工业管道安装工程课件.ppt

a,1,工业管道安装工程,王丽霞,a,2,目 录,1. 概述2. 工业管道分类与分级 2.1 按介质压力分类 2.2 按介质温度分类 2.3 按输送介质分类 2.4 工业管道分级,a,3,3. 管子与管路附件通用标准 3.1 公称通径 3.2 公称压力 3.3 试验压力 3.4 工作压力4.管材与管件 4.1 管材分类 4.2 钢管 4.3 不锈钢管 4.4 铸铁管 4.5 有色金属管 4.6 非金属管材与管件 4.7 衬里管道,a,4,5. 管件制作 5.1 模压弯管 5.2 现场弯管制作 5.3 焊接三通制作 5.4 变径管制作 6. 阀门及其他管道附件 6.1 阀门种类 6.2 阀门产品型号的编制方法 6.3 阀门的标志与识别 6.4 常用阀门 6.5 其他管道附件,a,5,7. 管道安装 7.1 钢管安装 7.2 塑料管道安装 7.3 铸铁管道安装 7.4 不锈钢管道安装 7.5 合金钢管道安装 7.6 有色金属管道安装 7.7 防腐蚀衬里管道安装 7.8 阀门安装 7.9 补偿装置安装 7.10 支架安装 7.11 静电接地安装8.预热与热处理,a,6,9. 管道检验与试验 9.1 管道焊缝的无损检验 9.2 管道压力试验 9.3 管道吹扫与清洗10. 常用工业管道安装常识 10.1 热力管道安装常识 10.2 煤气管道安装常识 10.3 压缩空气管道安装常识 10.4 制冷管道安装常识 10.5 氧气管道安装常识 10.6 输油管道安装常识 10.7 乙炔管道安装常识11. 工业管道工程交工技术文件,a,7,1概述,工业管道工程属于工业建设中安装工程的一大类。在石油化工工业建设项目中，工业管道工程占有非常重要的地位，从原料的投入到的产出，物质流动的每道工序几乎都离不开工业管道。工业管道的种类很多，概括地讲，工业建设项目中的生产用管道均称为工业管道。换言之，就是在工业生产过程中，按产品生产工艺流程的要求，用管道把生产设备连接成完整的生产工艺系统，由于这些管道是生产过程中不可分割的组成部分，是设备之间连接的命脉，称为工业管道。压力管道安全管理与监察规定中明确规定，工业管道系指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。工业管道的作用是为生产输送介质和为生产服务的。,a,8,2工业管道分类与分级,工业管道所输送的介质种类很多，各种介质的物理、化学性质各不相同，工作压力和温度变化范围也很大，其分类方法也较多，通常按介质压力、介质温度、介质的性质和管道材质来分类。,2.1 按介质压力分类,工业管道在介质压力作用下，必须满足以下主要要求： （1）具有足够的机械强度 管道所用的管子与管路附件，以及接头构造，都必须在介质压力作用下安全可靠。特别是高压管道，不但介质压力高，而且还产生振动，所以高压管道还必须注意防震动加固问题。 （2）具有可靠的密封性 保证管子与管路附件以及连接接头，在介质压力作用下严密不漏。这就必须正确的选择连接方法和密封材料，并进行合理地施工安装。 工业管道按介质设计压力分类见表2.1。,a,9,表2.1 工业管道按压力分类,a,10,2.2按介质温度分类,管道在介质温度作用下，应满足以下主要要求：（1）管道耐热的稳定性管材在介质温度的作用下必须稳定可靠。对于同时承受介质温度和介质压力的管道，必须从耐热性能和机械强度两个方面满足工作条件的要求。（2）管道热应变的补偿管道在介质温度及外界温度变化作用下，将产生热变形，并使管子承受热应力的作用。所以，输送热介质的管道，应设有补偿器，以便吸收管子的热变形，从而减少管道应力。（3）管道的绝热保温为了减少管壁的热交换和温差应力，输送冷介质和热介质的管道，在一般情况下，管外应设绝热层。工业管道按介质温度分类见表2.2。,a,11,表2.2 工业管道按介质温度分类,a,12,2.3按输送介质性质分类,工业管道按输送介质性质分类及主要要求见表2.3。,a,13,2.4工业管道的分级,2.4.1 根据操作压力（工作压力）和操作温度（工作温度）的最高参数决定管道的级别，当两个参数都较高的管道，应按操作压力和温度换算为公称压力套用压力等级，管道的分级见表2.4。