工业管道工程课件.pptx

第三章 工业管道工程,第一节工业管道工程的概念、组成与分类第二节工业管道工程常用材料及设备第三节工业管道工程的施工方法第四节、工业管道工程施工图识图基础,第一节工业管道工程的概念、组成与分类,311工业管道工程的概念 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，故称这些管道为工业管道。312工业管道的分类与组成3121工业管道的分类 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，通常按在生产流程中的作用、介质压力、介质温度、介质的性质来分类。,1按在产品生产工艺流程中的作用分类 根据在产品生产工艺流程中的作用，工业管道可分为以下几类：(1)工艺管道：一般是指直接为产品生产输送主要物料(介质)的管道，又称为物料管道。(2)动力管道：是指为生产设备输送动力媒质的管道。,2按介质压力分类 按介质压力，工业管道可分为以下几类：(1)低压管道：管道介质设计压力(工作压力)为0p16 MPa。(2)中压管道：管道介质设计压力(工作压力)为16MPap10 MPa。(3)高压管道：管道介质设计压力(工作压力)为10 MPap42 MPa；蒸汽管道p9 MPa，工作温度不低于500时为高压。,3按介质的温度分类 按介质的温度，工业管道可分为以下几类：(1)低温管道：介质温度低于或等于一40时称为低温管道。(2)常温管道：介质温度高于一40而不高于120时，称为常温管道。(3)中温管道：介质温度高于120而不高于450时，称为中温管道。(4)高温管道：介质温度高于450时，称为高温管道。,4按介质性质分类 按介质性质，工业管道可分为以下几类：(1)汽、水介质管道；管道内介质为过热水蒸气、饱和水蒸气和冷、热水。此时，需根据工作压力和温度进行选材，以保证管道具有足够的机械强度和耐热的稳定性。(2)腐蚀性介质管道：管道内介质为强酸、强碱、氯化物等有腐蚀性的化学品(如硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、苛性碱、氯化物、硫化物等)时要求所选用的管材必须具有耐腐蚀的化学稳定性。,(3)化学危险品介质管道：管道内为毒性介质(氯、氰化钾、氨、沥青、煤焦油等)、可燃与易燃、易爆介质(油品、油气、水煤气、氢气、乙炔、乙烯、丙烯、甲醇、乙醇等)，以及窒息性、刺激性、腐蚀性、易挥发性介质等。此时，管道的选择，除要求保证必需的机械强度外，还应满足密封性好、安全性高、放空与排泄快等要求。(4)易凝固、易沉淀介质管道：对输送重油、沥青、苯、萘、尿素溶液等介质的管道还应采取特殊的保温措施及采用蒸汽进行吹洗等办法。(5)粉粒介质管道：对输送粉粒状固体物料介质的管道，应注意选择合适的输送速度，管道受阻部件及转弯处应做成便于介质流动的形状，并适当加厚管壁或敷设耐磨材料。,312工业管道中的部件、支吊架 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阻火器，适用于压力较低的管道上。制造的材质种类很多。,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。有Y形过滤器、锥型过滤器、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。,3视镜 视镜也称窥视镜，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玻璃板式、三通玻璃板式和直通玻璃管式。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。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，常用的有以下几种：,（1）、自然补偿器：也称为自动补偿器，它是利用管道某一部分因温度不均或巨变而产生的弹性变形来吸收另一段的变形。最常见的管道自动补偿法是将管道两端必任意角度相接，多为两管道垂直相交。(2)方形补偿器：也叫作门形补偿器它是将直形管道弯成丌形(将管道弯成0形的为袋形回折管补偿器)，利用刚性较小的回折管挠性变形来补偿两端直管部分的热伸长量。,(3)波形补偿器：由波节和内衬套筒组成，内村套筒一端与波壁焊接，另一端可自由伸缩。