螺紋,管道及管件

管道及管件常識(shí)（此文不是100%正確，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有細(xì)節(jié)錯(cuò)誤）管道系統(tǒng)概述：為了輸送液體或氣體，必須使用各種管道，管道中除直管道用鋼管以外，還要用到各種管配件：管道拐彎時(shí)必須用彎頭，管道變徑時(shí)要用大小頭，分叉時(shí)要用三通，管道接頭與接頭相連接時(shí)要用法蘭，為達(dá)到開(kāi)啟輸送介質(zhì)的目的，還要用各種閥門(mén)，為減少熱膨冷縮或頻繁振動(dòng)對(duì)管道系統(tǒng)的影響，還要用膨脹節(jié)。此外，在管路上，還有與各種儀器儀表相連接的各種接頭、堵頭等。我們習(xí)慣將管道系統(tǒng)中除直管以外的其它配件統(tǒng)稱(chēng)為管配件。金屬材料常識(shí)：金屬材料是我們?nèi)粘Ｉ罴肮I(yè)上應(yīng)用最廣泛的材料。它主要分為鋼、鐵及有色金屬等幾類(lèi)，而其中的鋼又是應(yīng)用最多最普遍的材料，鋼中主要成份是鐵元素，其余部分是人為添加的合金元素及各種雜質(zhì)。正是由于這些添加的合金元素的品種不同.數(shù)量不同才形成了各種各樣的鋼，如普通碳鋼，不銹鋼，合金鋼等等，在這些添加元素中，碳C起著非常重要的作用。2.1鋼中常見(jiàn)化學(xué)元素：各種鋼中占多數(shù)百分比的為鐵元素（Fe），除之以外，通常還含有下列幾種元素（通常稱(chēng)之為鋼中的合金元素）：C（碳）Si（硅）Mn（錳）P（磷）S（硫）以及Cr（銘）Ni（鎳）Mo（鉬）Ti（鈦）V（釩）等等。一般情況下，其中P,S為雜質(zhì)成份，越低鋼材質(zhì)量越好。2.2鋼的分類(lèi)：按照鋼中添加的合金元素品種的不同，我們可以將鋼簡(jiǎn)單地分為三大類(lèi)：碳鋼.合金鋼.不銹鋼.⑴碳鋼:其中合金元素只有C,Si,Mn,P,S五種,其按照P,S雜質(zhì)含量高低，又分為普碳鋼（P,S一般＜0.040%）,和優(yōu)碳鋼（P,S一般＜0.03%）,常見(jiàn)鋼種有：普碳鋼：Q215A.Q235BF.優(yōu)碳鋼：20#.45#.16Mn等.這種鋼強(qiáng)度及韌性一般，不耐腐蝕，可用于要求不高的場(chǎng)合，成本最低.⑵合金鋼:除碳鋼中含有的5種元素以外，還添加了10%以下的CrMoV等元素，常見(jiàn)的鋼種有：15CrMo12Cr1MoV1Cr5Mo等.與碳鋼相比，合金鋼強(qiáng)度更高，耐溫性能也提高,但抗腐蝕性能仍較差，因此，合金鋼通常用于腐蝕不大的高溫高壓場(chǎng)合，如鍋爐用鋼，電廠熱蒸汽輸送等等,使用成本處于中等水平.⑶不銹鋼:通常是在碳鋼基礎(chǔ)上.增加了高比例的Cr，Ni等合金而成,含量比例可達(dá)20%以上。常見(jiàn)鋼種有：304，304L，321，316,316L，1Cr18Ni9Ti，前幾種用數(shù)字表示的鋼號(hào)為日本、美國(guó)鋼號(hào)表示方法，最后一種（1Cr18Ni9Ti）為國(guó)內(nèi)鋼號(hào)表示方法。下面以數(shù)字表示法鋼號(hào)為例，說(shuō)明幾種不銹鋼成分之間的關(guān)系：作為一般性的了解，也為了便于初學(xué)者記憶，我們可以這樣認(rèn)為（但不是十分準(zhǔn)確的說(shuō)法）：304 基本型鋼種，只含（C<0.08%）、Cr（?18%）、Ni（?9%）304L-----超低碳C的304（CV0.05%）就叫304L321 304+Ti（?0.5%）316 304+Mo（?2.5%）316L-----超低碳C的316（CV0.05%）就叫316L不銹鋼的強(qiáng)度、韌性指標(biāo)是各種鋼中最好的，其最特出的優(yōu)點(diǎn)是抗腐蝕，在化工造紙等腐蝕性較強(qiáng)的場(chǎng)合就必須使用不銹鋼，當(dāng)然，其成本也是最高的。