,表2.4.1 工业管道的分级,a,14,工业管道按压力管道安全管理与监察规定分级,2.4.2.1符合下列条件之一的工业管道为GC1级： (1) 输送GB5044职业性接触毒物危害程度分级中规定毒性程度为极度危害介质的管道； (2) 输送GB50160石油化工企业设计防火规范及GBJ16建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P4.0MPa的管道； (3) 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P4.0MPa且设计温度400的管道； (4) 输送流体介质且设计压力P10.0MPa的管道。,a,15,工业管道按压力管道安全管理与监察规定分级,2.4.2.2 符合以下条件之一的工业管道为GC2级： (1) 输送GB50160石油化工企业设计防火规范及GBJ16建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P4.0MPa的管道； (2) 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P4.0MPa且设计温度400 的管道； (3) 输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力P10MPa且设计温度400 的管道； (4) 输送流体介质，设计压力P10MPa2.4.2.3符合以下条件之一的工业管道为GC3级： (1) 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P1.0MPa且设计温度400 的管道； (2) 输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力P4.0MPa且设计温度400的管道。,a,16,3、管子与管路附件的通用标准,各种管路系统都是由管子和管路附件组成的。管路附件是指安装在管路或设备上的连接、闭路、调节装置的总称，包括管件与阀件两部分。由于管子和管路附件种类繁多，为了便于批量生产，降低成本，使管路附件具有互换性，同时便于设计与施工，必须对管子和管路附件实行标准化。标准化的内容包含有直径、压力和几何尺寸的标准化。管子和管路附件的通用标准主要是指公称通径、公称压力和工作压力以及管螺纹标准。,a,17,3.1 公称通径,公称通径又叫公称直径，是指管子和管路附件的名义直径，它是就内径而言的标准。通常阀门的公称直径就是其实际内径，而管道的公称直径近似于内径但不是实际内径，它是以接近管道实际内径的整数值表示的直径。公称直径用字母DN作为标志符号，符号后面注明尺寸，例如DN70、DN150，表示公称直径分别为70mm和150mm的管子或阀门。例如，管道内径为27mm的钢管，则公称直径表示为DN25；又如实际内径为156mm的水煤气钢管，公称直径表示为DN150。公称直径是有缝钢管的标称，无缝钢管则不用这个表示法。,a,18,3.2 公称压力,公称压力是指生产管子和附件的强度方面的标准，公称压力是指管子和管路附件在基准温度下允许的最大工作压力，也叫名义压力，用PN表示。,3.3 试验压力,试验压力是在常温下检验管子和附件机械强度和严密性能的压力标准，即通常水压试验的压力标准，试验压力以Ps表示。水压试验采用常温下的自来水，试验压力为公称压力的1.52倍，即Ps =（1.52）PN。,a,19,3.4 工作压力,工作压力是指管道内介质的压力。为了保证管道系统的运行安全，根据管道输送介质的各级最高工作温度所规定的最大压力，用字母Pt表示，“t”为介质最高温度的1/10的整数值，例如P35，“35”表示介质最高温度为350。由于金属材料机械强度随温度的升高而降低，因而管道的工作压力随着工作温度的提高而应减小其最大允许工作压力值。管子和管路附件的公称压力、试验压力和各级温度下的最大工作压力参见表3.4.1表3.4.3。,a,20,表3.4.1 碳素钢制管子附件公称压力、试验压力与工作压力,a,21,表3.4.2 灰铸铁及可锻铸铁制品公称压力、试验压力与工作压力,a,22,表3.4.3 青铜、黄铜及紫铜制品公称压力、试验压力与工作压力,a,23,4 管材与管件4.1 管材分类,工业管道工程所用的管材种类繁多，按管道的材质可分为金属管、非金属管和衬里管。金属管又分为钢管、铸铁管和有色金属管。钢管按其管壁有无焊缝分为无缝钢管和焊接钢管；无缝钢管又可根据生产方式不同再分为热轧管和冷拔管；焊接钢管根据不同的制造方法可分为水煤气管和卷焊管，卷焊管按其焊缝分为直缝管和螺旋缝管。铸铁管可分为普通铸铁管和硅铁管。有色金属管按其材质分类，常用的有铝及铝合金管、铜及铜合金管、铅及铅合金管等。