壓力管道考核培訓(xùn)班講座－壓力管道設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

壓力管道設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

（壓力管道考核培訓(xùn)班專題講座）

XXXXX過程裝備研究所XXXXX

1概述

1.1設(shè)計(jì)資格

壓力管道的安全涉及設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢驗(yàn)、使用、修理等多個(gè)環(huán)節(jié),

其中設(shè)計(jì)是“優(yōu)生”的基礎(chǔ)，是能否確保壓力管道安全運(yùn)行的最重要一環(huán)。

為此必須把好設(shè)計(jì)關(guān)，對(duì)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行資格認(rèn)證，是確保壓力管道設(shè)計(jì)質(zhì)

量的重要措施。2002年8月14日國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局總局頒布實(shí)施

《壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)單位資格許可與管理規(guī)則》，對(duì)壓力管道按危險(xiǎn)程

度分成3類6個(gè)級(jí)別。

類另級(jí)另U備注

長(zhǎng)輸管道GA1國(guó)家質(zhì)檢檢總局

(GA)GA2批準(zhǔn)、發(fā)證

公用管道GB1省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局

(GB)GB2批準(zhǔn)、發(fā)證

工業(yè)管道GC1國(guó)家局批準(zhǔn)、發(fā)證

(GC)GC2省局批準(zhǔn)、發(fā)證

1.2設(shè)計(jì)程序和主要內(nèi)容

在我國(guó)，工程設(shè)計(jì)一般分兩步進(jìn)行，首先根據(jù)已批準(zhǔn)的項(xiàng)目建議書和可

行性研究報(bào)告（設(shè)計(jì)前期工作）進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)經(jīng)上級(jí)主管部門

組織審查、批準(zhǔn)后再進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：

1.工藝計(jì)算

包括物料衡算、熱量衡算和水力計(jì)算等；按照物料的流量及該

物料允許的流速確定管徑、管長(zhǎng)。

2.管道材料選擇

按照不同介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)、壓力等級(jí)、工作溫度等因數(shù)確

定管子的材料和閥門、法蘭等管道附件，初估材料數(shù)量。

3.管線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

包括管線器材的選用（閥門、法蘭、管件、補(bǔ)償器、支吊架）

及隔熱、伴熱設(shè)計(jì)。

4.管道的強(qiáng)度計(jì)算

包括靜載計(jì)算（壓力、重力）、動(dòng)載計(jì)算（風(fēng)載、地震）、振動(dòng)

計(jì)算、熱應(yīng)力計(jì)算。

5.安全裝置設(shè)計(jì)

包括安全閥、爆破片、阻火器。

6.繪制草圖和施工圖

繪制流程圖（系統(tǒng)圖）、平面布置圖、立面布置圖、管段圖（空

視圖）、管件圖、管架圖等。

7.編制設(shè)計(jì)說明書

編制管道安裝一覽表、綜合材料表、油漆保溫一覽表等。

所有設(shè)計(jì)文件必須進(jìn)行校對(duì)、審核，部分圖紙還要進(jìn)行審定，

最后還要進(jìn)行各有關(guān)專業(yè)參加的綜合會(huì)簽，確保設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

1.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

壓力管道的初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)，都必須按先行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范設(shè)計(jì)。

原勞動(dòng)部《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》（1996）

國(guó)家質(zhì)檢總局《壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)單位資格許可與管理規(guī)則》

GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50028-2002《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》

GB5001-1991《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50251-1994《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50253-1994《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》

HGJ8-87-1994《化工管道設(shè)計(jì)規(guī)范》

SH3054-1993《石油化工企業(yè)管道綜合設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50160-1992《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

GBJ16-1994《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

GB50058-1992《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50264-1997《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》

HG/T20549-1998《化工裝置管道布置設(shè)計(jì)規(guī)定》

SHJ40-1991《石油化工企業(yè)蒸氣伴熱管及夾套管設(shè)計(jì)規(guī)范》

HG/T20670-2000《化工、石油化工管架、管墩設(shè)計(jì)規(guī)定》

GB50235-1997《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

GB50236-1998《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

HG20225-1995《化工金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

SH3501-2002《石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

JB4730-1994《壓力容器無損檢測(cè)》

GB3323-1987《鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相利質(zhì)量分級(jí)》

GB11345-1987《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》

GB/T8163-1999《輸送流體用無縫鋼管》

GB9948-1988《石油裂化用無縫鋼管》

GB/T12771-1991《輸送流體用不銹鋼焊接鋼管》

GB/T14976-1994《輸送流體用不銹鋼無縫鋼管》

GB9112-9123-1988《鋼制管法蘭》

JB/T74-90-1994《管路法蘭及墊片》

HG20592-20635-1997《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》

GB/T17116-1997《管道支吊架》

GB/T12777-1997《金屬波紋管膨脹節(jié)》

在進(jìn)行某個(gè)特殊介質(zhì)的壓力管道設(shè)計(jì)時(shí)，除了按一般通用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范

進(jìn)行設(shè)計(jì)外，還要參照該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)規(guī)范。如在進(jìn)行氧氣管道設(shè)計(jì)時(shí)，必

須符合《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》要求；進(jìn)行乙快氣管道設(shè)計(jì)時(shí)，必須符合《乙

快站設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。

各種管道組件都有標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)中盡量執(zhí)行各種現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

總之，壓力管道的設(shè)計(jì)，必須確保安全，必須由有設(shè)計(jì)資格的單位按有

關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。以免造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

2壓力管道總體布置(設(shè)計(jì))及安全規(guī)程

2.1壓力管道總體設(shè)計(jì)的基本原則

壓力管道的設(shè)計(jì)可分為干線壓力管道設(shè)計(jì)和裝置內(nèi)壓力管道設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)

中應(yīng)考慮到以下幾個(gè)方面：

(1)滿足工藝要求、材料、結(jié)構(gòu)形式、柔性、抗振能力、各種組件、附

件等適當(dāng)組合，全面達(dá)到生產(chǎn)要求；

(2)管道設(shè)計(jì)要為安裝施工、操作管理、維護(hù)檢修提供方便，保證足夠

的空間；

(3)滿足防火、防爆等安全規(guī)范的要求，創(chuàng)造安全運(yùn)行環(huán)境；

(4)管道走向合理，避免不必要的往返和轉(zhuǎn)折，使總體設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理；

(5)管道排列規(guī)范、美觀，框架、管廊立柱對(duì)齊、縱橫成行，管道橫平

豎直，不在特殊需要的情況下不用歪斜管道布置方式。

2.2管道總體設(shè)計(jì)及安全規(guī)程

1)一般要求

管道設(shè)計(jì)要與裝置全部設(shè)計(jì)統(tǒng)一考慮，必須符合管道儀表流程圖，要

有適當(dāng)?shù)闹?，保證足夠的強(qiáng)度，對(duì)工作溫度較高的管道要作柔性分析、

有激振源的管道要作動(dòng)力分析，使管道既有足夠的強(qiáng)度，又能吸收熱膨脹

位移又有良好的抗振性。在經(jīng)常出現(xiàn)颶風(fēng)或地震分區(qū)級(jí)別高的地區(qū)還要考

慮抵御風(fēng)載和地震載荷的能力。

管道的敷設(shè)主要有架空和埋地兩種類型，在選擇何種敷設(shè)時(shí)可根據(jù)具體

情況確定，化工和石油化工企業(yè)的工業(yè)管道大都采用架空敷設(shè)，便于施工、

操作、檢查、維修，也較為經(jīng)濟(jì)，大中型裝置的架空管道都用管廊、管架

和管墩成排敷設(shè)。對(duì)于分散的管道可用支吊架。長(zhǎng)輸管道一般采用埋地敷

設(shè)，它利用了地下空間。缺點(diǎn)是有腐蝕，檢查和維修困難，尤其是需排液

的管道，困難更大。工業(yè)管道地下敷設(shè)的較少，就是地下敷設(shè)也大都用管

溝，而不是直接敷設(shè)在地下。

2)防火安全設(shè)計(jì)