2.3.鋼的性能表示：一種鋼性能的好壞,總要用一些指標(biāo)來(lái)反映，來(lái)表示.對(duì)于鋼,我們通常用其所含的化學(xué)成份,機(jī)械性能的數(shù)值來(lái)反映其質(zhì)量和性能。機(jī)械性能通常有三個(gè)指標(biāo)：抗拉強(qiáng)度（ob,TS）:材料在拉斷時(shí)能承受的最大外拉力。.屈服強(qiáng)度（os,YS）:材料發(fā)生塑性變形能承受的最小外拉力。延伸率（雄EL）：材料在拉斷后，在長(zhǎng)度方向上延長(zhǎng)的百分比，此值越大，說(shuō)明材料的塑性越好。有時(shí)，還用硬度值、沖擊韌性值等反映材料性能。我們最常見(jiàn)的碳鋼20#,Q235及國(guó)外的SS400,SS41,St37等等，它們的性能是非常接近的，或者說(shuō)基本可以相互替代，它們的有關(guān)參數(shù)大致如下：C：0.18-0.21%Si:0.30%Mn:0.5%P,S0.025%TS:?550MpaYS:~260MpaEL:?25%2.4鋼的組織及其變化鋼為什么會(huì)有性能的差別，其實(shí)與鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。通過(guò)顯微鏡可以看出，鋼的內(nèi)部是由許多不同的象細(xì)胞一樣的小塊塊疊積而成的，再仔細(xì)觀察，這些小塊塊其實(shí)歸屬于幾種不同類(lèi)別，我們通常將同一類(lèi)的小塊塊稱(chēng)為一種“相”或一種“體”。如我們平時(shí)所說(shuō)的奧氏體、鐵素體就是指鋼中最常見(jiàn)的兩種組織結(jié)構(gòu)，也就是兩種相。一種鋼中含有哪些相，每一種相所占的比例多少，相的形態(tài)如何，這些都直接影響鋼的性能。也就是說(shuō)，如果鋼中相的類(lèi)型，比例，形態(tài)發(fā)生變化，鋼的性能就要跟著發(fā)生變化。那末，哪些因素會(huì)促使這些年變化呢？顯然，鋼的成分的變化肯定會(huì)影響鋼的性能的變化，而對(duì)于成份固定的某一種鋼來(lái)說(shuō)，比如20#鋼，或者304L，當(dāng)它們被進(jìn)行形變加工，進(jìn)行熱處理時(shí)，其性能也會(huì)發(fā)生變化。歸納起來(lái)，影響鋼的性能的主要因素是：成份，變形和溫度。2.5鋼的熱處理：為了使某種鋼達(dá)到我們所希望的最佳性能，必須使其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定于某一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。在很多情況下，我們都必須對(duì)鋼進(jìn)行熱處理。因?yàn)槲覀兊暮芏喈a(chǎn)品都是經(jīng)過(guò)加工變形而成的，上面提到經(jīng)變形的鋼，其組織結(jié)構(gòu)就要發(fā)生變化，也就是說(shuō)，鋼的性能就發(fā)生了變化，而這種變化往往是我們所不愿意的，這時(shí)我們就必須采取熱處理的辦法來(lái)消除這些變化，恢復(fù)鋼的本來(lái)特性。當(dāng)然，我們還有因?yàn)槠渌紤]，進(jìn)行其它方式的熱處理。幾種鋼經(jīng)冷，熱變形后的熱處理方法參見(jiàn)附表1。2.6鋼號(hào)表示方法：世界各國(guó)鋼號(hào)表示方法不盡一樣,但多數(shù)按兩類(lèi)方法來(lái)表示:一類(lèi)以含有的合金之素及其含量來(lái)表示,一類(lèi)以鋼種代號(hào)及強(qiáng)度數(shù)值來(lái)表示。