒流體介質(zhì) D、非町燃、無毒流體介質(zhì)PlO.ONIPa4.0P 10.0MPa、16.0MPa、20.0MPa、共十個壓力等級 2) SH/3406-1996屈于美洲體系 公稱壓力系列為 1.0 MPa、2.0 MPa、5.0IPa、6.8 MPa、10.0 MPa. 15.0 MPa、25.0 MPa、 42.0 MPa共八個壓力等級 3) HC20592HC20635-1997屬于歐洲體系 公稱壓力系列為 0.25MPa 0.6 MPa、1.0 MPa.

7、1.6 MPa、2.5 MPa、4.0 MPa、6.3MPa、 10.0MPax 16.0MPa、25.0MPa 共 10 個壓力等級。 4) HC20615-20626屬于美洲體系 公稱壓力系列為 2.0 MPa. 5.0 MPa、11.0 MPa、15.0 MPa、26.0 MPa、42.0 MPa /個等 級。 5）GBT91129124-2000標準屬于歐洲、美洲體系 公稱壓力系列為 0.25MPa, 0.6 MPax 1.6 MPa、2.5 MPa、4.0 MPa、6.3 MPa、10.0 MPa. 16.0 MPa 6）ANSI屬于美洲體系E 16.5 DNW600mm公稱斥力系列

8、為2.0 MPa、5.0 MPa、11.0 MPa、15.0 MPa、26.0 MPa、42.0 MPa 六個等級。 ANSI屬于美洲體系B 16.47 DNM650mm公稱壓力系列為2.0 MPa、5.0 MPa、11.0 MPa. 15.0MPa四個壓力等級。 7）JIS屬于口本工業(yè)標準 詳見附1法蘭使用表。 5、法蘭的特點和適用條件 管道法蘭是石化工業(yè)管道系統(tǒng)中最廣泛使用的一種町拆連接件，常用的管法蘭除螺紋、 活套法蘭外，其余均為焊接法蘭。 1）螺紋法蘭是利用法蘭內(nèi)孔加工的螺紋與帶螺紋的管子旋合連接的，不必焊接。因而 具有方便安裝、方便維修的特點。螺紋法蘭用于不易焊接或不能焊接的場介，在

9、溫度反復(fù)波 動或高于260C和低于一45的管道上不宜使用。 2）平焊法蘭系將管子插入法蘭內(nèi)孔中進行焊接，其有容易對中、價格便宜等特點，但 由于在法蘭面附近焊接容易引起法蘭面變形。因此一般用于圧力溫度低，不太重要的管道上, 在石化工業(yè)中大多用于公用工程管道。 3）對焊法蘭系將法蘭焊頸與管子焊端加工成一定型式的焊接坡II后直接焊接，這種法 蘭施工比較方便，法蘭強度也高，適用于法蘭處應(yīng)力校興、壓力溫度波動較人和髙溫、高壓 及0C以卜的低溫管道。石化工業(yè)中的工藝管道常用對焊法蘭。 4）承插焊法蘭與平焊法蘭相似，只是將管子插入法蘭的承插孔中進行焊接，一般用于 小【I徑管道。 5）活套法蘭是將法蘭套在管子

10、焊好的翻邊短節(jié)上，法蘭密封面加工在翻邊短節(jié)上。其 特點為法蘭本體不與介質(zhì)相接觸，法蘭與翻邊短節(jié)可分別采用不同材料。這種法蘭適用于腐 蝕性介質(zhì)的管道上，町以節(jié)省不銹鋼、有色金屬等耐鵬蝕材料。活套法蘭本身町旋轉(zhuǎn)，易于 安裝。 五、法蘭緊固件一一螺栓、螺母 1、概述 法蘭用螺栓螺母的直徑、長度和數(shù)最應(yīng)符介法蘭的要求，螺栓螺母的種類和材質(zhì)由管道 等級確定。法蘭常用螺栓分單頭螺栓（又稱六角頭螺栓）和雙頭螺栓（又稱螺柱）兩種，常 用的螺母為八角形。螺紋分粗牙和細牙兩種，粗牙普通螺紋用M及公稱直徑表示，細牙普 通螺紋用M及公稱直徑X螺距表示。中石化總公司管法蘭用緊固件標準規(guī)定小于M36的螺 栓用粗牙螺紋，M