當(dāng)管道敷設(shè)在管廊上時(shí)，為充分利用空間，一般機(jī)泵就置于管廊下，

管廊的上面放置引風(fēng)機(jī)，管廊的兩側(cè)是主體設(shè)備。管廊與它們要保持一定

的距離，這個(gè)距離要滿足有關(guān)防火的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。涉及的問題是：裝置中的

物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性如何？防火要求如何？與其設(shè)備的防火間距應(yīng)多大？材

料的耐火等級(jí)與耐火保護(hù)如何？這些問題在GB5001-91《石油化工企業(yè)設(shè)

計(jì)規(guī)范》中都有詳細(xì)而明確的規(guī)定。

據(jù)統(tǒng)計(jì)石油化工企業(yè)裝置內(nèi)，發(fā)生火災(zāi)后的持續(xù)時(shí)間多數(shù)在lh左右，

所以必須加耐火保護(hù)層。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定耐火層的耐火極限不應(yīng)低于1.5ho

3)防爆安全設(shè)計(jì)

一般產(chǎn)生爆炸必須具備三個(gè)條件：①存在可燃?xì)怏w、易燃液體的蒸汽或

薄霧；②上述物質(zhì)與空氣混合，其濃度達(dá)到爆炸極限；③存在足以點(diǎn)燃爆

炸性混合物的火花或高溫。

只要設(shè)法使這三個(gè)條件不同時(shí)出現(xiàn)，就基本可以防止出現(xiàn)爆炸。可通過

設(shè)法防止設(shè)備和管道泄漏、用惰性氣體將易燃物質(zhì)與空氣隔離、聯(lián)鎖保護(hù)

等措施來達(dá)到。

在總體設(shè)計(jì)中還要設(shè)法限制和縮小危險(xiǎn)區(qū)的范圍。將不同等級(jí)的爆炸危

險(xiǎn)區(qū)與非爆炸危險(xiǎn)區(qū)隔開；采用露天布置和加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)使爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)

濃度低于爆炸極限，用測(cè)量報(bào)警裝置監(jiān)測(cè)爆炸危險(xiǎn)物濃度。

4)其他安全設(shè)計(jì)

(1)輸送易燃易爆介質(zhì)的埋地管道需要穿越電纜溝，且管道溫度又較高

時(shí)，必需采取隔熱措施，以使外表面溫度低于60℃。

(2)經(jīng)過道路的管道必須有一定的架空高度，只有人員通行的凈高不小

于2.2m；通行大型車輛的凈高要留4.5m；跨越鐵路的凈高則不小于5.5m；

以免在車輛通行時(shí)撞到管道。萬一出現(xiàn)意外事故有利于車輛出入。

(3)法蘭的位置避免處于人行通道和機(jī)泵上方。輸送腐蝕性介質(zhì)管道上

的法蘭要設(shè)安全防護(hù)罩。

5)便于檢修、運(yùn)行操作

管廊的下面一般布置泵，這樣可以有效利用空間，而且泵與管廊的距離

縮短節(jié)省管材。為便于泵安裝、操作、檢修，至少要有3.5m的凈空高度，

在管廊下布置設(shè)備的還要增加管

廊下的凈空高度。

管廊在道路上空穿越時(shí)，凈空高度應(yīng)為：裝置內(nèi)檢修道不低于4.5m；

主干道和鐵路不低于5.5m；管廊下的檢修通道不低于3m。

3.壓力管道常用管子材料選用原則

在進(jìn)行壓力管道設(shè)計(jì)時(shí)，管徑經(jīng)計(jì)算確定以后，就要選擇管子的材料。

壓力管道常用管子材料的使用是根據(jù)所輸送介質(zhì)的操作條件(如壓力、溫

度)及其在該條件下的介質(zhì)特性決定的。

材料的正確選用是管道安全運(yùn)行并經(jīng)濟(jì)合理的前提，管道材料的選用應(yīng)

考慮如下因素：

3.1考慮優(yōu)先選用的管材

在選用管子材料時(shí)，一般先考慮采用金屬材料，金屬材料不適用時(shí)，再

考慮非金屬材料。金屬材料優(yōu)先選擇鋼制管材，后考慮選用有色金屬材料。

鋼制管材中，先考慮采用碳鋼，不適用時(shí)再選用不銹鋼。在考慮碳鋼材料

時(shí)，先考慮焊接鋼管，不適用時(shí)再選用無縫鋼管。

3.2考慮介質(zhì)壓力的影響

輸送介質(zhì)的壓力越高，管子的壁厚就越厚，對(duì)管子材料的要求一般也越

iRjo

(1).介質(zhì)壓力在L6MPa以上時(shí)，可選用無縫鋼管或有色金屬管子。

(2).壓力很高時(shí)，如在合成氨、尿素和甲醇生產(chǎn)中，有的管子介質(zhì)壓力高

達(dá)32MPa,一般選用材料為20鋼或15MnV的高壓無縫鋼管。

(3).真空設(shè)備上的管子及壓力大于lOMPa時(shí)的氧氣管子，一般采用銅和黃

銅管。

(4).介質(zhì)壓力在L6MPa以下時(shí)，可考慮采用焊接鋼管、鑄鐵管或非金屬

管子。但鑄鐵管子承受介質(zhì)的壓力不得大于LOMPa。非金屬管子所能承受

的介質(zhì)壓力，與非金屬材料品種有關(guān)，如硬聚氯乙烯管子，使用壓力小于

或等于L6MPa；增強(qiáng)聚丙烯管子，使用壓力小于或等于1.OMPa；ABS管子,

使用壓力小于或等于0.6MPao

(5).對(duì)水管，當(dāng)水的壓力在LOMPa以下時(shí)，通常采用材料為Q235A的焊

接鋼管；當(dāng)水的壓力大于2.5MPa時(shí)，一般采用材料為20鋼的無縫鋼管。

3.3考慮介質(zhì)溫度的影響

不同材料的管子，適用于不同的溫度范圍。表5.2

表5.2不同材料的管子，使用溫度范圍

材料牌號(hào)使用溫度范圍℃材料牌號(hào)使用溫度范圍℃

Q235AF0-250純鈦W350

Q235A0-350鋁-268?150

20R-20-475銅、黃銅-196?200

20g-20-475純鋁W120

16MnR-14-475硬鋁W140

16Mn-40?475灰鑄鐵W250

0.5MoW520球墨鑄鐵W350

Crl8Ni9-196-700

3.4考慮介質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響

介質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響主要體現(xiàn)在腐蝕上，應(yīng)予以高度重視。

(1).介質(zhì)呈中性，一般對(duì)材料要求不高，可選用普通碳鋼管；

(2).介質(zhì)呈酸性或堿性，就要選擇耐酸或耐堿的管材。

(3).輸送水及水蒸汽，采用碳鋼材料的管子。

3.5考慮管子本身功能的影響

有些管子除需具備輸送介質(zhì)的功能外，還要具有吸震的功能、吸收熱脹

冷縮的功能，在工作狀況下，能經(jīng)常移動(dòng)的功能。

3.6考慮壓力降的影響

管子的材料初步選定以后,還要進(jìn)行管道壓力降的計(jì)算，確定管子內(nèi)徑。

通過壓力降的計(jì)算，看選用的材料是否符合要求。特別在初步選用塑料管

子時(shí)，更要重視壓力降的復(fù)核。

壓力管道的計(jì)算，在工程設(shè)計(jì)中，一般要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)行物料衡算、能量

衡算和設(shè)備計(jì)算，初步確定物料流量。并參照有關(guān)資料，假定一個(gè)物料流速，

計(jì)算出管子內(nèi)徑，查手冊(cè)或標(biāo)準(zhǔn)，選用標(biāo)準(zhǔn)管子，通常選用的標(biāo)準(zhǔn)管子內(nèi)徑應(yīng)

等于或略大于計(jì)算出的管子內(nèi)徑。再計(jì)算管道的壓力降。利用下式可以對(duì)各

種情況進(jìn)行計(jì)算：

Q=-D2?u(5—1)

