管道施工技術講義

第一章管道安裝基礎知識

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,內徑為:15.75、外徑為：21.25;

DN20的管子,內徑為：21.25、外徑為：26.75。

至于制品的實際內徑和外徑，根據(jù)制品的結構特征，由各制品的技術標

準來規(guī)定，但是，無論外徑或內徑是多大，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、試驗壓力：

在工程上把某種材料（制品）在基準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。

不同的材料其基準溫度不同：

鑄鐵和銅制品的基準溫度采用120℃,

鋼制品的基準溫度采用200℃,

合金鋼制品的基準溫度采用25

對制品進行強度試驗的壓力稱為試驗壓力，用Ps表示。

管子與管路附件的公稱壓力和試驗壓力詳見GB1048-70的規(guī)定。

試驗壓力一般為公稱壓力的1.5倍。

1、管道按輸送介質的分類：

按介質壓力分類:

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。流體通過閘閥時流向不

變，所以流動阻力小，無介質流動方向限制。閘閥結構長度較小，閘

閥的閘板、密封面易被擦傷，因而嚴密性較差。閘閥結構復雜，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

供截斷介質通路，不宜作調節(jié)壓力和流量。

2.截止閥：與閘閥相比，結構簡單，制造與維修較方便，價格低，密

封性能較好，使用時間較長。截止閥的流動阻力大，介質流動方向有

要求，只能低進高出。主要用于水、蒸汽等系統(tǒng)中。

3.蝶閥：碟閥內的閥瓣繞閥座內的軸轉動，達到閥的啟閉。按驅動方

式分手動、蝸輪傳動、氣動和電動。蝶閥結構簡單，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。安裝止回閥時注意介質的流向，

必須使介質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,并防止水中雜物進入泵內。

5.旋塞閥：又稱轉心門（俗稱“考可”），構造簡單，水流阻力較小，

啟閉迅速，但啟閉較費力。無介質流向要求。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，靠旋轉球體來控制閥的

啟閉。球閥只能全開或全關，不允許作節(jié)流用。帶扳手的球閥，閥桿

頂端上刻有溝槽，當順時針方向轉動扳手，溝槽與管路平行時為開啟；

逆時針方向轉動扳手90。，使溝槽與管路垂直時則關閉。球閥結構簡

單，體積小，開關迅速，操作方便，流體阻力小，制作精度要求高，

由于密封結構及材料的限制，目前生產(chǎn)的球閥不宜在高溫介質中使

用。

7.安全閥：主要由閥座、閥瓣和加壓裝置等組成。按結構分為杠桿式、

彈簧式和脈沖式三種。安全閥應垂直安裝，連接安全閥的管路直徑應

不小于安全閥進口的公稱直徑。安全閥安裝前應按設計規(guī)定進行調

試。當設計無要求時，其開啟壓力為工作壓力的1.05?1.15倍，回

座壓力應大于工作壓力的0.9倍。每個安全閥的啟閉試驗不應少于三

次，調試時壓力應穩(wěn)定。安全閥的最終調整宜在系統(tǒng)上進行，最終調

整合格后，重作鉛封。并填寫《安全閥調整試驗記錄》。安全閥經(jīng)調

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

來達到減壓和自動保持出口壓力穩(wěn)定的閥門。安裝時應注意事項如

下：應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

前應清除管內灰塵、砂粒等污物；減壓閥前后壓差不得大于0.5Mpa,

否則應二次減壓。

9.疏水閥：是用來自動排放蒸汽管道或用蒸汽的設備內的凝結水并阻

止蒸汽泄露，防止管道中發(fā)生水錘，以保證管道或設備正常運行的閥

件，它還能回收凝結水。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行時用來排放大量的凝結水；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腐蝕性能，使用范

