工藝管道閥門基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

工藝管道閥門基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)課程內(nèi)容一、常用材料基礎(chǔ)知識(shí)二、工藝管道基礎(chǔ)知識(shí)三、閥門基礎(chǔ)知識(shí)2021/7/172材料是構(gòu)成LNG工廠工藝管道、設(shè)備的物質(zhì)基礎(chǔ)，正確使用材料極其重要高溫、高壓、低溫、易燃、易爆、腐蝕性操作條件，要求設(shè)備、管道、閥門：①連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全可靠性②足夠的機(jī)械強(qiáng)度③優(yōu)良的耐腐蝕性能④密封性好⑤高效率和低能耗合理選用材料，可保證設(shè)備正常安全運(yùn)行，完成生產(chǎn)計(jì)劃，節(jié)約材料和投資，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命與檢修周期。一、常用材料基礎(chǔ)知識(shí)2021/7/173常用材料性能工藝性能（制造）-材料制造中的特性鑄造、鍛造、焊接和切削加工性能材料制造性能的好壞直接影響制造成本使用性能-使用過(guò)程中的特性物理、化學(xué)和力學(xué)性物理性能是材料所固有的屬性，包括密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性和磁性等化學(xué)性能是指材料抵抗各種化學(xué)介質(zhì)作用的能力，包括高溫抗氧化性、耐腐蝕性等。力學(xué)性能：強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞2021/7/174強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗破壞的能力，破壞對(duì)應(yīng)有兩種情況發(fā)生較大的塑性變形，在外力去除后不能恢復(fù)到原來(lái)的形狀和尺寸發(fā)生斷裂強(qiáng)度指標(biāo)：屈服點(diǎn)（σs）-抵抗發(fā)生塑性變形的能力，σs越高則越不易發(fā)生塑性變形；抗拉強(qiáng)度（σb）-抵抗發(fā)生斷裂的能力，σb越高則越不易發(fā)生斷裂塑性：材料在外力作用下發(fā)生塑性變形而不破壞的能力發(fā)生較大的塑性變形而不破壞則稱材料的塑性好塑性指標(biāo)有伸長(zhǎng)率δ和斷面收縮率ψ，值越大，塑性越好對(duì)加工和使用意義重要低碳鋼塑性較好，可進(jìn)行壓力加工普通鑄鐵塑性差，不能進(jìn)行壓力加工，能進(jìn)行鑄造材料具有一定的塑性，不致因超載而突然破斷，增加使用安全可靠性。常用材料性能-力學(xué)性能2021/7/175硬度-金屬抵抗比它更硬物體壓入其表面的能力硬度試驗(yàn)指標(biāo)-有布氏硬度和洛氏硬度布氏硬度用HB表示，當(dāng)壓頭為鋼球時(shí)表示為HBS，當(dāng)壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)表示為HBW；洛氏硬度用HRA、HRB或HRC表示，常用HRC。沖擊韌性-以很快的速度作用于工件上的載荷稱為沖擊載荷材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力稱為沖擊韌性沖擊韌性指標(biāo)-沖擊韌性值σkσk越大，材料的沖擊韌性越好，材料越抗沖擊沖擊韌性隨溫度的降低而減小，低于某一溫度沖擊韌性發(fā)生劇降，材料呈現(xiàn)脆性，該溫度稱為脆性轉(zhuǎn)變溫度對(duì)于低溫工作的設(shè)備來(lái)說(shuō)，其選材應(yīng)注意韌性是否足夠。材料常用性能-力學(xué)性能2021/7/176疲勞-許多機(jī)械零件，如軸、齒輪、彈簧受到大小不同和方向變化的交變載荷作用，材料在應(yīng)力小于其強(qiáng)度極限下，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后，無(wú)顯著外觀變形卻會(huì)發(fā)生斷裂疲勞斷裂不產(chǎn)生明顯的塑性變形，突然發(fā)生，具有很大的危險(xiǎn)性，造成嚴(yán)重事故材料抵抗疲勞能力的指標(biāo)-疲勞極限σD金屬材料承受的交變應(yīng)力σ小于σD時(shí)，應(yīng)力循環(huán)到無(wú)數(shù)次也不會(huì)發(fā)生疲勞斷裂當(dāng)σ大于σD時(shí)，材料在經(jīng)過(guò)一定循環(huán)次數(shù)后，將發(fā)生疲勞斷裂。材料常用性能-力學(xué)性能2021/7/177金屬材料由金屬元素或以金屬元素為主形成的、具有金屬特性的物質(zhì)稱為金屬材料鐵和以鐵為基的合金（黑色金屬），如鋼、鑄鐵和鐵合金非鐵合金（有色金屬），如銅及其合金、鋁及其合金、鉛及其合金鋼分為非合金鋼（碳鋼）、低合金鋼和合金鋼都是鐵和碳為主的合金含碳量＜2.11%的稱為鋼大于2.11%的稱為鑄鐵根據(jù)鋼中是否添加合金元素，把鋼分為碳素鋼和合金鋼兩種。碳鋼占全部結(jié)構(gòu)、零件和工具材料90%左右，合金鋼僅占10%2021/7/178低碳鋼（含碳量<0.25%）碳素鋼中碳鋼（含碳量0.25%~0.6%）高碳鋼（含碳量>0.6%）按化學(xué)成分低合金鋼（合金元素含量<5%）合金鋼中合金鋼（合金元素含量5~10%）高合金鋼（合金元素含量>10%）普通鋼按質(zhì)量分類優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼2021/7/179建筑鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼按用途分類合金結(jié)構(gòu)鋼彈簧鋼軸承鋼工具鋼特殊性能鋼（如不銹鋼、耐熱鋼等）

