流體輸送管路-化工管路的組成與結(jié)構(gòu)

化工流體輸送單元操作項目二流體輸送管路

知識點1：化工管路系統(tǒng)組成實踐探索主要內(nèi)容一、化工管路的標(biāo)準(zhǔn)化二、化工管路的分類三、化工管路的管材

為了簡化管子、管件與閥門的品種規(guī)格，便于成批生產(chǎn)，使得同一直徑的管子與管件、閥門均能實現(xiàn)相互連接，具有互通性、互換性，就要求對化工管路標(biāo)準(zhǔn)化。其重要的內(nèi)容就是直徑和壓力的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，即公稱直徑系列和公稱壓力系列。一、化工管路的標(biāo)準(zhǔn)化1.公稱直徑工程上對管道直徑進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化分級，以“公稱直徑”表示。符號：DN；單位：mm。公稱直徑可以采用公制和英制兩種分級，我國采用公制、國際上采用英制。一、化工管路的標(biāo)準(zhǔn)化一、化工管路的標(biāo)準(zhǔn)化2.公稱壓力公稱壓力就是管子、管件、閥門等在一定的溫度和采用一定的材料時所能承受的最高壓力。符號：PN；單位：MPa。公稱壓力等級：歐洲體系（PN）和美洲體系（Class）。50-PN1.6DN50

一、化工管路的標(biāo)準(zhǔn)化例如：DN50表示公稱直徑為50mm。PN1.6表示公稱壓力為16atm;化工管路按輸送介質(zhì)的壓力真空管、低壓管、中壓管、高壓管、超高壓管低溫管、常溫管、高溫管按輸送介質(zhì)的溫度簡單管路、復(fù)雜管路按輸送介質(zhì)的種類水管、蒸汽管、氣體管、油管以及輸送酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)管路按連接方式二、化工管路的分類二、化工管路的分類圖2.復(fù)雜管路

圖1.簡單管路類

型結(jié)

構(gòu)簡單管路單一管路單一管路是指直徑不變、無分支的管路，如圖1(a)所示

串聯(lián)管路雖無分支但管徑多變的管路，如圖1(b)所示復(fù)雜管路分支管路流體由總管分流到幾個分支，各分支出口不同，如圖2(a)所示并聯(lián)管路并聯(lián)管路中，分支最終又匯合到總管，如圖2(b)所示種類及名稱金屬管鋼管有縫鋼管無縫鋼管鑄鐵管有色金屬管銅管與黃銅管鉛管鋁管非金屬管陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料管、橡膠管等三、化工管路的管材三、化工管路的管材常見金屬管——有縫鋼管名稱結(jié)構(gòu)特點用途有縫鋼管有縫鋼管是用低碳鋼焊接而成的鋼管，又稱為焊接管。易于加工制造、價格低。主要有水管和煤氣管，分鍍鋅管和黑鐵管（不鍍鋅管）兩種。目前主要用于輸送水、蒸汽、煤氣、腐蝕性低的液體和壓縮空氣等。因為有焊縫而不適宜在0.8MPa（表壓）以上的壓力條件下使用。三、化工管路的管材常見金屬管——無縫鋼管名稱結(jié)構(gòu)特點用途無縫鋼管無縫鋼管是用棒料鋼材經(jīng)穿孔熱軋或冷拔制成的，它沒有接縫。用于制造無縫鋼管的材料主要有普通碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和耐熱鉻鋼等。無縫鋼管的特點是質(zhì)地均勻、強度高、管壁薄，少數(shù)特殊用途的無縫鋼管的壁厚也可以很厚。無縫鋼管能用于在各種壓力和溫度下輸送流體，廣泛用于輸送高壓、有毒、易燃易爆和強腐蝕性流體等。三、化工管路的管材名稱結(jié)構(gòu)特點用途鑄鐵管有普通鑄鐵管和硅鑄鐵管。鑄鐵管價廉而耐腐蝕，但強度低，氣密性也差，不能用于輸送有壓力的蒸汽、爆炸性及有毒性氣體等。一般作為埋在地下的給水總管、煤氣管及污水管等，也可以用來輸送堿液及濃硫酸等。常見金屬管——鑄鐵管三、化工管路的管材名稱結(jié)構(gòu)特點用途有色金屬管銅管與黃銅管由紫銅或黃銅制成。導(dǎo)熱性好，延展性好，易于彎曲成型。

