螺紋,管道及管件

管道及管件常識（此文不是100%正確，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有細節(jié)錯誤）管道系統(tǒng)概述：為了輸送液體或氣體，必須使用各種管道，管道中除直管道用鋼管以外，還要用到各種管配件：管道拐彎時必須用彎頭，管道變徑時要用大小頭，分叉時要用三通，管道接頭與接頭相連接時要用法蘭，為達到開啟輸送介質(zhì)的目的，還要用各種閥門，為減少熱膨冷縮或頻繁振動對管道系統(tǒng)的影響，還要用膨脹節(jié)。此外，在管路上，還有與各種儀器儀表相連接的各種接頭、堵頭等。我們習慣將管道系統(tǒng)中除直管以外的其它配件統(tǒng)稱為管配件。金屬材料常識：金屬材料是我們?nèi)粘Ｉ罴肮I(yè)上應用最廣泛的材料。它主要分為鋼、鐵及有色金屬等幾類，而其中的鋼又是應用最多最普遍的材料，鋼中主要成份是鐵元素，其余部分是人為添加的合金元素及各種雜質(zhì)。正是由于這些添加的合金元素的品種不同.數(shù)量不同才形成了各種各樣的鋼，如普通碳鋼，不銹鋼，合金鋼等等，在這些添加元素中，碳C起著非常重要的作用。2.1鋼中常見化學元素：各種鋼中占多數(shù)百分比的為鐵元素（Fe），除之以外，通常還含有下列幾種元素（通常稱之為鋼中的合金元素）：C（碳）Si（硅）Mn（錳）P（磷）S（硫）以及Cr（銘）Ni（鎳）Mo（鉬）Ti（鈦）V（釩）等等。一般情況下，其中P,S為雜質(zhì)成份，越低鋼材質(zhì)量越好。2.2鋼的分類：按照鋼中添加的合金元素品種的不同，我們可以將鋼簡單地分為三大類：碳鋼.合金鋼.不銹鋼.⑴碳鋼:其中合金元素只有C,Si,Mn,P,S五種,其按照P,S雜質(zhì)含量高低，又分為普碳鋼（P,S一般＜0.040%）,和優(yōu)碳鋼（P,S一般＜0.03%）,常見鋼種有：普碳鋼：Q215A.Q235BF.優(yōu)碳鋼：20#.45#.16Mn等.這種鋼強度及韌性一般，不耐腐蝕，可用于要求不高的場合，成本最低.⑵合金鋼:除碳鋼中含有的5種元素以外，還添加了10%以下的CrMoV等元素，常見的鋼種有：15CrMo12Cr1MoV1Cr5Mo等.與碳鋼相比，合金鋼強度更高，耐溫性能也提高,但抗腐蝕性能仍較差，因此，合金鋼通常用于腐蝕不大的高溫高壓場合，如鍋爐用鋼，電廠熱蒸汽輸送等等,使用成本處于中等水平.⑶不銹鋼:通常是在碳鋼基礎上.增加了高比例的Cr，Ni等合金而成,含量比例可達20%以上。常見鋼種有：304，304L，321，316,316L，1Cr18Ni9Ti，前幾種用數(shù)字表示的鋼號為日本、美國鋼號表示方法，最后一種（1Cr18Ni9Ti）為國內(nèi)鋼號表示方法。下面以數(shù)字表示法鋼號為例，說明幾種不銹鋼成分之間的關系：作為一般性的了解，也為了便于初學者記憶，我們可以這樣認為（但不是十分準確的說法）：304 基本型鋼種，只含（C<0.08%）、Cr（?18%）、Ni（?9%）304L-----超低碳C的304（CV0.05%）就叫304L321 304+Ti（?0.5%）316 304+Mo（?2.5%）316L-----超低碳C的316（CV0.05%）就叫316L不銹鋼的強度、韌性指標是各種鋼中最好的，其最特出的優(yōu)點是抗腐蝕，在化工造紙等腐蝕性較強的場合就必須使用不銹鋼，當然，其成本也是最高的。2.3.鋼的性能表示：一種鋼性能的好壞,總要用一些指標來反映，來表示.對于鋼,我們通常用其所含的化學成份,機械性能的數(shù)值來反映其質(zhì)量和性能。