4

式中：D——內(nèi)徑(m)；

Q——容積流量（m'/s）；

u----流速（m/s）

幾種情況如下：

（1）已知容積流量，設(shè)定某一流速，計(jì)算出管子內(nèi)徑D；

（2）已知管子內(nèi)徑，并根據(jù)輸送介質(zhì)設(shè)定的管道流速，可計(jì)算容積流量Q

（3）已知容積流量和管子內(nèi)徑，計(jì)算流體在管子中的流速uo

根據(jù)容積流量和管子內(nèi)徑，計(jì)算出的物料流速應(yīng)在允許的流速范圍之內(nèi)。

通常情況下，各種物料的流速范圍可參照表5.3⑶o

表5.3物料一般流速范圍

流體名稱流速范圍(m/s)

飽和蒸汽主管30?40

支管20,?30

低壓蒸汽V1.0MPa（絕壓）15-20

中壓蒸汽1.0?4.0MPa（絕壓）20?40

高壓蒸汽4.0-12.OMPa（絕壓）40?60

過熱蒸汽（主管）40?60

（支管）35?40

一般氣體（常壓）10?20

高壓乏氣80?100

蒸汽（加熱蛇管）（入口管）30?40

氧氣0~0.05MPa（表壓）5.0?10

2.0~3.0MPa(表壓)3.0-4.0

車間換氣通風(fēng)（主管）4.0?15

（支管）2.0?8.0

風(fēng)管距風(fēng)機(jī)最遠(yuǎn)處1.0~40

最近處8.0—12

真空管<10

真空蒸發(fā)器汽出口（低真空）50~60

（高真空）60?70

廢氣低壓20-30

高壓80-100

自來水主管，0.3MPa(表壓)1.5?3.5

支管，0.3MPa(表壓)1.0-1.5

蛇管冷卻水<1

石棉水泥輸水管①50?250下限0.28~0.4

上限0.9?1.5

0600—1000下限0.55?0.6

上限2.2?2.6

泥漿0.5?0.7

油封式真空泵吸入口10-13

易燃易爆液體<1

流體在管道中流動(dòng)，由于管道內(nèi)徑不是絕對(duì)光滑，不一定是等徑，管道走向

也可能有彎曲、升降，加之管道中有閥門、法蘭等管件，從而使流體在管道中

流動(dòng)必然會(huì)產(chǎn)生壓力降。

(1)管內(nèi)摩擦壓力降

-1521

AP(=6.506X10fLW/D'p(5-2)

式中：△P.一管內(nèi)摩擦壓力降(kPa)；

f—摩擦系數(shù)；

L一管路總長(zhǎng)度(包括管子及附件)(m)；

W一氣(液)體的重量流量(kg/h)；

P一氣(液)體的密度(kg/m。。

(2)局部壓力降

-72

△Pk=5.1X10Kpu/g(5-3)

式中：△尸卜一局部壓力降(kPa)；

g一重力加速度；

K一局部阻力系數(shù)。

在工程上還常用當(dāng)量長(zhǎng)度計(jì)算法，將各種局部壓力降折合為相當(dāng)于直管長(zhǎng)度

的壓力降來計(jì)算。

(3)上升管靜壓壓力降

6

APn=1.02X10-()(5-4)

式中：△尸H一上升管靜壓壓力降(KPa)

H?、〃i一管段始端和終端的標(biāo)高(m)

(4)加速度壓力降

2

APv=5.1X10-7Pu/g(5-5)

式中：APv一加速度壓力降(KPa)

(5)流體粘度引起的壓力降

對(duì)于油類、因粘滯性產(chǎn)生的壓力降用下式計(jì)算

2

△Pw=40.74LUQ/d(5-6)

式中：APv——流體粘度引起的壓力降(kPa)；

〃——?jiǎng)恿φ扯?KPa?S)。

(6)總壓力降:

△Pt=1.15(APr+APk+△PH+△FV+△(5-7)

式中：AP,一總壓力降(kPa)；

1.15一考慮15%的裕量。

(7)總壓力降確定以后，尚須注意以下兩個(gè)問題：其一是系統(tǒng)的總壓力降，

不能超過所選管道的額定壓力；其二是泵或壓縮機(jī)的出口壓力必須超過系統(tǒng)的

總壓力降，但不能超過所選管子及其附件的壓力等級(jí)。

3.7常用管道的類型

?般用途及選用材料情況參見下表5.40

表5.4常用管道的類型、選材、一般用途一覽表

管道類型選用材料一般用途

1無縫鋼管

①中低壓用普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼,輸送對(duì)碳鋼無腐蝕或腐蝕速度

低合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼很小的各種流體

②高壓用20、15MnV等合成氨、尿素、甲醇生產(chǎn)中大量使用

③不銹鋼ICrl8Ni9Ti等液堿、丁醛、丁醇、液氮、硝酸、硝

錢溶液的輸送

2焊接鋼管

①水煤氣輸送鋼管Q235-A適用于輸送水、壓縮空氣、煤氣、

②螺旋縫電焊鋼管Q235、16Mn等乏汽，冷凝水和采暖系統(tǒng)的管路

③不銹鋼焊接鋼管1Cr18Ni9Ti等

3金屬軟管

①釬焊不銹鋼軟管ICrl8Ni9Ti一般適用于輸送帶有腐蝕性氣體

②P2型耐壓軟管低碳鍍鋅鋼帶一般輸送中性的液體、氣體及混合物

③P3型吸塵管低碳鍍鋅鋼帶一般用于通風(fēng)、吸塵的管道

④PM1型耐壓管低碳鍍鋅鋼帶一般用于輸送中性液體

4有色金屬

①銅管和黃銅管T2,T3.T4.TUP用于一般工業(yè)部門，機(jī)器和真空設(shè)備

TU1、TU2、H68、H62上的管路及壓力小于1OMPa氧氣管路

②鉛及其合金管純鉛，Pb4、Pb5、Pb6,鉛睇合金（硬鉛），PbSb

4、PbSb6、PbSb8適用于化學(xué)、染料、制藥及其它工業(yè)部門作耐酸材料

的管道，如輸送15?65%的硫酸、干或濕的二氧化硫、60%的氫氟酸、濃度

小于80%的醋酸、鉛管的最高使用溫度為200C,但溫度高于140℃時(shí)，不宜

在壓力下使用。

鋁及其合金L2、L3、工業(yè)純鋁鋁管用于輸送脂肪酸、硫化氫及二氧化碳，

鋁管最高使用溫度200℃,溫度高于160℃時(shí)，不宜在壓力下使用，鋁管還可

以用于輸送濃硝酸、醋酸、蟻酸、硫的化合物及硫酸鹽。不能用于鹽酸、堿液,

特別是含氯離子的化合物。鋁管不可用對(duì)鋁有腐蝕的碳酸鎂、含堿玻璃棉保溫。

5纖維纏繞玻璃鋼管

承插膠粘直管、對(duì)接直管和0型環(huán)承插連接直管玻璃鋼一般用在公稱壓力

0.6~1.6MPa、公稱直徑大于50mm的管道上玻璃鋼管K2玻璃鋼KU低

壓接觸成型直管使用壓力小于等于0.6MPa,長(zhǎng)絲纏繞直管，使用壓力小于等

于1.6MPa

6增強(qiáng)聚丙烯管聚丙烯具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕性好、致密性好，價(jià)格低

等特點(diǎn)。使用溫度為120℃,使用壓力為小于等于1.OMPa

7玻璃管增強(qiáng)聚氯乙烯復(fù)合管玻璃、聚氯乙烯一般用于公稱直徑15-4

00mm,PN小于等于1.6MPa的管道上

4壓力管道常用閥門的選用

4.1常用閥門的選用原則

'1）閘閥

閘閥的密封性能較截止閥好，流體阻力小，具有一定的調(diào)節(jié)性能。明桿

式尚可根據(jù)閥桿升降高低調(diào)節(jié)啟閉程度，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較截止閥復(fù)雜，密封

