化工管路設(shè)計與安裝要求

認(rèn)識化工管路

2022/12/111前言

一套化工裝置之所以能進(jìn)行生產(chǎn)，是由于工藝過程所必須的機(jī)械設(shè)備用管到按流程加以連接的結(jié)果。工藝生產(chǎn)裝置的管道猶如人體的血管，沒有它人就不能生存；同樣，工藝生產(chǎn)裝置如果沒有管道的連接也就不能生產(chǎn)。

在石油化工工程建設(shè)中，配管材料的費(fèi)用約占設(shè)備材料總費(fèi)用的23%，安裝工時約占施工總工時的47%，設(shè)計工時約占工程設(shè)計總工時的40%，而且裝置能否長期安全運(yùn)行與管道的設(shè)計安裝質(zhì)量密切相關(guān)。2022/12/112

管道設(shè)計與安裝是石油化工裝置設(shè)計與安裝的重要組成部分，是一門綜合性的技術(shù)，既要求從事這項(xiàng)工作的工程技術(shù)人員具有工藝、設(shè)備、生產(chǎn)操作、檢修和施工等方面的知識，也要求具備土建、機(jī)械、電工、儀表、系統(tǒng)工程等廣泛的知識。本課程在全面分析石油化工工藝管道設(shè)計理論、安裝原則、施工標(biāo)準(zhǔn)等主要內(nèi)容的同時力求理論聯(lián)系實(shí)際，突出工程實(shí)踐，為化工工藝類畢業(yè)生從事化工裝置的管理和工藝管道的安裝與使用打下一定的基礎(chǔ)。2022/12/113

管道是由管子、管件、閥門、以及管道上的小型設(shè)備等管道組成件連接而成的輸送流體或傳遞壓力的通道。實(shí)際生產(chǎn)中各種管道輸送的介質(zhì)和操作參數(shù)千差萬別，其危險性和重要程度也各有不同。因此目前工程上采用管道分級的辦法，對各種管道分門別類地提出不同的設(shè)計、制造和施工驗(yàn)收要求，以確保各種管道在其設(shè)計條件下能安全可靠地運(yùn)行。

第一章管道工程基礎(chǔ)2022/12/1142022/12/1152022/12/116工業(yè)管道分級：管道級/類別級別名稱設(shè)計壓力/MPa級別名稱設(shè)計壓力/MPa真空管道＜0中壓管道1.6＜P≤10.0低壓管道0＜P≤1.6高壓管道＞10.0注意：工作壓力大于9MPa，且工作溫度大于500℃的蒸汽管道可視為高壓管道。2022/12/117管道的設(shè)計壓力和設(shè)計溫度設(shè)計壓力

如何確定管道的設(shè)計壓力，國際《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》規(guī)定設(shè)計壓力按下列要求確定。一條管道的設(shè)計壓力（表壓），不應(yīng)小于運(yùn)行中遇到的可能內(nèi)壓或外壓與溫度相偶合時最嚴(yán)重條件下的壓力。

管道的設(shè)計溫度是指正常操作過程中，由壓力和溫度構(gòu)成的最苛刻條件下的材料溫度。設(shè)計溫度2022/12/118公稱壓力

公稱壓力為管子、管件、閥門等在規(guī)定溫度下允許承受的以壓力等級表示的工作壓力。公稱壓力的符號為PN，其公制單位為MPa。50-PN1.6DN50PN1.6表示公稱壓力為16atmDN50表示公稱直徑為50mm外徑:φ57X3.5cscs表示材料為普通碳素鋼