2021/7/1710有色金屬：純銅（紫銅）銅鋅合金（黃銅）銅錫合金（錫青銅）無(wú)錫青銅（鋁青銅）鋁及鋁合金鈦及鈦合金鎂及鎂合金鉛、錫及合金鋅及合金鎳、鈷及合金

銅及其合金輕金屬及合金

其他有色金屬及合金按合金成分2021/7/1711碳素鋼-碳鋼，牌號(hào)用二位數(shù)字表示，數(shù)字表示鋼中的平均含碳量的萬(wàn)分之幾。如含碳量0.20%的優(yōu)質(zhì)碳素鋼表示為20＃鋼。根據(jù)鋼中含錳量的不同，分為普通含錳鋼和高錳鋼，如16Mn(或16錳）鋼的碳含量相對(duì)較低，性質(zhì)是強(qiáng)而韌，鑄鐵碳含量高，性質(zhì)是硬而脆金屬材料-碳鋼2021/7/1712普通碳鋼牌號(hào)

以“Q”加三位數(shù)字表示，如Q215、Q235“Q”代表結(jié)構(gòu)鋼屈服點(diǎn)“屈”字的漢語(yǔ)拼音的首位字母，后面的三位數(shù)字表示該鋼種在厚度小于16mm時(shí)的最低屈服點(diǎn)鋼的牌號(hào)尾部可用A、B、C、D表示鋼的質(zhì)量等級(jí)A級(jí)為普通級(jí)，B、C、D表示硫、磷含量較低的優(yōu)等級(jí)別。D級(jí)質(zhì)量最高，A級(jí)質(zhì)量最低。2021/7/1713普通碳鋼牌號(hào)牌號(hào)的最后面可用符號(hào)標(biāo)志其冶煉時(shí)的脫氧程度，如對(duì)未完全脫氧的沸騰鋼標(biāo)以符號(hào)“F”沸騰鋼指鋼在冶煉末期，僅用脫氧劑脫氧，鋼液中留有FeO,在澆筑和凝固時(shí)，鋼液中不斷析出CO，產(chǎn)生類似沸騰的現(xiàn)象