面易磨損，不宜修理。閘閥適于制成大口徑的閥門，除適用于蒸汽、油品

等介質(zhì)外，還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質(zhì)，并適用于作放空閥

和低真空系統(tǒng)閥門。

2）截止閥

截止閥與閘閥相比，其調(diào)節(jié)性能好，密封性能差，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造維修

方便，流體阻力較大，價(jià)格便宜。適用于蒸汽等介質(zhì)，不宜用于粘度大含

有顆粒易沉淀的介質(zhì)，也不宜作放空閥及低真空系統(tǒng)的閥門。

3）節(jié)流閥

節(jié)流閥的外形尺寸小、重量輕、調(diào)節(jié)性能較盤形截止閥和針形閥好，但

調(diào)節(jié)精度不高，由于流速較大，易沖蝕密封面。適用于溫度較低、壓力較

高的介質(zhì)，以及需要調(diào)節(jié)流量和壓力的部位，不適用于粘度大和含有固體

顆粒的介質(zhì)。不宜作隔斷閥。

4）止回閥

止回閥按結(jié)構(gòu)可分為升降式和旋啟式兩種。升降式止回閥較旋啟式止回

閥的密封性好，流體阻力大，臥式的宜裝在水平管線上。立式的應(yīng)裝在垂

直管線上；旋啟式止回閥，不宜制成小口徑閥門，它可裝在水平、垂直或

傾斜的管線上，如裝在垂直管線上，介質(zhì)流向應(yīng)由下至上。

止回閥一般適用于清凈介質(zhì)，不宜用于含固體顆粒和粘度較大的介質(zhì)。

5）球閥

球閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開關(guān)迅速，操作方便，體積小、重量輕、零部件少,

流體阻力小，結(jié)構(gòu)比閘閥、截止閥簡(jiǎn)單，密封面比旋塞閥易加工且不易擦

傷。適用于低溫、高壓及粘度大的介質(zhì)，不能作調(diào)節(jié)流量用。

6）柱塞閥

柱塞與密封圈間采用過盈配合，通過調(diào)節(jié)閥蓋上連接螺栓的壓緊力，使

密封圈上所產(chǎn)生的徑向分力大于流體的壓力，從而保證了密封性，杜絕了

外泄漏。柱塞閥是國(guó)際上近代發(fā)展的新穎結(jié)構(gòu)閥門，具有結(jié)構(gòu)緊湊啟閉靈

活、壽命長(zhǎng)、維修方便等特點(diǎn)。

7)旋塞閥

旋塞閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開關(guān)迅速，操作方便，流體阻力小，零部件少，重

量輕。適用于溫度較低、粘度較大的介質(zhì)和要求開關(guān)迅速的部位，一般不

適用于蒸汽和溫度較高的介質(zhì)。

8)蝶閥

蝶閥與相同公稱壓力等級(jí)的平行式閘板閥比較，其尺寸小、重量輕、開

閉迅速、具有一定的調(diào)節(jié)性能，適合制成較大口徑閥門用于溫度小于80C、

壓力小于LOMPa的原油、油品及水等介質(zhì)。

9)隔膜閥

閥的啟閉是一塊橡膠隔膜，夾于閥體與閥蓋之間。隔膜中間突出部分固

定在閥桿上，閥體內(nèi)襯有橡膠，由于介質(zhì)不進(jìn)入閥蓋內(nèi)腔，因此無需填料

箱。

隔膜閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性能好，便于維修，流體阻力小，適用于溫度小

于200℃、壓力小于1.OMPa的油品、水、酸性介質(zhì)和含懸浮物的介質(zhì)，不

適用于有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化劑的介質(zhì)。

4.2減壓閥的選用原則

減壓閥是通過啟閉件的節(jié)流，將進(jìn)口的高壓介質(zhì)降低至某個(gè)需要的出口

壓力，在進(jìn)口壓力及流量變動(dòng)時(shí)，能自動(dòng)保持出口壓力基本不變的自動(dòng)閥

門。

(1)減壓閥的選用，系根據(jù)工藝確定減壓閥流量，閥前、閥后的壓力

及閥前流體溫度等條件來確定閥孔面積，并按此選擇減壓閥的尺寸及規(guī)格。

(2)在設(shè)計(jì)中，減壓閥組不應(yīng)設(shè)置在靠近移動(dòng)設(shè)備或容易受沖擊的地

方，應(yīng)設(shè)置在振動(dòng)較小，周圍較空之處，以便于檢修。

(3)蒸汽系統(tǒng)的減壓閥組前應(yīng)設(shè)置排凝液疏水閥，為防止長(zhǎng)距離輸送

的蒸汽管道中夾帶一些渣物，應(yīng)在切斷閥(閘閥)之前，設(shè)置管道過濾器。

(4)閥組前后應(yīng)裝設(shè)壓力表，以便于調(diào)節(jié)時(shí)觀察。閥組后應(yīng)設(shè)置安

全閥，當(dāng)壓力超過時(shí)能起泄壓和報(bào)警作用，保證壓力穩(wěn)定。

減壓閥均裝在水平管道上，為防止膜片活塞式減壓閥產(chǎn)生嚴(yán)重液擊，應(yīng)

將減壓閥底螺栓改裝排水閥（閘閥DN20或25）。在投入運(yùn)行時(shí)應(yīng)放盡減壓

閥底存水。波紋管減壓閥的波紋管應(yīng)向下安裝，用于空氣減壓時(shí)需將閥門

反向安裝。

4.3疏水閥的選用原則

1）疏水閥的作用

疏水閥（也稱阻汽排水閥、疏水器）的作用是自動(dòng)排泄蒸汽管道和設(shè)備

中不斷產(chǎn)生的凝結(jié)水、空氣及其他不可凝性氣體，又同時(shí)阻止蒸汽的逸出。

它是保證各種加熱工藝設(shè)備所需溫度和熱量并能正常工作的一種節(jié)能產(chǎn)

品。

2）疏水閥的分類

按工作原理分為：

（1）熱動(dòng)力型

利用蒸汽、凝結(jié)水通過啟閉件（閥片或閥瓣）時(shí)的不同流速引起被啟閉

件隔開的壓力室和進(jìn)口處的壓力差來啟閉疏水閥。這類疏水閥處理凝結(jié)水

的靈敏度較高，啟閉件小，慣性也小，開關(guān)速度迅速（如微孔式根本沒有

內(nèi)件）。

（2）熱靜力型

利用蒸汽和凝結(jié)水的不同溫度引起溫度敏感元件動(dòng)作,從而控制啟閉件

工作。其溫度敏感元件受溫度變化在開關(guān)啟閉件時(shí)有滯后現(xiàn)象，對(duì)低于飽

和溫度一定溫差的凝結(jié)水和空氣可同時(shí)排放出去，可裝在用汽設(shè)備上部單

純作排空氣閥使用。

（3）機(jī)械型疏水閥

依靠浮子（球狀或桶狀）隨凝結(jié)水液位升降的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)阻汽排水作用。

