《制藥機(jī)械第二版》第七章制藥工藝管路

第七章制藥工藝管路教學(xué)目標(biāo)1．明確工藝管路在制藥工程中的作用；2．熟悉工藝管路系統(tǒng)的組成、管件參數(shù)及管路的連接方式；3．了解GMP對管路材質(zhì)及管路布置的要求。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)管子的種類第二節(jié)管徑選擇與壁厚確定第三節(jié)管件與閥門第四節(jié)管路連接第五節(jié)管路的布置和常見故障排除GMP對管路材料的要求1．管道材料應(yīng)根據(jù)所輸送物料的理化性質(zhì)和使用工況選用。采用的材料應(yīng)保證滿足工藝要求，使用可靠，不吸附和污染介質(zhì)，施工和維護(hù)方便。2．引入潔凈室（區(qū)）的明管材料應(yīng)采用不銹鋼。3．輸送純化水、注射用水、無菌介質(zhì)或成品的管道宜采用低碳優(yōu)質(zhì)不銹鋼或其他不污染物料的材料。4．工藝管道上的閥門、管件的材料應(yīng)與所在管道的材料相適應(yīng)。小知識第一節(jié)管子的種類管子按材質(zhì)分為金屬管鋼管鑄鐵管有色金屬管非金屬管塑料管玻璃鋼管陶瓷管橡膠管玻璃管一、金屬管（一）鋼管1．有縫鋼管是用鋼板或鋼帶經(jīng)過卷曲成型后焊接制成的鋼管一般焊管（不鍍鋅，俗稱黑管）鍍鋅焊管（白管）黑管白管（鍍鋅管）2．無縫鋼管鍍鋅無縫鋼管（一）鋼管不銹鋼材質(zhì)的無縫鋼管一般鋼管的規(guī)格以公稱直徑（DN）表示。公稱直徑是近似普通鋼管內(nèi)徑的一個(gè)名義尺寸。公稱直徑的單位是mm或in。每一公稱直徑對應(yīng)一個(gè)外徑，其內(nèi)徑數(shù)值隨厚度不同而不同。鋼管的規(guī)格無縫鋼管的規(guī)規(guī)格以外徑××壁厚來表示示。鋼管的規(guī)格不銹鋼無縫鋼鋼管常用規(guī)格格鋼管的規(guī)格一、金屬管（二）鑄鐵管管鑄鐵管是指用用鑄鐵澆鑄成成型的管子。。鑄鐵管用于于給水、排水水和煤氣輸送送管線。（三）有色金金屬管1．銅管2．鋁及鋁合合金管二、非金屬管管（一）塑料管管易于加工成型型、可焊性好好，耐腐蝕性性能較好。二、非金屬管管（二）玻璃鋼鋼管優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕輕、強(qiáng)度高、、耐腐蝕。缺點(diǎn)：易老化化、易變形、、耐磨性差。。二、非金屬管管（三）陶瓷管管優(yōu)點(diǎn)：耐腐蝕蝕性能好，結(jié)結(jié)構(gòu)致密，表表面光滑平整整，硬度較高高。缺點(diǎn)：耐壓能能力低，性脆脆易碎，耐熱熱性能差，二、非金屬管管（四）橡膠管管質(zhì)量輕、撓性性好，安裝拆拆卸方便，對對多種酸堿液液具有耐蝕性性能。橡膠管為軟管管，多用作制制藥工藝管路路的撓性連接接件。二、非金屬管管（五）玻璃管管優(yōu)點(diǎn)：透明、、耐腐蝕、阻阻力小、價(jià)格格低等，缺點(diǎn)：質(zhì)脆，，不耐沖擊和和振動(dòng)。玻璃管在制藥藥生產(chǎn)中主要要用于需要監(jiān)監(jiān)測的管路。。其它內(nèi)涂塑外鍍鋅鋅鋼管內(nèi)外涂塑復(fù)合合鋼管第二節(jié)管管徑選擇與壁壁厚確定流體輸送管路路的管徑可根根據(jù)流體的流流量和流速來來確定流量是指單位位時(shí)間內(nèi)，通通過某一截面面的流體體積積或質(zhì)量，它它一般由制藥藥工藝條件所所決定。