管道施工技術(shù)講義

第一章管道安裝基礎(chǔ)知識

一、管子與管路附件的公稱直徑：

公稱直徑也稱公稱口徑，是各種管子與管路附件的通用口徑。它既不等

于內(nèi)徑，也不等于外徑，是一種稱呼直徑，又叫名義直徑。公稱直徑一

般用DN表示。

例：DN15的管子,內(nèi)徑為:15.75、外徑為：21.25;

DN20的管子,內(nèi)徑為：21.25、外徑為：26.75。

至于制品的實(shí)際內(nèi)徑和外徑，根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特征，由各制品的技術(shù)標(biāo)

準(zhǔn)來規(guī)定，但是，無論外徑或內(nèi)徑是多大，管子都能夠與公稱直徑相同

的管路附件相連接。

二、公稱壓力、試驗(yàn)壓力：

在工程上把某種材料（制品）在基準(zhǔn)溫度下所承受的最大工作壓力

稱為公稱壓力，用符號PN表示。

不同的材料其基準(zhǔn)溫度不同：

鑄鐵和銅制品的基準(zhǔn)溫度采用120℃,

鋼制品的基準(zhǔn)溫度采用200℃,

合金鋼制品的基準(zhǔn)溫度采用25

對制品進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)的壓力稱為試驗(yàn)壓力，用Ps表示。

管子與管路附件的公稱壓力和試驗(yàn)壓力詳見GB1048-70的規(guī)定。

試驗(yàn)壓力一般為公稱壓力的1.5倍。

1、管道按輸送介質(zhì)的分類：

按介質(zhì)壓力分類:

低壓管道：PNW1.6Mpa;

中壓管道：1.6Mpa<PN^IOMpa;

高壓管道：PN>10Mpa。

按介質(zhì)溫度分類：

常溫管道：工作溫度為-40℃?120℃;

低溫管道：工作溫度<-40℃;

中溫管道：工作溫度為121℃~450℃;

高溫管道：工作溫度>450℃。

2、管道按材質(zhì)分類：

鋼管：分無縫鋼管與有縫鋼管（也稱為焊接鋼管）。

無縫鋼管按生產(chǎn)工藝分熱扎無縫鋼管、冷撥無縫鋼管；按用途分一

般用途無縫鋼管和特殊用途無縫鋼管。

焊接鋼管有：普通焊接鋼管（俗稱黑鐵管）、鍍鋅鋼管（俗稱白鐵管）、

螺旋縫電焊鋼管（常稱為螺紋鋼管）。

鑄鐵管：按用途分給水鑄鐵管和排水鑄鐵管；按連接方式分承插連

接鑄鐵管和法蘭連接鑄鐵管。

此外，常用的管道還有：銅管、塑料管、復(fù)合管等等。

三、閥門：

掌握閥門的種類及閥門型號的表示方法：

常用的閥門有：閘閥、截止閥、蝶閥、止回閥、球閥、旋塞閥、安全

閥、減壓閥、疏水閥等。

1.閘閥：主要由閥體、閥蓋、閥桿、閥板、密封填料和驅(qū)動裝置組成。

閘閥是利用閥板的升降來控制閥門的啟閉。流體通過閘閥時(shí)流向不

變，所以流動阻力小，無介質(zhì)流動方向限制。閘閥結(jié)構(gòu)長度較小，閘

閥的閘板、密封面易被擦傷，因而嚴(yán)密性較差。閘閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造