其中波形又可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。(4)填料式补偿器：也称为套管式补偿器主要由三部分组成：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，从而起到补偿作用。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露。,5除污器 除污器是在石油化工工艺管道中应用较广的一种部件。其作用是防止管道介质中的杂质进入传动设备或精密部位使生产发生故障或影响产品的质量。其结构形式有Y形除污器、锥形除污器、直角式除污器和高压除污器，其主要材质有碳钢、不锈耐酸钢、锰钒钢、铸铁和可锻铸铁等。内部的过滤网有铜网和不锈耐酸钢丝网。6套管 套管分为柔性套管、刚性套管、钢管套管及铁皮套管等几种。前两种套管用填料密封，适用于穿过水池壁、防爆车间的墙壁等；后两种套管只适用于穿过一般建筑物楼层或墙壁不需要密封的管道。,7管道支架 管道支架是用以支撑和固定管道用。支架的结构形式按不同的设计要求有很多种，常用的有活动支架、导向支架和固定支架。(1)活动支架：也称滑动支架，_主要承受管道的重量和因管道热位移摩擦而产生的水平推力，并且保证在管道发生温度变化时，能够使其变形和自由移动。这种支架宜安装在水平敷设的管道上在管道工程中用得最为广泛，在两个固定支架之间也常安装活动支架。滑动支座有低位及高位两种。支架安装在管道下面，并可架设在混凝士底座或强度较高的砖墙上。活动支架的另外一种形式为滚动支架，管道支架架在支座的圆轴上，利用其滚动可以减少承重底座的轴向推力。这种支架常用在架空敷设的塔架上。,(2)导向支架：属于活动支架的种，它与一般活动支架的不同在于其增设有侧向挡板，只允许管道在轴线方向位移，不允许有横向位移。在水平管道上安装的导向支架既起导向作用，也起支撑作用：在垂直管道上安装的导向支架只能起导向作用，但还能减少管道的振动。一般在填料式补偿器、铸铁阀门等附件两侧应设置导向支架，以免管道附件受弯矩作用而引起故障。(3)固定支架：用于不允许管道有轴向位移的地方，为了分配补偿器之间管道的伸缩量，并保证补偿器的均匀工作，在补偿器的两端管道上，安装有固定支座，它分段控制着管道的热胀冷缩变形，同时也承受管道的重量。固定支架应生根于曝固的钢箭混凝土结构上或专设的构筑物上。固定支架安装的位置不同，所承受的水平推力也不同。位于直线管路上两个伸缩器之间的固定支架，所承受的水平推力较小，称之为中间固定支架：而位于转角处的固定支架，所承受的水平推力较大，称之为转角固定支架。,8管道吊架、管道吊架也称悬吊式管架，它是用来支撑在天花板或某些构筑物下面的管道的。吊架有普通吊架、弹簧吊架和复合吊架三种类型。普通吊架又可分为可调节的普通吊架和不可调节的普通吊架。这种吊架通常是用圆钢制造，是由生根部分、连接部分及管卡装配而成，适用于不便安装滑动支架的地方。管道有垂直位移的地方应安装弹簧管架，这种管架，又可分弹簧吊架和弹簧托架两类。在管道有振动的地方应设减振支架、吊架。,第二节工业管道工程常用材料及设备,3 2 1工业管道工程常用材料3211金属管材 1无缝钢管 无缝钢管可以用普通碳素钢、普通低合金钢、优质碳素结构钢、优质台金结构钢和不锈钢制成。无缝钢管是用一定尺寸的钢坯经过穿孔机、热轧或冷拔等工序制成的中空而横截面封闭的无焊接缝的钢管。所以无缝钢管比焊缝钢管有较高的强度，一般能承受3.27.0MPa的压力。,无缝钢管按照生产工艺的不同分为热轧和冷拔无缝钢管两类，其中热轧无缝钢管包括一般钢管、合金钢管、不锈钢管、锅炉钢管、石油钢管和地质钢管等，热轧钢管通常长度是3.0125 m。冷拔无缝钢管按规格尺寸分为薄壁钢管、毛细钢管和异形钢管等，冷轧钢管通常长度：当壁厚1.0mm时，其长度为1.57.OM：壁厚1.0MM时其长度为1.59.0米。,2焊接钢管 焊接钢管(黑铁管)，将焊接钢管镀锌后则称为镀锌钢管(白铁管)。按焊接的形状可分为直缝钢管、螺旋缝钢管和双层卷焊钢管；按其用途不同又可分为水、煤气输送钢管；按壁厚分薄壁管和加厚管等。镀锌管能防锈蚀，保护水质，常用于热水供应系统。焊接钢管内外表面的焊缝应平直光滑，符合强度标准，焊缝不得有开裂现象。镀锌钢管的锌层应完整和均匀。两头带有圆锥状管螺纹的焊接钢管及镀锌钢管的长度一般为4.09.0m，带一个管接头(管箍)无螺纹的焊接钢管长度一般为4.O12.0 m。