FeO+C=Fe+CO對(duì)完全脫氧的鎮(zhèn)靜鋼標(biāo)以符號(hào)“Z”或不標(biāo)符號(hào)半鎮(zhèn)靜鋼標(biāo)以“b”特別鎮(zhèn)靜鋼符號(hào)“TZ”如Q235-B表示最低屈服點(diǎn)235MPa的B級(jí)碳素鋼（鎮(zhèn)靜鋼）；表示最低屈服點(diǎn)215MPa的普通等級(jí)碳素結(jié)構(gòu)鋼（沸騰鋼）沸騰鋼成本很低，機(jī)械性能比鎮(zhèn)靜鋼差2021/7/1714普通碳鋼性能和應(yīng)用Q235屬于低碳鋼，用途最廣其塑性、韌性優(yōu)良，通常熱軋成鋼板、型鋼、鋼管、鋼筋Q235-A鋼有良好的加工工藝性能，板材常用來(lái)焊制常溫低壓容器外殼，棒料常用來(lái)制作螺栓、螺母和支架等2021/7/1715優(yōu)質(zhì)碳鋼牌號(hào)僅用兩位數(shù)字來(lái)表示，鋼中平均含碳量的萬(wàn)分之幾如20鋼的平均含碳量為0.20%，即萬(wàn)分之20。對(duì)每一個(gè)鋼號(hào)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了化學(xué)成分范圍和應(yīng)達(dá)到的機(jī)械性能指標(biāo)鋼號(hào)按順序有：08、10、15、20、25、30、35、40、45、50等專門用途的鋼材鍋爐用鋼和壓力容器用鋼在鋼號(hào)末尾分別表上“g”或“R”字樣需進(jìn)行機(jī)械性能特殊項(xiàng)目的檢驗(yàn)制造鍋爐用的碳鋼，牌號(hào)有20g、22g制造壓力容器用的碳鋼有20R等。2021/7/1716優(yōu)質(zhì)碳鋼性能和應(yīng)用優(yōu)質(zhì)碳鋼同時(shí)保證鋼材的化學(xué)成分和機(jī)械性能有害元素S、P雜質(zhì)較少冶煉工藝比較嚴(yán)格，質(zhì)量高，成本貴低碳鋼含碳量低于0.25%，鋼號(hào)有08、10、15、20、25剛強(qiáng)度較低，彈塑性好，焊接性能良好有圓鋼、板材、無(wú)縫鋼管、鍛件產(chǎn)品化工設(shè)備中常用作墊片包皮（08、10）換熱器列管、設(shè)備接管（10、20）、法蘭2021/7/1717優(yōu)質(zhì)碳鋼性能和應(yīng)用中碳鋼含碳量在0.30%~0.55%之間，鋼號(hào)有30、35、40、45、50、55。強(qiáng)度較高，韌性較好，但焊接性能較差，不適合做設(shè)備的殼體圓鋼、鍛件產(chǎn)品35鋼在化工設(shè)備上常用作管板，強(qiáng)度要求較高的螺栓、螺母等45鋼常用做傳動(dòng)軸2021/7/1718優(yōu)質(zhì)碳鋼性能和應(yīng)用高碳鋼含碳量在0.6%以上，鋼號(hào)有60、65、70、80。強(qiáng)度與硬度較高，60、65鋼主要用來(lái)制造彈簧。70、80鋼用來(lái)制造鋼絲繩等2021/7/1719鑄鐵性能和應(yīng)用鑄鐵含碳量一般在2%以上，含有硫、磷和錳等雜質(zhì)鑄鐵是一種脆性材料，不能鍛造，鑄造性能較好有優(yōu)良的減震性、耐磨性和切削加工性生產(chǎn)工藝和熔化設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵等。2021/7/1720鑄鐵性能和應(yīng)用灰鑄鐵碳大部或全部以自由狀態(tài)的片狀石墨形式存在，斷口呈灰色抗壓強(qiáng)度較大，抗拉強(qiáng)度很低，沖擊韌性很低不適于制造承受彎曲、拉伸、剪切和沖擊載荷的條件可用來(lái)鑄造承受壓力，要求消震、耐磨的零件如支架、閥體、泵體、機(jī)座、管路附件2021/7/1721鑄鐵性能和應(yīng)用球墨鑄鐵在澆筑前往鐵水中加入少量球化劑（Mg、Ca和稀土元素）和石墨化劑（硅鐵或硅鈣合金），以促進(jìn)碳以球狀石墨結(jié)晶存在球墨鑄鐵在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過(guò)灰鑄鐵球墨鑄鐵兼有普通鑄鐵及鋼的優(yōu)點(diǎn)目前已成為一種很有前途的新型結(jié)構(gòu)材料2021/7/1722合金鋼-鋼中加入的合金元素最有：鉻(Cr）、鎳(Ni）、鉬(Mo）、硅(Si）、錳(Mn）、鎢(W）、鋁(Al）鉻提高鋼的耐腐蝕性和抗氧化性，含量超過(guò)13％時(shí)，鋼的耐腐蝕能力顯著提高鎳耐腐蝕性和低溫沖擊韌性，良好的塑性和韌性。錳提高鋼的強(qiáng)度以及低溫沖擊韌性鋁細(xì)化晶粒、提高鋼的沖擊韌性、抗氧化性、耐熱性、抗H2S腐蝕性，降低冷脆性。價(jià)格便宜鉬提高鋼的高溫強(qiáng)度、硬度等鈦提高強(qiáng)度、細(xì)化晶粒，提高韌性，在不銹鋼中起穩(wěn)定碳的作用，減少鉻與碳化合的機(jī)會(huì)，防止晶間腐蝕，還可提高耐熱性。金屬材料-合金鋼2021/7/1723合金鋼牌號(hào)采用“數(shù)字＋元素符號(hào)＋數(shù)字”表示前面的數(shù)字表示鋼中的含碳量，后面的數(shù)字表示合金元素含量的百分之幾凡合金元素少于％時(shí)，鋼號(hào)中僅標(biāo)明元素符號(hào)，含量不予標(biāo)注2021/7/1724合金鋼性能和應(yīng)用常用鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼鉻不銹鋼1Cr13用于制作含硫石油及加氫設(shè)備的內(nèi)件、離心泵葉輪、殼體；2Cr13用于制作承受高應(yīng)力的零件，如高壓透平零件、閥件、離心泵主軸和高壓閥等2021/7/1725合金鋼性能和應(yīng)用鉻鎳不銹鋼也是一種超低溫材料，對(duì)含Cr18％、鎳（Ni）8％的不銹鋼，其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都隨溫度的下降而上升不會(huì)因溫度下降而由塑性向脆性轉(zhuǎn)變，即使在絕對(duì)零度附近也不失其延伸性和韌性