例如：20#--表示含碳量為0.20%左右的優(yōu)碳鋼45#--表示碳量為0.45%左右的優(yōu)碳鋼1Cr18Ni9Ti—表示含碳量:0.1%以下Cr18%左右Ni9%左右Ti:含少許0Cr18Ni9—表示含碳量極低,M0.08%Cr18%左右Ni9%左右Q235-----表示屈服強(qiáng)度〉235MPA的普碳鋼SS400---表示抗拉強(qiáng)度〉400MPA的優(yōu)碳鋼2.7常用鋼鐵代號(hào)，成份性能按照碳鋼、合金鋼、不銹鋼三大類(lèi)，我們匯總?cè)绺奖?：管道系統(tǒng)常識(shí)3.1管道常用材料：管道中常用的原材料有：板材、管材和鍛件。⑴板材:常見(jiàn)板材有卷板、平板和開(kāi)平板.卷板通常成卷交貨，優(yōu)點(diǎn)是可根據(jù)需要任意截取長(zhǎng)度，缺點(diǎn)是必須有相應(yīng)的開(kāi)卷設(shè)備，板面平整度一般.平板通常是成張交貨，優(yōu)點(diǎn)是板面平整，便于運(yùn)輸，使用缺點(diǎn)是有時(shí)板材使用率較低.開(kāi)平板是將卷板通過(guò)剪板機(jī)剪成一塊塊經(jīng)板面平整后而成的.區(qū)分平板和開(kāi)平板的方法，除觀察其表面及邊緣平整度，光滑度外,還有一簡(jiǎn)便方法:真正的平板，每張上均有鋼廠出廠時(shí)的標(biāo)記，如廠家、規(guī)格、鋼號(hào)等字樣,而在開(kāi)平板上就沒(méi)有這些記號(hào).板材理論重量計(jì)算公式為：碳鋼板理重=長(zhǎng)*寬*厚*7.85/106（毫米為單位，重量為公斤）不銹鋼板理重=長(zhǎng)*寬*厚*7.91/106（毫米為單位,重量為公斤）例如：一張1500*6000*6的不銹鋼板：理重=1500*6000*6*7.91=71190000，小數(shù)點(diǎn)前移6位=71.19Kg⑵管材:這主要指圓管，可分為焊管（直縫焊管、螺旋焊管）及無(wú)縫管.焊管（也叫有縫管）通常用于壓力較低（20KG/CM2）的管道，其中螺旋焊管又主要用于大口徑（如DN400以上）系統(tǒng),因此，其壁厚一般較?。ㄍǔCH10以下）.無(wú)縫管則一般用于壓力較高的管道，由于無(wú)縫管生產(chǎn)工藝所限，我們常用的工業(yè)無(wú)縫管，通常是熱軋而成，因此市場(chǎng)上可供熱軋無(wú)縫管的壁厚，對(duì)于一定口徑的管材,通常是有一定下限的（一般在SCH10以上），此如：027-048壁厚>2.0057-076壁厚>3.0089-0159壁厚>3.50168-0219壁厚>4.0（0168*3市場(chǎng)有，但較少）0273壁厚>6.00325-0377壁厚>8.00402-0426壁厚>9.00530-0630壁厚>10.0管材每米理論重量計(jì)算公式為：碳鋼管理重=（外經(jīng)-壁厚）*壁厚*0.02466（毫米為單位，重量為公斤）不銹鋼管理重=（外經(jīng)-壁厚）*壁厚*0.02491（毫米為單位，重量為公斤））例如：一根6米長(zhǎng)273*8的不銹鋼管：每米理重=（273-8）*8*0.02491=52.81Kg6米一根理重=52.81*6=316.86Kg（3）鍛件：鍛件通常用于制造法蘭，承插件及某些接頭。3.2管系通徑及壁厚的表示方法：（1）最簡(jiǎn)單明了的表示方法是:管道的實(shí)際外徑*實(shí)際壁厚，例如：0114.3*6.02即表示管道外徑為114.3mm，壁厚為6.02mm。但在很多情況下，為便于設(shè)計(jì)，管道口徑多用公稱(chēng)通徑來(lái)表示，例如DN100，4”等。壁厚用管標(biāo)號(hào)SCHxx表示，如SCH80來(lái)表示。這些數(shù)值不代表實(shí)際外徑或?qū)嶋H壁厚，它們只是一種標(biāo)識(shí)。由于世界各國(guó)使用上的習(xí)慣，某種公稱(chēng)通徑（如DN100）所代表示實(shí)際外徑并不是唯一的，歸納起來(lái)，主要有兩種，一種稱(chēng)公制系列（B系列），一種稱(chēng)為英制系列（A系列）。因此，如果只知道公稱(chēng)通徑，而不知道屬于A系列還是B系列，通常我們不能唯一確定它的實(shí)際外徑。