機械性能通常有三個指標：抗拉強度（ob,TS）:材料在拉斷時能承受的最大外拉力。.屈服強度（os,YS）:材料發(fā)生塑性變形能承受的最小外拉力。延伸率（雄EL）：材料在拉斷后，在長度方向上延長的百分比，此值越大，說明材料的塑性越好。有時，還用硬度值、沖擊韌性值等反映材料性能。我們最常見的碳鋼20#,Q235及國外的SS400,SS41,St37等等，它們的性能是非常接近的，或者說基本可以相互替代，它們的有關參數(shù)大致如下：C：0.18-0.21%Si:0.30%Mn:0.5%P,S0.025%TS:?550MpaYS:~260MpaEL:?25%2.4鋼的組織及其變化鋼為什么會有性能的差別，其實與鋼的內(nèi)部組織結構有關。通過顯微鏡可以看出，鋼的內(nèi)部是由許多不同的象細胞一樣的小塊塊疊積而成的，再仔細觀察，這些小塊塊其實歸屬于幾種不同類別，我們通常將同一類的小塊塊稱為一種“相”或一種“體”。如我們平時所說的奧氏體、鐵素體就是指鋼中最常見的兩種組織結構，也就是兩種相。一種鋼中含有哪些相，每一種相所占的比例多少，相的形態(tài)如何，這些都直接影響鋼的性能。也就是說，如果鋼中相的類型，比例，形態(tài)發(fā)生變化，鋼的性能就要跟著發(fā)生變化。那末，哪些因素會促使這些年變化呢？顯然，鋼的成分的變化肯定會影響鋼的性能的變化，而對于成份固定的某一種鋼來說，比如20#鋼，或者304L，當它們被進行形變加工，進行熱處理時，其性能也會發(fā)生變化。歸納起來，影響鋼的性能的主要因素是：成份，變形和溫度。2.5鋼的熱處理：為了使某種鋼達到我們所希望的最佳性能，必須使其內(nèi)部組織結構穩(wěn)定于某一種穩(wěn)定的結構狀態(tài)。在很多情況下，我們都必須對鋼進行熱處理。因為我們的很多產(chǎn)品都是經(jīng)過加工變形而成的，上面提到經(jīng)變形的鋼，其組織結構就要發(fā)生變化，也就是說，鋼的性能就發(fā)生了變化，而這種變化往往是我們所不愿意的，這時我們就必須采取熱處理的辦法來消除這些變化，恢復鋼的本來特性。當然，我們還有因為其他考慮，進行其它方式的熱處理。幾種鋼經(jīng)冷，熱變形后的熱處理方法參見附表1。2.6鋼號表示方法：世界各國鋼號表示方法不盡一樣,但多數(shù)按兩類方法來表示:一類以含有的合金之素及其含量來表示,一類以鋼種代號及強度數(shù)值來表示。例如：20#--表示含碳量為0.20%左右的優(yōu)碳鋼45#--表示碳量為0.45%左右的優(yōu)碳鋼1Cr18Ni9Ti—表示含碳量:0.1%以下Cr18%左右Ni9%左右Ti:含少許0Cr18Ni9—表示含碳量極低,M0.08%Cr18%左右Ni9%左右Q235-----表示屈服強度〉235MPA的普碳鋼SS400---表示抗拉強度〉400MPA的優(yōu)碳鋼2.7常用鋼鐵代號，成份性能按照碳鋼、合金鋼、不銹鋼三大類，我們匯總如附表2：管道系統(tǒng)常識3.1管道常用材料：管道中常用的原材料有：板材、管材和鍛件。⑴板材:常見板材有卷板、平板和開平板.卷板通常成卷交貨，優(yōu)點是可根據(jù)需要任意截取長度，缺點是必須有相應的開卷設備，板面平整度一般.平板通常是成張交貨，優(yōu)點是板面平整，便于運輸，使用缺點是有時板材使用率較低.開平板是將卷板通過剪板機剪成一塊塊經(jīng)板面平整后而成的.區(qū)分平板和開平板的方法，除觀察其表面及邊緣平整度，光滑度外,還有一簡便方法:真正的平板，每張上均有鋼廠出廠時的標記，如廠家、規(guī)格、鋼號等字樣,而在開平板上就沒有這些記號.