ss表示材料為特種碳素鋼2022/12/119標(biāo)準(zhǔn)號公稱壓力/MPaGB9112-880.250.601.01.62.02.54.05.010.015.025.042.0SH3406-961.02.05.06.810.015.025.042.0JB/T75-940.250.601.01.62.54.06.310.016.025.0HG-97-205920.250.601.01.62.54.06.310.016.025.0HG-97-206152.05.011.015.026.042.0國內(nèi)公稱壓力分級對照表2022/12/1110GB9112-88鋼制管法蘭蘭(國標(biāo))SH3406-96鋼制管法蘭蘭(中國石化總總公司標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn))JB/T75-94管路法蘭類類型(機(jī)械工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn))HG20592-97鋼制管法蘭蘭(化學(xué)工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)-歐)HG20615-97鋼制管法蘭蘭(化學(xué)工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)-美)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2022/12/611公稱直徑、、外徑及壁壁厚公稱直徑為簡化管道道組成件的的連接尺寸寸，便于生生產(chǎn)和選用用，工程上上對管道直直徑進(jìn)行了了標(biāo)準(zhǔn)化分分級，以““公稱直徑徑”表示，，公稱直徑徑的符號為為DN，公制單位位為mm。公稱直徑徑為表征管管子、管件件、閥門等等口徑的名名義內(nèi)直徑徑，其實(shí)際際數(shù)值與內(nèi)內(nèi)徑并不完完全相同。。目前國內(nèi)外外公稱直徑徑的分級基基本相同，，我國采用用公制、美美國采用英英制，具體體見下表。。外徑及壁厚厚2022/12/12公稱直徑分分級公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in61/810045502211504681/4125560024120048103/8150665026125050151/2175770028130052203/420087503013505425122598003214005632/250108503415006040/3001290036160064502350149503817006865/400161000401800728034501810504219007690/500201100442000802022/12/6第二二章章管管路路流流體體力力學(xué)學(xué)（（略略））管徑徑的的確確定定管道道壓壓力力降降氣液液流體體流流速速和和壓壓力力降降推推薦薦值2022/12/614第三三章章管管道道器器材材及及選選擇擇在對對各各裝裝置置工工程程費(fèi)費(fèi)用用的的統(tǒng)統(tǒng)計計分分析析表表明明，，管管道道工工程程費(fèi)費(fèi)用用約約占占總總工工程程費(fèi)費(fèi)用用的的10～30%，而而管管道道器器材材在在管管道道工工程程費(fèi)費(fèi)用用中中所所占占的的比比例例大大致致如如下下：：管子子35%管件件（（彎彎頭頭、、三三通通、、異異徑徑管管、、管管帽帽、、法法蘭蘭、、墊墊片片、、緊緊固固件件））20%閥門門30%保溫溫材材料料15%由此此可可見見，，管管子子、、管管件件和和閥閥門門的的費(fèi)費(fèi)用用約約占占管管道道工2022/12/615第一節(jié)節(jié)管管子子分類：：按用途途分類類，可可分為為流體體輸送送用、、傳熱熱用、、結(jié)構(gòu)構(gòu)用和和其他他用等等；按材質(zhì)質(zhì)分類類，可可分為為金屬屬管和和非金金屬管管。按形狀狀分類類，可可分為為套管管、翅翅片管管、各各種襯襯里管管等2022/12/616