低溫下具有良好的塑性和韌性，完全能滿足LNG工廠低溫區(qū)設(shè)備、管道、閥門制造需求價(jià)格過(guò)于昂貴在ASME規(guī)范中，推薦使用的低溫鋼主要是無(wú)鎳、有鎳（5%Ni,8%Ni,9%Ni）、不銹鋼及鋁合金無(wú)鎳低溫鋼的使用溫度在－60℃以上，有鎳低溫鋼、不銹鋼和鋁合金的使用溫度可達(dá)到－196℃以下。2021/7/1726工廠材料應(yīng)用條件裝置操作條件復(fù)雜，環(huán)境溫度－29℃～26℃，極端最低溫度-38.8℃，最高壓力，最高溫度為260℃，最低溫度為－162℃MDEA有一定毒性和腐蝕性，配管和設(shè)備的材料選擇要考慮到低環(huán)境溫度工況和介質(zhì)的特殊性超低溫設(shè)備和材料是目前國(guó)內(nèi)供應(yīng)尚存在一定困難和差距，裝置中關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了引進(jìn)MRC壓縮機(jī)、BOG壓縮機(jī)、冷箱（塔）、低溫泵及LNG貯罐的低溫材料。大部分設(shè)備、材料立足于國(guó)內(nèi)供應(yīng)設(shè)計(jì)溫度-200C≤T＜00C時(shí)采用16MnR，當(dāng)設(shè)計(jì)溫度-400C≤T＜-200C時(shí)采用16MnDR，當(dāng)設(shè)計(jì)溫度T＜-700C時(shí)采用不銹鋼。浮閥材料采用0Cr18Ni9。2021/7/1727工廠材料應(yīng)用條件配管、鋼結(jié)構(gòu)、鋼平臺(tái)、梯子等材料，除工藝操作條件外，尚需按構(gòu)件應(yīng)力考慮環(huán)境溫度的影響極端最低氣溫-38.8℃，低于鄯善工廠-28.7℃，在結(jié)構(gòu)件材料選材上比鄯善工廠苛刻，投資費(fèi)用增加，采購(gòu)困難增加原料氣組分含0.57mole%的氧氣，如在工廠進(jìn)行脫，將提高設(shè)備材料的要求、增加工藝附加措施。2021/7/1728容器類型國(guó)內(nèi)訂貨國(guó)外訂貨臺(tái)數(shù)金屬質(zhì)量（噸）臺(tái)數(shù)金屬質(zhì)量（噸）總質(zhì)量?jī)糁仄渲泻辖痄摶蛴猩饘賰糁乜傎|(zhì)量?jī)糁仄渲泻辖痄摶蛴猩饘賰糁夭牧腺|(zhì)量材料質(zhì)量塔器3147不銹鋼7管式換熱器781.2不銹鋼51板式換熱器12.6不銹鋼0.3容器21350.6不銹鋼32冷塔23Y013100鋁合金分離器等416*2)空冷器8661不銹鋼LNG貯罐11304不銹鋼33.29%Ni*3)合計(jì)482578.4不銹鋼77.5工廠材料應(yīng)用條件2021/7/1729課程內(nèi)容一、常用材料基礎(chǔ)知識(shí)二、工藝管道基礎(chǔ)知識(shí)三、閥門基礎(chǔ)知識(shí)2021/7/1730

150萬(wàn)方/天的吉木乃廣匯LNG工廠工藝管道總長(zhǎng)60000m。二、工藝管道2021/7/1731LNG工廠除了多種設(shè)備之外，還有各種管道，輸送各種介質(zhì)無(wú)論其數(shù)量，尺寸與形式如何，都由管子、管件，閥門、支吊架、儀表及其它附件所組成按生產(chǎn)工藝要求，把機(jī)械設(shè)備、工藝設(shè)備以及儀表等連接起來(lái)管道的費(fèi)用占全部裝置投資的30%以上石油化工管道工藝管道-概述2021/7/17322011年12月，齋-吉天然氣管線設(shè)施投用2021/7/1733儲(chǔ)罐及工藝管網(wǎng)

2021/7/1734物料管道輸送原料，半成品，成品或廢料的管道生產(chǎn)中的主要管道輔助管道輸送輔助介質(zhì)的管道加熱用的熱油管道，精制水管道，氮?dú)夂蛢x表空氣管道等管道的分類-生產(chǎn)功能2021/7/1735按最高工作壓力、最高工作溫度、介質(zhì)、管道材質(zhì)等因素分類材料工作溫度℃最高工作壓力，Mpa第Ⅰ類第Ⅱ類第Ⅲ類第Ⅳ類第Ⅴ類碳素鋼≤370≥32≥10～32≥4～10≥1.6～4＜1.6＞370≥10≥4～10≥1.6～4＜1.6––合金鋼及不銹鋼≥450任意––––––––-196～+450≥10≥4～10≥1.6～4＜1.6––管道的分類-綜合分類2021/7/1736管道名稱設(shè)計(jì)壓P，Mpa·G真空管道＜0低壓管道0＜P＜1.6中壓管道1.6≤P＜10高壓管道10≤P＜35管道的分類-設(shè)計(jì)壓力、介質(zhì)管道級(jí)別適用范圍A1.劇毒介質(zhì)管道2.設(shè)計(jì)壓力大于或等于10Mpa的易燃、可燃介質(zhì)管道B1.介質(zhì)閃點(diǎn)低于28℃的易燃介質(zhì)管道2.介質(zhì)爆炸下限低于10%的管道3.操作溫度高于或等于介質(zhì)自然點(diǎn)的C級(jí)管道C1.介質(zhì)閃點(diǎn)28-60℃的易燃、可燃介質(zhì)管道2.介質(zhì)爆炸下限高于或等于10％的管道2021/7/1737低溫管道：＜－20℃常溫管道：－20～200℃高溫管道：＞200℃管道的分類-工作溫度2021/7/1738用符號(hào)DN表示，其后附加公稱直徑的數(shù)值公稱直徑為100mm，用DN100表示對(duì)于引進(jìn)裝置習(xí)慣用英寸表示公稱直徑50mm時(shí)，2〞表示公稱直徑的作用是：凡是公稱直徑相同的管子、管件(法蘭、閥門等)均能互相聯(lián)接管道標(biāo)識(shí)-公稱直徑2021/7/1739公稱壓力是為了設(shè)計(jì)、制造和使用的方便而規(guī)定的一種壓力等級(jí)指管內(nèi)工作介質(zhì)溫度在0～120℃范圍內(nèi)的最高允許工作壓力用符號(hào)PN表示，其后附公稱壓力的數(shù)值公稱壓力為2.5MPa，用PN2.5表示(老產(chǎn)品有用“kgf/cm2單位，注意識(shí)別)，或PN25bar當(dāng)介質(zhì)溫度大于120℃時(shí)，材料的強(qiáng)度下降，實(shí)際允許的工作壓力要小于公稱壓力如鑄鐵閥門的公稱壓力為1MPa，在200℃工作時(shí)，其工作壓力不能大于0.9MPa。用于高溫介質(zhì)的管子及管件選用時(shí)應(yīng)查閱有關(guān)手冊(cè)，不能只憑公稱壓力為選用依據(jù)管道標(biāo)識(shí)-公稱壓力2021/7/1740常用的管子壁厚表示法有管子表號(hào)(Sch.）、壁厚尺寸兩種方法管子表號(hào)(Sch.）是設(shè)計(jì)壓力與設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力的比值乘以1000，并經(jīng)圓整后的數(shù)值表號(hào)越大，壁厚越厚中國(guó)、ISO等鋼管標(biāo)準(zhǔn)采用壁厚尺寸表示鋼管壁厚系列表示方法為管外徑×壁厚例如φ60.5×3.5mm管道標(biāo)識(shí)-壁厚2021/7/1741根據(jù)設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力和輸送介質(zhì)要求及材料的性能和經(jīng)濟(jì)合理性確定管道和管道組成件的材質(zhì)、品種和規(guī)格型號(hào)根據(jù)PID上的管道材料等級(jí)規(guī)定選用材料等級(jí)編碼由6部分組成