板材理論重量計算公式為：碳鋼板理重=長*寬*厚*7.85/106（毫米為單位，重量為公斤）不銹鋼板理重=長*寬*厚*7.91/106（毫米為單位,重量為公斤）例如：一張1500*6000*6的不銹鋼板：理重=1500*6000*6*7.91=71190000，小數(shù)點前移6位=71.19Kg⑵管材:這主要指圓管，可分為焊管（直縫焊管、螺旋焊管）及無縫管.焊管（也叫有縫管）通常用于壓力較低（20KG/CM2）的管道，其中螺旋焊管又主要用于大口徑（如DN400以上）系統(tǒng),因此，其壁厚一般較?。ㄍǔCH10以下）.無縫管則一般用于壓力較高的管道，由于無縫管生產(chǎn)工藝所限，我們常用的工業(yè)無縫管，通常是熱軋而成，因此市場上可供熱軋無縫管的壁厚，對于一定口徑的管材,通常是有一定下限的（一般在SCH10以上），此如：027-048壁厚>2.0057-076壁厚>3.0089-0159壁厚>3.50168-0219壁厚>4.0（0168*3市場有，但較少）0273壁厚>6.00325-0377壁厚>8.00402-0426壁厚>9.00530-0630壁厚>10.0管材每米理論重量計算公式為：碳鋼管理重=（外經(jīng)-壁厚）*壁厚*0.02466（毫米為單位，重量為公斤）不銹鋼管理重=（外經(jīng)-壁厚）*壁厚*0.02491（毫米為單位，重量為公斤））例如：一根6米長273*8的不銹鋼管：每米理重=（273-8）*8*0.02491=52.81Kg6米一根理重=52.81*6=316.86Kg（3）鍛件：鍛件通常用于制造法蘭，承插件及某些接頭。3.2管系通徑及壁厚的表示方法：（1）最簡單明了的表示方法是:管道的實際外徑*實際壁厚，例如：0114.3*6.02即表示管道外徑為114.3mm，壁厚為6.02mm。但在很多情況下，為便于設計，管道口徑多用公稱通徑來表示，例如DN100，4”等。壁厚用管標號SCHxx表示，如SCH80來表示。這些數(shù)值不代表實際外徑或?qū)嶋H壁厚，它們只是一種標識。由于世界各國使用上的習慣，某種公稱通徑（如DN100）所代表示實際外徑并不是唯一的，歸納起來，主要有兩種，一種稱公制系列（B系列），一種稱為英制系列（A系列）。因此，如果只知道公稱通徑，而不知道屬于A系列還是B系列，通常我們不能唯一確定它的實際外徑。例如DN100,如為A系列，則其代表管道外徑為114.3mm，如果采用B系列，則某代表外徑為108mm。但DN100A就代表外徑為114.3、DN100B就代表外徑為108。至于壁厚通常按照給出的管標號（如SCH20、STD、XS），查詢相關標準中的有關表格，即可查到其代表的實際壁厚。（2） 有些老設計部門，尚沿用這樣的習慣，以DNxx表示的即為公制（B系列），以英寸表示的即表示英制（A系列）。但根據(jù)目前實際情況，后一種情況，即“以英寸表示公稱通徑時，一般代表英制系列（A系列）”通常是正確的，但前一種情況已不再準確了。目前較為流行的做法是。不論公制英制均以DNxx表示。因此，凡以DNxx表示通徑而又未指出A系列、B系列的，必須明確其采用的管道系列，否則，就可能發(fā)生錯誤，如可能誤將114.3的管道錯成108管道。（3） 管道常用規(guī)格詳見附表3,其中詳細介紹了，公稱通徑，實際外徑（分A系列、B系列），不同管標號（如SCH30、STD）所對應的實際壁厚。3.3管件的分類：一般地講，在整條管線中，除直管以外的各種配件可以統(tǒng)稱為管配件。