與維修較困難，與截止閥相比成本較高。閘閥適用于水、煤氣系統(tǒng)中

供截?cái)嘟橘|(zhì)通路，不宜作調(diào)節(jié)壓力和流量。

2.截止閥：與閘閥相比，結(jié)構(gòu)簡單，制造與維修較方便，價(jià)格低，密

封性能較好，使用時(shí)間較長。截止閥的流動阻力大，介質(zhì)流動方向有

要求，只能低進(jìn)高出。主要用于水、蒸汽等系統(tǒng)中。

3.蝶閥：碟閥內(nèi)的閥瓣繞閥座內(nèi)的軸轉(zhuǎn)動，達(dá)到閥的啟閉。按驅(qū)動方

式分手動、蝸輪傳動、氣動和電動。蝶閥結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，重

量輕，適合制造較大直徑的閥。適用于水、空氣、煤氣等管路系統(tǒng)中。

4.止回閥：也叫單流閥、逆止閥，作用是自動防止介質(zhì)倒流。分升降

式和旋啟式兩類。升降式止回閥只能安裝在水平管道上，旋啟式止回

閥可安裝在水平管道與垂直管道上。安裝止回閥時(shí)注意介質(zhì)的流向，

必須使介質(zhì)流向與閥體上箭頭方向一致。

底閥是一種專用止回閥。底閥用于不能自吸或沒有真空泵抽氣引水的

水泵吸入管始端,保證水泵啟動抽水,并防止水中雜物進(jìn)入泵內(nèi)。

5.旋塞閥：又稱轉(zhuǎn)心門（俗稱“考可”），構(gòu)造簡單，水流阻力較小，

啟閉迅速，但啟閉較費(fèi)力。無介質(zhì)流向要求。常用于公稱壓力小于

1.6Mpa、溫度不超過100℃的水、煤氣、油系統(tǒng)中。

6.球閥：由閥體和中間開孔的球形閥心組成，靠旋轉(zhuǎn)球體來控制閥的

啟閉。球閥只能全開或全關(guān)，不允許作節(jié)流用。帶扳手的球閥，閥桿

頂端上刻有溝槽，當(dāng)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動扳手，溝槽與管路平行時(shí)為開啟；

逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動扳手90。，使溝槽與管路垂直時(shí)則關(guān)閉。球閥結(jié)構(gòu)簡

單，體積小，開關(guān)迅速，操作方便，流體阻力小，制作精度要求高，

由于密封結(jié)構(gòu)及材料的限制，目前生產(chǎn)的球閥不宜在高溫介質(zhì)中使

用。

7.安全閥：主要由閥座、閥瓣和加壓裝置等組成。按結(jié)構(gòu)分為杠桿式、

彈簧式和脈沖式三種。安全閥應(yīng)垂直安裝，連接安全閥的管路直徑應(yīng)

不小于安全閥進(jìn)口的公稱直徑。安全閥安裝前應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行調(diào)

試。當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時(shí)，其開啟壓力為工作壓力的1.05?1.15倍，回

座壓力應(yīng)大于工作壓力的0.9倍。每個(gè)安全閥的啟閉試驗(yàn)不應(yīng)少于三

次，調(diào)試時(shí)壓力應(yīng)穩(wěn)定。安全閥的最終調(diào)整宜在系統(tǒng)上進(jìn)行，最終調(diào)

整合格后，重作鉛封。并填寫《安全閥調(diào)整試驗(yàn)記錄》。安全閥經(jīng)調(diào)

整后，在工作壓力下不得有泄露。

8.減壓閥：是靠膜片、彈簧、活塞等敏感元件改變閥瓣與閥座的間隙

來達(dá)到減壓和自動保持出口壓力穩(wěn)定的閥門。安裝時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)如