小口徑閥的靈敏度較大口徑的高，浮球式靈敏度高于浮桶式疏水閥。

3）疏水閥的設(shè)計(jì)要求

①疏水閥都應(yīng)帶有過濾器。如果不帶過濾器，應(yīng)在閥前安裝管道過濾

器，過濾器應(yīng)設(shè)在易拆卸的位置。

②疏水閥前后要裝切斷閥。由于旁路管上的旁路閥易漏氣，使新鮮蒸

汽竄入凝結(jié)水管網(wǎng)，系統(tǒng)背壓升高，干擾了正常運(yùn)行，所以一般都不設(shè)旁

路管。在疏水閥前裝排污閥及管道過濾器，疏水閥后裝窺視鏡及止回閥（需

回收冷凝水時(shí)應(yīng)加止回閥）。

③內(nèi)螺紋連接的疏水閥一定要在疏水閥前或后的連接管上安裝活接

頭，便于檢修、拆卸。

（4）疏水閥組應(yīng)盡量靠近蒸汽加熱設(shè)備，以提高工作效率，減少熱量損

失。但熱靜力型疏水閥，特別是雙金屬片式疏水閥應(yīng)離開用汽設(shè)備1m左右,

這段管路不要保溫以滿足雙金屬片式疏水閥過冷度較大的工作特點(diǎn)。

⑤用汽設(shè)備到疏水閥這段管路，應(yīng)沿流動(dòng)方向有-4%的斜度，管路的公

稱通徑不應(yīng)小于疏水閥的公稱通徑，以免形成蒸汽阻塞，造成排水不暢通。

⑥不同蒸汽壓力的不同用汽設(shè)備。不能共用一個(gè)疏水閥。因?yàn)楦邏河?/p>

汽設(shè)備的進(jìn)出口壓力高，使低壓用汽設(shè)備的出口壓力提高，造成進(jìn)出口壓

差縮小，減少了低壓設(shè)備排水量，甚至排不出水，使低壓用汽設(shè)備無法工

作。

⑦同一蒸汽壓力的幾個(gè)同類型用汽設(shè)備，也不允許共同使用一個(gè)疏水

閥。由于制造和使用情況的不同，其加熱效率、流體阻力都有所不同，更

重要的是這些用汽設(shè)備的負(fù)荷都不能一致。蒸汽大量從阻力小的設(shè)備中流

過，從而影響其他設(shè)備通過的蒸汽量，不能滿足用汽設(shè)備的工藝要求。

⑧寒冷地區(qū)室外安裝疏水閥時(shí)應(yīng)注意防凍。因?yàn)槟Y(jié)水在疏水閥內(nèi)凍

結(jié)，會(huì)使疏水閥失去阻汽排水的功能。防止方法是：加強(qiáng)疏水閥前后管路

的保溫；對(duì)經(jīng)常停車或間斷使用的疏水閥要在停車時(shí)進(jìn)行人工放水或安裝

自動(dòng)放水閥；特別是對(duì)體內(nèi)有積水的機(jī)械型排水閥，在其閥體下部也要設(shè)

置排水閥或絲堵一。

⑨對(duì)同一設(shè)備先后使用蒸汽加熱與冷卻時(shí)，建議應(yīng)分別設(shè)置加熱與冷

卻兩套完整裝置，以保證疏水閥的功能并防止蒸汽、凝結(jié)水受到混雜。

5壓力管道附屬設(shè)施的選用

5.1管法蘭密封組件的選用

管法蘭與墊片和緊固件共同組成管道可拆連接接頭。為使連接接頭能安

全運(yùn)行并獲得滿意的密封效果，選用時(shí)要對(duì)管法蘭的結(jié)構(gòu)型式、密封面形

式、墊片的材料和結(jié)構(gòu)形式，緊固件的材料和尺寸全面地進(jìn)行綜合考慮，

正確選用。

1）管法蘭的選用

管法蘭在我國(guó)使用的有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9112—1988

化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG20592-20635-1997

機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB80?86—1994

石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH3406—1992

新編管法蘭標(biāo)準(zhǔn)HG20592~20635—1997是一套符合國(guó)、內(nèi)外管法蘭實(shí)

際使用現(xiàn)狀、包括歐洲和美洲兩大體系、考慮到英制、公制兩個(gè)鋼管系列、

法蘭、墊片、緊固件綜合選配，內(nèi)容完整，使用方便的管法蘭標(biāo)準(zhǔn)。

HG20592~20635—1997管法蘭型式、參數(shù)見表5.12和表5.15。

⑴表5.12的幾點(diǎn)說明：

①表中適用鋼管外徑系列分A和B,A系列為國(guó)際通用系列（英制管），

B系列為國(guó)內(nèi)沿用系列（公制管），其公稱通徑DN由10?2000mm共29種，

它們對(duì)應(yīng)的鋼管外徑按表5.13的規(guī)定。表列參數(shù)適用于公稱壓力等級(jí)

16.OMPa以下，PN25.0,MPa（25bar）的管法蘭適用鋼管外徑系列見表5.14。

②法蘭密封面型式：

FF-----全平面（適用于非易燃、無毒、低壓）

RF-----突面（適用于非易燃、無毒、低壓）

MFM----凹凸面（適用于易燃、有毒、中壓）

TG——樺槽面（適用于劇毒、高溫、高壓）

RJ一一環(huán)連接面（適用于劇毒、高溫、高壓）（金屬墊片-透鏡墊）

③法蘭公稱壓力PN:

0.250.61.01.62.5

4.06.310.016.025.0

公稱壓力一一管道、管件、閥門等在規(guī)定溫度下允許承受的以標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)定的系列壓力等級(jí)表示的工作壓力。

20鋼，100℃時(shí)：PN=Pw(最大允許工作壓力)

公稱直徑一--管道、管件的名義直徑,與管子的外徑一一對(duì)應(yīng)，內(nèi)徑

與管子的壁厚有關(guān)。

(2)表5.15的幾點(diǎn)說明：

①法蘭密封面型式同上。

②公稱壓力等級(jí)為：

2.0MPa(Classl50),5.0MPa(Class300),11.90MPa(Class600),

15.0MPa(Class900),26.0MPa(Classl500),42.0MPa(Class2500)

③公稱通徑以英制為基礎(chǔ)，由15?1500mm共38種，它們與鋼管外徑

的對(duì)應(yīng)關(guān)系見表5.16。

(3)不同介質(zhì)環(huán)境管法蘭的型式選擇參見表5.17。

低壓、非易燃、無毒：突面、平焊法蘭

低壓、易燃、有毒：突面、長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭

低壓、易燃、有毒：凹凸面、帶頸平焊法蘭

中壓、易燃、有毒：凹凸面、長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭

2)墊片、緊固件的選用

墊片選用原則：

管法蘭墊片包括:非金屬墊片、聚四氟乙烯包墊、石墨復(fù)合墊、

金屬包墊、纏繞墊、齒形組合墊、金屬環(huán)墊。

(1)選用墊片時(shí)，必須依據(jù)介質(zhì)性質(zhì)、工作壓力和工作溫度。

(2)梯槽蜜蜂面盡量不用非金屬墊片；

(3)真空系統(tǒng)用橡膠墊；

(4)低壓、無毒場(chǎng)合一般用非金屬墊片；

(5)介質(zhì)不允許微量纖維混入,易選用石墨復(fù)合墊；

(6)介質(zhì)易燃、有毒，易選用金屬包墊、纏繞墊；

(7)高溫、高壓易選用金屬環(huán)墊。

(8)纏繞式墊片具有良好的壓縮性和回彈性，且價(jià)格便宜，制造簡(jiǎn)單,

特別是用膨脹石墨作填充料時(shí)，密封性能優(yōu)良，一般條件下均宜采用。尤

其適用于有松弛、溫度波動(dòng)、壓力波動(dòng)、沖擊和振動(dòng)的中低壓法蘭密封。

(9)苯對(duì)耐油石棉橡膠墊片中的丁月青橡膠有溶解作用，故對(duì)于壓力小

于或等于2.5MPa,溫度小于或等于200C的法蘭，應(yīng)選用纏繞式墊片。

(10)聚四氟乙烯有優(yōu)良的耐腐蝕性能，是很好的密封材料，在溫度小

于250C時(shí)常選用。其型式有聚四氟乙烯生料帶纏包石棉橡膠板、聚四氟

乙烯板、聚四氟乙烯纏繞墊片和聚四氟乙烯包墊片。

(11)膨脹石墨是一種新型的密封材料，國(guó)內(nèi)外使用證明，它具有優(yōu)良

的密封性能。其型式有纏繞式墊片、金屬包墊片兩面貼膨脹石墨紙和高強(qiáng)

