化工管路設(shè)計(jì)與安裝要求課件

認(rèn)識(shí)化工管路

2023/4/21前言

一套化工裝置之所以能進(jìn)行生產(chǎn)，是由于工藝過程所必須的機(jī)械設(shè)備用管到按流程加以連接的結(jié)果。工藝生產(chǎn)裝置的管道猶如人體的血管，沒有它人就不能生存；同樣，工藝生產(chǎn)裝置如果沒有管道的連接也就不能生產(chǎn)。

在石油化工工程建設(shè)中，配管材料的費(fèi)用約占設(shè)備材料總費(fèi)用的23%，安裝工時(shí)約占施工總工時(shí)的47%，設(shè)計(jì)工時(shí)約占工程設(shè)計(jì)總工時(shí)的40%，而且裝置能否長(zhǎng)期安全運(yùn)行與管道的設(shè)計(jì)安裝質(zhì)量密切相關(guān)。2023/4/22

管道設(shè)計(jì)與安裝是石油化工裝置設(shè)計(jì)與安裝的重要組成部分，是一門綜合性的技術(shù)，既要求從事這項(xiàng)工作的工程技術(shù)人員具有工藝、設(shè)備、生產(chǎn)操作、檢修和施工等方面的知識(shí)，也要求具備土建、機(jī)械、電工、儀表、系統(tǒng)工程等廣泛的知識(shí)。本課程在全面分析石油化工工藝管道設(shè)計(jì)理論、安裝原則、施工標(biāo)準(zhǔn)等主要內(nèi)容的同時(shí)力求理論聯(lián)系實(shí)際，突出工程實(shí)踐，為化工工藝類畢業(yè)生從事化工裝置的管理和工藝管道的安裝與使用打下一定的基礎(chǔ)。2023/4/232023/4/252023/4/26工業(yè)管道分級(jí)：管道級(jí)/類別級(jí)別名稱設(shè)計(jì)壓力/MPa級(jí)別名稱設(shè)計(jì)壓力/MPa真空管道＜0中壓管道1.6＜P≤10.0低壓管道0＜P≤1.6高壓管道＞10.0注意：工作壓力大于9MPa，且工作溫度大于500℃的蒸汽管道可視為高壓管道。2023/4/27公稱壓力

公稱壓力為管子、管件、閥門等在規(guī)定溫度下允許承受的以壓力等級(jí)表示的工作壓力。公稱壓力的符號(hào)為PN，其公制單位為MPa。50-PN1.6DN50PN1.6表示公稱壓力為16atmDN50表示公稱直徑為50mm外徑:φ57X3.5cscs表示材料為普通碳素鋼

ss表示材料為特種碳素鋼2023/4/29標(biāo)準(zhǔn)號(hào)公稱壓力/MPaGB9112-880.250.601.01.62.02.54.05.010.015.025.042.0SH3406-961.02.05.06.810.015.025.042.0JB/T75-940.250.601.01.62.54.06.310.016.025.0HG-97-205920.250.601.01.62.54.06.310.016.025.0HG-97-206152.05.011.015.026.042.0國(guó)內(nèi)公稱壓力分級(jí)對(duì)照表2023/4/210GB9112-88鋼制管法蘭(國(guó)標(biāo))SH3406-96鋼制管法蘭(中國(guó)石化總公司標(biāo)準(zhǔn))JB/T75-94管路法蘭類型(機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn))HG20592-97鋼制管法蘭(化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)-歐)HG20615-97鋼制管法蘭(化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)-美)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2023/4/211公稱直徑分級(jí)公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in61/810045502211504681/4125560024120048103/8150665026125050151/2175770028130052203/420087503013505425122598003214005632/250108503415006040/3001290036160064502350149503817006865/400161000401800728034501810504219007690/500201100442000802023/4/213第二章管路流體力學(xué)（略）管徑的確定管道壓力降氣液兩相流動(dòng)流體流速和壓力降推薦值2023/4/214第三章管道器材及選擇

在對(duì)各裝置工程費(fèi)用的統(tǒng)計(jì)分析表明，管道工程費(fèi)用約占總工程費(fèi)用的10～30%，而管道器材在管道工程費(fèi)用中所占的比例大致如下：管子35%管件（彎頭、三通、異徑管、管帽、法蘭、墊片、緊固件）20%閥門30%保溫材料15%