下：應(yīng)垂直地安裝在水平管路上；閥組所需閥門一律用截止閥；安裝

前應(yīng)清除管內(nèi)灰塵、砂粒等污物；減壓閥前后壓差不得大于0.5Mpa,

否則應(yīng)二次減壓。

9.疏水閥：是用來自動排放蒸汽管道或用蒸汽的設(shè)備內(nèi)的凝結(jié)水并阻

止蒸汽泄露，防止管道中發(fā)生水錘，以保證管道或設(shè)備正常運(yùn)行的閥

件，它還能回收凝結(jié)水。常用的疏水閥有浮筒式疏水閥、鐘形浮子式

疏水閥、脈沖式疏水閥、熱動力式疏水閥、恒溫式疏水閥。疏水閥組

中旁通管的作用主要是在初次投入運(yùn)行時(shí)用來排放大量的凝結(jié)水；沖

洗管的作用是放氣和沖洗管路；檢查管的作用是檢查疏水閥的運(yùn)行情

況。

四、其他材料：

掌握工程中常用的型鋼、鋼板、麻、聚四氟乙烯帶的應(yīng)用。

鋼板分薄、中、厚三種。板厚＜4mm為薄鋼板，板厚4.5~20mm為中

鋼板，板厚222mm為厚鋼板。

聚四氟乙烯帶是用聚四氟乙烯樹脂等制成（厚0.1mm,寬約20mm、

長1?5m的薄膜帶）。聚四氟乙烯帶具有良好的耐化學(xué)腐蝕性能，使用范

圍彳艮廣，可應(yīng)用于工作溫度為-180℃~250℃的水、煤氣、氧氣及具有腐

蝕性等介質(zhì)的管螺紋之間的填料。

五、道的連接：

螺紋連接：也稱為絲扣連接，可用于介質(zhì)工作壓力不超過IMpa的給

水管道、溫度不超過120℃的熱水管道、壓力不超過0.2Mpa的蒸汽管

道以及與螺紋閥門、帶螺紋的設(shè)備等的連接。

掌握管螺紋的形式及加工方法。

管螺紋的質(zhì)量要求：螺紋長度應(yīng)符合要求，松緊適度，并應(yīng)有一定的

錐度。絲扣完整、光滑，不得出現(xiàn)亂絲和偏絲。如有斷絲或缺絲，不

得大于螺紋全扣數(shù)的10%,且不得在縱向方面相靠。常用連接螺紋的

長度要求見下表：

公稱連接管件時(shí)連接閥門時(shí)公稱連接管件時(shí)連接閥門時(shí)

直徑螺紋長度螺紋長度直徑螺紋長度螺紋長度

151412402219

201613.5502421

251815652723.5

322017803026

螺紋連接要求：按介質(zhì)性質(zhì)選用填料麻或聚四氟乙烯帶。麻或聚四氟

乙烯帶應(yīng)按順時(shí)針方向從管頭往里纏繞。要求螺紋接口端部潔凈，在

管螺紋根部應(yīng)有外露螺紋。

鋼管的焊接：

焊接連接的優(yōu)點(diǎn)：接口的強(qiáng)度和嚴(yán)密性高而成本低。

缺點(diǎn)：不可拆卸，操作工藝復(fù)雜。

焊接連接的方法：電弧焊和氧一乙煥焊。電焊焊縫的強(qiáng)度比氣焊

焊縫的強(qiáng)度高且成本低，應(yīng)優(yōu)先采用電焊。氧一乙煥焊一般適用于外

徑小于等于57毫米、壁厚小于等于3.5毫米的管道焊接。

焊接連接的要求：鋼管焊接前要求管端面應(yīng)垂直于管道中心線；在管

端部按要求加工坡口；應(yīng)清除焊口表面的油污、鐵銹及熔渣等；管道

對口時(shí)，對口間隙應(yīng)符合要求；對口時(shí)應(yīng)注意焊縫的位置：鋼板卷管

管子縱向焊縫應(yīng)排列在兩條直線上，焊縫之間的距離應(yīng)大于3倍管壁

厚度且不小于100mm;鋼板卷管同一筒節(jié)上兩相鄰縱縫之間的距離應(yīng)

不小于300mm;管道對接焊口的中心線距管子彎曲起點(diǎn)不應(yīng)小于管子

外徑且不小于100mm（焊接、鑄造及熱壓管件除外），與支吊架邊緣的

距離不應(yīng)小于5Omnio

法蘭連接:

法蘭連接是一種連接強(qiáng)度較高又便于拆卸的連接方法。這種連接方法

用金屬較多，故造價(jià)較高。

了解法蘭的種類及型式，法蘭墊片的適用范圍。

墊片厚度與直徑大小有關(guān)，一般當(dāng)公稱直徑480mm時(shí)，墊片厚

1.5~2mm,當(dāng)公稱直徑100mm~350mm時(shí)，墊片厚2~3mm,當(dāng)公稱直

徑＞350mm時(shí)，墊片厚3?4mm。當(dāng)介質(zhì)為水、蒸汽、空氣、煤氣系統(tǒng)

時(shí)，法蘭墊片使用前應(yīng)涂以機(jī)油和石墨粉的混合物。

連接法蘭通常用六角螺栓和螺母。螺栓的規(guī)格以螺桿直徑、長度來表

示。法蘭所用螺栓的類型，取決于法蘭的公稱壓力或工作溫度。當(dāng)公

稱壓力不超過1.OMpa或溫度不超過350℃時(shí)，采用單頭粗制螺栓；當(dāng)