非金属管按材质分类，常用的有混凝土管、塑料管、玻璃钢管等。衬里管是指具有耐腐蚀衬里的管子。一般常在碳素钢管和铸铁管件内衬里。作为衬里的材料很多，属于金属材料的有铅、铝和不锈钢等，属于非金属材料的有搪瓷、玻璃、塑料、橡胶、玻璃钢以及水泥砂浆等。,a,24,4.2 钢管,4.2.1无缝钢管普通无缝钢管用普通碳素钢、优质碳素钢、低合金钢或合金结构钢制成，品种规格多，强度高，广泛应用于压力较高的管道。无缝钢管规格常用外径壁厚表示。如574.5，即表示外径为57mm，壁厚为4.5mm的无缝钢管。,a,25,4.2.2 水煤气输送钢管,水、煤气输送主要采用低压流体输送用钢管，故常常将低压流体输送用钢管称为水煤气钢管。水煤气输送钢管按镀锌与否分为焊接钢管（黑铁管）和镀锌焊接钢管（白铁管）；按壁厚分为普通钢管和加厚钢管；按管端形式分为不带螺纹和带螺纹钢管。水煤气输送钢管道适用于介质温度不超过200、工作压力不超过1.0MPa（普通钢管）和1.6MPa（加厚钢管）。水煤气管路配件主要用可锻铸铁（俗称玛钢或韧性铸铁）或软钢制造。管件按镀锌或不镀锌分为镀锌管件（白铁管件）和不镀锌管件（黑铁管件）两种。管件按用途可分为管路延长连接用配件（管箍、外丝）；管路分支连接用配件（三通、四通）；管路转弯为配件（90弯头、45弯头）；节点碰头连接用配件（补心、大小头）；管路堵口用配件（丝堵、管堵头）。如图4.2.2示。水煤气管件的规格与管子相同，以公称通径DN表示。,a,26,图4.2.2 水煤气管配件,a,27,4.2.3 螺旋缝电焊钢管,螺旋缝电焊钢管一般用普通碳素钢或低合金钢制造。它包括螺旋高频焊接钢管及螺旋埋弧自动焊接钢管两类，后者又可分为单面焊接和双面焊接。螺旋高频焊接钢管和螺旋单面焊接钢管一般用于工作压力不超过2MPa、介质温度最高不超过200，直径较大的室外煤气、天然气及凝结水管道。螺旋缝电焊钢管规格的表示方法为外径壁厚表示，如5298。其常用规格的外径有219mm、245mm、273mm、325mm、377mm、426mm、529mm、630mm、720mm和820mm等，常用壁厚有7mm、8mm、9mm、10mm等。,a,28,4.2.4 钢板卷制直缝电焊钢管,直缝卷制电焊钢管是用钢板分块卷制焊成，一般根据需要确定材质，由现场加工或委托加工，管子规格的表示方法为外径壁厚表示。如6308，12208，122010。钢板卷制直缝电焊钢管用于输送蒸汽、煤气、水、油品、油气以及其他类似介质。主要用于大直径低压管道。,4.3 不锈钢管,不锈钢是不锈耐酸钢的简称。各种不锈钢管适合的温度为-196700，具有很高的耐腐蚀性能，能抵抗各种酸类介质的腐蚀，能承受各种压力。在化肥、化纤、医药、炼油等工业企业的管道工程中应用十分广泛。常用的不锈钢管有无缝钢管和焊接钢管两种。,a,29,4.4 铸铁管,铸铁管分为普通铸铁管和球墨铸铁管，其规格常用公称直径表示，如DN200。4.4.1普通铸铁管 普通铸铁管是用灰铸铁铸造。它对泥土、浓硫酸等的耐腐蚀性较好，所以常用于埋在地下的给水总管、煤气总管、污水管或料液管。由于铸铁性脆、强度低、紧密性差，因此不能用在较高的压力下输送爆炸性、有毒害的介质，更不能用在蒸汽管路上。普通铸铁管按其连接方式，可分为承插式和法兰式，常用的是承插式。由于给水铸铁管要承受压力，所以给水铸铁管的管壁比排水铸铁管的管壁厚。4.4.2球墨铸铁管 球墨铸铁管属于柔性管，是近年来引进和开发的一种管材，具有强度高、韧性大、抗腐蚀能力强的特点。球墨铸铁管管口之间采用柔性接头，且管材本身具有较大的延伸率，管道的柔性较好，在埋地管道中能与管周围的土体共同工作，改善了管道的受力状态，提高了管网的可靠性，因此得到了越来越广泛的应用。,a,30,4.5 有色金属管,4.5.1铜管及其管件铜管按制造材料分为紫铜管和黄铜管，按制造工艺分为拉制管和挤制管。紫铜管常用的材料为T1、T2、T3、T4、TUP（脱氧铜）；黄铜管的常用材料为H62、H68、HPb59-1。它主要用于换热设备、制氧设备中的低温管路，以及机械设备中的油路和控制系统的管路。当工作温度高于250时，不宜在压力下使用铜管。铜管管件按其外形分为：三通接头、三通异径接头、45弯头、90弯头、套管接头、螺纹接头、螺纹活接头、法兰等。,a,31,4.5.2 铝及铝合金管材及其管件,铝及铝合金管材一般采用拉制或挤压方法生产，铝管多用L2、L3、L4、L5牌号的工业铝制造；铝合金管根据不同的需要可以用LF2、LF3、LF5、LF6、LF21、LY11及LY12等牌号的铝合金制造。