由此可見，管子、管件和閥門的費(fèi)用約占管道工程費(fèi)用的85%，是管道器材費(fèi)用的主要組成部分，如何合理地選擇和確定這些管道器材非常重要。2023/4/215

無縫鋼管2023/4/217冷流體t1t2熱流體T1T2套管2023/4/218翅片管2023/4/219管子按材質(zhì)分類金屬管：鑄鐵管、鋼管、有色金屬管。非金屬管：橡膠管、塑料管、水泥管、石墨管、玻璃陶瓷管、玻璃鋼管等。2023/4/221鋼管的尺寸系列1鋼管的公稱直徑（DN）系列2鋼管的外徑系列3鋼管的壁厚系列2023/4/222非金屬管和襯里管聚氯乙烯管（PVC管）：廣泛應(yīng)用于石油化工、污水處理、礦山等領(lǐng)域，具有良好的耐腐蝕性能、機(jī)加工性能、力學(xué)性能。PVC管可分為0.5、0.6、1.0、1.6四個(gè)壓力等級(jí)；適應(yīng)溫度范圍：-15～60℃，溫度過低易開裂過高易老化。

PVC管一般分為輕型管和重型管兩種。2023/4/223第二節(jié)管件

管件在管道系統(tǒng)中起著改變走向、改變標(biāo)高或改變直徑、封閉管端以及由主管引出支管的作用。在石油化工裝置中管道品種多，管系復(fù)雜，形狀各異、繁簡(jiǎn)不同，所采用的管件品種、材質(zhì)、數(shù)量也就很多，選用時(shí)需要考慮的因素也很復(fù)雜。管件的主要品種有彎頭、異徑管、三通、四通、加強(qiáng)管嘴、管帽、螺紋短節(jié)等。常用材料有普通碳素鋼、合金鋼、不銹鋼等。2023/4/225管件的用途管件名稱用途活接頭彎頭三通、四通異徑管管帽、絲堵直管與彎管的連接改變走向管路分支改變管徑封閉管端2023/4/226法蘭的種類管道法蘭按與管子的連接方式分成以下五種基本類型：螺紋、、對(duì)焊、承插焊和松套法蘭。螺紋法蘭：平焊法蘭：承插焊法蘭（同帶頸法蘭）：對(duì)焊法蘭：松套法蘭：2023/4/229法蘭密封面法蘭密封面有寬面、光面、凹凸面、槽面及梯形槽面等幾種。凹凸面法蘭：光面法蘭：寬面法蘭：面法蘭：梯形槽面法蘭：2023/4/230

法蘭與法蘭蓋2023/4/231

不銹鋼法蘭

型號(hào)：ANSIB16.5SW不銹鋼法蘭

型號(hào)：DIN2633、HG20595不銹鋼法蘭

型號(hào)：ANSIB16.5SW

不銹鋼管件

型號(hào)：ANSIB16.5WN不銹鋼法蘭

型號(hào)：AS2129TABLE不銹鋼法蘭

型號(hào)：AS2129

不銹鋼管件

型號(hào)：HG20595-97不銹鋼法蘭

型號(hào)：HG20593-97不銹鋼法蘭

型號(hào)：HG20594-972023/4/232

2023/4/233螺栓和螺母2023/4/234沖壓彎頭2023/4/235煨彎管2023/4/236三通或四通2023/4/237異徑管2023/4/238碳鋼高壓彎頭2023/4/239

45o、90o、180o彎頭2023/4/240閥門

閥門是介質(zhì)流通系統(tǒng)或壓力系統(tǒng)中的一種設(shè)施，它用來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量或壓力。其功能包括切斷或接通介質(zhì)、控制流量、改變介質(zhì)流向、防止介質(zhì)回流、控制壓力或泄放壓力。閥門的這些功能通?？空{(diào)節(jié)閥門關(guān)閉件的位置來實(shí)現(xiàn)，這種調(diào)節(jié)可采用手工操作，也可以采用自動(dòng)控制。本節(jié)將著重討論手動(dòng)閥。2023/4/241閥門的分類1按用途分：切斷閥、調(diào)節(jié)閥、止回閥、分流閥、安全閥等；2按驅(qū)動(dòng)形式分：手動(dòng)閥、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)閥、自動(dòng)閥；2按驅(qū)動(dòng)形式分：3按公稱壓力分：真空閥、低壓閥、中壓閥、高壓閥、超高壓閥；4按工作溫度分：真空閥、低壓閥、中壓閥、高壓閥、超高壓閥；高溫閥、中溫閥、常溫閥、低溫閥、超低溫閥；2023/4/242閥門通用分類法：這種分類法是既按閥門的工作原理和用途來劃分，同時(shí)又考慮閥門結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，這是目前國(guó)內(nèi)外最常用的分類方法。一般分為：閘閥、截止閥、止回閥、蝶閥、旋塞閥、球閥、夾管閥、隔膜閥、柱塞閥等。閥門通用分類法：公稱壓力和公稱通徑。2023/4/243球閥