JAJR61J-

項(xiàng)目代碼

A-壓力等級(jí)(ASME/ANSIB16.5)J-

材料代碼

R-法蘭面(ASME/ANSIB16.5)

61-序列號(hào)管道材料等級(jí)2021/7/1742涉及介質(zhì)種類，有LNG、MDEA、CO2、乙烯、丁烷、低溫工藝物料、其他化學(xué)物等介質(zhì)有一定腐蝕性環(huán)境溫度低冷區(qū)部分管線溫度極低管道設(shè)計(jì)壓力Pmax=7.2MPa，設(shè)計(jì)溫度Tmin=-196℃，Tmax=260℃

管道直徑規(guī)格為1/2”~48”管道材料主要是各種與設(shè)計(jì)溫度相對(duì)應(yīng)的碳鋼材料，深冷溫度時(shí)則采用奧氏體不銹鋼。工廠管道應(yīng)用條件2021/7/1743無(wú)論是天然氣輸送管道還是天然氣液化裝置，都有各種各樣的管路系統(tǒng)長(zhǎng)的管路是上百公里的DN400齋-吉天然氣輸氣管道，用于連接齋桑天然氣至吉木乃廣匯液化裝置裝置區(qū)內(nèi)各單元、各物料的連接管路有氣相管道、液相管道、氣液混合管道，管徑大的達(dá)600mm總長(zhǎng)60000mLNG工廠管道應(yīng)用2021/7/1744碳鋼管在＋5℃至－19℃內(nèi)處于延性狀態(tài)，可正常使用，如果使用溫度低于或等于－20℃，碳鋼管就逐漸變?yōu)橐源嘈誀顟B(tài)為主低于或等于－20℃的管道屬于低溫管道低溫管道選擇材料第一是“低溫脆性”，合理選擇“沖擊韌性”高的鋼板，同時(shí)從配管設(shè)計(jì)和管系制作上防止脆斷和脆裂第二是管道的保冷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和滿足保冷的設(shè)計(jì)要求，它直接關(guān)系到能耗和設(shè)備管道的操作、施工、檢修等。低溫管道的材料應(yīng)用2021/7/1745管道有足夠的柔性，利用管道的自然補(bǔ)償或設(shè)置補(bǔ)償器避免管道振動(dòng)泵、壓縮機(jī)和排氣管須防整條管道的振動(dòng)機(jī)械振源處的管道設(shè)置彈性元件，如波紋補(bǔ)償器隔斷振源裝有安全閥、排氣管或排污閥的支管，在容易結(jié)冰范圍內(nèi)采用奧氏體不銹鋼材料，再使用法蘭連接不同材質(zhì)的支管彎頭處應(yīng)力最大，最容易脆裂，不應(yīng)焊接支吊架靠近彎頭或三通處需要接一短管后再焊接法蘭（留出保冷厚度）。對(duì)接法蘭中只需保證法蘭一端留有裝卸螺栓的間距閥門組的配管能順利卸下其中任一閥不影響管道保冷結(jié)構(gòu)低溫保冷管道支架，防止產(chǎn)生“冷橋”的措施管道水平敷設(shè)，底部墊有木塊或硬質(zhì)隔熱材料塊，避免管道冷損管道垂直敷設(shè)，支架生根設(shè)備和管道均墊木塊或硬質(zhì)隔熱材料塊。低溫管道的布置2021/7/1746考慮低溫液體的隔熱要求，低溫引起的熱應(yīng)力，防止空氣中水氣滲透保冷防護(hù)措施，避免出現(xiàn)冷凝和結(jié)冰的現(xiàn)象；管道漏泄的探測(cè)方法，以及防火問(wèn)題等LNG管路采用不銹鋼管，具有優(yōu)異的低溫性能，但線膨脹系數(shù)較大。需要采取一定的措施，補(bǔ)償由于溫度變化引起的熱膨脹或冷收縮。采用彎管或膨脹節(jié)，過(guò)多的彎管會(huì)使管路布置增加困難，管路的成本也隨著上升。LNG工廠管道應(yīng)用-冷區(qū)LNG管路2021/7/1747LNG氣體管路在液化天然系統(tǒng)中的作用非常重要LNG的輸送是處于封閉狀態(tài)，如LNG儲(chǔ)罐在液體的裝卸過(guò)程中，需要有氣體的排出或補(bǔ)充儲(chǔ)罐在接受LNG時(shí)，少量的LNG會(huì)閃蒸成氣體，若不引出儲(chǔ)罐，將影響LNG的輸送儲(chǔ)罐在輸出LNG時(shí)，隨著液體的抽出，如果沒(méi)有氣體的補(bǔ)充，儲(chǔ)罐內(nèi)可能出現(xiàn)真空LNG系統(tǒng)必須考慮必要的氣體管路。