石墨墊片。這些墊片可以在大多數(shù)場(chǎng)合下使用。

(12)當(dāng)墊片在有硫化氫應(yīng)力腐蝕的場(chǎng)合下使用時(shí)，其墊片的金屬材料

應(yīng)選用含Ti的不銹鋼。

(13)當(dāng)選用金屬墊片時(shí)，應(yīng)在完全退火狀態(tài)下使用，盡可能選用較軟

的金屬材料，使法蘭表面的硬度比墊片硬度大布氏硬度HB20為宜。

(14)在有腐蝕的條件下，選用墊片對(duì)法蘭盤呈陽性的墊片材料，墊片

受腐蝕；選用法蘭盤對(duì)墊片呈陽性的墊片材料，法蘭盤受腐蝕，采用哪一

種要根據(jù)使用方法和墊片種類來決定。

3)管法蘭、墊片和緊固件的選用見表5.18、5.19。

管法蘭、墊片和緊固件的選用應(yīng)嚴(yán)格按照此表的要求匹配

5.2彎頭、異徑管、三通、活接頭、絲堵材料的選用。

這些管件直接和輸送介質(zhì)接觸，因此在選用時(shí)，必須由輸送介質(zhì)的化學(xué)

性質(zhì)和物理狀況來選用材料。

(1)根據(jù)介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，選用不同材料的彎頭、異徑管、三通等。一般

情況下選用與管子本身相同的材料或優(yōu)于管子本身的材料。

(2)根據(jù)介質(zhì)的溫度、壓力等狀態(tài)來選用不同材料的彎頭、異徑管、三通:

當(dāng)介質(zhì)的壓力小于等于4.OMPa、溫度小于等于200℃,一般采用材料為

10g、20g的沖壓彎頭;

當(dāng)介質(zhì)的壓力小于等于2.5MPa、溫度小于等于200℃,一般采用材料

Q235A或20g的焊制彎頭；

當(dāng)介質(zhì)的壓力小于等于L6MPa、溫度小于等于175℃,可選用材料為可

鍛鑄鐵的彎頭、異徑管等。

5.3視鏡的選用

視鏡多用于排液或受槽前的回流、冷卻水等液體管路上以觀察液體流動(dòng)

情況。

1)視鏡的種類

鋼制視鏡、不銹鋼視鏡、鋁制視鏡、硬聚氯乙烯視鏡、耐酸酚醛塑料視

鏡、玻璃管視鏡等。

2)視鏡的選用

視鏡系根據(jù)輸送介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、物理狀態(tài)及工藝對(duì)視鏡功能的要求來

選用。視鏡的材料基本上和管子材料相同。如碳鋼管采用鋼制視鏡，不銹

鋼管子采用不銹鋼視鏡，硬聚氯乙烯管子采用硬聚氯乙烯視鏡，需要變徑

的可采用異徑視鏡，需要多面窺視的可采用雙面視鏡，需要它代替三通功

能的可選用三通視鏡。視鏡的操作壓力小于等于0.25MPa,鋼制的視鏡，

操作壓力小于等于0.6MPa0

5.4阻火器的選用

阻火器是一種防止火焰蔓延的安全裝置，通常安裝在易燃易爆氣體管路

±o

當(dāng)某一段管道發(fā)生事故時(shí)，不至于影響另一段的管道和設(shè)備。某些易燃

易爆的氣體如乙煥氣，充灌瓶與壓縮機(jī)之間的管道，要求設(shè)三個(gè)阻火器。

1)阻火器的種類

碳素鋼殼體鍍鋅鐵絲網(wǎng)阻火器；

不銹鋼殼體不銹鋼絲網(wǎng)阻火器；

鋼制礫石阻火器；

碳鋼殼體銅絲網(wǎng)阻火器；

波形散熱片式阻火器；

鑄鋁殼體銅絲網(wǎng)阻火器等。

2)阻火器的選用

(1)阻火器的殼體要能承受介質(zhì)的壓力和允許的溫度，還要能耐介質(zhì)的

腐蝕。

(2)填料要有一定強(qiáng)度，且不能和介質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)。

(3)阻火器主要是根據(jù)介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、溫度、壓力來選用合適的阻火

器。

一般介質(zhì)，使用壓力小于等于l.OMPa,溫度小于80C時(shí)均采用碳鋼鍍

鋅鐵絲網(wǎng)阻火器。特殊的介質(zhì)如乙煥氣管道，特別是壓力大于0.15MPa的

高壓乙快氣管道上，采用特殊的阻火器。

5.5過濾器的選用

管道過濾器多用于泵、儀表(如流量計(jì))、疏水閥前的液體管道上。

1)過濾器的種類

種類有管螺紋連接Y型過濾器、法蘭連接Y型過濾器、鋼制直角式過濾

器、低溫鋼直角式過濾器、不銹鋼制直角式過濾器、中低壓管路用錐形過

濾器、高壓用錐形過濾器。

2)過濾器的選用

(1)一般根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)和溫度、壓力來選用適當(dāng)?shù)倪^濾器。

(2)過濾器承受的壓力等級(jí)有：LOMPa、1.6MPa>2.5MPa、4.OMPa,

6.3MPa,lOMPa,一般比管子內(nèi)介質(zhì)的壓力高一個(gè)檔次。

5.6壓力管道熱變形補(bǔ)償結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選用

防止管道因熱脹冷縮產(chǎn)生過大的應(yīng)力，在配管設(shè)計(jì)中，利用管子和管件

構(gòu)成的彎管或其它形狀，使管道系統(tǒng)保持適當(dāng)?shù)娜嵝?。抵消因管道熱脹?/p>

縮而產(chǎn)生的變形，防止生產(chǎn)事故的發(fā)生，確保管路的安全。其主要措施有:

(1)在設(shè)計(jì)中，常將管子設(shè)計(jì)成：L型、Z型、U型。

(2)在管路中加膨脹節(jié)(補(bǔ)償器)。

(3)在壓縮機(jī)前后加吸震軟管，壓力高的管道加金屬軟管，有腐蝕性的

介質(zhì)可加不銹鋼金屬軟管。

1)膨脹節(jié)(補(bǔ)償器)的類型

(1)補(bǔ)償器類型見表5.20。

波紋管類別A型：通用型單式軸向型復(fù)式軸向型

波紋管類別B型：通用型復(fù)式帶座軸向型角向型

萬向角型小拉桿三向型大拉桿三向型

錢鏈橫向型萬向較橫向型直管壓力平衡型

曲管壓力平衡型外壓?jiǎn)问捷S向型

外壓復(fù)式帶座型振動(dòng)補(bǔ)償器

2)管系中使用無約束型補(bǔ)償器的原則

(1)任何兩個(gè)相鄰的固定支座只設(shè)一個(gè)補(bǔ)償器；

(2)各類固定支座應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度；

(3)安裝時(shí)不允許以補(bǔ)償器的變形來強(qiáng)行適應(yīng)管道安裝偏差；

(4)任何兩個(gè)相鄰的次固定支座間管徑應(yīng)相同，并成一直線走向；

(5)對(duì)補(bǔ)償量很大的補(bǔ)償器，宜在管道安裝前進(jìn)行預(yù)拉伸(或預(yù)壓縮),

以減少補(bǔ)償器對(duì)支座的彈性反力，同時(shí)使補(bǔ)償器處于最佳工作狀態(tài)。

3)管線設(shè)計(jì)與補(bǔ)償器選型

任何一項(xiàng)工程管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都要受到生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備(或裝置)、

安裝布局、空間環(huán)境、地質(zhì)條件及工程造價(jià)等因素的制約，因此管路系統(tǒng)

的走向和支撐體系往往相當(dāng)復(fù)雜，這就給補(bǔ)償器的選型帶來一定的難度。

完成管路系統(tǒng)的補(bǔ)償往往有多種方案，而補(bǔ)償器的正確選型則是關(guān)鍵。

這就要求管系設(shè)計(jì)者綜合考慮管線的走向、支撐體系的布局、補(bǔ)償器類型

的選擇等，以取得既安全可靠、又經(jīng)濟(jì)合理的方案。

(1)補(bǔ)償器選型一般程序如下:

①管系分解，無論多么復(fù)雜的管系，均可以通過固定支座將它們分解為

“一”、“L”、“門”、“Z”、“V”等典型管段(或稱之為膨脹單元)。變復(fù)

雜管系為簡(jiǎn)單管系。

②根據(jù)典型管線工作條件和膨脹形式選擇波紋補(bǔ)償器類型。

③計(jì)算典型管段的膨脹量，確定補(bǔ)償器的波數(shù)并得出在規(guī)定疲勞壽命下

補(bǔ)償器的額定補(bǔ)償量，從而確定補(bǔ)償器的數(shù)量。

④在裝有無約束型補(bǔ)償器的管段上，設(shè)置固定支座(MA)。而裝有約束

型補(bǔ)償器的管段上，無須因補(bǔ)償器的設(shè)置而另加主固定支座。

⑤根據(jù)補(bǔ)償器的變型軌跡及穩(wěn)定性要求設(shè)置相應(yīng)的導(dǎo)向支座G或平面

導(dǎo)向支座PGO

(2)補(bǔ)償器選型必須考慮的主要因素:

①公稱通徑DN、接口尺寸及法蘭標(biāo)準(zhǔn)；

②工作壓力Pw；

③工作溫度T,核校設(shè)計(jì)溫度，考慮溫度修正系數(shù)；

④材料，取決于介質(zhì)性質(zhì)；

⑤補(bǔ)償量——軸向、橫向、角向；

⑥壽命——考慮使用年限或大修、更換周期；

⑦安全系數(shù)。

(3)是否有承受壓力推力的構(gòu)件一補(bǔ)償器壓力推力約束機(jī)構(gòu):

①TA、TB、ZA、DZA、ZB、WDB、XHB、DB均無壓力推力約束機(jī)構(gòu)，

稱為無約束型補(bǔ)償器；

②IB、WJB、DHB、IHB、WHB.ZPB、QPHB等具有壓力推力約束機(jī)構(gòu)，

稱為約束型補(bǔ)償器。

4）補(bǔ)償器基本應(yīng)用形式及特點(diǎn)

常用管系支座名稱、代號(hào)及符號(hào)見表5.21。其基本應(yīng)用形式：

主固定支座次固定支座導(dǎo)向支座平面導(dǎo)向支座

定向主固定支座定向次固定支座彈簧吊架

（1）通用補(bǔ)償器（TA、TB）

——該補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格較低，可吸收軸向位移和數(shù)量不大的多

向組合位移，因而凡是可能的地方可優(yōu)先予以考慮。

①用一個(gè)通用補(bǔ)償器吸收直管段的軸向位移。

②用不同直徑的通用補(bǔ)償器吸收異徑直管段的軸向位移。

③用多個(gè)通用補(bǔ)償器分別吸收各分支管段的軸向位移。

④用通用補(bǔ)償器吸收Z形管段的軸向位移時(shí)，應(yīng)注意以Z形管段的偏斜

程度應(yīng)盡量??；各直管段的端部附近應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向支座，以限制彎矩對(duì)管道

的影響；償器應(yīng)靠近一個(gè)固定支座。通用補(bǔ)償器在L形管段的長(zhǎng)腿上吸收

軸向位移和少量橫向位移；在L形管段的短腿上吸收橫向位移和少量軸向

位移。

用復(fù)式補(bǔ)償器吸收直管段的較大軸向位移。

（2）平面角向型補(bǔ)償器

——這種補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)緊湊、應(yīng)用靈活、安裝方便且對(duì)支座無壓力推力

作用。單式角向補(bǔ)償器只能作角偏轉(zhuǎn)，因此必須兩個(gè)以上配套使用而不允

許單獨(dú)出現(xiàn)。

用一對(duì)角向補(bǔ)償器吸收橫向位移時(shí)，角位移量一定，其所能吸收的橫

向位移量與兩補(bǔ)償器較鏈之間的距離成正比，在這種情況下盡量加大兩補(bǔ)

償器之間的距離將能更有效發(fā)揮其補(bǔ)償功能。

①當(dāng)水平管線較長(zhǎng)（管段能夠彈性變形）時(shí)，用兩個(gè)補(bǔ)償器吸收平面

Z形和L形管段的位移

②或用以吸收同一平面內(nèi)設(shè)備與其連接管道的組合位移。

③用三個(gè)補(bǔ)償器吸收L形管段的位移。

用兩個(gè)補(bǔ)償器吸收立式容器與主管之間的不同垂直位移量。

(3)萬向型補(bǔ)償器

——這種補(bǔ)償器可在任意平面內(nèi)作角偏轉(zhuǎn)O使用時(shí)應(yīng)以兩個(gè)一組或三

個(gè)一組來吸收空間管段的位移。

大拉桿橫向型補(bǔ)償器和錢鏈橫向型補(bǔ)償器——這兩種補(bǔ)償器通過波紋

管的角偏轉(zhuǎn)可吸收各方位橫向位移，且補(bǔ)償能力較大，加之對(duì)支座無內(nèi)壓

推力作用，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因而在各種位移量大的L形及Z形管段上應(yīng)用

廣泛。

用單式大拉桿補(bǔ)償器吸收L形管段的位移，根據(jù)配管要求和補(bǔ)償量大小

可有“冷緊”和“不冷緊”兩種安裝方式。冷緊又分50%“冷緊”和100%

“冷緊”。前者可減少50%彈性力，后者主要用于系統(tǒng)壓力較高，而補(bǔ)償量

又較大的場(chǎng)合，其目的是使波紋管在工作時(shí)處于直線狀態(tài)，提高補(bǔ)償器的

穩(wěn)定性。

6壓力管道的絕熱設(shè)計(jì)

GB50264-1997《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》工程設(shè)計(jì)

適用于工業(yè)設(shè)備及管道外表面溫度在-196℃至850℃的絕熱。

6.1絕熱的功能及范圍

絕熱包括保溫與保冷，是為了防止管道向周圍環(huán)境散發(fā)或吸收熱量。

1)絕熱的功能

用絕熱.方法，可以減少管道及其附件的熱(冷)量損失，保證操作

人員安全，改善勞動(dòng)條件，防止?fàn)C傷和減少熱量散發(fā)到操作區(qū)。在冬季，

用保溫來延緩或防止管道內(nèi)液體的凍結(jié)。當(dāng)管道內(nèi)的介質(zhì)溫度低于周圍空

氣露點(diǎn)溫度時(shí)，采用絕熱可防止管道的表面結(jié)露。

2)絕熱的范圍

管道及其附件有下列情況之一時(shí)，應(yīng)采取絕熱措施。

①外表面溫度大于50c以及外表面溫度小于或等于50℃但工藝需要

保溫的管道及其附件。

②工藝生產(chǎn)中需要減少介質(zhì)的溫度降或延遲介質(zhì)凝結(jié)時(shí)。

③介質(zhì)溫度低于周圍空氣露點(diǎn)溫度時(shí)，以及在環(huán)境溫度下，為防止管

道外表面凝露時(shí)。

④對(duì)于工藝生產(chǎn)中不需要保溫的管道及其附件，當(dāng)其外表面溫度超過

60℃,而需經(jīng)常操作維護(hù)時(shí)。在無法采用其它措施防止?fàn)C傷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行防

燙傷絕熱。例如距地面或工作平臺(tái)的高度小于2.1m或接近操作平臺(tái)，平面

距離小于0.75m時(shí)均應(yīng)進(jìn)行防燙傷絕熱。

⑤減少冷介質(zhì)在生產(chǎn)或輸送過程中的冷量損失以及制冷系統(tǒng)中的冷管

道。

可不絕熱的管道及其附件主要有：要求散熱或必須裸露的管道；要求

及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏的管道法蘭；工藝上無特殊要求的放空、排凝管道；要求經(jīng)

常監(jiān)測(cè)、防止發(fā)生損壞的部位。

6.2常用絕熱材料性能

絕熱材料應(yīng)具有密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小、化學(xué)性能穩(wěn)定、對(duì)管道沒有腐