例如DN100,如為A系列，則其代表管道外徑為114.3mm，如果采用B系列，則某代表外徑為108mm。但DN100A就代表外徑為114.3、DN100B就代表外徑為108。至于壁厚通常按照給出的管標(biāo)號(hào)（如SCH20、STD、XS），查詢(xún)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)表格，即可查到其代表的實(shí)際壁厚。（2） 有些老設(shè)計(jì)部門(mén)，尚沿用這樣的習(xí)慣，以DNxx表示的即為公制（B系列），以英寸表示的即表示英制（A系列）。但根據(jù)目前實(shí)際情況，后一種情況，即“以英寸表示公稱(chēng)通徑時(shí)，一般代表英制系列（A系列）”通常是正確的，但前一種情況已不再準(zhǔn)確了。目前較為流行的做法是。不論公制英制均以DNxx表示。因此，凡以DNxx表示通徑而又未指出A系列、B系列的，必須明確其采用的管道系列，否則，就可能發(fā)生錯(cuò)誤，如可能誤將114.3的管道錯(cuò)成108管道。（3） 管道常用規(guī)格詳見(jiàn)附表3,其中詳細(xì)介紹了，公稱(chēng)通徑，實(shí)際外徑（分A系列、B系列），不同管標(biāo)號(hào)（如SCH30、STD）所對(duì)應(yīng)的實(shí)際壁厚。3.3管件的分類(lèi)：一般地講，在整條管線(xiàn)中，除直管以外的各種配件可以統(tǒng)稱(chēng)為管配件。不過(guò)習(xí)慣地，我們將彎頭、三通、大小頭、管帽及各種管接頭徑稱(chēng)為管件，同時(shí)將法蘭、閥門(mén)、膨脹節(jié)、管道支架等分別稱(chēng)呼。以下主要就管件進(jìn)行細(xì)分：依據(jù)直管與管件焊接時(shí)的焊接方式不同，可將管件分為兩大類(lèi)：對(duì)焊類(lèi)（BW）:管件承插（SW）及螺紋（TH）類(lèi)對(duì)焊類(lèi)（BW） 承插（SW）類(lèi)及螺紋（TH）類(lèi)彎頭、三通、大小頭、管帽彎頭、三通、變徑管、管帽各種管接頭（由令、考貝侖、單頭絲、雙頭絲、卜申、堵頭等）依據(jù)管件表面是否帶有焊縫，可將管件分為有縫管件和無(wú)縫管件兩大類(lèi)，.GB12459-90即為無(wú)縫管件標(biāo)準(zhǔn),GB/T13401-92即為有縫管件標(biāo)準(zhǔn).管件標(biāo)識(shí)：所謂管件標(biāo)識(shí)，也就是對(duì)某一種管件品種，要知道哪些參數(shù)才能唯一確定，這種管件的特征。一般地講。必須知道以下參數(shù)：⑴類(lèi)別（彎頭還要知道角度，彎曲半徑；大小頭還要知道是同心或偏心）⑵材質(zhì)⑶通徑大小及管制（以公稱(chēng)直徑表示時(shí)，必須確認(rèn)公制、英制）、⑷壁厚或管標(biāo)號(hào)。⑸標(biāo)準(zhǔn)號(hào)（有時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)號(hào)后加A或B表示管系為英制或公制）例如：45°彎頭R=1.5D,304L,DN100,SCH20,GB12459B偏心大小頭，20#,DN150BSTDANSIB16.9三通316TI@610*168*4GB/T13401當(dāng)然，對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃，訂單，詢(xún)價(jià)單還必須知道數(shù)量。.有關(guān)管道及管件的英文代號(hào)匯總：為了設(shè)計(jì)及書(shū)寫(xiě)的方便，經(jīng)常用英文字母來(lái)代表有關(guān)內(nèi)容。