。LNG工廠管道應(yīng)用-LNG氣體管路2021/7/1748進(jìn)行LNG管線操作（如78C01防喘振線、78C02入口線的急冷管線、23、73單元灌裝區(qū)）注意管路的冷收縮和隔熱問(wèn)題；選擇合理的管材和保溫材料；操作過(guò)程中，做好管道的預(yù)冷和保冷，確保管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行LNG工廠管道應(yīng)用-LNG管路運(yùn)行2021/7/1749課程內(nèi)容一、常用材料基礎(chǔ)知識(shí)二、工藝管道基礎(chǔ)知識(shí)三、閥門基礎(chǔ)知識(shí)2021/7/1750閥門的基礎(chǔ)知識(shí)2021/7/1751閥門-概述閥門是LNG工廠管道系統(tǒng)的重要組成部件主要功能是：接通和截?cái)嘟橘|(zhì)；防止介質(zhì)倒流；調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力、流量；分離、混合或分配介質(zhì)；防上介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值，以保證管道或設(shè)備安全運(yùn)行等閥門投資約占裝置配管費(fèi)用的40～50％選用閥門主要從裝置無(wú)故障操作和經(jīng)濟(jì)兩方面考慮。2021/7/1752閥門-選擇原則迅速接通和截?cái)嘟橘|(zhì)：-閘閥、蝶閥、球閥；防止介質(zhì)倒流：-止回閥；調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力、流量：-截止閥、調(diào)節(jié)閥；分離、混合或分配介質(zhì)：-旋塞閥、閘閥、調(diào)節(jié)閥；防止介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值，以保證管道或設(shè)備安全運(yùn)行：-安全閥2021/7/1753閥門-選擇原則輸送流體的性質(zhì)；閥門的功能；閥門的尺寸；閥門的阻力損失；閥門的工作溫度和工作壓力；（對(duì)可為兩條）閥門的材質(zhì)。2021/7/1754閥門安裝閥門最適宜的安裝高度為距離操作面1．2m上下，超過(guò)2m對(duì)于集中布置的閥組或操作頻繁的單獨(dú)閥門以及安全閥設(shè)置平臺(tái)從干管上引出的水平支管的切斷閥，宜設(shè)在靠近根部的水平管段上；升降式止回閥應(yīng)安裝在水平管道上，立式升降式止回閥應(yīng)安裝在管內(nèi)介質(zhì)自下而上流動(dòng)的垂直管道上。旋啟式止回閥應(yīng)優(yōu)先安裝在水平管道上，也可安裝在管內(nèi)介質(zhì)自下而上流動(dòng)的垂直管道上；地下管道的閥門應(yīng)設(shè)在管溝內(nèi)或閥井內(nèi)，必要時(shí)，應(yīng)設(shè)閥門延伸桿消防水閥井應(yīng)有明顯的標(biāo)志；水平管道上的閥門，閥桿方向可按下列順序確定：垂直向上；水平；向上傾斜45°；向下傾斜45°；不得垂直向下；閥桿水平安裝的明桿式閥門，當(dāng)閥門開啟時(shí)，閥桿不得影響通行2021/7/1755閥門的分類使用場(chǎng)所不同高溫閥、低溫閥、高壓閥和低壓閥；材料的不同鑄鋼閥、鑄鐵閥2021/7/1756閥門類型的選擇根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)、操作條件及對(duì)閥門的要求等因素確定物料狀態(tài)-物性、氣/液比、揮發(fā)性、凝點(diǎn)、粘度、腐蝕性、毒性、易燃易爆性操作條件-溫度、壓力、開停工或再生、允許壓降閥門功能閥門在結(jié)構(gòu)設(shè)汁、材料選用和制造技術(shù)、加工精度和性能檢驗(yàn)也比較嚴(yán)格2021/7/1757使用條件閥門基本形式截止閥閘閥旋塞閥蝶閥壓力，溫度常溫一高壓O●▲◆常溫一低壓OOOO高溫一高壓◆●(O)◆◆高溫一低壓▲●◆◆中溫一中壓●O●●低溫▲O◆▲公稱直徑(mm)~1000◆●◆O>500◆O◆O300～500▲O◆O<300●O▲●<50O●●▲閥門類型的選擇注：符號(hào)表示：O適用；●可用；▲適當(dāng)可用；◆不適用。