蝕，并且能長(zhǎng)期在工作溫度下運(yùn)行等性能。絕熱材料的性能要求如下：

(1)絕熱層材料的性能要求

①絕熱層材料應(yīng)選擇能提供具有隨溫度變化的導(dǎo)熱系數(shù)方程式或圖表

的產(chǎn)品。對(duì)于松散或可壓縮的絕熱材料?，應(yīng)提供在使用密度下的導(dǎo)熱系數(shù)

方程式或圖表的產(chǎn)品。

②保溫材料在平均溫度低于350℃時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)不得大于0.12W/

(m?C),保冷材料在平均溫度低于27℃時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)不大于0.064W/

(m,℃)o

③保溫硬質(zhì)材料密度一般不得大于300kg/m3；軟質(zhì)材料及半硬質(zhì)制品

密度不得大于200kg/m3；保冷材料密度不得大于200kg/m3o

④耐振動(dòng)硬質(zhì)材料抗壓強(qiáng)度不得小于0.4MPa；用于保冷的硬質(zhì)材料抗

壓強(qiáng)度不得小于0.15MPa。

⑤吸水率要小。保溫材料的質(zhì)量含水率不得大于7.5%；保冷材料的質(zhì)

量含水率不得大于1機(jī)用于直埋管道上的保溫材料，含水率應(yīng)小于3%。

⑥絕熱層材料應(yīng)選擇能提供具有允許使用溫度和不燃性、難燃性、可

燃性)性能檢測(cè)證明的產(chǎn)品；對(duì)保冷材料尚需提供吸濕性、吸水性、增水

性檢測(cè)證明。對(duì)硬質(zhì)絕熱材料尚需提供材料的線膨脹或收縮率數(shù)據(jù)。

絕熱層材料按被絕熱對(duì)象外表面的溫度，其燃燒性能應(yīng)符合GB8624-85

的規(guī)定：

外表面溫度T°>100℃時(shí)，絕熱層材料應(yīng)符合不燃類A級(jí)材料性能要求;

外表面溫度T°W100℃時(shí)，絕熱層材料不得低于難燃類B1級(jí)材料的性

能要求，對(duì)泡沫塑料其氧指數(shù)應(yīng)大于或等于32%；

外表面溫度T°W50℃時(shí)，有保護(hù)層的泡沫塑料類絕熱層材料不得低于

一般可燃性B2級(jí)材料的性能要求。

⑦化學(xué)穩(wěn)定性能好，對(duì)被絕熱的金屬表面無腐蝕作用。

與奧氏體不銹鋼表面接觸的隔熱材料應(yīng)符合BGJ126《工業(yè)設(shè)備及管道

絕熱工程施工驗(yàn)收規(guī)范》有關(guān)氯離子含量的規(guī)定。

⑧價(jià)格低廉、施工方便，盡可能選用制品和半制品材料，如板、瓦及

氈等材料。

(2)防潮層材料的性能要求

①抗蒸汽滲透性好，防水防潮力強(qiáng)，吸水率不大于1%。

②防潮層材料的燃燒性能同對(duì)絕熱材料的要求。

③化學(xué)穩(wěn)定性好，無毒或低毒耐腐蝕并不得對(duì)絕熱層和保護(hù)層材料產(chǎn)

生腐蝕或溶解作用。

④防潮層材料在夏季不軟化，不起泡，不流淌，低溫使用時(shí)不脆化、

不開裂、不脫落。

⑤涂抹型防潮材料軟化溫度不低于65℃,粘接強(qiáng)度不小于0.15MPa,

揮發(fā)物不大于30%o

(3)保護(hù)層材料的性能要求

①保護(hù)層材料應(yīng)選擇強(qiáng)度高，在使用環(huán)境下不軟化、不脆裂、外表整

齊美觀、抗老化、使用壽命不得小于設(shè)計(jì)使用年限，國(guó)家重點(diǎn)工程的保溫

保護(hù)層材料的使年限應(yīng)在10年以上。保冷時(shí)應(yīng)達(dá)到12?18年。

②保護(hù)層材料應(yīng)具有防水、防潮、抗大氣腐蝕性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，

對(duì)接觸的防潮層或絕熱層不產(chǎn)生腐蝕或溶解作用。

③保護(hù)層材料應(yīng)采用不燃或難燃性材料P但貯存或輸送易燃、易爆物

料的設(shè)備及管道，以及與其鄰近的管道，其保護(hù)層必須采用不燃性材料。

（4）粘接劑、密封劑和耐磨劑主要性能要求

①保冷用粘接劑能在使用的低溫范圍內(nèi)保持良好的粘接性，粘接強(qiáng)度

在常溫時(shí)大于0.15MPa,軟化溫度大于65℃。泡沫玻璃用粘接劑在T90℃

時(shí)的粘接強(qiáng)度應(yīng)大于0.05MPao

②對(duì)金屬壁不腐蝕，對(duì)保冷材料不溶解。

③固化時(shí)間短密封性好，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)不開裂。

④有明確的使用溫度范圍和有關(guān)性能數(shù)據(jù)。在伸縮振動(dòng)情況下，耐磨

劑應(yīng)能防止泡沫玻璃因自身或與金屬相摩擦而受損。

6.3絕熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）對(duì)絕熱結(jié)構(gòu)的要求

絕熱結(jié)構(gòu)在能保證熱損失不超過國(guó)家規(guī)定的熱能最大損耗允許值時(shí)，

應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能承受自重及外力的沖擊，在受風(fēng)力、雪載荷、空

氣溫度波動(dòng)及雨水的影響下，不致脫落以保證結(jié)構(gòu)的完整性。

絕熱結(jié)構(gòu)要有良好的保護(hù)層，使外部的水蒸汽、雨水以及潮濕泥土的

水分不能進(jìn)入絕熱材料內(nèi)，否則使絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)增加，還會(huì)使其變

軟、腐爛、發(fā)霉，降低機(jī)械強(qiáng)度，破壞絕熱結(jié)構(gòu)的完整性。

絕熱結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，使用壽命要長(zhǎng)。此外還要考慮施工方便、外表整齊

美觀，盡量就地取材，減少建設(shè)投資。

2）絕熱結(jié)構(gòu)的種類：

保溫結(jié)構(gòu)：絕熱層，保護(hù)層（埋地管道應(yīng)設(shè)防潮層，地溝內(nèi)管道宜設(shè)防

潮層）

保冷結(jié)構(gòu)：防銹層，絕熱層，防潮層，保護(hù)層

根據(jù)采用保溫材料的性質(zhì)及保溫層的結(jié)構(gòu)形式和安裝方法不同，保溫

結(jié)構(gòu)的種類有：

填充結(jié)構(gòu)、包扎結(jié)構(gòu)、復(fù)合結(jié)構(gòu)、澆灌型、噴涂法、予制塊結(jié)構(gòu)等。

6.4絕熱計(jì)算（保溫層厚度計(jì)算）

經(jīng)濟(jì)厚度——絕熱后，年散熱損失所花費(fèi)的費(fèi)用和絕熱工程投資的年

攤銷費(fèi)用之和為最小值時(shí)的計(jì)算厚度。

管道的計(jì)算分界線為公稱直徑小于或等于W1000的管道（按圓筒面）

計(jì)算，大于隴1000的管道可視為設(shè)備（作平壁面）計(jì)算。

（1）保溫厚度計(jì)算原則：

①保溫厚度無特別工藝要求時(shí)，應(yīng)以“經(jīng)濟(jì)厚度”的方法計(jì)算厚度，

當(dāng)經(jīng)濟(jì)厚度偏小以致放熱損失超過最大允許熱損失量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)用最大允

許熱損失量下的厚度進(jìn)行校核。而經(jīng)濟(jì)厚度太厚以致影響安裝及管架費(fèi)用

劇增時(shí)，保溫厚度可取此二者中間某一值。

②防止?fàn)C傷的保溫厚度，按表面溫度法計(jì)算，保溫層外表面不得超過