11、36及其以匕直徑采用細牙螺紋，螺距均為3。 2、法蘭螺栓長度確定 美國ANSIB16.5規(guī)定的計算方法，供計算螺栓長度時參考。 L雙=人+11 A2(T+O.5t+d)+G+F-C L單叼+口 E=2(T+O.5t)+d + G+F+P-C 式中L雙一一雙頭螺栓的有效長度，不包括螺栓端部，mm： L單一一單頭螺栓的圓柱部分長度，包折螺栓端部，mm； A雙頭螺栓不包括負公差11的長度，111111： B單頭螺栓不包括負公差11的長度，nini： T故小法蘭厚度，min； t法蘭厚度的正公差，mm, WDN450t=3, $DN500t=4.5； d一螺母高度，mm： 般以螺栓的公稱直徑計算； G

12、墊片厚度，mm；除梯形槽法蘭為螺栓擰緊后法蘭而的間距，其他密封面的墊片 以3.2mm計： F一一光滑面法蘭兩法蘭凸臺的總高度或梯形槽面法蘭的兩法蘭槽深Z和，mm； C一一管端用小凹面法蘭時，C=4.8mm,其他C=0： P一一單頭螺栓端部長度，mm； n螺栓長度的負公差，mm： n值町用下列參考數(shù)據(jù)：螺栓冇效長度V305mm, n= 1.6mm； 305457mm, n=3.2nmi： 457mm, n=6.5mm： 螺栓長度最后應(yīng)洌整，一般洌整成以10mm為基數(shù)的長度，中石化總公司標準則以5min 為基數(shù)。 3、法蘭螺栓材質(zhì)選用 常用螺栓材質(zhì) 螺栓 螺母 使用溫度范圍 應(yīng)力范圍 As （Q2

13、75、 35） A： 20280C W2. 5Mpa 35CrMoA 30CrMo -70500 C 42Mpa 0Crl9N19 0Crl9Nil9 -196v850C V5Mpa 表51常見螺栓螺母材質(zhì)表 注意：六角頭螺母根據(jù)應(yīng)力不同，在同一公稱立徑下其尺寸不同。 六、法蘭墊片 1、管法蘭墊片的分類 1) 按墊片材質(zhì)分類 非金屬墊片：石棉、橡膠、石棉橡膠、聚四氟乙烯墊片 半金屬塑片：金屬包墊、纏繞墊、波齒墊 金屬墊：橢圓墊、八角墊、圓墊 2）按墊片形狀分類 環(huán)狀平墊片 復(fù)合型墊片 波紋型墊片 環(huán)狀墊片 2、墊片使用范圍 1）非金屬墊片 石棉橡膠板墊片：適宜溫度、壓力不高且波動校小的水、蒸汽

14、、空氣、惰性氣體等介質(zhì) 不常拆卸的連接: 普通石棉橡膠板 壓力PW2.5MPa 溫度TW30CTC： 耐油石棉橡膠板 壓力PW2.5MPa 溫度TW200C； 聚四氟乙烯墊片壓力PW4.0MPa 溫度TV250C。 注：石棉使用溫度為W300C、石墨W350C、聚四氛乙烯200250C。 2）半金屬墊片 纏繞式墊片：是半金屬墊片中瑕理想的一種，墊片的主體由V型或M型金屬帶填加不 同的軟填料用纏繞機螺旋繞制而成。為加強墊片主體相準確定位，設(shè)有金屬制內(nèi)環(huán)和外壞（定 位環(huán)）。常用的金屬帶為不銹鋼帶，軟填料為特殊石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯等。除非另 有規(guī)定，墊片的外環(huán)材料均為碳鋼，內(nèi)環(huán)材料一般與金屬帶

15、材料相同，亦可根據(jù)要求確定， 碳鋼內(nèi)外環(huán)應(yīng)進行防銹處理，具有良好的壓縮性和彈性，密封性能優(yōu)良，一般情況下都町以 使用，尤其適用于有應(yīng)力松弛、溫度壓力波動人、沖擊和振動條件卜使用適用于壓力PW 6.4MPa 溫度 TW35OC 金屬包墊適用壓力P6.4MPa 溫度T450C 3）金屬墊： 八角墊或橢圓形墊片：具冇密封可靠，可重復(fù)使用的特點，適用壓力PM2.035MPa 溫度 T$450C 600C 3、墊片標準 詳見附2墊片使用表 七、閥門 1、閥門分類 常用閥門：普通閘閥、截止閥、蝶閥、球閥、單向閥、安全閥、針形閥 2、閥門選用原則 選用閥門一般要考慮以卜原則： 1）工作溫度和壓力；2）閥門的