無縫鋼鋼管2022/12/617冷流體t1t2熱流體T1T2套管管2022/12/618翅片管2022/12/619襯里管道道襯塑管2022/12/620管子按材金屬管：鑄鐵管、鋼管、有色金屬屬管。非金屬管：：橡膠管、塑塑料管、水水泥管、石石墨管、玻玻璃陶瓷管管、玻璃鋼鋼管等。2022/12/621鋼管管的的尺尺寸寸系系列列1鋼管管的的公公稱稱直直徑徑（（DN）系系列列2鋼管管的的外外徑徑系系列列3鋼管管的的壁壁厚厚系系列列2022/12/622非金金屬屬管管和和襯襯里里管管聚氯氯乙乙烯烯管管（（PVC管））：：廣泛泛應(yīng)應(yīng)用用于于石石油油化化工工、、污污水水處處理理、、礦礦山山等等領(lǐng)領(lǐng)域域，，具具有有良良好好的的耐耐腐腐蝕蝕性性能能、、機(jī)機(jī)加加工工性性能能、、力力學(xué)學(xué)性性能能。。PVC管可可分分為為0.5、0.6、1.0、1.6四個個壓壓力力等等級級；；適適應(yīng)應(yīng)溫溫度度范范圍圍：：-15～60℃，溫度過低易易開裂過高易易老化。PVC管一般分為輕輕型管和重型型管兩種。2022/12/623玻璃鋼管（FRP管）：玻璃鋼管是將將浸有樹脂基基體的纖維增增強(qiáng)材料，按按照特定的工工藝條件逐層層纏繞到芯模模上并進(jìn)行固固化而成。其其管壁是一種種層狀結(jié)構(gòu)。。種類：FRP-W型、FRP-R型、FRP-F型、FRP-H型聚丙烯/玻璃鋼復(fù)合管管（PP/FRP管）：襯里管：襯橡橡膠、塑料、、玻璃、陶瓷瓷、搪瓷等。。2022/12/624第二節(jié)管管件管件在管道系系統(tǒng)中起著改改變走向、改改變標(biāo)高或改改變直徑、封封閉管端以及及由主管引出出支管的作用用。在石油化化工裝置中管管道品種多，，管系復(fù)雜，，形狀各異、、繁簡不同，，所采用的管管件品種、材材質(zhì)、數(shù)量也也就很多，選選用時需要考考慮的因素也也很復(fù)雜。管件的主要品品種有彎頭、、異徑管、三三通、四通、、加強(qiáng)管嘴、、管帽、螺紋紋短節(jié)等。常常用材料有普普通碳素鋼、、合金鋼、不不銹鋼等。2022/12/625管件的用途管件名稱用途活接頭彎頭三通、四通異徑管管帽、絲堵直管與彎管的連接改變走向管路分支改變管徑封閉管端2022/12/626管件的的選擇擇管件的的選擇擇是指指根據(jù)據(jù)管道道級別別、設(shè)設(shè)計條條件（（P、T）、介介質(zhì)特特性、、材料料加工工工藝藝性能能、焊焊接性性能、、經(jīng)濟(jì)濟(jì)性以以及用用途來來合理理確定定管件件的溫溫度-壓力等等級和和管件件的連連接形形式。。實(shí)際工工程設(shè)設(shè)計中中，具具體根根據(jù)工工程項(xiàng)項(xiàng)目的的管道道器材材選用用規(guī)定定、管管道等等級表表以及及管道道布置置要求求選用用管件件的材材料、、壓力力等級級、連連接形形式和種類類。管件的的連接接形式式多種種多樣樣，相相應(yīng)的的結(jié)構(gòu)構(gòu)也有有所不不同，，常用用的有有對焊焊連接接、螺螺紋連連接、、承插插焊連連接和和法蘭蘭連接接四種種形式式。2022/12/627法蘭及及緊固固件管道法蘭是是工業(yè)管道道系統(tǒng)最廣廣泛使用的的一種可拆拆卸連接件件，法蘭及及其緊固件件包括法蘭蘭本身和起起緊固密封封作用的螺螺栓螺母和和墊片。由由這三部分分組成的可可拆卸連接接件整體是是管道的重重要環(huán)節(jié)，，法蘭連接接密封不好好很容易造造成物料的的泄露，而而泄露的原原因除施工工不良等因因素外，正正確選用法法蘭及其緊緊固件也很很關(guān)鍵。本節(jié)將著重重介紹法蘭蘭類型及其其安裝與使使用。2022/12/628法蘭的種類類管道法蘭按按與管子的的連接方式式分成以下下五種基本本類型：螺螺紋、、對焊、承承插焊和松松套法蘭。。螺紋法蘭：：平焊法蘭：：承插焊法蘭蘭（同帶頸頸法蘭）：：對焊法蘭：：松套法蘭：：2022/12/629法蘭密封封面法蘭密封封面有寬寬面、光光面、凹凹凸面、、槽面及及梯形槽槽面等幾幾種。凹凸面法法蘭：光面法蘭蘭：寬面法蘭蘭：面法蘭：：梯形槽面面法蘭：：2022/12/630