流速是指流體體單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)在流動(dòng)方向向上通過的距距離，它一般般由技術(shù)人員員按有關(guān)規(guī)范范確定。一、管徑選擇擇（一）流速的的確定確定流速時(shí)，，應(yīng)在滿足制制藥工藝條件件的前提下，，在操作費(fèi)用用和基建費(fèi)用用之間通過經(jīng)經(jīng)濟(jì)核算來確確定適宜流速速，使操作費(fèi)費(fèi)用和基建費(fèi)費(fèi)用的總和最最小，進(jìn)而確確定管子的直直徑。流體在管道中中的適宜流速速，與流體的的性質(zhì)及制藥藥工藝條件有有關(guān)，（二）管徑的的選用流量的計(jì)算公公式為：式中Qv：流體體積流流量，m3/s；u：流體流速，，m/s；A：流體流通截截面積，m2。（7-1）制藥生產(chǎn)中所所用管道通常常為圓管，以以A=(π/4)d2代入式(7-1)得，式中d：：圓管內(nèi)徑，，m；（7-2）若采用質(zhì)量流流量，由于質(zhì)質(zhì)量流量與體體積流量的關(guān)關(guān)系為：（7-3）式中WS：流體的質(zhì)量量流量，kg/s；ρ：流體密度度，kg/m3。所以，采用質(zhì)質(zhì)量流量時(shí)管管徑計(jì)算公式式為:（7-4）由式(7-2)和(7-4)計(jì)算所所得直徑為構(gòu)構(gòu)成流通面積積的內(nèi)徑，而選擇管徑的的基本參數(shù)是是公稱直徑。。所以，應(yīng)根根據(jù)計(jì)算得到的內(nèi)徑，，圓整后選偏偏大的公稱直直徑。二、管子壁厚厚的選用式中δ：管管子計(jì)算厚度度，mm；p：管子計(jì)算壓壓力，MPa；Di：管子(內(nèi)外外)直徑，mm；〔σ〕：管管子許用應(yīng)力力，MPa；；φ：管子基本本許用應(yīng)力修修正系數(shù)。管子計(jì)算厚度度:（7-5）管子的計(jì)算厚厚度是滿足管管子承受介質(zhì)質(zhì)壓力的強(qiáng)度度要求所必需需的厚度，在在確定管壁厚厚度時(shí)，還要要考慮介質(zhì)腐腐蝕和管子制制造負(fù)偏差等等因素的影響響，應(yīng)該在計(jì)計(jì)算厚度的基基礎(chǔ)上加上厚厚度附加量，，并據(jù)此按鋼鋼管規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)選取管子厚厚度。第三節(jié)管管件與閥門一、常用的管管件1．彎頭彎彎頭是是管路中改變變管路方向的的連接管件。。彎頭用于管道道拐彎處，連連接兩根等徑徑管子；異徑彎頭用于于管道拐彎處處，連接兩根根不等徑的管管子。彎頭的種類快接彎頭內(nèi)絲彎頭異徑彎頭外絲彎頭異徑外絲彎頭承接彎頭彎頭的種類對焊彎頭快接彎頭2．三通、四四通三通管用于三三根管子匯集集的地方；四通管用于四四根管子匯集集的地方。正三通異徑四通四通異徑三通斜三通3．短管和異異徑管異徑管短管4．盲板5．活接頭內(nèi)牙活接外牙活接其它接頭異徑外接異徑內(nèi)接外絲接頭（內(nèi)接）內(nèi)絲接頭（外接）二、閥門閥門是管道系系統(tǒng)的重要組組成部件，在在生產(chǎn)過程中中起著重要作作用。閥門的主要功功能有：l）接通和截截?cái)嗔黧w；2）防止流體體倒流；3）調(diào)節(jié)流體體壓力、流量量；4）分離、混混合或分配流流體；5）保證管道道或設(shè)備安全全運(yùn)行。