铝管主要用来输送浓硝酸、醋酸、蚁酸以及其他介质，但不能抵抗碱液。工作温度高于160时，不宜在压力下使用。铝管的管子配件目前无统一的标准。铝管的弯头，当直径在100mm以下时，可用冷弯的方法加工（与碳钢管冷弯相同），直径大于100mm者加工压制弯头或焊接弯头。三通管的制作方法与碳钢管相同。,a,32,4.6 非金属管材与管件,4.6.1预应力（自应力）钢筋混凝土管预应力钢筋混凝土管是在管身施加纵向和环向应力制成的双向预应力钢筋混凝土管，具有良好的抗裂性能，其耐土壤电流的侵蚀性能还较金属管好。自应力钢筋混凝土管是借膨胀水泥在养护过程中发生膨胀，张拉钢筋，而混凝土则因钢筋所给予的张拉反作用力而产生拉应力。自应力钢筋混凝土管在使用上具有与预应力钢筋混凝土管相同的优点。预应力和自应力钢筋混凝土管的接口形式多采用承插式橡胶圈接口，其胶圈断面多为圆形，能承受1MPa的内压力及一定量的沉陷、错口和弯折；抗震性能良好，在地震烈度10左右接口无破坏现象，胶圈埋置地下，耐老化性能好，使用常达数十年。承插式钢筋混凝土压力管的缺点是质脆、重量大、运输与安装不便，管道转向、分支与变径目前还需要采用金属配件。,a,33,4.6.2 塑料管,塑料管具有良好的耐腐蚀性和一定的机械强度。管内壁光滑，液体磨阻力小，加工成型与安装方便，材质轻，运输方便等优点。其缺点是强度较低，刚性差，膨胀冷缩量大，日光下老化速度快，易于断裂。塑料管按制造原料不同，分为硬聚氯乙烯管（UPVC管）、聚氯乙烯管（PE管）、聚丙烯管、聚丁烯管和工程塑料管（ABS管）等。塑料管的连接方法主要有螺纹连接、焊接连接和承插连接。,4.7 衬里管道,金属管道强度高，抗冲击性能好，但耐腐蚀性能差。非金属管道耐腐蚀性能好，但强度低、质脆，容易因冲击而损坏。为了获得高强和耐腐蚀的管材，可采用各种衬里的金属管道。目前，除大量采用水泥砂浆衬里外，还有衬胶、衬塑、衬玻璃、衬石墨等。,a,34,5管件制作,钢管道的管件按制作方法分为两类：压制法、热推法及管段预制成的无缝管件；用管段或钢板焊制成的焊接管件。常用的钢管件主要有弯头、三通、同心异径管、偏心异径管等。,5.1 模压弯管（压制弯）,模压弯管又称压制弯。它是根据一定的弯曲半径制成的模具，然后将下好料的钢板或管段放入加热炉中加热至900左右，取出放在模具中用锻压机压制成型。用板材压制的为有缝弯管，用管段压制的为无缝弯管。目前，模压弯管已实现了工厂化生产，不同规格、不同材质、不同弯曲半径的模压弯管都有产品，它具有成本低、质量好等优点，已逐渐取代了现场各种弯管方法，广泛的应用于管道安装工程中。,a,35,5.2 现场弯管制作,现场弯管制作一般有煨弯和焊接两种。,5.2.1 现场煨弯现场煨弯管制作一般有冷弯和热弯两种工艺。不锈钢管应冷弯，铝合金钢不宜冷弯，碳钢和合金钢管可冷弯或热弯。弯管宜采用壁厚为正公差的管子制作。管子的弯曲制作半径应严格根据设计文件确定，如文件无规定，应根据管子外径和壁厚等具体情况选择弯曲半径，弯管的最小弯曲半径应符合表5.2.1-1的规定。,a,36,表5.2.1-1 弯管的最小弯曲半径,a,37,管道的弯管不宜用有缝钢管弯制，如采用有缝管制作弯管时，焊缝应避开受拉（压）区，其纵向焊缝应置于45轴线附近。弯制有环向焊缝的管子时，其环向焊缝不得在弯曲部分，环向焊缝距始弯点或终弯点不得小于100mm，且不小于其外径。弯管制作前应先确定起弯点和弧长，其两端直边长不应小于1.3倍外径，弧长可按下列公式计算并据此下料。 LR/1800.017453 式中： L 弯曲弧长，mm； 弯曲角度，度（）； R 弯曲半径，mm。弯制有螺纹的钢管时，为防止损坏螺纹，其起弯点距螺纹的直边长度不应小于其公称外径的1.3倍。管子冷弯一般采用机械法。常用的冷煨弯管设备有：手动弯管器、电动弯管机、液压弯管机。冷弯管内可不用充砂，适宜于镀锌钢管、不锈钢管及铜、铅等有色金属管煨弯。,a,38,表5.2.1-2 常用管子冷弯热处理条件,a,39,金属管加热制作弯管时，应符合下列规定： 1）碳素钢、合金钢管热弯一般采用中频加热法弯制。管子加热时，升温宜缓慢、均匀，保证管子热透，并防止过烧和渗碳。 2）铜、铝管热弯时应用木柴、木炭或电炉加热，不宜使用氧乙炔焰或焦炭。 3）铅管宜采用氢氧焰或蒸汽加热。 4）不锈钢管宜用中频电热弯管机弯管。如用火焰加热时，为了防止不锈钢在加热过程中产生渗碳现象，可将不锈钢管放在碳钢套管里加热，且要采取措施使套管不能与不锈钢管直接接触。 