法蘭與法法蘭蓋2022/12/631

不銹鋼法蘭

型號：ANSIB16.5SW不銹鋼法蘭

型號：DIN2633、HG20595不銹鋼法蘭

型號：ANSIB16.5SW

不銹鋼管件

型號：ANSIB16.5WN不銹鋼法蘭

型號：AS2129TABLE不銹鋼法蘭

型號：AS2129

不銹鋼管件

型號：HG20595-97不銹鋼法蘭

型號：HG20593-97不銹鋼法蘭

型號：HG20594-972022/12/6322022/12/633螺栓和螺母2022/12/634沖壓彎頭2022/12/635煨彎管2022/12/636三通通或或四四通通2022/12/637異徑徑管管2022/12/638碳鋼鋼高高壓壓彎彎頭頭2022/12/63945o、90o、180o彎頭2022/12/640閥門門閥門是是介質(zhì)質(zhì)流通通系統(tǒng)統(tǒng)或壓壓力系系統(tǒng)中中的一一種設(shè)設(shè)施，，它用用來調(diào)節(jié)介介質(zhì)的的流量量或壓壓力。。其功功能包包括切切斷或或接通通介質(zhì)質(zhì)、控控制流流量、、改變變介質(zhì)質(zhì)流向向、防防止介介質(zhì)回回流、、控制制壓力力或泄泄放壓壓力。。閥門的的這些些功能能通常?？空{(diào)調(diào)節(jié)閥閥門關(guān)關(guān)閉件件的位位置來來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，這這種調(diào)調(diào)節(jié)可可采用用手工工操作作，也也可以以采用用自動動控制制。本節(jié)將將著重重討論論手動動閥。。2022/12/641閥門的分類類1按用途分：：切斷閥、調(diào)調(diào)節(jié)閥、止止回閥、分分流閥、安安全閥等；；2按驅(qū)動形式式分：手動閥、動動力驅(qū)動閥閥、自動閥閥；2按驅(qū)動形式式分：3按公稱壓力力分：真空閥、低低壓閥、中中壓閥、高高壓閥、超超高壓閥；；4按工作溫度度分：真空閥、低低壓閥、中中壓閥、高高壓閥、超超高壓閥；；高溫閥、中溫溫閥、常溫閥閥、低溫閥、、超低溫閥；；2022/12/642閥門通用分類類法：這種分類法是是既按閥門的的工作原理和和用途來劃分分，同時又考慮閥門門結(jié)構(gòu)上的區(qū)區(qū)別，這是目目前國內(nèi)外最最常用的分類類方法。一般分為：閘閘閥、截止閥閥、止回閥、、蝶閥、旋塞塞閥、球閥、夾管閥、、隔膜閥、柱柱塞閥等。閥門通用分類類法：公稱壓力和公公稱通徑。2022/12/643球閥閥球閥閥的的閥閥瓣瓣為為一一中中間間有有通通道道的的球球體體，，球球體體環(huán)環(huán)繞繞自自己己的的軸軸心心作作90o旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)以以實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)閥閥門門的的開開閉閉。。球閥閥開開閉閉迅迅速速，，一一般般用用于于需需要要快快速速啟啟閉閉或或要要求求阻阻力力小小的的場場合合，，可可用用于于水水、、油油等等介介質(zhì)質(zhì)，，也也可可適適用用于于漿漿料料、、粘粘性性物物料料甚甚至至是是帶懸懸浮浮顆顆粒粒的的介介質(zhì)質(zhì)。。2022/12/6442022/12/645自動動球球閥閥系系列列2022/12/646隔膜膜閥閥隔膜閥閥利用用彈性性隔膜膜阻擋擋流體體通過過，其其閥桿桿不與與介質(zhì)質(zhì)直接接接觸，所所以不不采用用填料料函。。