2021/7/1758閘閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用閘閥由閥體、閥蓋、閘板、閥桿、手輪等零件組成明桿閘閥：閘板隨閥桿一起作直線運(yùn)動(dòng)升降桿上有梯形螺紋，通過(guò)閥門頂端的螺母以及閥體上的導(dǎo)槽，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)大口徑或高中壓閥門只有明桿暗桿閘閥：閘板隨閥桿啟閉只是旋轉(zhuǎn)使閘板升降，閥桿位置無(wú)變化DN50以下的低壓的無(wú)腐蝕介質(zhì)閥門常采用暗桿。全開位置閘板提升高度等于閥門通徑的1：1倍，流體的通道完全暢通以閥桿的頂點(diǎn)作為標(biāo)志，即開不動(dòng)的位置考慮溫度變化出現(xiàn)鎖死現(xiàn)象，在開到頂點(diǎn)位置上，再倒回1/2－1圈2021/7/1759流體阻力小閘閥閥體內(nèi)部介質(zhì)通道是直通的，介質(zhì)流經(jīng)閘閥時(shí)不改變其流動(dòng)方向啟閉較省力啟閉時(shí)閘板運(yùn)動(dòng)方向與介質(zhì)流動(dòng)方向相垂直，與截止閥相比、閘閥的啟閉較為省力介質(zhì)流動(dòng)方向一般不受限制介質(zhì)可從閘閥兩側(cè)任意方向流過(guò)，均能達(dá)到接通或截?cái)嗟哪康谋阌诎惭b，適用于介質(zhì)的流動(dòng)方向可能改變的管路中閘閥只能作全開和全關(guān),不能作調(diào)節(jié)和節(jié)流。閘閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用2021/7/1760截止閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用截止閥的啟閉件是塞形的閥瓣，密封面呈平面或錐面，閥瓣沿流體的中心線作直線運(yùn)動(dòng)閥桿的運(yùn)動(dòng)形式，有升降桿式（閥桿升降，手輪不升降），也有升降旋轉(zhuǎn)桿式（手輪與閥桿一起旋轉(zhuǎn)升降，螺母設(shè)在閥體上）允許作調(diào)節(jié)和節(jié)流特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維修比較方便工作行程小，啟閉時(shí)間短密封性好，密封面間磨擦力小，壽命較長(zhǎng)2021/7/1761直通式和直流式的截止閥、節(jié)流閥可安裝在水平或垂直管道上，角式截止閥和節(jié)流閥需安裝在垂直相交的管道上安裝時(shí)要注意閥體的指示方向與介質(zhì)的流向一致流體向上流過(guò)閥座，閥座上有沉積物時(shí)影響嚴(yán)密性，不用于含懸浮固體的流體DNl50以上時(shí)，其價(jià)格與閘閥相比要貴些。節(jié)流性能也差些，只用于DNl50及以下截止閥應(yīng)用2021/7/1762止回閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用止回閥用于需要防止流體逆向流動(dòng)的場(chǎng)合，介質(zhì)順流時(shí)開啟，逆流時(shí)關(guān)閉旋啟式升降式軸流式（噴咀）2021/7/1763閥瓣呈圓盤狀，繞閥座通道的轉(zhuǎn)軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)閥內(nèi)通道成流線形，流動(dòng)阻力比直通式升降止回閥小，適用于大口徑的場(chǎng)合密封性能不如升降式，適用于低流速和流動(dòng)不常變動(dòng)的場(chǎng)合，不宜用于脈動(dòng)流。旋啟式止回閥2021/7/1764結(jié)構(gòu)與截止閥相似，閥體和閥瓣與截止閥相同閥瓣上部和閥蓋下部加工有導(dǎo)向套筒，閥瓣導(dǎo)向筒可在閥蓋導(dǎo)向筒內(nèi)自由升降在閥瓣導(dǎo)向筒部或閥蓋導(dǎo)向套筒上部加工有泄壓孔，當(dāng)閥瓣上升時(shí)，排出套筒內(nèi)的介質(zhì)，降低閥瓣開啟時(shí)的阻力按管道的安裝位置分為兩種直通式：介質(zhì)停止流動(dòng)時(shí)，閥瓣靠自重降落在閥座上可阻止介質(zhì)倒流立式升降式：介質(zhì)進(jìn)出口通道方向與閥座通道方向相同，其流動(dòng)阻力小升降式止回閥2021/7/1765在管道系統(tǒng)中防止流體倒流危害，保護(hù)機(jī)械設(shè)備即具一般止回閥功能，又具備低噪音、低壓降、快速反應(yīng)優(yōu)點(diǎn)工廠重要部位使用，XAE004-021，18臺(tái)軸流式止回閥（噴咀）2021/7/1766直通式升降止回閥安裝在水平管道上立式升降止回閥和底閥安裝在垂直管道上，要求介質(zhì)自下而上流動(dòng)旋啟式止回閥安裝在水平管道上，也可安裝在垂直管道或傾斜管道上小口徑管道上選用升降式止回閥，大口徑管道上選用旋啟式止回閥安裝止回閥時(shí)要注意介質(zhì)流動(dòng)方向與止回閥箭頭指示方向一致止回閥的應(yīng)用2021/7/1767球閥工作原理球閥的閥瓣為一中間有通道的球體，球體圍繞自己的軸心線作90°旋轉(zhuǎn)以達(dá)到啟閉具有快速啟閉的特點(diǎn)根據(jù)結(jié)構(gòu)原理可分浮動(dòng)球和固定球兩種。