現(xiàn)就常見(jiàn)的一些代號(hào)匯總?cè)缦拢侯?lèi)別代號(hào)全稱(chēng)含義通用CSCarbonSteel碳鋼SSStainlessSteel不銹鋼BWButtWelding對(duì)焊SWSocketWelding承插焊THDThreaded螺紋NPTNormalPipeThread普通管螺紋NPTMNPTMale普通外管螺紋NPTFNPTFemale普通內(nèi)管螺紋SQSquare方型，方頭HEXHex六角頭管件E（S）Elbow(s)短半徑彎頭E(L)Elbow(l)長(zhǎng)半徑彎頭RCConc.reducer同心大小頭REEcc.reducer偏心大小頭TRTee(R)異徑三通TCTee(C)等徑三通CCap管帽UnionUnion由令，活接頭CouplingCoupling考貝倫，束接HalfcouplingHalfcoupling半考貝侖PlugPlug堵頭BushingBushing仆申，內(nèi)外絲舉例如下：45E(L)150BSCH40,20#,GB1245945°1.5D無(wú)縫彎頭^159*7.11,20#鋼，標(biāo)準(zhǔn)GB12459-9090E(S)-300-SCH10S,304L,ANSIB16.990°1.0D無(wú)縫彎頭9323.9*4.57,304L，標(biāo)準(zhǔn)ANSIB16.9RC500*300BSCH20,15CrMo,GB/T13401-92焊縫同心大小頭9529*10/325*6.3,材質(zhì)15CrMo標(biāo)準(zhǔn)GB/T13401TR100*100*80STD,20#,GB12459無(wú)縫異徑三通114.3*114.3*6.02/88.9*5.74,20#,GB12459(為簡(jiǎn)便見(jiàn)，主管也可用一個(gè)數(shù)據(jù)表示，如：TR100*80STD,100表示主管,80表示支管)C200BSCH80,316L,ANSIB16.9管帽219*12.7316L,ANSIB16.990E(L)2”1500LBSW,304,ANSIB16.1190°承插彎頭2”1500磅20#鋼,標(biāo)準(zhǔn):ANSIB16.113.6管件常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)：管件中最常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)主要有四種：GB12459-90無(wú)縫對(duì)焊管件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（無(wú)縫）GB/T13401-92焊縫管件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（有縫）、ANSIB16.9美標(biāo)對(duì)焊管件標(biāo)準(zhǔn)（有縫或無(wú)縫）ANSIB16.11承插及螺紋管件標(biāo)準(zhǔn)（美標(biāo)）有時(shí)下列標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)用到：HG514-87化工部管件標(biāo)準(zhǔn)SHJ408-90中石化管件標(biāo)準(zhǔn)JISB2311、JISB2312、JISB2316、日本管件標(biāo)準(zhǔn)還有德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)等等。四.法蘭常識(shí)：法蘭是管道中起連接作用的重要部分，種類(lèi)多，標(biāo)準(zhǔn)繁雜。由于其主要起連接作用，因此，法蘭的主要特性就是連接方式及密封形式，主導(dǎo)影響參數(shù)是管道壓力（介質(zhì)不同影響材質(zhì)選定）：一般地講，低壓系統(tǒng)（PN<2.5MPA）采用平焊或板式法蘭，普通突面（RF）密封，中壓系統(tǒng)（2.5-64MPA）采用對(duì)焊法蘭,RF或凹凸面（FM/M）密封，高壓系統(tǒng)（10.0MPA以上），通常采用對(duì)焊法蘭，梯型槽（RJ）密封。