截止閥1-手輪；2-閥桿；3-閥瓣內(nèi)螺紋截止閥閥閘閥1-閘板；2-閘座法蘭閘閥蝶閥球閥1-閥桿；2-手柄；3球體旋塞閥止回閥升降式止回閥閥旋旋啟式止止回閥節(jié)流閥1-手輪；2-閥桿；3-閥芯8．隔膜閥1-手輪；2-閥桿；3-閥盤；4-隔膜（二）閥門的的選用閥門的選用應(yīng)應(yīng)遵循以下原原則：1、滿足生產(chǎn)產(chǎn)目的的要求求2、滿足閥門門技術(shù)規(guī)范的的要求3、經(jīng)濟(jì)性4、方便性第四節(jié)管管路連接管路連接包括括:管子與管子的的連接;管子與管件、、閥門的連接接;管子與設(shè)備的的連接。聯(lián)接方法:可拆式連接法蘭聯(lián)接;螺紋聯(lián)接;承插聯(lián)接;卡箍連接。永久性連接焊接連接一、法蘭連接接法蘭連接是制制藥工藝管路路中應(yīng)用最廣廣的連接方式式。在需要經(jīng)經(jīng)常拆裝的管管段處和管道道與設(shè)備相聯(lián)聯(lián)接的地方，，大都采用法法蘭聯(lián)接。法蘭連接強(qiáng)度度高、拆卸方方便、適應(yīng)范范圍廣。二、螺紋連接接螺紋連接是一一種廣泛使用用的可拆卸的的固定連接，，具有結(jié)構(gòu)簡簡單、連接可可靠、裝拆方方便等優(yōu)點(diǎn)。。螺紋連接是通通過內(nèi)外管螺螺紋擰緊而實(shí)實(shí)現(xiàn)的。螺紋連接有三三種形式：1.兩段外絲絲管通過管內(nèi)內(nèi)絲的連接（內(nèi)牙管連接接）2.內(nèi)絲管管通過外絲（（外牙）的連連接3.通過活活管接的連接接活管接連接時(shí)時(shí)，可不轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)兩連接管而而將兩者分開開。三、焊接連接接焊接是通過加加熱的方法，，使兩個(gè)管子子間結(jié)合而連連接成整體的的過程。焊接接連接密封性性能好、連接接強(qiáng)度高，可可適用于承受受各種壓力和和溫度、無須須經(jīng)常拆卸的的管路上。焊接連接，既既可用于金屬屬，也可用于于非金屬。四、承插式連連接承插式連接適適用于壓力不不大，密封性性要求不高的的場合。聯(lián)接接時(shí)，一般在在承插口的槽槽內(nèi)先填入麻麻絲、棉線或或石棉繩，然然后再用石棉棉水泥或鉛等等材料填實(shí)，，還可在承插插口內(nèi)填入橡橡膠密封環(huán)，，使其具有較較好的柔性。。五、卡箍連接接也叫溝槽連接接件。卡箍連連接具有操作作簡單、不影影響管道原有有的特性、施施工安全及維維修方便的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。起連接密封作作用的溝槽連連接管件主要要有三部分組組成：密封橡膠圈、、卡箍和鎖緊緊螺栓。第五節(jié)管管路的布置和和常見故障排排除一、管路的布布置制藥工藝管路路將各制藥設(shè)設(shè)備連接起來來，以保障生生產(chǎn)的正常進(jìn)進(jìn)行。所以管管路布置既要要考慮生產(chǎn)工工藝的要求要要求，又要考考慮經(jīng)濟(jì)要求求和操作的方方便與安全性性。二、管路常見見故障及排除除方法管路的故障排排除是在認(rèn)真真做好管路維維護(hù)工作的前前提下進(jìn)行的的。