不過習慣地，我們將彎頭、三通、大小頭、管帽及各種管接頭徑稱為管件，同時將法蘭、閥門、膨脹節(jié)、管道支架等分別稱呼。以下主要就管件進行細分：依據(jù)直管與管件焊接時的焊接方式不同，可將管件分為兩大類：對焊類（BW）:管件承插（SW）及螺紋（TH）類對焊類（BW） 承插（SW）類及螺紋（TH）類彎頭、三通、大小頭、管帽彎頭、三通、變徑管、管帽各種管接頭（由令、考貝侖、單頭絲、雙頭絲、卜申、堵頭等）依據(jù)管件表面是否帶有焊縫，可將管件分為有縫管件和無縫管件兩大類，.GB12459-90即為無縫管件標準,GB/T13401-92即為有縫管件標準.管件標識：所謂管件標識，也就是對某一種管件品種，要知道哪些參數(shù)才能唯一確定，這種管件的特征。一般地講。必須知道以下參數(shù)：⑴類別（彎頭還要知道角度，彎曲半徑；大小頭還要知道是同心或偏心）⑵材質(zhì)⑶通徑大小及管制（以公稱直徑表示時，必須確認公制、英制）、⑷壁厚或管標號。⑸標準號（有時在標準號后加A或B表示管系為英制或公制）例如：45°彎頭R=1.5D,304L,DN100,SCH20,GB12459B偏心大小頭，20#,DN150BSTDANSIB16.9三通316TI@610*168*4GB/T13401當然，對生產(chǎn)計劃，訂單，詢價單還必須知道數(shù)量。.有關管道及管件的英文代號匯總：為了設計及書寫的方便，經(jīng)常用英文字母來代表有關內(nèi)容?，F(xiàn)就常見的一些代號匯總如下：類別代號全稱含義通用CSCarbonSteel碳鋼SSStainlessSteel不銹鋼BWButtWelding對焊SWSocketWelding承插焊THDThreaded螺紋NPTNormalPipeThread普通管螺紋NPTMNPTMale普通外管螺紋NPTFNPTFemale普通內(nèi)管螺紋SQSquare方型，方頭HEXHex六角頭管件E（S）Elbow(s)短半徑彎頭E(L)Elbow(l)長半徑彎頭RCConc.reducer同心大小頭REEcc.reducer偏心大小頭TRTee(R)異徑三通TCTee(C)等徑三通CCap管帽UnionUnion由令，活接頭CouplingCoupling考貝倫，束接HalfcouplingHalfcoupling半考貝侖PlugPlug堵頭BushingBushing仆申，內(nèi)外絲舉例如下：45E(L)150BSCH40,20#,GB1245945°1.5D無縫彎頭^159*7.11,20#鋼，標準GB12459-9090E(S)-300-SCH10S,304L,ANSIB16.990°1.0D無縫彎頭9323.9*4.57,304L，標準ANSIB16.9RC500*300BSCH20,15CrMo,GB/T13401-92焊縫同心大小頭9529*10/325*6.3,材質(zhì)15CrMo標準GB/T13401TR100*100*80STD,20#,GB12459無縫異徑三通114.3*114.3*6.02/88.9*5.74,20#,GB12459(為簡便見，主管也可用一個數(shù)據(jù)表示，如：TR100*80STD,100表示主管,80表示支管)C200BSCH80,316L,ANSIB16.9管帽219*12.7316L,ANSIB16.990E(L)2”1500LBSW,304,ANSIB16.1190°承插彎頭2”1500磅20#鋼,標準:ANSIB16.113.6管件常見標準：管件中最常見的標準主要有四種：GB12459-90無縫對焊管件國家標準（無縫）GB/T13401-92焊縫管件國家標準（有縫）、ANSIB16.9美標對焊管件標準（有縫或無縫）ANSIB16.11承插及螺紋管件標準（美標）有時下列標準也會用到：HG514-87化工部管件標準SHJ408-90中石化管件標準JISB2311、JISB2312、JISB2316、日本管件標準還有德國DIN標準等等。