16、功能：3）閥門的尺寸；4）阻力損失；5）閥門的材質(zhì)； 6）輸送流體的介質(zhì)。 3、閘閥 1）閘閥的結(jié)構(gòu)形式 閘閥是指啟閉體（閘板）由閥桿帯動，沿閥座密封面作升降運動的閥門。一般結(jié)構(gòu)如附 圖 圖4-2-1閘板結(jié)構(gòu) I手輪2保桿摞母3填料山盃； 4.填料話閥孟6収頭螺桂 7 檸毎8墊片9閥申 10閘板；II閥體 優(yōu)點：流動阻力小，啟閉省力。 缺點：當閘板部分開啟時，流體會在閥板背面產(chǎn)生渦流，易引起閥板侵蝕和振動，損壞 密封面。因此閘閥不能作截流用。 模式彈性單閘板 圖4-2-2楔式剛性單閘板 圖 4一23 2）分類及特點：按閘板的區(qū)別-般分為: 楔式剛性單閘板閘閥：結(jié)構(gòu)簡單，使用町靠：楔角密封面易擦

17、傷，難修復(fù)：溫度變化 大時易卡死。 楔式彈性單閘板閘閥：結(jié)構(gòu)簡單，防卡死：使用時應(yīng)避免用力過人造成永久變形：不 適用于固體雜質(zhì)多及易結(jié)焦介質(zhì)。 楔式雙閘板閘閥：町自動調(diào)心，不易卡死及擦傷；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，閥板易脫落。不適用于 粘性介質(zhì)。 平行式雙閘板閘閥：又分為自動密封式和撐開式。自動密封式因低壓差時密封性不好 己很少用。捋開式用頂楔將閘板揑開，能強制密対且不損壞密封面。 常見故障：盤根泄漏：閥蓋密封面泄漏：閥板卡死打不開：關(guān)不嚴；傳動機構(gòu)失效。 3）使用注意事項： 不宜用于調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力和流量。 人II徑或高壓差應(yīng)加旁通閥。 對于密封性能要求高的場合，閥桿應(yīng)采用波紋管密封。 不宜過渡用力關(guān)閉； 閥桿

18、、支架和傳動機構(gòu)應(yīng)及時更換油脂保養(yǎng)。 可雙向流動。 注：人慶乙烯老區(qū)閘閥、蝶閥相關(guān)參數(shù)查詢詳見附3。 4、截止閥 1）截止閥的結(jié)構(gòu)形式 截上閥是指啟閉體（閥瓣）通過閥桿帶動、沿閥座（密封面）軸線作升降運動的閥門C 圖4-2-6截止閥和節(jié)流閥的結(jié)構(gòu) 】手輪2閥桿螺母3.閥針 4填料壓蓋5.T型螺栓6.填料 7閥盈 4； 5閥盤；6閥冷 圖4-2-14旋啟式多止回閥 1 一閥體；2-； 3閥盤；45-W#； 6通國 結(jié)構(gòu)與截止閥類似，只是沒有閥桿。閥瓣上部導(dǎo)向桿及閥蓋卜部導(dǎo)向筒相互配合，靠 自身遺力及前后介質(zhì)床力的差值來實現(xiàn)啟閉。密封性能較好。根據(jù)安裝位置的不同，一般又 分為直通升降式止回閥和立式