球閥的閥瓣為一中間有通道的球體，球體環(huán)繞自己的軸心作90o旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)閥門的開閉。球閥開閉迅速，一般用于需要快速啟閉或要求阻力小的場(chǎng)合，可用于水、油等介質(zhì)，也可適用于漿料、粘性物料甚至是帶懸浮顆粒的介質(zhì)。2023/4/244手動(dòng)球閥系列2023/4/245自動(dòng)球閥系列2023/4/246隔膜閥隔膜閥利用彈性隔膜阻擋流體通過，其閥桿不與介質(zhì)直接接觸，所以不采用填料函。隔膜閥適用于輸送氣體、液體、粘性流體和腐蝕性介質(zhì)，隔膜材料采用橡膠或聚四氟制作，因此隔膜閥的最大特點(diǎn)是耐強(qiáng)腐蝕。2023/4/247蝶閥

蝶閥的啟閉件是一個(gè)圓盤形的閥板，在閥體內(nèi)繞自身的中心線旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到閥門的啟閉或調(diào)節(jié)閥門的開度大小。蝶閥適用于氣體、油、工藝過程和輸水管道等。特點(diǎn)：切斷性能好、流通阻力小、有良好的調(diào)節(jié)性能、結(jié)構(gòu)緊湊尺寸小便于配管、重量輕安裝及固定容易、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單維修方便、可實(shí)現(xiàn)快速切斷、可用于帶懸浮顆粒的介質(zhì)。2023/4/248蝶閥系列2023/4/249截止閥

截止閥的啟閉件是塞形閥瓣，密封面呈平面或錐面；截止閥的閥座垂直于流體方向，流體經(jīng)過閥門時(shí)方向產(chǎn)生改變，因而阻力較大；由于流體流經(jīng)閥座在此位置容易沉積固體而影響密封性，因此截止閥一般不用于帶懸浮固體的液體物料。截止閥可以用作切斷介質(zhì)用，并且適合于需頻繁開啟的場(chǎng)合。2023/4/250截止閥系列2023/4/251疏水閥系列節(jié)能型閥門，主要用于汽水分離。2023/4/252閘閥

閘閥的啟閉件是閥板，閥板的運(yùn)動(dòng)方向與流體流動(dòng)方向垂直。閘閥廣泛應(yīng)用于各種介質(zhì)的啟閉，其通道通常是全徑型直通道，因而壓力降很小。

特點(diǎn)：流體方向不變阻力小、適于作切斷不宜調(diào)節(jié)流量、連接尺寸小、不適于帶固體的流體、密封面易損壞維修麻煩、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。2023/4/253閘閥系列2023/4/254管道的設(shè)計(jì)與安裝前提：在管道設(shè)計(jì)安裝之前，須有如下必要的資料：1裝置設(shè)備的平、立面布置圖；2管道材料規(guī)格（管路等級(jí)）；3設(shè)備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖；4儀表規(guī)格等等。2023/4/255管道設(shè)計(jì)與安裝的一般原則1管道應(yīng)成組、成排地布置，這是為了強(qiáng)調(diào)美觀和確保管道支架的經(jīng)濟(jì)性；2設(shè)備間的管道連接，應(yīng)盡可能地短而直，如泵的入口管道、壓縮機(jī)的入口管道、加熱爐的出口管道、再沸器管道及真空管道等。同時(shí)又要有一定的柔韌性，以減少人工補(bǔ)償器和由熱膨脹、位移所產(chǎn)生的力和力矩；3由于管法蘭處容易泄漏，對(duì)于高溫高壓管道應(yīng)盡量避免采用法蘭連接，而改用焊接，法蘭連接不僅易泄漏而且價(jià)格