四.法蘭常識：法蘭是管道中起連接作用的重要部分，種類多，標準繁雜。由于其主要起連接作用，因此，法蘭的主要特性就是連接方式及密封形式，主導影響參數(shù)是管道壓力（介質(zhì)不同影響材質(zhì)選定）：一般地講，低壓系統(tǒng)（PN<2.5MPA）采用平焊或板式法蘭，普通突面（RF）密封，中壓系統(tǒng)（2.5-64MPA）采用對焊法蘭,RF或凹凸面（FM/M）密封，高壓系統(tǒng)（10.0MPA以上），通常采用對焊法蘭，梯型槽（RJ）密封。在低壓不銹鋼系統(tǒng)中，有時為節(jié)約成本及檢修方便，還采用松套法蘭或活套環(huán)法蘭。4.1關于法蘭標準：目前，法蘭標準比較多，國內(nèi)有GB（國家標準），JB（機械部標準），HG（化工部標準）等，國外有ANSI（美標），JIS（日標），DIN（德標）等。但目前使用較多的標準分為兩大類別：（1）以DIN標準為主的歐洲體系（包括DIN，GB，JB，HG20592）；（2）以ANSI標準為主的美洲體系（包括ANSI，GB，HG20615）。此二大類法蘭可通過表示法蘭壓力等級的標識來區(qū)分。 （JIS標準為另一類體系的標準，不屬此二類）4.2法蘭類型及標識：(1)為便于設計及表述，世界各地習慣用字母符號表示法蘭種類及密封面形式，如在HG20592,ANSIB16.5,DIN及JIS標準中均有如下表述：代號意義說明法蘭類型SO平焊法蘭Slip-onWN對焊法蘭Weld-neckPL板式法蘭PlatePJ/PR(或PJ/RJ)活套環(huán)法蘭不銹鋼焊環(huán)+碳鋼法蘭LP松套法蘭不銹鋼翻邊+碳鋼法蘭TH螺紋法蘭密封面形式-RF普通突面密封Rasedface-M凸面密封配對使用-FM凹面密封-T榫面密封配對使用-TG槽面密封-RJ梯型槽密封RingJoint-FF全平面密封FlateFace(2)確定一種法蘭的全部特征需知道以下幾個方面：1法蘭制造標準如:ANSIB16.52法蘭類型 如:對焊法蘭3公稱通經(jīng)及管制(英制或公制)如:DN150B4壓力等級 如:PN10或600LB5密封面形式如:RF6材質(zhì) 如：304L幾點說明：1某些法蘭標準與法蘭類型,密封面形式是一一對應的，即給出標準就知道了法蘭類型和密封面形式.如:JB81-59,HG5010-58.2關于管制,一般講,目前世界較通行的是英制，公制系列在國內(nèi)的一些老標準中應用較多.因此，一些老標準中僅含有公制.另外，如果通經(jīng)以英寸表示，一般就代表英制.3關于字母代號，國內(nèi)一些老標準未予采用，而HG20592-97則全面與國際接軌，采用了通用符號.4.3法蘭類型舉例：法蘭DN100PN1.6RF，20#，HG5010-58口徑DN100,壓力1.6MPA，普通突面，20#鋼,配公制管平焊法蘭WN-4”300LBRF,304,ANSIB16.5口徑4”,壓力300磅，普通突面，材質(zhì)304,配英制管平焊法蘭PJ/PRDN300(A)PN4.0RF,304/20#,HG20592-97口徑DN30