5）合金钢管在弯曲时，严禁使用冷水冷却，热弯后在5以上的静止空气中缓慢冷却。当环境温度低于5时，采取保温缓冷措施。 6）管子加热长度为管子弯曲部分的长度再加2倍管子外径。 7) 常用管子热弯温度及热处理条件应符合表5.2.1-3规定。,a,40,表5.2.1-3 常用管子热弯温度及热处理条件,a,41,表5.2.1-3 常用管子热弯温度及热处理条件(续）,a,42,8）充砂弯制时，合金钢管和不锈钢管严禁用铁锤敲打，应采用不锈钢或木榔头敲击；铜管和铝管充砂应使用木榔头敲击；振实后，用带排气孔的堵板将管两端封闭。9) 奥氏体不锈钢管制作的弯管，可不进行热处理。 10) 弯管质量应符合下列规定：a) 不得有裂纹、过烧、分层、皱纹等缺陷。b) 检查壁厚减薄率及椭圆率，其值不得超过表5.2.1-4的规定。,a,43,表5.2.1-4 弯管壁厚减薄率及椭圆率,a,44,表5.2.1-5 弯管弯曲角的偏差值,图5.2.1 弯曲角度及管端轴线偏差,a,45,高压钢管制作弯管后，应进行表面无损检测，需要热处理的应在热处理后进行；当有缺陷时，可进行修磨。修磨后的弯管壁厚不得小于管子公称壁厚的90，且不得小于设计壁厚。,5.2.2 焊接弯管,当管径较大、弯曲半径较小时，可采用焊接弯管（俗称虾米弯）。大直径的卷焊管道，一般都采用焊接弯管。,a,46,5.2.2.1 焊接弯头的节数及尺寸计算,焊接弯头是由若干节带有斜截面的直管段焊接而成的，每个弯头有两个端节和若干个中间节（如图5.2.1示）。中间节两端带斜截面，端节一端带斜截面，长度为中间节的一半。每个弯头的节数不应少于下表的规定。,a,47,表5.2.2.1 焊接弯头的最少节数,图5.2.2.1焊接弯头,a,48,5.2.2 用管子制作焊接弯头的下料,公称直径大于400mm的焊接弯头，一般用钢板卷制。公称直径小于400mm的焊接弯头，可根据设计要求用焊接钢管或无缝钢管制作，如图5.2.2示。,图5.2.2.2 用管子制作焊接弯头示意图,a,49,5.3 焊接三通制作,5.3.1同径弯管三通同径弯管三通俗称裤衩管，它是用两个90弯管切掉外臂外半个圆周管壁，然后将剩下两个弯管焊接起来，成为同径三通，如图5.3.1示。,图5.3.1 同径弯管三通,a,50,5.3.2 直管三通,直管三通分同径正三通和异径正三通，见图5.3.2示。制作前按两个相贯圆柱面画展开图，展开图一般画在油毡或厚纸上称作样板。将样板围在管上画线，然后切割下料。最后将三通支管和主管焊接起来，施焊时应采取分段对称焊接。,图5.3.2 直管三通(a)同径三通 (b)异径三通 (c)平焊口三通,a,51,5.3.3 平焊口三通,平焊口三通加工方法是在直通管上切割一个椭圆孔，椭圆的短轴等于支管外径的三分之二，长轴等于支管外径。再将椭圆孔的两侧管壁加热到900左右（烧红）后，向外扳边做成圆口。这种三通焊缝短、变形较小、节省管子、加工较简单，特别适用于管壁较薄的中、小口径管子加工。,a,52,5.4 变径管制作,变径管俗称大小头，又称减缩管或渐扩管，变径管分为同心变径管和偏心变径管两种，用于大直径和小直径管的连接，减少阻力损失。,5.4.1 焊接变径管,焊接变径管又称抽条变径管。制作变径管时只允许用大直径管做成渐缩口，不允许用小直径的管子扩大，以保证变径管的强度。同心变径管是指变径管的大头和小头的圆截面的圆心在同一管轴线上的变径管；偏心异径管是指变径管大头和小头圆截面的圆心不在同一管轴线上的变径管，如图5.4.1示。抽条变径管按图示抽条下料完毕后，加热余下的部分，用手锤拍打成减缩管，最后把各片焊接起来即成。,a,53,5.4.2缩口变径管缩口变径管俗称煨制变径管。适用于小口径变径管或变径不大时的变径管管件制作。缩口时需将管子加热，当加热变红后用手锤捻打而成。,图5.4.1 焊制变径管(a) 同心变径；(b) 偏心变径；(c) 焊接坡口；(d) 焊接操作,5.4.3钢板卷制变径管对于管径较大的变径管一般采用钢板卷制。根据变径管的高度及两端管径画出展开图，制成样板后下料，将扇形板加热后煨制焊接即可。,a,54,6 阀门,阀门是用来改变管道通路断面，以关闭管路或调节管路系统输送介质的流量和其他参数，控制输送介质的运动，或用来自动放入或放出介质的装置。,6.1 阀门的种类,阀门产品种类繁多，按用途分，可分为化工、石油、电站阀门等；按通过介质分，可分为水、蒸汽、空气阀门等；按制造材料分，可分为铸铁、铸钢、锻钢、铜阀门等；按连接形式分，可分为螺纹、法兰阀门等；按适用温度分，可分为低温、高温阀门等；按压力分，可分为低压阀门（PN1.6MPa）、中压（PN2.56.4MPa）、高压（PN10MPa）、超高压阀门（PN100MPa）。