在低壓不銹鋼系統(tǒng)中，有時(shí)為節(jié)約成本及檢修方便，還采用松套法蘭或活套環(huán)法蘭。4.1關(guān)于法蘭標(biāo)準(zhǔn)：目前，法蘭標(biāo)準(zhǔn)比較多，國(guó)內(nèi)有GB（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)），JB（機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)），HG（化工部標(biāo)準(zhǔn)）等，國(guó)外有ANSI（美標(biāo)），JIS（日標(biāo)），DIN（德標(biāo)）等。但目前使用較多的標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類(lèi)別：（1）以DIN標(biāo)準(zhǔn)為主的歐洲體系（包括DIN，GB，JB，HG20592）；（2）以ANSI標(biāo)準(zhǔn)為主的美洲體系（包括ANSI，GB，HG20615）。此二大類(lèi)法蘭可通過(guò)表示法蘭壓力等級(jí)的標(biāo)識(shí)來(lái)區(qū)分。 （JIS標(biāo)準(zhǔn)為另一類(lèi)體系的標(biāo)準(zhǔn)，不屬此二類(lèi)）4.2法蘭類(lèi)型及標(biāo)識(shí)：(1)為便于設(shè)計(jì)及表述，世界各地習(xí)慣用字母符號(hào)表示法蘭種類(lèi)及密封面形式，如在HG20592,ANSIB16.5,DIN及JIS標(biāo)準(zhǔn)中均有如下表述：代號(hào)意義說(shuō)明法蘭類(lèi)型SO平焊法蘭Slip-onWN對(duì)焊法蘭Weld-neckPL板式法蘭PlatePJ/PR(或PJ/RJ)活套環(huán)法蘭不銹鋼焊環(huán)+碳鋼法蘭LP松套法蘭不銹鋼翻邊+碳鋼法蘭TH螺紋法蘭密封面形式-RF普通突面密封Rasedface-M凸面密封配對(duì)使用-FM凹面密封-T榫面密封配對(duì)使用-TG槽面密封-RJ梯型槽密封RingJoint-FF全平面密封FlateFace(2)確定一種法蘭的全部特征需知道以下幾個(gè)方面：1法蘭制造標(biāo)準(zhǔn)如:ANSIB16.52法蘭類(lèi)型 如:對(duì)焊法蘭3公稱(chēng)通經(jīng)及管制(英制或公制)如:DN150B4壓力等級(jí) 如:PN10或600LB5密封面形式如:RF6材質(zhì) 如：304L幾點(diǎn)說(shuō)明：1某些法蘭標(biāo)準(zhǔn)與法蘭類(lèi)型,密封面形式是一一對(duì)應(yīng)的，即給出標(biāo)準(zhǔn)就知道了法蘭類(lèi)型和密封面形式.如:JB81-59,HG5010-58.2關(guān)于管制,一般講,目前世界較通行的是英制，公制系列在國(guó)內(nèi)的一些老標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用較多.因此，一些老標(biāo)準(zhǔn)中僅含有公制.另外，如果通經(jīng)以英寸表示，一般就代表英制.3關(guān)于字母代號(hào)，國(guó)內(nèi)一些老標(biāo)準(zhǔn)未予采用，而HG20592-97則全面與國(guó)際接軌，采用了通用符號(hào).4.3法蘭類(lèi)型舉例：法蘭DN100PN1.6RF，20#，HG5010-58口徑DN100,壓力1.6MPA，普通突面，20#鋼,配公制管平焊法蘭WN-4”300LBRF,304,ANSIB16.5口徑4”,壓力300磅，普通突面，材質(zhì)304,配英制管平焊法蘭PJ/PRDN300(A)PN4.0RF,304/20#,HG20592-97口徑DN30