認(rèn)真做好日常常巡回檢查，，準(zhǔn)確判斷管管內(nèi)介質(zhì)的流流動(dòng)情況和管管件的工作狀狀態(tài)；適時(shí)做好管路路的防腐和防防護(hù)工作，并并定期檢查管管路的保溫設(shè)設(shè)施是否完好好；及時(shí)排放管路路的油污、積積水和冷凝液液，及時(shí)清洗洗沉淀物和疏疏通堵塞部位位；定期檢查管路路的腐蝕和磨磨損情況；檢查管路的振振動(dòng)情況；察看管架有有無松動(dòng)；；檢查管路各各接口處是是否有泄漏漏現(xiàn)象；檢查各活動(dòng)動(dòng)部件的潤潤滑情況；；對管路安全全裝置進(jìn)行行定期檢查查和校驗(yàn)調(diào)調(diào)整等。管路常見故故障參見教教材。本章小結(jié)工藝管路是是由管子、、閥門通過過相應(yīng)的管管件連接而而成的。在在制藥過程程中工藝管管路按工藝藝流程把各各種制藥設(shè)設(shè)備連接起起來，通過過輸送各種種流體保證證制劑生產(chǎn)產(chǎn)順利進(jìn)行行。不同的生產(chǎn)產(chǎn)工藝流程程對管路種種類、材質(zhì)質(zhì)的要求不不同。管子子、管件及及閥門材質(zhì)質(zhì)的選擇，，首先要考考慮其是否否符合GMP的要求求，其次要要考慮是否否符合管、、管件及閥閥門的技術(shù)術(shù)參數(shù)和管管路安裝規(guī)規(guī)范的要求求。管路的連接接方式分為為永久性連連接和可拆拆卸連接，，制藥工藝藝管路的連連接多采用用可拆卸連連接。一、填空空題：1.工藝藝管路由由、和組成。2.制制藥工藝藝管路用用管分為為和。3.工工藝管路路中閥門門的作用用①；②；③。4.管管與管件件的連接接方式有有①；②；③；④；⑤；5.為為防止因因溫度升升高對管管路造成成的破壞壞作用，，管路設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)應(yīng)考慮安安裝。目標(biāo)檢測測二、選擇擇題：（一）單單項(xiàng)選擇擇題：1.制制藥生產(chǎn)產(chǎn)中水蒸蒸氣輸送送一般選選用（））A．黑管管B．．鍍鋅管管C．．不銹鋼鋼管D．鑄鐵鐵管2.不不能能改改變變流流體體流流動(dòng)動(dòng)方方向向的的閥閥門門是是（（））A．．球球閥閥B．．閘閘閥閥C．．止止回回閥閥D．．減減壓壓閥閥3.用用““ΦΦ外外徑徑mm××壁壁厚厚mm””來來表表示示規(guī)規(guī)格格的的是是()A．．鍍鍍鋅鋅管管B．．鋼鋼管管C．．玻玻璃璃管管D．．塑塑料料管管4.為為防防止止流流體體逆逆向向流流動(dòng)動(dòng)管管路路中中應(yīng)應(yīng)安安裝裝（（））A．．球球閥閥B．．隔隔膜膜閥閥C．．止止回回閥閥D．．旋旋塞塞閥閥5.管管件件中中連連接接管管路路支支管管的的部部件件稱稱為為()。。A．．彎彎頭頭B．．三三通通或或四四通通C．．短短管管D．．活活接接頭頭（二二））多多項(xiàng)項(xiàng)選選擇擇題題：：1．．注注射射用用水水的的輸輸送送管管路路不不宜宜選選用用（（））A．．鍍鍍鋅鋅管管B．．不不銹銹鋼鋼管管C．．玻玻璃璃管管D．．聚聚乙乙烯烯管管2．．管管件件通通常常包包括括（（））A．．彎彎頭頭B．．短短管管C．．三三通通D．．閥閥門門3．．不不能能用用于于輸輸送送含含有有懸懸浮浮物物質(zhì)質(zhì)流流體體的的是是()A．．旋旋塞塞閥閥B．．截截止止閥閥C．．節(jié)節(jié)流流閥閥D．．閘閘閥閥4．．制制藥藥工工藝藝管管路路的的組組件件有有（（））A．．管管子子B．．管管連連接接件件C．．管管子子支支撐撐件件D．．閥閥門門5．．具具有有節(jié)節(jié)流流和和控控制制流流量量作作用用的的閥閥門門是是（（））A．．球球閥閥B．．閘閘閥閥C