學習情境一化工管路

1、學習目標：（1) 認識化工管路的構(gòu)成；（2）熟悉化工管路用材；（3）掌握密度、流量、流速、管徑的概念及相關(guān)計算；（4）能根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)確定管道、管件和閥門的類型與規(guī)格。化工管路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、真空管、低壓管、中壓管、高壓管、超高壓管超高壓管低溫管、常溫管、高低溫管、常溫管、高溫管溫管按輸送介質(zhì)的溫度簡單管路、復雜管路簡單管路、復雜管路按連接方式按輸送介質(zhì)的種類水管、蒸汽管、氣體管、油管以及輸水管、蒸汽管、氣體管、油管以及輸送酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)管路送酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)管路 （一）壓力管道概念 壓力管道是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或液體的管狀設(shè)備（

2、二）壓力管道的分類與分級壓力管道通常根據(jù)其危害程度實施分級安全監(jiān)察。一般將壓力管道按安全等級分為GC1、GC2、GC3三級。（三）石油化工管道的分級根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)和工藝條件分為5級：SHA、SHB、SHC、SHD、SHE（一）管子在實際化工生產(chǎn)中，由于輸送流體物料的性質(zhì)和工藝條件的不同，用于連接設(shè)備和輸送流體物料的管子不僅要滿足強度和通過物料能力的要求，還要適應(yīng)耐溫（高溫或低溫）、耐壓（高壓或低壓）、耐腐蝕（酸、堿）、導熱等性能的要求。 1 1管子的標準管子的標準公稱直徑公稱壓力2 2管子的材料管子的材料金屬管非金屬管耐壓耐高溫耐腐蝕鑄鐵管 普通鑄鐵管 硅鐵管鋼管 有縫鋼管 無縫鋼管有色金屬管

3、 銅管 鋁管及鋁合金管 鉛管金屬管非金屬管塑料管陶瓷管橡膠管玻璃鋼管玻璃管1.彎頭彎頭的作用主要是用來改變管路的走向。彎頭可用直管彎曲而成，也可用管子組焊，還可用鑄造或鍛造的方法制造。彎頭的常用材料為碳鋼和合金鋼。彎頭的形狀常有45度、60度、90度、180度回彎頭等據(jù)接入管的角度和旁路管徑的不同，可分為正三通、斜三通。接頭處的管徑除三通外，還有四通、Y形管等，有時也用來改變流向，多余的一個通道接頭用。，2三通三通3.短路和異管徑短管兩端面直徑相同的叫等徑管，兩端面直徑不同的叫異徑管。異徑管可改變流體的流速。短管與管子的連通常采用法蘭或螺紋連接方式，也可采用焊接4法蘭與盲板為了管路安裝和檢修的

4、需要，管路中需裝設(shè)管道法蘭。管法蘭已標準化，使用時可根據(jù)公稱壓力和公稱直徑選取。通常管路的末端裝有法蘭蓋（實心法蘭），以便于檢修和清理管路 法蘭盲板1.閘閥閘閥的結(jié)構(gòu)如圖所示，主要部分為一閘板，通過閘板的升降以啟閉管路（相當于在管道中插入一塊和管徑相等的閘門，閘門通過手輪來進行升降，從而達到啟閉管路的目的）。楔式閘閥平行式閘閥2截止閥 截止閥又稱球心閥或球形閥，其結(jié)構(gòu)如圖1-6所示，截止閥的密封零件是閥盤和閥座。通過轉(zhuǎn)動手輪，帶動閥桿和閥盤做軸線方向的升降，改變閥盤與閥座之間的距離，從而改變流體通道面積大小，使得流體的流量改變或截斷通道。內(nèi)螺紋連接 法蘭連接3止回閥 止回閥是根據(jù)閥盤前后介質(zhì)的

5、壓力差而自動啟閉 的閥門。如將它裝在管路中，流體只能向一個方向流動，從而阻止介質(zhì)的逆流。它的結(jié)構(gòu)是在閥體內(nèi)裝有一個閥盤或搖板，當介質(zhì)順流時，閥盤或搖板被頂開；當介質(zhì)倒流時，閥盤或搖板受介質(zhì)壓力作用而自動關(guān)閉根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，止回閥分為升降式和旋啟式兩種升降式止回閥旋啟式止回閥4旋塞旋塞閥是利用帶孔的錐形栓塞來控制啟閉的閥門。錐形旋塞與閥體內(nèi)表面形成圓錐形壓合面相配合，閥體上部用填料將旋塞與閥體之間的間隙密封。旋塞上部有方榫，使用專門的方孔扳手轉(zhuǎn)動栓塞，通過旋轉(zhuǎn)一定角度來開閉閥門。旋塞閥與管路的連接方式有螺紋連接和法蘭連接兩種法蘭連接旋塞閥 內(nèi)螺紋連接旋塞閥5球閥 球閥主要由閥體、閥蓋、密封閥座、球