圍彳艮廣，可應用于工作溫度為-180℃~250℃的水、煤氣、氧氣及具有腐

蝕性等介質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、帶螺紋的設備等的連接。

掌握管螺紋的形式及加工方法。

管螺紋的質量要求：螺紋長度應符合要求，松緊適度，并應有一定的

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：

公稱連接管件時連接閥門時公稱連接管件時連接閥門時

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：按介質性質選用填料麻或聚四氟乙烯帶。麻或聚四氟

乙烯帶應按順時針方向從管頭往里纏繞。要求螺紋接口端部潔凈，在

管螺紋根部應有外露螺紋。

鋼管的焊接：

焊接連接的優(yōu)點：接口的強度和嚴密性高而成本低。

缺點：不可拆卸，操作工藝復雜。

焊接連接的方法：電弧焊和氧一乙煥焊。電焊焊縫的強度比氣焊

焊縫的強度高且成本低，應優(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垂直于管道中心線；在管

端部按要求加工坡口；應清除焊口表面的油污、鐵銹及熔渣等；管道

對口時，對口間隙應符合要求；對口時應注意焊縫的位置：鋼板卷管

管子縱向焊縫應排列在兩條直線上，焊縫之間的距離應大于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

不小于300mm;管道對接焊口的中心線距管子彎曲起點不應小于管子

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

距離不應小于5Omnio

法蘭連接:

法蘭連接是一種連接強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，一般當公稱直徑480mm時，墊片厚

1.5~2mm,當公稱直徑100mm~350mm時，墊片厚2~3mm,當公稱直

徑＞350mm時，墊片厚3?4mm。當介質為水、蒸汽、空氣、煤氣系統(tǒng)

時，法蘭墊片使用前應涂以機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。當公

稱壓力不超過1.OMpa或溫度不超過350℃時，采用單頭粗制螺栓；當

公稱壓力在1.6Mpa~4.9Mpa時，采用半精制單頭螺栓；當公稱壓力

在6.4Mpa-lOMpa以及工作溫度大于350℃時，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：

安裝前應檢查所用設備、材料（管材、管件、閥門等）的規(guī)格、

材質和質量，符合要求方可使用；安裝前必須清除管道內部污垢雜質；

安裝中斷或安裝完的敞口處，應臨時封閉，以免堵塞。

管道安裝符合設計要求和有關的施工及驗收規(guī)范、質量檢驗標準

要求。

管道連接嚴密、固定牢固，管道坡度、坡向應符合設計要求。

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，必要時能將系統(tǒng)的介質排盡。

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（如內壓力、重力、

摩擦力、風力、溫度變化時管道變形的彈性力等）并將這些力傳到支

承結構。

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償器間管道的熱膨脹量，保證補償

器的正常工作，防止管道因受過大的熱應力而引起管道破壞與較大的

變形設置的支架。

常用的活動支架有：滑動支架、導向支架、滾動支架和吊架。

滑動支架可使管子與支承結構能自由滑動?；⌒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。

導向支架是為了使管子在支架上滑動時不至偏移管子中心軸線

而設置的。一般是在管子托架的兩側2?3mm處各焊一塊短角鋼或扁

鋼，使管子托架在角（扁）鋼制成的導向板范圍內自由伸縮。

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、吊桿和支承結構

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、彈簧和支承結構組成。用于有伸縮性及振動較大的管道。

吊桿長度應大于管道水平伸縮量的好幾倍，并能自由調節(jié)。

管道熱膨脹及其補償

管道熱伸長的計算：熱力管道是在大氣溫度下安裝的，當管道

投入運行時，管道受熱而發(fā)生膨脹伸長，其膨脹的伸長量按下式計算:

△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—管道中熱介質的最高溫度(℃);

tl一管道安裝時的大氣溫度(℃)o

熱應力計算：熱力管道投入運行后，如果管道兩端固定，由于管

道膨脹無法伸長，在管壁內就會產(chǎn)生熱應力，這個應力的大小可按下

式計算：。=E*￡=E*AL/L

式中a管道受熱不能伸長而產(chǎn)生的應力(Mpa);

E-----管材的彈性模量(鋼為2.01*1ffMpa);

￡----管道的相對變形或應變,￡=△L/L。

熱脹推力的計算：熱脹內應力的存在，使管道對設備或支架等

固定點產(chǎn)生推力，其推力的大小可按下式計算:

P=o*F

式中P——熱脹應力對固定支點的推力(N);

cr------熱脹應力(Mpa);

F------管道的截面積(