適用于制造換熱器的管子；用于油壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)來輸送有壓液體；銅管還適用于低溫管路，黃銅管在海水管路中也廣泛使用。鉛管鉛管因抗腐蝕性好，能抗硫酸及10﹪以下的鹽酸，其最高工作溫度是413K。由于鉛管機械強度差、性軟而笨重、導(dǎo)熱能力小，目前正被合金管及塑料管所取代。主要用于硫酸及稀鹽酸的輸送，但不適用于濃鹽酸、硝酸和乙酸的輸送。鋁管鋁管也有較好的耐酸性，其耐酸性主要由其純度決定，但耐堿性差。鋁管廣泛用于輸送濃硫酸、濃硝酸、甲酸和醋酸等。小直徑鋁管可以代替銅管來輸送有壓流體。當(dāng)溫度超過433K時，不宜在較高的壓力下使用。常見金屬管——有色金屬管銅管鉛管鋁管1、塑料管

常用的塑料管為硬聚氯乙烯(PVC)塑料管，易于加工成型腐蝕性能好，一般用于溫度不高和壓力不大的管路。2、玻璃鋼管

玻璃鋼管是用玻璃纖維及其制品為增強材料，以合成樹脂為黏合劑，經(jīng)過一定的成型工藝制作而成的，主要用于酸性和堿性介質(zhì)流體的輸送管路。三、化工管路的管材常見非金屬管化工流體輸送單元操作項目二流體輸送管路

知識點2：管件與閥門實踐探索主要內(nèi)容一、管路的基本構(gòu)成二、管件三、閥門一、管路的基本構(gòu)成

化工管路俗稱化過程的“供血”管網(wǎng)，一般由管子、管件和閥門等按一定的排列方式構(gòu)成，也包括一些附屬于管路的管架、管卡、管撐等輔件。二、管件

管件指用來連接管子以達(dá)到延長管路、改變管路方向或直徑、分支、合流或封閉管路的附件的總稱。

管件的品種：彎頭、異徑管、三通、四通、加強管嘴、管帽、螺紋短節(jié)等。二、管件1.用以改變流向——彎頭90o彎頭

45o彎頭60o彎頭180o彎頭

二、管件2.用以堵截管路——管帽、絲堵(堵頭)、盲板等管帽堵頭

盲板二、管件3.用以連接支管——三通、四通等三通四通二、管件4.用以改變管徑——異徑管、內(nèi)外螺紋接頭(補芯)等異徑管內(nèi)外螺紋接頭二、管件5.用以延長管路——管箍(束節(jié))、螺紋短節(jié)、活接頭、法蘭等管箍(束節(jié))螺紋短節(jié)

活接頭

法蘭三、閥門

閥門是用來啟閉和調(diào)節(jié)流量及控制安全的部件。通過閥門可以調(diào)節(jié)流量、系統(tǒng)壓力及流動方向。按用途分：切斷閥調(diào)節(jié)閥止回閥分流閥安全閥按驅(qū)動形式分：手動閥動力驅(qū)動閥自動閥按公稱壓力分：真空閥低壓閥中壓閥高壓閥超高壓閥按工作溫度分：高溫閥中溫閥常溫閥低溫閥超低溫閥閥門的分類：三、閥門球閥旋塞閥全啟式安全閥

閘閥截止閥止回閥閥門通用分類法：

這種分類法是既按閥門的工作原理和用途來劃分，同時又考慮閥門結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，這是目前國內(nèi)外最常用的分類方法。一般分為：閘閥、截止閥、止回閥、蝶閥、旋塞閥、球閥、夾管閥、隔膜閥、柱塞閥等。

1.閘閥（Z）結(jié)構(gòu)特點：主要部件為一閘板，通過閘板的升降以啟閉管路。這種閥門全開時流體阻力小，全閉時較嚴(yán)密。用途：多用于大直徑管路上作啟閉閥，在小直徑管路中也有用作調(diào)節(jié)閥的。不適用于頻繁啟閉的場合，也不宜用于含有固體顆粒或物料易于沉積的流體，以免引起密封面的磨損和影響閘板的閉合。三、閥門閘閥系列

2.截止閥（J）結(jié)構(gòu)特點：主要部件為閥盤與閥座，密封性能好，操作可靠，易于調(diào)節(jié)流量或截斷通道，可根據(jù)閥桿高度判斷閥門開度，流體阻力較大，啟閉緩慢。安裝時注意流體流向，即"低進(jìn)高出"。。用途：廣泛應(yīng)用于多種物料的管路，適用于輸送蒸汽、水、溶劑等較清潔流體的管路中，不能用于粘度大、含懸浮和結(jié)晶顆粒的介質(zhì)管路。三、閥門截止閥系列

3.止回閥（H）結(jié)構(gòu)特點：止回閥使介質(zhì)只作一定方向的流動。升降式止回閥密封性較好，但流動阻力大，旋啟式止回閥用搖板來啟閉。安裝時應(yīng)注意介質(zhì)的流向與安裝方向。用途：止回閥一般適用于清潔介質(zhì)。三、閥門