焊接钢管和镀锌钢管最大的直径为150.0mm，管径用公称直径DN(mm)表示。直径大于150.0mm的焊接钢管，直缝钢管长度一般为6.010.O m，螺旋缝钢管长度为8.O18.0 m。管径用外径壁厚表示。焊接钢管水压试验薄壁管2.0MPa，加厚钢管2.5MPa，集中采暖系统及燃气管路的工作压力一般不超过0.4MPa。水、燃气输送主要采用有缝钢管，故常将有缝钢管称为水、燃气管。,3合金钢管 合金钢管用于各种加热炉工程、锅炉耐热管道及过热器管道等。合金钢具有高强度性，在同等条件下采用合金钢管可达到节省钢材的目的。耐热合金钢管具有强度高、耐热的优点。其规格范围为公称直径15.05000mm，适应温度范围为-40570。几种常用的高温耐热合金钢管的钢号有12crMo、15crMo、cr2Mo、cr5Mn等。但合金钢管的焊接都有特殊的工艺要求，焊后要对焊口部位采取热处理。,4铸铁管 铸铁管分给水铸铁管和排水铸铁管两种。其特点是经久耐用、抗腐蚀性强、性质较脆，多用于耐腐蚀介质及给排水工程。铸铁管的连接形式分为承插式和法兰式两种。给水承插铸铁管分为高压管(p1.O MPa)、普压管(p075 MPa)和低压管(p0.45 MPa)。排水承插铸铁管，适用于污水的排放，一般都是自流式，不承受压力：双盘法兰铸铁管的特点是装拆方便，工业上常用于输送硫酸和碱类等介质。,5有色金属管(1)铅及铅合金管：铅管分为纯铅管和合金铅管两种，纯铅管也称为软铅管，材料牌号为Ph2、Pb3等；合金铅管也称硬铅管，常用的材料牌号为PbSbO5、Pbsb2、Pbsb4等。铅管的规格通常是用内径壁厚来表示，常用规格范围为15200mm，直径超过100 mm的铅管，需用铅板卷制。铅管在化工、医药等方面使用较多，其耐蚀性能强，用于输送1565的硫酸、二氧化硫、60氢氟酸、浓度小于80的醋酸，但不能输送硝酸、次氯酸、高锰酸钾及盐酸。铅管最高工作温度为200，当温度高于140时，不宜在压力下使用。铅管的机械性能不高，但重量很重，是金属管材中密度最大的一种。,(2)铜及铜合金：铜管分为紫铜管和黄铜管两种，紫铜管的材料牌号有T2、T3、T4和TUP等，黄铜管的材料牌号有H62、H68等。铜管的制造方法分为拉制和挤制两种，铜管的导热性能良好，适用工作温度在250以下，多用于制造换热器、压缩机输油管、低温管道、自控仪表以及保温伴热管和氧气管道等。,(3)铝及铝合金管：铝管多用于耐腐蚀性介质管道、食品卫生管道及有特殊要求的管道。铝管输送的介质操作温度在200以下，当温度高于160时，不宜在压力下使用。铝管分为纯铝管L2、L6和防锈铝合金管LF2、LF6。铝管的特点是重量轻、不生锈，但机械强度较差，不能承受较高的压力。铝管是用工业纯铝或铝合金经过拉制或挤压制造而成的，用于输送浓硝酸、醋酸、脂肪酸、过氧化氢等液体及硫化氢、二氧化碳气体。它不耐碱及含氯离子的化舍物，如盐水和盐酸等介质。,(4)钛及钛合金管：钛管具有重量轻、强度高、耐腐蚀性强和耐低温等特点，常被用于其他管材无法胜任的工艺部位。钛管是用TAl、TA2工业纯钛制成，适用温度范围为140250，当温度超过250时，其机械性能下降。常用钛管的规格范围为公称直径20400mm，公称压力为低、中压管，低压管壁厚2812.7mm，中压管壁厚为3.721.4mm。常用于输送强酸、强碱及其他材质管道不能输送的介质。钛管虽然具有很多优点，但因价格昂贵，焊接难度很大，所以还没有广泛被采用。,3212非金属管材 1混凝土管 混凝土管有预应力钢筋混凝土管和自应力钢筋混凝土管两种。主要用于输水管道，管道连接采取承插接口用圆形截面橡胶圈密封。预应力钢筋混凝土管规格范围为内径4001400mm，适用压力范围为0.41.2 MPa。自应力钢筋混凝土管，其规格范围为内径100600mm，适用压力范围为0410 MPa。钢筋混凝土管可以代替铸铁管和钢管，输送低压给水和气等。另外还有混凝土排水管，包括素混凝土管和轻、重型钢筋混凝土管。,2陶瓷管 陶瓷管分普通陶瓷管和耐酸陶瓷管两种。一般都是承插接口。普通陶瓷管的规格范围为内径100300mm：耐酸陶瓷管的规格范围为内径400800 mm。普通陶瓷管多用于建筑工程室外排水管道。耐酸陶瓷管用于化工和石油工业输送酸性介质的工艺管道以及工业中蓄电池间酸性溶液的排水管道等。耐酸陶瓷管耐腐蚀。用于输送除氢氟酸、热磷酸和强碱以外的各种浓度的无机酸和有机溶剂等介质。,3玻璃管 玻璃管具有表面光滑、不易挂料、输送流体时阻力小、耐磨且价低，并具有保持产品高纯度和便于观察生产过程等特点。