按阀门的结构种类和功能，可分为闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、止回阀、节流阀、安全阀、减压阀、疏水阀等。,a,55,6.2阀门产品型号的编制方法,阀门的型号由7个单元组成，用来表示阀门的类型、传动方式、连接形式、阀座密封面或衬里材料、公称压力和阀体材料。各单元的排列顺序和意义如下：,a,56,表6.2 阀门型号的含义,a,57,表6.2-1 阀门结构型式代号表,a,58,表6.2-1 阀门结构型式代号表（续）,a,59,在实际应用时应注意以下几点： 1）用手轮或扳手等手工工具驱动的阀门和自动阀门则省略阀门驱动方式代号。 2）密封圈如在阀体上直接加工的代号为“W”。 3）对于PN1.6MPa的灰铸铁阀门或PN2.5MPa的碳钢阀门，则省略阀体材料代号。【例1】 试述J11T-1.6 DN50的含义【解】 从左至右的含义：截止阀 手轮驱动 内螺纹 直通式 铜密封圈 公称压力1.6MPa 公称直径50mm，其名称为：内螺纹截止阀DN50mm。,a,60,【例2】上述阀门若为法兰连接直通式，应如何表示？【解】 J41T-1.6 DN50，其名称为：法兰截止阀 DN50。【例3】试述Z45T-1.0 DN200的含义。【解】从左至右的含义：闸阀 手轮驱动 法兰连接 暗杆楔式单闸板 铜密封圈 公称压力1.0MPa 公称直径200mm。【例4】试述Z944T-1.6 DN600的含义。【解】从左至右的含义：闸阀 电动机驱动 法兰连接 明杆平行式双闸板 铜密封圈 公称压力1.6MPa 公称直径600mm。,a,61,6.3 阀门的标志与识别,为便于从阀门的外型确定其基本特征，常在阀门上标出公称压力、公称通径、介质流向和厂标，并在阀件上涂色漆。阀体材料的色漆，涂在阀体非加工面上，见表6.3-1。密封面材料的色漆，涂在阀件的手轮、手柄上或自动阀件的阀盖上，见表6.3-2。带有衬里的阀件应在其连接法兰的外圆表面上涂以补充的识别油漆颜色，见表6.3-3。,a,62,表6.3-1 阀体材料识别涂漆色,注：1、可根据用户的特殊需要,改变涂漆的颜色。 2、耐酸钢和不锈钢制的阀件，允许不涂漆发送。,a,63,表6.3-2 密封面材料识别涂漆色,a,64,表6.3-3 衬里材料识别涂漆色,a,65,6.4 常用阀门6.4.1 闸阀,闸阀又称闸板阀，它是利用阀体中与管道轴线垂直的可升降的阀芯控制和调节介质流动。闸阀按其阀芯的结构型式分为楔式、平行式、弹性闸板。楔式闸板一般都制成单闸板。平行式闸板两密封面是平行的，一般制成双闸板，比楔式闸板易制造，好修理，不易变形，但不适用于输送含有杂质的介质，只能用于输送一般的清水。弹性闸板是一整块，由于其密封面制造要求高，适宜在较高温度下输送粘性较高的介质，多用于石油及化工管道上。,a,66,闸阀密封性能好，液体阻力小，开启、关闭力较小，适用比较广泛，闸阀也具有一定的调节流量的性能，并可从阀杆的升降高低看出阀的开度大小。闸阀一般适用于大口径的管道上，但具有结构较复杂，外形尺寸较大，密封面易磨损的缺点。闸阀按阀杆的结构型式分为明杆和暗杆两类。明杆闸阀在开启时阀杆可以伸出，用于判断阀门的开闭状态，但阀杆易生锈，常用于室内管道上。暗杆闸阀的阀杆在阀门开启时不向外界伸出，故不需要像明杆那样高的空间，阀杆不易生锈。室外安装的阀门通常设阀门井。闸阀的构造参见图6.4.1示。,a,67,图6.4.1 闸阀(a)楔形闸阀 (b)平行闸板,a,68,6.4.2截止阀,截止阀是利用装在阀杆下面的阀盘与阀体中的过流孔相配合以控制启闭的阀门。截止阀具有结构简单、密封性好、可以调节流量的优点，其缺点是阻力大。为防止堵塞或磨损，不适用于带颗粒和粘度较大的介质。安装时要遵循流体“低进高出”的方向。截止阀的结构型式参见图6.4.2示。,a,69,图6.4.2 截止阀(a)筒形阀体 (b)流线形阀体 (c)直流式阀体,a,70,6.4.3 柱塞阀,柱塞阀亦称活塞阀，性能与截止阀相同，除用于断流外，亦可起一定的节流作用。与截止阀相比，柱塞阀具有以下优点：1）密封件系金属与非金属相组合，密封比压较小，容易达到密封要求。2）密封比压依靠密封件之间的过盈产生，并且可以用压盖螺栓调节密封比压的大小。3）密封面处不易积留介质中的杂物，能确保密封性能。4）密封件采用耐磨材料制成，使用寿命比截止阀长。