4.球閥（Q）結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)簡單，球體制造精度要求高，流體阻力小，啟閉迅速，操作方便，體積小，重量輕，零部件少，密封性能好。用途：適用于輸送空氣等氣體，水、有機溶劑等液體，以及含有懸浮顆粒的液體。但不適宜用于調(diào)節(jié)流量。三、閥門手動球閥系列自動球閥系列5.旋塞閥（X）結(jié)構(gòu)特點：其主要部分為一可轉(zhuǎn)動的圓錐形旋塞，中間有孔，當(dāng)旋塞旋轉(zhuǎn)至90o時，流動通道即全部封閉。需要較大的轉(zhuǎn)動力矩。用途：溫度變化大時容易卡死，不能用于高壓管路

。三、閥門6.安全閥（A）結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)簡單，球體制造精度要求高，流體阻力小，啟閉迅速，密封性能好。用途：安全閥主要應(yīng)用在高壓設(shè)備和受壓管路上。三、閥門流體的性質(zhì)閥門的功能閥門的尺寸阻力損失操作條件如液體、氣體、蒸汽、漿液、懸浮液、粘稠液等。根據(jù)閥門的功能和可能產(chǎn)生的阻力來選定閥門的結(jié)構(gòu)形式。應(yīng)根據(jù)流量大小和允許的壓降范圍選定，一般應(yīng)與工藝管道尺寸相配。選用時應(yīng)考慮各種閥門的特征及適用場合。以此來確定法閥門的壓力等級和材質(zhì)。7.閥門的選用原則化工流體輸送單元操作項目二流體輸送管路

知識點3：管路的連接實踐探索主要內(nèi)容一、螺紋連接二、法蘭連接三、承插式連接四、焊接連接

管路的連接包括管子與管子的連接，管子與各種管件、閥門的連接，設(shè)備接口處的連接等。常見的管路連接方法有螺紋連接、法蘭連接、承插連接以及焊接連接等。一、螺紋連接螺紋連接是通過內(nèi)外管螺紋擰緊而實現(xiàn)的。螺紋連接的管子兩端均有外螺紋，通過有內(nèi)螺紋的連接件、管件、閥門等連接。

為了保證螺紋連接處的密封性能，在螺紋連接前，常在外螺紋上加上填料。常用的填料有加鉛油的油麻絲或石棉繩等，也可用聚四氟乙烯帶纏繞。

法蘭連接是管路中應(yīng)用最多的可拆連接方式。法蘭與管端用絲扣或焊接固定在一起，管道的連接由兩個法蘭盤用螺栓連接起來，中間以墊片密封。

法蘭連接強度高、拆卸方便、適應(yīng)范圍廣，廣泛應(yīng)用于大管徑、耐溫耐壓與密封性要求高的管路連接以及管路與設(shè)備的連接。法蘭連接密封的好壞與選用的墊片材料有關(guān)。應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)與工作條件選用適宜的墊片材料，以保證不發(fā)生泄露。二、法蘭連接在化工管路中，承插連接適用于壓力不大、密封性能要求不高的場合，一般用于鑄鐵管、陶瓷管、塑料管等的連接。

連接時是將一端插入另一管端的插套內(nèi)，而在連戰(zhàn)處的環(huán)狀空隙內(nèi)先填塞麻絲或石棉繩，然后塞入膠合劑，以達(dá)密封目的。三、承插式連接四、焊接連接

適用于有壓管道及真空管道，視管徑和壁厚的不同選用電焊或氣焊。這種連接方式簡單、牢固且嚴(yán)密，多用于無縫鋼管，有色金屬管的連接。焊接連接屬于不可拆連接方式。采用焊接連接密封性能好、結(jié)構(gòu)簡單、連接強度高，可適用于承受各種壓力和溫度的管道上，故在化工生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用?；ち黧w輸送單元操作項目二流體輸送管路