用于输送除氯氟酸、氟硅酸、热磷酸和热浓碱以外的一切腐蚀性介质和有机溶剂。4石墨管 石墨管热稳定性好能导热、线膨胀系数小，不污染介质，能保证产品纯度，抗腐蚀，具有良好的耐酸性和耐碱性。主要用于高温耐腐蚀生产环境中石墨加热器所需管材，,5铸石管 铸石管的特点是耐磨、耐腐蚀，具有很高的抗压强度。多用于承受各种强烈磨损、强酸和碱腐蚀的地方。6橡胶管 橡胶管具有较好的物理机械性能和耐腐蚀性能。根据用途不同可分为输水胶管、耐热胶管、耐酸碱胶管、耐油胶管和专用胶管(氧乙炔焊接专用管)。,7塑料管 常用的塑料管有硬、软聚氯乙烯(Pvc)管，聚乙烯(PE)管聚丙烯(PP)管和耐酸酚醛塑料管等。塑料管具有重量轻、耐腐蚀、加工容易(易成型)和施工方便等特点。(1)硬聚氯乙烯管：硬聚氯乙烯管分轻型管和重型管两种，其直径范围为80200.0mm。硬聚氯乙烯具有耐腐蚀性强、重量轻、绝热、绝缘性能好和易加工安装等特点。可输送多种酸、碱、盐及有机溶剂，使用温度范围为-1040，最高温度不能超过60。,(2)软聚氯乙烯管：软聚氯乙烯管是聚氯乙烯树脂加入增塑剂、稳定剂及其他辅助剂挤压成型。可代替普通橡胶管输送有腐蚀性的液体，一般用于输送无机稀酸及稀碱液。(3)耐酸酚醛塑料管：耐酸酚醛塑料是一种具有良好耐腐蚀性和热稳定性的非金属材料，是用热固性酚醛树脂为黏合剂，耐酸材料如石棉、石墨等作填料制成。它用于输送除氧化性酸(如硝酸)及碱以外的大部分酸类和有机溶剂等介质，特别能耐盐酸、低浓度及中等浓度硫酸的腐蚀。,3.2.2工业管道工程常用管件、附件及设备3221管件、附件 当管道需要连接、分支、转弯、变径时，就需要用管件来解决对不同的管道则需要采用不同的管件。常用的管件有弯头、三通、异径管和管接头等。1、螺纹连接管件 螺纹连接管件分镀锌和非镀锌两种一般均采用可锻铸铁制造。常用的螺纹连接管件有管接头，用于两根管子的连接与其他管件的连接：异径管(大小头)，用于连接两根直径不同的管子；等径与异径三通、等径与异径四通用于两根管子平面垂直交叉时的连接；活接头用于需经常拆卸的管道上。螺纹连接管件主要用于供暖、给排水管道和煤气管道上。在工艺管道中。除需要经常拆卸的低压管道外，其他物料管道上很少使用。,2冲压管件和焊接管件 施工中使用的成品冲压管件和焊接管件一般分为冲压无缝弯头、冲压焊接弯头和焊接弯头三种。(1)冲压无缝弯头：冲压无缝弯头是用优质碳素钢、不锈耐酸钢和低合金钢无缝钢管在特制的模具内压制成型的，有90。和45。两种。(2)冲压焊接弯头：冲压焊接弯头是采用与管道材质相同的板材用模具冲压成半块环形弯头然后组对焊接而成。这类弯头通常是按组对的半成品出厂，现场施工根据管道焊缝等级进行焊接。(3)焊接弯头：焊接弯头制作方法有两种，一种是在加工厂用钢板下料切割后卷制焊接成型，多数用于钢板卷管的配套；另 种是用管材下料经组对焊接成型。,3高压管件 高压管件是采用优质碳素钢或低合金钢锻造而成。根据管道连接形式，弯头两端加工成螺纹或坡口，加工精度很高。4附件(1)吹扫接头：吹扫接头(胶管活动接头)有以下两种连接形式：1)接头的一端与胶管相连，另一端与丝扣阀相连。2)接头的一端与胶管相连，另一端与钢管相连。,(2)封头：用在管端起封闭作用的管件，有平盖形和椭圆形两种。1)平盖封头。适用于压力较低的管路。平盖封头外径略大于管外径的，在管外进行焊接封闭；平盖封头外径略小于管外径的，在管内进行焊接封闭。2)椭圆形封头。也称之为管帽，适用于压力较大的低、中压管路。3)凸台：也称管嘴，是自控仪表在工艺管道上的一次性部件，用于连接主管和其他部件。4)盲板：用于临时(永久)切断管道内介质的管件。根据法兰密封面的形式有光滑面盲板、凸面盲板、梯形槽面盲板和8字盲板(也分为光滑面、凹凸面、梯形槽面三种)。,3222法兰与垫片 管道与阀门、管道与管道、管道与设备的连接常采用法兰连接。采用法兰连接既有安装拆卸的灵活性，又有可靠的密封性。法兰连接是一种可拆卸的连接形式。它的应用范围很广。1法兰 法兰按照其结构形式和压力不同可分为以下几种，如图3 1所示。,(1)平焊法兰：平焊法兰是中低压工业管道最常用的一种。平焊法兰与管子固定时，是将法兰套在管端焊接法兰里口和外口，使法兰固定。平焊法兰适用于公称压力不超过2.50 MPa的管道连接(2)对焊法兰：对焊法兰又称为高颈法兰。它的强度大，不易变形，密封性能较好。