公稱壓力在1.6Mpa~4.9Mpa時(shí)，采用半精制單頭螺栓；當(dāng)公稱壓力

在6.4Mpa-lOMpa以及工作溫度大于350℃時(shí)，采用精制雙頭螺栓。

掌握法蘭安裝的要求。

了解管道彎曲下料、焊接彎頭、焊接三通、焊接異徑管等的下料方法。

六、安裝各種管道的基本要求：

安裝前應(yīng)檢查所用設(shè)備、材料（管材、管件、閥門等）的規(guī)格、

材質(zhì)和質(zhì)量，符合要求方可使用；安裝前必須清除管道內(nèi)部污垢雜質(zhì)；

安裝中斷或安裝完的敞口處，應(yīng)臨時(shí)封閉，以免堵塞。

管道安裝符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)的施工及驗(yàn)收規(guī)范、質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

要求。

管道連接嚴(yán)密、固定牢固，管道坡度、坡向應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

管道立管垂直，直線管段無彎曲。

安全裝置、儀表、閥門等作用可靠、精確。

管道能自由排氣，必要時(shí)能將系統(tǒng)的介質(zhì)排盡。

七、管道支架：

支架的作用：

支承管道并限制管道的變形和位移；承受各種力（如內(nèi)壓力、重力、

摩擦力、風(fēng)力、溫度變化時(shí)管道變形的彈性力等）并將這些力傳到支

承結(jié)構(gòu)。

支架的種類：

支架按用途分為活動支架和固定支架兩類。

固定支架是為了均勻地分配補(bǔ)償器間管道的熱膨脹量，保證補(bǔ)償

器的正常工作，防止管道因受過大的熱應(yīng)力而引起管道破壞與較大的

變形設(shè)置的支架。

常用的活動支架有：滑動支架、導(dǎo)向支架、滾動支架和吊架。

滑動支架可使管子與支承結(jié)構(gòu)能自由滑動?；⌒伟寤瑒又Ъ苁窃?/p>

管子下面焊接弧形板，目的是為了防止管子在熱脹冷縮的滑動中和支

架橫梁直接發(fā)生摩擦，使管壁減薄。

導(dǎo)向支架是為了使管子在支架上滑動時(shí)不至偏移管子中心軸線

而設(shè)置的。一般是在管子托架的兩側(cè)2?3mm處各焊一塊短角鋼或扁

鋼，使管子托架在角（扁）鋼制成的導(dǎo)向板范圍內(nèi)自由伸縮。

滾動支架分滾珠支架和滾柱支架兩種。主要用于管徑較大，而無

橫向位移的管道；兩者相比滾珠支架可承受較高的介質(zhì)溫度而滾柱支

架的摩擦力較滾珠支架大。

吊架分普通吊架和彈簧吊架兩種。普通吊架由卡箍、吊桿和支承結(jié)構(gòu)

組成。用于口徑較小，無伸縮性或伸縮性極小的管道。彈簧吊架由卡

箍、吊桿、彈簧和支承結(jié)構(gòu)組成。用于有伸縮性及振動較大的管道。

吊桿長度應(yīng)大于管道水平伸縮量的好幾倍，并能自由調(diào)節(jié)。

管道熱膨脹及其補(bǔ)償

管道熱伸長的計(jì)算：熱力管道是在大氣溫度下安裝的，當(dāng)管道

投入運(yùn)行時(shí)，管道受熱而發(fā)生膨脹伸長，其膨脹的伸長量按下式計(jì)算:

△L=a*L*(t2-ti)

式中AL—管道熱膨脹的伸長量(毫米)；

a一管材的線膨脹系數(shù)(鋼材通常取a=0.012nim/ni?℃);

L—兩固定支架間管段的長度(m);

t2—管道中熱介質(zhì)的最高溫度(℃);

tl一管道安裝時(shí)的大氣溫度(℃)o

熱應(yīng)力計(jì)算：熱力管道投入運(yùn)行后，如果管道兩端固定，由于管

道膨脹無法伸長，在管壁內(nèi)就會產(chǎn)生熱應(yīng)力，這個(gè)應(yīng)力的大小可按下

式計(jì)算：。=E*￡=E*AL/L

式中a管道受熱不能伸長而產(chǎn)生的應(yīng)力(Mpa);

E-----管材的彈性模量(鋼為2.01*1ffMpa);

￡----管道的相對變形或應(yīng)變,￡=△L/L。

熱脹推力的計(jì)算：熱脹內(nèi)應(yīng)力的存在，使管道對設(shè)備或支架等

固定點(diǎn)產(chǎn)生推力，其推力的大小可按下式計(jì)算:

P=o*F

式中P——熱脹應(yīng)力對固定支點(diǎn)的推力(N);

cr------熱脹應(yīng)力(Mpa);

F------管道的截面積(