知識點4：化工管路的布置與安裝實踐探索主要內(nèi)容一、布置管路應(yīng)遵守的原則二、管路的常見故障及排除方法三、管路安裝驗收原則一、布置管路應(yīng)遵守的原則（一）從安裝、檢修、操作等方面考慮1.在安裝時除了下水道、上水總管和煤氣管以外，管路鋪設(shè)應(yīng)盡可能采用明線。2.在安裝時并列管路上的管件和閥門應(yīng)互相錯開，避免在檢修及操作時的不方便。并列管路上安裝手輪操作的閥門時，手輪間距約100mm。3.在安裝時車間內(nèi)的管路應(yīng)盡可能沿廠房墻壁安裝，管架可以固定在墻上，或沿天花板及平臺安裝。在露天的生產(chǎn)裝置，管路可沿掛架或吊架安裝。管與管之間和管與墻之間的距離以能容納活動接頭或法蘭以及便于檢修為宜，管與墻、柱邊或管架支柱之間的凈空距離不小于100mm為宜。中壓管與管之間的距離保持在40～60mm，高壓管與管之間的距離保持在70～90之間。（一）從安裝、檢修、操作等方面考慮4.在安裝時管路的傾斜度通常為3/1000～5/1000,對含有固體結(jié)晶或顆粒較大的物料管應(yīng)大于等于1%。5.在安裝時為了便于區(qū)別各種類型的管路，應(yīng)在管路的保護(hù)層或保溫層表面涂以顏色加以區(qū)別。6.一般上下水管及廢水管適宜埋地鋪設(shè)，埋地管路的安裝深度，在冬季結(jié)冰地區(qū)，應(yīng)在當(dāng)?shù)乇鶅鼍€以下。一、布置管路應(yīng)遵守的原則（二）從保障操作與人身安全考慮1.輸送流體的管路，特別是輸送腐蝕性介質(zhì)的管路，為防止因滴漏而造成對人體的傷害，在穿越通道時，不得裝設(shè)各種管件、閥門以及可拆卸連接。2.鋪設(shè)各種管路離地面的高度應(yīng)便于檢修，通過路、橋的高度應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，如通過人行橫道時，不得小于2m；通過公路不得小于4.5m；通過鐵路與輕軌距離不得小于6m；通過工廠主要交通干線，一般高度為5m。3.管路的跨距（兩支座之間的距離）不宜過大。4.輸送腐蝕性介質(zhì)的管路與其他管路并列時，兩者應(yīng)保持一定距離，而且其位置應(yīng)略低一些，以免發(fā)生滴漏時影響其他管路，5.物料流動時常有靜電產(chǎn)生而是管路成為帶電體，為了防止靜電積累，必須將管路可靠接地。6.在溫差變化較大的管路中，應(yīng)考慮到熱脹冷縮，以免產(chǎn)生熱應(yīng)力，造成管路彎曲或破裂。一、布置管路應(yīng)遵守的原則（三）從降低成本考慮1.各種管路鋪設(shè)時要盡量走直線，少拐彎，少交叉，以減少阻力。2.各種管路應(yīng)集中鋪設(shè)，這樣可以共同利用管架，降低基建費用。當(dāng)穿過墻壁時，墻壁上應(yīng)開預(yù)留孔，過墻時，管外最好加套管，套管與管子之間的環(huán)隙內(nèi)應(yīng)充滿填料；管路穿過樓板時最好也這樣。3.平行管路的排列應(yīng)考慮管路互相的影響。在垂直排列時，輸氣的在上，輸液的在下；熱介質(zhì)管路在上，冷介質(zhì)管路在下，這樣，減少熱管路對冷管路的影響；高壓管路上，低壓管路在下；無腐蝕性介質(zhì)管路在上，有腐蝕性介質(zhì)在下，以免腐蝕性介質(zhì)滴漏時影響其他管路。在水平排列時，高壓管路靠近墻壁，低壓管路在外；不常檢修的靠墻柱，檢修頻繁的在外；振動大的要靠管架或墻。一、布置管路應(yīng)遵守的原則（四）閥門安裝注意事項1.閥門應(yīng)集中于管架外部，必要時設(shè)計操作平臺；2.操作閥門的適宜位置在1200mm上下，管道或設(shè)備上的閥門不得在人的頭部高度范圍內(nèi)，以免造成頭部傷害的危險；3.較大的閥門附近應(yīng)設(shè)置支架，避免閥門連接法蘭受力；4.大型閥門的安裝須利用吊車或吊柱；5.高處安裝的閥門手輪不宜向下，以免閥門泄漏造成事故；6.水平管道上安裝的閥門，手輪方向要求：垂直向上、水平等；7.安裝在低處的閥門若操作不頻繁者可以接延伸桿；8.事故處理閥門的安裝位置應(yīng)盡量設(shè)置在安全地帶；9.閥門應(yīng)盡量靠近主管或設(shè)備安裝。二、管路的常見故障及排除方法（一）做好管路維護(hù)工作

1.認(rèn)真做好日常巡回檢查，準(zhǔn)確判斷管內(nèi)介質(zhì)的流動情況和管件工作狀態(tài)；2.適時做好管路的防腐和防護(hù)工作，定期檢查管路的保溫設(shè)施是否完好；3.及