(3)管口翻边活动法兰：管口翻边活动法兰多用于铜、铝等有色金属及不锈钢管道上，其优点是由于法兰可以自由活动法兰穿螺丝时非常方便，缺点是不能承受较大的压力。适用于0.60 MPa以下的管道连接规格范围为DN 10500mm。法兰材料为Q235号钢。,(4)焊环活动法兰：焊环活动法兰多用于管壁比较厚的不锈钢管法兰的连接。法兰的材料为Q235、Q255碳素钢。它的连接方法是将与管子材质相同的焊环直接焊在管端，利用焊环作密封面其密封面有光滑式和榫槽式两种，(5)螺纹法兰：螺纹法兰是用螺纹与管端连接的法兰，有高压和低压两种。高压螺纹法兰被广泛应用于现代工业管道的连接。密封而由管端与透镜垫圈形成，对螺纹和管端垫圈接触面的加工要求精度很高。高压螺纹的特点是法兰与管内介质不接触，安装也比较方便；低压螺纹法兰现已逐步被平焊法兰所代替。,2垫片 垫片是法兰连接时起密封作用的材料。根据管道所输送介质的腐蚀性、温度、压力及法兰密封面的形式，垫片种类很多。(1)橡胶石棉垫：橡胶石棉垫是法兰连接用量最多的垫片。能适用于很多介质，如蒸汽、煤气、空气、盐水、酸和碱等炼油工业常用的橡胶石棉垫有两种，一 种是耐油橡胶石棉垫，适用于输送油、液化气、丙烷和丙酮等介质；另一种是高温耐油石棉橡胶垫，使用温度可达350380。,(2)橡胶垫片：橡胶垫片有一定的耐腐蚀性。这种垫片的特点是利用橡胶的弹性达到较好的密封效果，常用于输送低压水、酸和碱等介质的管道法兰连接。(3)缠绕式垫片：缠绕式垫片是用金属钢带和非金属填料带缠绕而成。这种垫片具有制造简单。价格低廉，材料能被充分利用，密封性能较好的优点。在石油化工工艺管道上被广泛利用。(4)齿形垫片：齿形垫片是利用同心圆的齿形密纹与法兰密封面相接触，构成多道密封，因此密封性能较好常用于凹凸式密封面法兰的连接。齿形垫的材质有普通碳素钢、低台金钢和不锈钢等。,(5)金属垫片：金属垫片按形状分为金属平垫片、椭圆形垫片、八角形垫片和透镜式垫片。按制造材质分为低碳钢、不锈钢、紫铜、铝和铅等。(6)塑料垫片：塑料垫片适用于输送各种腐蚀性较强的管道的法兰连接。常用的塑料垫片有聚氯乙烯垫片、聚四氟乙烯垫片和聚乙烯垫片等。,3 223阀门 在各种管道系统中，都有开启和关闭以及调节流量、压力等参数的要求，这个耍求是靠各种阀门来控制的，所以阀门是用于控制各种管道及设备内流体(空气、燃气、水、蒸汽、油等)工况的一种机械装置。一般它是由阀体、阀瓣、阀盖、阀杆及手轮等部件组成的。1阀门型号及表示方法 工业管道及设备上常用的控件主要是指一些常用的阀门，它用于控制管道内介质的流量。常用阀门有闸阀、截止阀、节流阀、球阀、蝶阔、隔膜阀、旋塞阀、止回阀、安全阀、柱塞阀、减压阀和疏水阀。,(1)类型代号用汉语拼音字母表示，见表31。表3-1阀门代号类 型 代 号 类 型 代 号 闸阀 Z 旋塞阀 X 截止阀 J 止回阀和底阀 H 节流阀 L 安全阀 A 球阀 Q 减压阀 Y 蝶阀 D 疏水阀 S 隔膜阀 G,(2)传动方式代号用阿拉伯数字表示，见表3 2。(3)阀座密封或衬里材料用汉语拼音字母表示，见表3 3。（4）体材料代号用汉语拼音字母表示，见表3 4。（5）连接形式代号用阿拉伯数字表示，见表3 5。,(6)阀门的类型命名：以下几种形式在命名中均予省略，主要介绍连接形式的“法兰”。以结构形式分类中的闸阀：闸阀的“明杆”、“弹性”、“刚性”和“单闸板”截止阀、节流阀的“直通式”：球阀的“浮动”和“直通式”；蝶阀的“垂直板式”；腑膜阀的“屋脊式”；旋塞阀的“填料”和“直通式”；止回阀的“直通式”和“单瓣式”；安全阀的“不封闭”。,2各种阀门的结构及选用特点 阀门的种类很多，但按其动作特点分为两大类，即驱动阀门和自动阀门。驱动阀门是用手操纵或其他动力操纵的阀门。如截止阀、节流阀(针型阀)、闸阀、旋塞阀等，均属这类阀门。自动阀门是借助于介质本身的流量、压力或温度参数发生变化而自行动作的阀门。如止回阀(逆止阀、单流阀)、安全阀、浮球阀、减压阀、跑风阀和疏水器等，均属自动阀门。工程中管道与阀门的公称压力划分为低压0pI60 MPa；中压160P10.00MPa；高压10.00P42.00MPa。蒸汽管道P9.0MPa，工作温度500，c时升为高压-一般水、暖工程均为低压系统，大型电站锅炉及各种工业管道采用中压、高压或超高压系统,(1)截止阀：截止阀如图32所示截止阀主要用于热水供应及高压蒸汽管路中，它的结构简单，严密性较高，制造和维修方便，阻力比较大。选用特点：结构比闸阀简单，制造、维修方便，也可以调节流量，应用广泛。