5）检修方便，除必要时更换密封圈外，不像截止阀需对阀瓣、阀座进行研磨。由于柱塞阀优点比较明显，具有取代截止阀的趋势。,a,71,a,72,6.4.4 旋塞阀,旋塞阀是利用阀件内所插的中央穿孔的锥形栓塞以控制启闭的阀件。由于密封面的形式不同，又分为填料旋塞、油密封式旋塞和无填料旋塞。旋塞阀具有结构简单，外形尺寸小，启闭迅速，操作方便，液体阻力小，便于制作成三通路或四通路阀门，可作分配换向用。但密封面易磨损，开关力较大。旋塞阀不适用于输送高温、高压介质（如蒸汽），只适用于一般低温、低压流体做开闭用，不宜做调节流量用。旋塞阀的结构型式参见图6.4.4示。,a,73,图6.4.4 旋塞阀,图6.4.4 旋塞阀,a,74,6.4.5 球阀,球阀是利用一个中间开孔的球体作阀芯，靠旋转球体来控制阀的开启和关闭，可制作成直通、三通或四通。球阀结构简单，体积小，零件少，重量轻，开关迅速，操作方便，液体阻力小，制作精度要求高，但由于密封结构及材料的限制，目前不宜用在高温介质中。,a,75,a,76,三通球阀（L、T型）,a,77,6.4.6 蝶阀,蝶阀是利用一圆盘形开闭件绕阀体内一固定轴旋转的阀门。蝶阀结构简单，外形尺寸小，重量轻，适合制造较大直径的阀，但由于密封结构及材料尚有问题，目前只适用于低压，用来输送水、空气、煤气等介质。,a,78,6.4.7隔膜阀,隔膜阀的启闭机构是一块橡皮隔膜，置于阀体与阀盖间，膜的中央突出的部分固定于阀杆，隔膜将阀杆与介质隔离。隔膜阀结构较简单，便于检修，流体阻力小，适用于输送酸性介质和带悬浮物的介质，但由于橡胶隔膜的特性，决定了隔膜阀不适用于温度高于60及有机溶剂和强氧化剂的介质。,隔膜阀,a,79,6.4.8止回阀,止回阀又称单向阀，是一种自动并闭的阀门，在阀体内有一阀盘或摇板，当介质顺流时，阀盘或摇板即升起打开；当介质倒流时，阀盘或摇板即自动关闭。由于结构不同又分为升降式和旋启式两大类。升降式止回阀的阀盘是垂直于阀体通道作升降运动，一般应安装在水平管道上；立式的升降式止回阀应安装在垂直管道上。旋启式止回阀的摇板是围绕密封面作旋转运动，一般应安装在水平管道上，对小口径管道也可安装在垂直管道上（要注意水锤不能太大）。止回阀一般适用于清净介质，不适用于含有固体颗粒和粘度较大的介质。升降式止回阀的密封性能比旋启式好，但旋启式的液体阻力又比升降式小，一般旋启式的止回阀多用于大口径管道上。止回阀的结构型式参见图6.4.8示。,a,80,图6.4.8 止回阀,a,81,6.4.9 减压阀,减压阀是靠膜片、弹簧、活塞等敏感元件改变阀瓣与阀座间的间隙，把进口压力减至需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持恒定。减压阀分薄膜式、弹簧薄膜式、活塞式、波纹管式等几种形式。减压阀只适用于蒸汽、空气等清净介质，不适用于液体的减压，更不适用于含有固体颗粒的介质减压。减压阀使用时应在减压阀前设过滤器，选用时应保证在合理情况下使用，不得超过减压阀的减压范围。减压阀的结构型式参见图6.4.9示。,a,82,图6.4.9 减压阀,a,83,6.4.10 安全阀,安全阀是设备和管道的自动保险装置，用于锅炉、容器等有压设备和管道上，作为当介质压力超过规定数值时，自动开启，以排除过剩介质压力。当压力恢复到规定数值时能自动关闭，以保证生产运行安全。安全阀的结构型式参见图6.4.10示。,a,84,图6.4.10 安全阀,a,85,6.4.11 疏水阀,疏水阀属自动调节阀门，它能自动排放蒸汽管路系统中的凝结水并阻止蒸汽泄漏。疏水阀的型式主要有热动力式、脉冲式、浮桶式、钟形浮子式、波纹管式。疏水阀的结构型式参见图6.4.11示。,图6.4.11 疏水阀1吊桶；2杠杆；3珠阀,a,86,6.5 常用的管道附件6.5.1 阻火器,阻火器是工业生产中常用的部件，多安装在有易燃易爆气体的设备及管道的排空管上。其作用是防止外界火种与管内易燃易爆气体直接接触而引发火灾或爆炸。常用的阻火器有砾石阻火器、金属网阻火器和波形散热式阻火器，适用于压力较低的管道上。制造的材质种类很多。,a) 砾石阻火器,b) 金属网阻火器,c) 波形散热式阻火器,图6.5.1阻火器,a,87,6.5.2 过滤器,过滤器也是工业管道中应用比较广泛的一种部件，用来防止管道所输送介质中的杂质进入传动设备或精密部位，避免发生设备故障或影响产品的质量。主要有Y型过滤器、锥形过滤器、直角式过滤器和高压过滤器等多种结构形式。其主体可用碳钢、不锈耐酸钢、锰钒钢、铸钢和可锻铸铁等制造。