2021/7/1768球閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用由閥體、球體、密封圈、閥桿及驅(qū)動(dòng)裝置組成球體啟閉件，要求有較高精度和光潔度浮動(dòng)球球閥的球體是可以浮動(dòng)的，在介質(zhì)壓力作用下球體被壓緊到出口側(cè)的密封圈上，保證密封。但其啟閉力矩較大固定球式球閥的球體被上下兩端的軸承固定，只能轉(zhuǎn)動(dòng)，不能產(chǎn)生水平位移2021/7/1769用于需要快速啟閉或要求阻力小的場(chǎng)合用于高壓管道和低壓力降的管道其使用壽命長(zhǎng)，啟閉省力。適用于較大口徑及壓力較高的場(chǎng)合由于節(jié)流可能造成密封件或球體的損壞，一般不用球閥節(jié)流全通道球閥不適用于調(diào)節(jié)流量球閥的應(yīng)用2021/7/1770蝶閥工作原理蝶閥是采用圓盤式啟閉件，圓盤狀閥瓣固定于閥桿上閥桿旋轉(zhuǎn)90°可完成啟閉作用，操作簡(jiǎn)便當(dāng)閥瓣開啟角度在20～75°間時(shí)，流量與開啟角度成線性關(guān)系，這就是蝶閥的節(jié)流特性2021/7/1771蝶閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用蝶閥是由閥體、圓盤、閥桿和手柄組成圓盤(閥瓣)中心對(duì)稱置圓盤閥桿與圓盤均垂直放置，圓盤通過(guò)自身中心的旋轉(zhuǎn)軸依靠緊配合或固定銷與圓盤固定在一起。其阻流面積小，阻力降小，密封面易擦傷和受壓，使用期較短、但容易更換偏置圓盤閥桿與圓盤都垂直放置，但支承軸與圓盤的旋轉(zhuǎn)軸中心線不重合，而是位于閥桿的一側(cè)。流通面積小，阻力大。但其密封性能較高，維修方便斜置圓盤閥桿垂直放置，而圓盤傾斜放置。其密封性能好。但密封圈加工和維修較困難。2021/7/1772在許多場(chǎng)合蝶閥取代了截止閥和自控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥，特別是在大流量調(diào)節(jié)場(chǎng)合可廣泛用于操作壓力，工作溫度200℃以下的輸送各種介質(zhì)水、油品、氣體、液體、漿液、懸浮液的管道上的截流和調(diào)節(jié)流量。蝶閥的應(yīng)用2021/7/1773低溫閥門主要用于介質(zhì)溫度-40℃～-196℃的閥門低溫球閥、低溫閘閥、低溫截止閥輸送介質(zhì)易燃、易爆、滲透性強(qiáng)的介質(zhì)，如乙烯，液化天然氣、LNG儲(chǔ)罐介質(zhì)在升溫時(shí)要?dú)饣?，氣化時(shí)體積可膨脹數(shù)百倍。低溫閥門-應(yīng)用范圍2021/7/1774低溫條件下，材料的抗拉強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性降低，呈現(xiàn)低溫脆性材質(zhì)不合格，會(huì)造成殼體及密封面的外漏或內(nèi)漏；零部件的綜合機(jī)械性能、強(qiáng)度和鋼度滿足不了使用要求甚至斷裂。導(dǎo)致介質(zhì)泄漏引起爆炸基木要求：所有低溫材料部件在精加工之前必須進(jìn)行深冷處理，以減小低溫閥門在低溫工況下的收縮變形。低溫閥門-選材要求2021/7/1775閥體、閥蓋、閥座、啟閉件溫度高于-100℃選用鐵素體不銹鋼，溫度低于-100℃時(shí)選用奧氏體不銹鋼閥桿奧氏體不銹耐酸鋼制造，經(jīng)熱處理，以提高抗拉強(qiáng)度，鍍硬鉻（鍍層厚度），或進(jìn)行滲氮處理，以提高表面硬度緊固件溫度高于-100℃時(shí)，螺栓采用Ni、Cr-Mo等合金鋼，經(jīng)熱處理，以防止螺紋咬傷；溫度低于-100℃時(shí)，螺栓材料用奧氏體不銹鋼。螺母材料采用Mo鋼或Ni鋼墊片使用溫度高于-196℃，低溫最高使用壓力