但流动阻力大，为防止堵塞和磨损。不适用于带颗粒和黏性较大的介质。,(2)闸阀：闸阀又称闸门或闸板阀，它是利用闸板升降控制开闭的阀门，流体通过阀门时流向不变，因此阻力小。它广泛用于冷、热水管道系统中，如图33所示。选用特点：密封性能好，流体阻力小，开启、关闭力较小，也有一定调节流量的性能，并且能从阀杆的升降高低看出阀的开度大小，主要用在一些大口径管道上。,(3)止回阀：止回阀又名单流阀或逆止阀，它是一种根据阀瓣前后的压力差而自动启闭的阀门。它有严格的方向性，只许介质向一个方向流通，而阻止其逆向流动。用于不让介质倒流的管路上，如用于水泵出口的管路上作为水泵停泵时的保护装置。根据结构不同止回阀可分为升降式和旋启式(图3 4)，升降式止回阀只能用在水平管道上，垂直管道应用旋启式止回阀，安装时应注意介质的流向，它在水平或垂直管路上均可应用。选用特点：一般适用于清洁介质，对于带固体颗粒和黏性较大的介质不适用。,(4)旋塞阀：旋塞阀又称考克或转心门。它主要由阀体和塞子(圆锥形或圆柱形)构成，图3 5所示为扣紧式旋塞，在旋塞的下端有一螺帽，把塞子紧压在阀体内，以保证严密。旋塞塞子中部有一孔道，当旋转时，即开启或关闭。旋塞阀构造简单，开启和关闭迅速，旋转90。就全开或全关，阻力较小，但保持其严密性比较困难。旋塞阀通常用于温度和压力不高的管路上。热水龙头也属旋塞阀的一种。选用特点：结构简单，外形尺寸小，启闭迅速，操作方便，流体阻力小，便于制造三通或四通阀门，可作分配和换向用。但是密封面易磨损，开关力较大。此种阀门不适用于输送高压介质（如蒸汽），只适用于一般低压流体做开闭用，不宜于做调节流量用。,（5）节流阀：节流阀的构造特点是没有单独的阀盘，而是利用阀杆的端头磨光代替阀盘。节流阀多用于小口径的管路上，如安装压力表所用的阀门常用节流阀。选用特点：阀的外形尺寸小，重量轻，该阀主要用于仪表调节和节流，制作精度要求高，密封较好，不适用于含有固体悬浮物颗粒的介质。,（6）安全阀：安全阀是一种安全装置，当管路系统和设备（如锅炉、冷凝器）中介质的压力超过规定数值时，便自动开启阀门排气降压，以免发生爆炸危险。当介质的压力恢复正常后，安全阀又自动关闭。安全阀一般分为弹簧式和杠杆式两种，如图37所示。弹簧式安全阀是利用弹簧的压力来平衡介质的雎力，阀瓣被弹簧紧压在阀座上，平常阀瓣处于关闭状态。转动弹簧上面的螺母，即改变弹簧的压紧程度，便能调整安全阀的工作压力，一般要先用压力表参照定压。杠杆式安全阀，或称重锤式安全阀，它是利用杠杆将重锤所产生的力矩紧压在阀瓣上，保持阀门关闭。当压力超过额定数值，杠杆重锤失去平衡，阀瓣就打开。所以改变重捶在杠杆上的位置，就改变了安全阀的工作压力。,选用安全阀的主要参数是排泄量，排泄量决定安全阀的阀座口径和阀瓣开启高度。由操作压力决定安全阀的公称压力由操作温度决定安全阀的使用温度范围，由计算出的安全阀定压值决定弹簧或杠杆的调压范围，再根据操作介质决定安全阀的材质和结构形式。,（7）减压阀：减压阀又称调压阀，用于管路中降低介质压力，常用的减压阀有活塞式，波纹管式、及薄膜式等几种，各种减压阀的原理是介质通过阀瓣通道小孔时阻力增大，经节流造成压力损耗从而达到减压目的。减压阀的进出口一般要伴装截止阀。选用特点：减压阀只适用于蒸汽、空气和清洁水等清洁介质。在选用减压阀时要注意，不能超过减压阀的减压范围，保证在合理情况下使用。(8)疏水阀：疏水阀又称疏水器，它的作用在于阻气排水属于自动作用阀门。它的种类有浮桶式、恒温式、热动力式以及脉冲式等。,第三节工业管道工程的施工方法,3 3 1热力管道系统 热力管道系统是输送蒸汽或过热水等热能介质的管道。热力管道的特点是其输送的介质温度高、压力大、流速快，在运行时会给管道带来较大的膨胀力和冲击力。因此在管道安装中应解决好管道材质、管道伸缩补偿、管道支吊架、管道坡度及疏排水、放气装置等问题，以确保管道的安全运行。,3 3 11热力管道敷设形式 1架空敷设 将热力管道敷设在地面上的独立支架、桁架以及建筑物的墙壁上。架空敷设不受地下水位的影响，且维修、检查方便，适用于地下水位较高、地质不适宜地下敷设的地区，是一种比较经济的敷设形式。其缺点是占地面积大，管道热损失较大。架空敷设按支架的高度不同，可分为低支架、中支架和高支架三种敷设形式。低支架敷设时管道保温层外壳距地面的净高不宜小于03 m；中支架敷设时，其距离一般为2.04.0 m：高支架敷设时，应不低于4.5 m。