隔膜閥閥適用用于輸輸送氣氣體、、液體體、粘粘性流流體和和腐蝕蝕性介介質(zhì)，，隔膜材料料采用蝕。2022/12/647蝶閥閥蝶閥的啟閉閉件是一個個圓盤形的的閥板，在在閥體內(nèi)繞繞自身的中中心線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)達(dá)到閥門的的啟閉或調(diào)調(diào)節(jié)閥門的的開度大小小。蝶閥適用于于氣體、油油、工藝過過程和輸水水管道等。。特點(diǎn)：切斷性能好好、流通阻阻力小、有有良好的調(diào)調(diào)節(jié)性能、、結(jié)構(gòu)緊湊湊尺寸小便便于配管、、重量輕安安裝及固定定容易、結(jié)結(jié)構(gòu)簡單維維修方便、、可實(shí)現(xiàn)快快速切斷、、可用于帶帶懸浮顆粒粒的介質(zhì)。。2022/12/648蝶閥系列2022/12/649截止止閥閥截止止閥閥的的啟啟閉閉件件是是塞塞形形閥閥瓣截止閥可以用作切斷介質(zhì)用，并且適合于需頻繁開啟的場合。2022/12/650截止止閥閥系系列列2022/12/651疏水閥閥系列列節(jié)能型型閥門門，主主要用用于汽汽水分分離。。2022/12/652閘閥閥閘閥的啟閉閉件是閥板板，閥板的的運(yùn)動方向向與流體流流動方向垂垂直。閘閥閥廣泛應(yīng)用用于各種介介質(zhì)的啟閉閉，其通道道通常是全全徑型直通通道，因而而壓力降很很小。特點(diǎn)：流體方向不不變阻力小小、適于作作切斷不宜宜調(diào)節(jié)流量量、連接尺尺寸小、不不適于帶固固體的流體體、密封面面易損壞維維修麻煩、、結(jié)構(gòu)較復(fù)復(fù)雜。2022/12/653閘閥系列2022/12/654管道道的的設(shè)設(shè)計計與與安安裝裝前提提：：在管管道道設(shè)設(shè)計計安安裝裝之之前前，，須須有有如如下下必必要要的的資資料料：：1裝置置設(shè)設(shè)備備的的平平、、立立面面布布置置圖圖；；2管道道材材料料規(guī)規(guī)格格（（管管路路等等級級））；；3設(shè)備備設(shè)設(shè)計計簡簡圖圖；；4儀表表規(guī)規(guī)格格等等等等。。2022/12/655管道設(shè)設(shè)計與與安裝裝的一一般原原則1管道應(yīng)應(yīng)成組組、成成排地地布置置，這這是為為了強(qiáng)強(qiáng)調(diào)美美觀和和確保保管道道支架架的經(jīng)濟(jì)性性；2設(shè)備間間的管管道連連接，，應(yīng)盡盡可能能地短短而直直，如如泵的的入口口管道道、壓壓縮機(jī)的入入口管管道、、加熱熱爐的的出口口管道道、再再沸器器管道道及真真空管管道等等。同時又又要有有一定定的柔柔韌性性，以以減少少人工工補(bǔ)償償器和和由熱熱膨脹脹、位位移所產(chǎn)生生的力力和力力矩；；3由于管管法蘭蘭處容容易泄泄漏，，對于于高溫溫高壓壓管道道應(yīng)盡盡量避避免采采用法法蘭連接，，而改改用焊焊接，，法蘭蘭連接接不僅僅易泄泄漏而而且價價格高高；4在輸送送腐蝕蝕性介介質(zhì)的的管道道上安安裝的的法蘭蘭應(yīng)設(shè)設(shè)置塑塑料保保護(hù)罩罩，并并且在通道道上部部不得得設(shè)置置法蘭蘭，以以防泄泄漏發(fā)發(fā)生安安全事事故；；5