6、體和閥桿等組成。其結(jié)構(gòu)與旋塞閥相似。球閥是通過旋轉(zhuǎn)帶孔球體來控制閥門啟閉的。根據(jù)球體在閥體內(nèi)可否浮動，分為浮動球球閥和固定球球閥。 帶固定密封閥座的浮頭球球閥固定球球閥6隔膜閥隔膜閥隔膜閥是在閥桿下面固定一個特別橡膠膜片構(gòu)成隔膜，并通過隔膜來進行啟閉工作。橡膠隔膜的四周夾在閥體與閥蓋隔離開來。在隔膜中間凸起的部位，用螺釘或銷釘與閥盤相連接，閥盤與閥桿通過圓柱銷連接起來。7蝶閥蝶閥蝶閥主要有手柄、齒輪、閥桿、閥板、閥體等組成如圖1-12所示。當旋轉(zhuǎn)手柄時，通過齒輪、閥桿、杠桿和松緊彈簧傳動，使閥板門開啟。檔手柄反向轉(zhuǎn)動時，使蝶閥關(guān)閉。蝶閥除手動外，還有電動、氣動等方式。8節(jié)流閥中低壓外螺紋節(jié)流閥

7、節(jié)流閥結(jié)構(gòu)與截止閥相似，僅啟閉件形狀不同。截止閥的啟閉件為盤狀，而節(jié)流閥啟閉件為錐狀或拋物線狀。節(jié)流閥屬于調(diào)節(jié)類閥門。通過轉(zhuǎn)動手輪，改變流體通道的截面積，從而調(diào)節(jié)介質(zhì)流量與壓力的大小。輸送流體的性質(zhì)。如液體、氣體、蒸汽、漿液、懸浮液、粘稠液等。閥門的功能。選用時應(yīng)考慮各種閥門的特征及適用場合。 閥門的尺寸。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。阻力損失。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。根據(jù)操作條件，來確定法閥門的壓力等級和材質(zhì)。1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、牢固且嚴密，多用于無縫鋼管，有色金屬

8、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。對接搭接角接T形接法蘭連接是管路中應(yīng)用最多的可拆連接方式。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。在法蘭連接中，法蘭盤與管子的連接方法多種多樣，常用的有整體式法蘭、活套式法蘭和介于兩者之間的平焊法蘭等。（1）內(nèi)牙管連接1，6被連接管；2，5內(nèi)牙管；3鎖緊螺母；4外牙管1，6-兩端管子；2，5-主節(jié)； 3-軟墊圈；4-套合節(jié) 4承插式連接在化工管路中，承插連接適用于壓力不大，密封性

9、能不高的場合。常用作鑄鐵水管的連接方式，也可用作陶瓷管、塑料管、玻璃管等金屬管路的連接。承插式連接結(jié)構(gòu)如圖1-18所示。承插連接時，在插口和承口接頭處留有一定的軸間間隙，一邊與補償管路受熱后的伸長。弓形回折管形回折管1.回折管補償器 工廠的流體輸送管道大多為圓形管道，其管子的粗細主要是管子直徑的不同即管子規(guī)格的不同。管子直徑的確定是我們選擇管子規(guī)格的基礎(chǔ)。輸送管路的直徑d與流量Vs和流速u有關(guān)。管子直徑的求取公式為：1 1流量流量(1)體積流量:單位時間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體體積 (2)質(zhì)量流量:單位時間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體質(zhì)量(3)體積流量與質(zhì)量流量的關(guān)系為2 2流速流速(1)平均流速

10、:單位時間內(nèi)流體質(zhì)點在流動方向上所流經(jīng)的距離（2）質(zhì)量流速：單位時間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體質(zhì)量（3）質(zhì)量流速與流速的關(guān)系為3. 流量與流速的關(guān)系為 管道直徑的確定步驟（1）根據(jù)流體的種類、性質(zhì)、壓力等在適宜流速范圍內(nèi)，選取一個流速；（2）將索選取的流速代入公式計算管道的直徑d；（3）由計算出的d，根據(jù)管子規(guī)格，將管子圓整成標準管徑。例1-2 有一通風管道輸送120kPa(絕壓)、30、質(zhì)量流量為600/h的空氣。若選用流速為15m/s,試計算其管內(nèi)徑和選擇適宜的管子規(guī)格，并計算管內(nèi)的實際流速和質(zhì)量流量。解 由給定的輸送條件，可視空氣為理想氣體。1管子計算厚度2管子壁厚選取 管子的計算厚度是滿足承受介質(zhì)壓力的強度要求所必須的，在確定管壁厚度時，還要考慮介質(zhì)腐蝕和管子制造偏差可能造成的管壁厚度減少的情況，故需要在計算厚度的基礎(chǔ)上加上厚度附加量，并據(jù)此按鋼管規(guī)格標準選取管子厚度。（一） 從安裝、檢修、操作等方面考慮（二） 從保障操作與人身安全考慮（三） 從降低成本考慮（一）做好管路維護工作 認真做好日常巡回檢查，準確判斷管內(nèi)介質(zhì)的流動情況和管件工作狀態(tài)；適時做好管路的防腐和防護工作，定期檢查管路的保溫設(shè)施是否完好；及時排