,2地沟敷设 地沟敷设分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟三种敷设形式。(1)通行地沟敷设：当热力管道通过不允许开挖的路面处时，热力管道数量多或管径较大，地沟内任一侧管道垂直排列宽度超过1.5 m时，采用通行地沟敷设。通行地沟净高不应低于1.8 m，通道宽度不应小于07 m。(2)半通行地沟敷设：当热力管道通过的地面不允许开挖，且采用架空敷设不合理时，或管道数量较多，采用不通行地沟管道单排水平布置的沟宽受到限制时可采用半通行地沟敷设。半通行地沟一般净高为1214米，通道净宽0.506 米，长度超过60m应设检修出入口。,(3)不通行地沟敷设：管道数量少、管径较小、距离较短，以及维修工作量不大时，宜采用不通行地沟敷设。不通行地沟内管道一般采用单排水平敷设。地沟内管道敷设时，管道保温层外壳与沟壁的净距宜为150200mm，与沟底的净距宜为100200mm，与沟顶的净距：不通行地沟为50100mm，半通行和通行地沟为200300mm。地沟内管道之间的净距应有利于安装和维修。,3直接埋地敷设 热力管道在土壤腐蚀性小、地下水位低(低于管道保温层底部05 m以上)、土壤具有良好渗水性以及不受腐蚀性液体侵入的地区，可采用直接埋地敷设。直接埋地敷设要求管道保温结构具有低的导热系数、高的耐压强度和良好的防火性能。管子与保温材料之间应尽量留有空气间层，以利管道的自由胀缩。在补偿器和自然转弯处应设不通行地沟，沟的两端宜设置导向支架，保证其自由位移。在阀门等易损部件处，应设置检查井。,3.3.1.2热力管道的安装 热力管道应设有坡度，汽水同向流动的蒸汽管道坡度一般为0003，汽水逆向流动时坡度不得小于0.005。热水管道应有不小于O.002的坡度，坡向放水装置。蒸汽支管应从主管上方或侧面接出，热水管应从主管下部或侧面接出。不同压力的疏水管不能接入同一管道内。水平管道变径时应采用偏心异径管连接，当输送介质为蒸汽时，取管底平以利排水：输送介质为热水时，取管顶平，以利排气。管道穿墙或楼板应设置套管。,直接埋地管道穿越铁路、公路时交角不小于45。，管顶距铁轨轨面不小于1.2m，距道路路面不小于0.7 m，并应加设套管，套管伸出铁路路基和道路边缘不应小于1 m。减压阀应垂直安装在水平管道上，安装完毕后应根据使用压力调试。减压阀组一般设在离地面1.2 m处，如设在离地面3m左右处时，应设置永久性操作平台。管道安装完毕后，按设计或规范要求进行试压、冲洗。,3 3 2压缩空气管道 自然界的空气经空气压缩机压缩后称为压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。压缩空气可供驱动各种风动机械、工具，如风钻、风动砂轮机、空气锤、喷沙、输送粉状物料；控制仪表及自动化装置；科研实验、产品及零部件的气密性试验；空气分离生产氧、氨、氩气及其他稀有气体等。3321压缩空气管路的敷设 压缩空气管路可采用架空敷设、地沟敷设、埋地敷设或架空、埋地相结合的敷设方式。为便于管理与维修，应以沿墙或柱子架空敷设为主，架空敷设高度以不妨碍交通为原则，但一般不小于25 m，并尽量减少对采光的影响。,l 322压缩空气管道的安装 压缩空气管道一般选用低压流体输送用焊接钢管、低压流体输送用镀锌钢管及无缝钢管，或根据设计要求选用。公称通径小于50mm，也可采用螺纹连接，以白漆麻丝或聚四氟乙烯生料带作填料：公称通径大于50mm，宜采用焊接方式连接。管道应按气流方向设置不小于0.002的坡度，干管的终点应设置集水器。管路弯头应尽量采用煨弯，其弯曲半径一般为4D，不应小于3D从总管或干管上引出支管时，必须从总管或干管的顶部引出，接至离地面1.21.5 m处，并装一个分气筒，分气筒上装有软管接头。,压缩空气管道安装完毕后，应进行强度和严密性试验，试验介质一般为水。当工作压力p0.5MPa时，试验压力PS15P但ps不小于O2MPa：当工作压力p0.5 MPa时，试验压力p1.2P，但ps不小于03 MPa。管路在试验压力下保持20min做外观检查，然后降至工作压力进行严密性试验，无渗漏即为合格。强度及严密性实验合格后进行气密性试验，试验介质为压缩空气或无油压缩空气。气密性试验压力为l.05p。试验时压力应缓慢上升，达到下述压力时进行外观检查：PS02MPa06P，psO2MPa0 3 P，PSO.6P。当无异常情况时，方可继续升高压力。达到试验压力后稳压24 h，记录试验开始与终了时的压力和温度，计算其每小时泄漏率。