19、升降式止回閥。 旋啟式止回閥 該閥閥瓣呈圓盤狀，動作時繞閥座轉(zhuǎn)軸開關(guān)。流通阻力較小，適用于大II徑場介。密 封性能不如升降式。不適用于脈動場合。根據(jù)閥熄數(shù)目的多少，又分為單瓣式、雙誡式和多 瓣式。 壓緊式止回閥（附圖4-2-15） 圖4-2-15壓緊式止回閥 圖4-2-16底閥 1閥體；2閥瓣；3過濾網(wǎng) 該閥具有升降式止回閥和截止閥或角閥的綜介功能，且貝冇開閉和逆比機能，常用于 鍋爐水、蒸汽等高壓潔凈場介。關(guān)閉時務(wù)必將手輪旋緊才是可靠的。 底閥（附圖4 216） 主要用于需要灌泵的泵入I I管線，置于液 2）常見故障：閥蓋密封面泄漏；閥板脫落；關(guān)不嚴。 3）使用注意爭項： 直通式升降式止回閥應(yīng)

20、安裝在水平管線上：立式升降止回閥和底閥必須安裝在垂直 管線上，并要求介質(zhì)自下而上流動。 旋啟式止回閥-般安裝在水平管線上，也叮安裝在垂直管線和傾斜管線上。 小11徑管線選用升降式止回閥，ki I徑管線選用旋啟式止回閥。 安裝止回閥時必須保證介質(zhì)流動方向與閥體箭頭指向一致。 注：大慶乙烯老區(qū)止回閥相關(guān)參數(shù)査詢詳見附5, 6、球閥 球閥閥瓣為一個中間有通道的球體，球體國繞自己的軸心線作90旋轉(zhuǎn)以達到啟閉目 的。操作用手柄而不用手輪，只有啟閉快速、流動阻力小的特點。 1）按結(jié)構(gòu)不同一般分為浮動球閥和固定球閥兩種。 浮動球閥（附圖4 220） 圖4-2-20浮動球式球閥圖4-2-21固定球式球閥 1閥

21、桿；2上軸承；3球體；4下軸承 浮動球閥的閥體町以在令限范鬧內(nèi)浮動，靠介質(zhì)壓差將球體壓到一側(cè)密封圈上進行密 封。該閥結(jié)構(gòu)簡單，靠單側(cè)密封，密封性能較好，但啟閉力矩較犬。 固定球閥（附圖4-2-21） 固定球閥球體上下兩端被軸承固定，只能轉(zhuǎn)動，無法水平移動。密対時靠介質(zhì)壓差推 動浮動閥座壓緊在球體上達到密対效果。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形尺寸人，但使用壽命長，啟閉力 矩小。 2）常見故障：盤根泄漏；閥孟密封面泄漏；球體卡死打不開；密封面受損，關(guān)不嚴： 傳動機構(gòu)失效。 3）使用注意那項： 一般用于需快速啟閉或要求阻力小的場介，對含雜質(zhì)的物料冇優(yōu)勢： 一般不用于節(jié)流場合，要么全開要么全關(guān)，以避免密対面的損壞。

22、 7、蝶閥 蝶閥是采用圓盤式啟閉件，圓盤狀閥瓣固定于閥桿卜，閥桿旋轉(zhuǎn)90。即町完成啟閉作 用，操作簡便。當閥瓣開啟角度在20-75 M間時，流量與開啟角度成線性關(guān)系，這就是蝶閥 的節(jié)流特性。因而在許多場合蝶閥取代了截止閥和自控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥，特別是在大流量調(diào)節(jié) 場合。 1）蝶閥的結(jié)構(gòu) 蝶閥是由閥體、岡盤、閥桿和F柄組成。 圓盤（閥瓣） 圖4-2-23 中心對稱曽圓盤 圖4-2-24偏置圓盤 圖4-2-25斜賢圓盤 圖4-2-26杠桿式 中心對稱置鬪盤閥桿與圓盤均垂直放疊，圓盤通過自身中心的旋轉(zhuǎn)軸，依靠緊配介 或固定銷與圓盤固定在起。 特點：其阻流面積小、阻力降小密封面易擦傷和受壓，使用期較短、但容易更換。其 結(jié)構(gòu)如圖4-2-23所示。 偏置圓盤閥桿與圓盤都垂直放置，但支承軸與圓盤的旋轉(zhuǎn)軸中心線不雨合，而是位 于閥桿的一側(cè)。 特M 流通面積小、阻力大。但其密対性能較高.維修方便。其結(jié)構(gòu)如圖4224所示。 斜置圓盤閥桿垂直放冒；而圓盤傾斜放豐。 特點：其密封性能好。但密封圈加工和維