过滤器主体内的过滤网，其材质可用铜网和不锈耐酸钢丝网。,a,88,内螺纹Y型过滤器,法兰Y型过滤器,锥形过滤器,a,89,6.5.3 视镜,视镜也称为窥视镜，其作用是通过视镜可以直接观察管道内液体流动的情况，多安装在设备的排液、冷却水等液体管道上。常用的结构形式有直通式、三通式和玻璃管式。视镜主体制造材料有碳钢、不锈耐酸钢、铝、衬铅、衬胶和塑料等多种。,a,90,6.5.4 补偿器,为了保护管道，避免因热应力过大而破坏管道，必须使管道在受热时有自由移动的可能性，补偿器就是作为膨胀用的简单装置。补偿器也称为膨胀节或“胀力”补偿器种类很多，常用的有如下几种：（1）自然补偿自然补偿也称为自动补偿，它是利用管道某一部分因温度不均或剧变而产生的弹性变形来吸收另一段的变形。最常用的管道自动补偿法是将管道的两端任意角度相接，多为两管道垂直相交。,a,91,（2）方形补偿器方形补偿器也叫做形补偿器，它是将直形管道弯成“” （将管道弯成“”形的为袋形回折管补偿器），利用刚性较小的回折管变形来补偿两端直管部分的热伸长量。,方形补偿器,a,92,（3）波形补偿器波形补偿器由波形和内衬套筒组成，内衬套筒一端与波壁焊接，另一端可自由伸缩。其中波形又分为单波和多波两种，它是利用波形金属薄壳挠性件的弹性变形起到补偿管路的热伸长量。,1波节；2两端法兰；3内部套管；4排水阀波形补偿器,a,93,（4）填料式补偿器填料式补偿器也称套管式补偿器，主要有三部分组成：带底脚的套管、插管和填料函。在内外管间隙之间用填料密封，内插管可以随温度变化自由活动，从而其到补偿作用。其结构紧凑，体积较小，补偿能力大，但填料处易发生损坏和泄漏。,1伸缩套管；2填料法兰；3填料；4填料挡环；5固定管套；Lmin最小长度；Lmax安装长度填料式补偿器,a,94,7 管道安装7.1钢管,焊接钢管的连接方法 螺纹连接、焊接和法兰连接；无缝钢管、不锈钢管的连接方式主要为焊接和法兰连接。,7.1.1钢管的螺纹连接与加工,螺纹连接也称丝扣连接。它是在钢管端部加工螺纹，然后拧上带内螺纹的管子配件，再和其他管段连接起来构成管路系统。螺纹连接常用于DN100mm，PN1MPa的焊接钢管（水煤气管）的连接。,a,95,管子连接采用的管螺纹有圆锥形和圆柱形两种。圆柱形管螺纹的螺纹深度及每圈的螺纹直径均相等。管子配件及螺纹阀门的内螺纹均为圆柱形螺纹，此种螺纹加工方便。圆锥形管螺纹的各圈螺纹直径不相等，从螺纹的端头到根部成锥台形。管子连接一般采用圆锥外螺纹与圆柱形内螺纹连接，简称锥接柱。这种连接方式丝扣越拧越紧，接口较严密，如图7.1.1示。连接最严密的是锥接锥，一般用于严密性要求高的管路连接，如制冷管道与设备的连接。管道螺纹的现场加工分手工和电动机械加工两种方法。螺纹的加工原理都是采用装在铰板上的四块板牙切削管外壁，从而产生螺纹。,a,96,管道螺纹连接一般要用填充材料，增加管子接口的密封性。管子的接口填料因管道的工艺性质不同而有所不同，对冷热水管道，可采用麻丝沾白铅油（铅丹粉拌干性油）或聚四氟乙烯胶带。对于介质温度超过115的管道可采用黑铅油（石墨粉拌干性油）和石棉绳，氧气管道用黄丹粉拌甘油（甘油有防火性能）。氨管路用氧化铝粉拌甘油。,(a)圆柱管螺纹 (b) 圆锥管螺纹(c)长丝活接头,图7.1.1 圆柱及圆锥管螺纹,a,97,7.1.2 钢管焊接,焊接是钢管连接的主要形式，它是将管子接口处加热，使金属达到熔融状态，从而使两个被焊件连接在一起。焊接的方法主要有手工电弧焊、气焊、手工氩弧焊、埋弧自动焊、接触焊等。1）手工电弧焊手工电弧焊是一种手工操作的操作方法，它是由焊条和焊件之间建立电弧产生热量进行焊接的。焊条端部、熔池、电弧及焊件附近区域由药皮分解和燃烧所产生的气体形成防护罩，阻止大气的侵入，提供气体保护。熔融的药皮形成熔渣覆盖在熔池表面，也保护了熔融金属。不断熔化的焊芯则提供了填充金属形成了焊缝。,a,98,2）氩弧焊氩弧焊是利用氩气做保护气体的一种焊接方式。在焊接过程中，氩气在电弧周围形成保护气罩，使熔化金属及电极不与空气接触。由于氩气是惰性气体，它不与金属发生化学反应，因此，在焊接过程中焊件和焊丝中的合金元素不易损坏；另外，氩气不溶于金属，因此在熔融的金属内不产生气孔，故能获得商质量的焊缝。氩弧焊适用于合金钢、铝、镁、铜及其合金和稀有金属等材料的焊接。对管内洁净要求较高，且不易清理的管道，其焊缝底层应采用氩弧焊施焊。合金钢和不锈钢管焊缝采用氩弧焊打底时，焊缝内侧应充氩气保护。,a,99,3）氩电联焊氩电联焊是把