渗漏率标准为“p1h，在此标准内即认为管路气密性试验合格。,3 3 3夹套管道 夹套管在石油化工、化纤等装置中应用较为广泛，它由内管(主管)和外管组成，一般工作压力小于或等于25 Mpa、工作温度20350材质采用碳钢或不锈钢内管输送的介质为工艺物料外管的介质为蒸汽、热水、冷媒或联苯热载体等。3331夹套管的制作 1、内管预制 夹套管内管预制时，应注意高压管不得有焊缝：中、低压管不宜有焊缝。如有焊缝，该焊缝应按相同类别管道的探伤比例进行射线照相检验，并经试压合格后，方可封入夹管。内管的几何尺寸和形状应便于外管的套入，因此应综合考虑管道的分段、焊缝的布局、检测点的设置等。内管焊缝焊接后，按设计或规范要求进行检测。,2定位板设置(1)定位板尺寸；为了保证内、外管的夹套间隙均匀，应在内管外壁上焊以相同材质的定位板。定位板与外管内壁的间隙宜15mm。(2)定位板的安装；定位板的安装应不影响介质的流动和不妨碍内管与外管的胀缩。3外管预制 外管制作时，其长度应比内管段短50100 mm以方便内管的检测和试验，并保证螺栓拆装方便。外管的封闭焊接，应在内管施工完毕、各项检测和试验合格后进行。,3332夹套管安装夹套管安装应在有关设备、支吊架就位、固定、找平后进行，且夹套管应先于邻近有关管道的安装。夹套管穿墙、平台或楼板，应装设套管和挡水环。夹套管上安装的阀门、仪表等己进行强度和密封试验调试合格。夹套管的内管管件应使用无缝或压制对接管件，外管可采用压制剖切件。采用吊架固定时，其吊杆应按设计规定位移值的一半反向安装。两根位移不同的夹套管，不得使用同一根吊杆。使用滑动支架时，滑动支架与导向板相对安装位置从支撑面中心向热膨胀反向偏移，其偏移值为位移值的一半。夹套管的角焊缝和法兰焊缝均需进行着色试验检查，合格后方能进行下一步工作。,内管加工完毕后，焊接部位应裸露进行压力试验。试验压力应以内管的内部或外部设计压力大者为基准进行压力试验。稳压10 min，经检验无泄漏，目测无变形后降至设计压力，停压30 min，以不降压、无渗漏为合格。夹套管安装构成系统后，应进行内、外管的吹扫工作，凡不能参与吹扫的管道、设备、阀门、仪表等，应拆除或用盲板隔离。内管应用干燥无油压缩空气进行系统吹扫，气体流速不小于20 ms，在管子出口处放置白布进行检查，以无铁锈、脏物为合格。热水夹管系统的吹扫要求同内管。而蒸汽夹管系统用低压蒸汽吹扫，吹扫顺序为先主管、后支管，最后进入夹套管的环隙。操作时需充分暖管，缓慢开启控制阀门升温，恒温60 min后连续吹扫1020 min，重复34次。,3 3 4合金钢及有色金属管道3341合金钢管道安装 合金钢管道宜采用机械方法切断，管子切断前应移植原有标记。低温钢管严禁使用钢印。切口及坡口表面应平整。合金钢管道的焊接，底层应采用手工氩弧焊，以确保焊口管道内壁焊肉饱满、光滑、平整，其上各层可用手工电弧焊接成型。合金钢管焊接应进行焊前预热和焊后热处理，预热时应使焊口两侧及内外壁温度均匀；焊后热处理应在焊接完毕后立即进行。若不能及时进行热处理的则应焊接后冷却至300350时进行保温，使之缓慢冷却。异种钢材焊前预热温度应按可焊性较差的一侧确定，焊后热处理的要求按合金成分较低的一侧进行，不合格的返修及硬度不符合规定的焊缝应重新进行热处理。合盒钢管系统安装完毕后，应检查材质标记，发现无标记时必须查验钢号。,3342不锈钢管道安装 不锈钢具有较高的韧性及耐磨性因此宜采用机械和等离子切割机等进行切割，注意切割速度不宜过快，采用砂轮机切割或修磨时应使用不锈钢专用砂轮片，不得使用切割碳素钢管的砂轮，以免受污染而影响不锈钢管的质量。高压不锈钢管子切断前应移植原有标记。管子切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1，且不得超过3mm。不锈钢管坡口宜采用机械、等离子切割机、砂轮机等制出用等离子切割机加工坡口必须打磨掉表面的热影响层，并保持坡口平整。不锈钢管组对时，管口组对卡具应采用硬度低于管材的 不锈钢材料制作，最好采用螺栓连接形式。严禁将碳素钢卡具焊接在不锈钢管口上用来对口。,不锈钢管焊接一般可采用手工电弧焊及氩弧焊。为确保内壁焊接成型平整光滑，薄壁管采用全钨级氩弧焊，壁厚大于3mm时，应采用氩电联焊：焊接材料通常应与母材化学成分相近，且应保证焊缝金属性能和晶间腐蚀性能不低于母材。焊接前应将坡口两侧20 mm范围内的毛刺、污物、杂质清除干净还应在