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文檔簡介
1、壓力管道的應用標準體系
法蘭:歐式法蘭和美式法蘭(HG20592-20635)壓力等級:PN2.56101625406310016.0歐式法蘭(DIN)壓力等級:PN2050110150260420美式法蘭(ANSI)CL15030060090015002500由此可以看出,無論是法蘭還是管子,上述兩個系列或兩個體系是不能混合使用的。1、壓力管道的應用標準體系
鋼管壁厚表示方法有管子表號、鋼管壁厚尺寸和管子重量三種方法1)是以管子表號"Sch"表示壁厚。管子表號是管子設計壓力與設計溫度下材料許用應力的比值乘以1000,并經(jīng)圓整后的數(shù)值。即:Sch=P/[σ]t×1000ANSIB36.10壁厚等級:Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160十個等級;1、壓力管道的應用標準體系
ANSIB36.19壁厚等級:Sch5s、Sch10s、Sch40s、Sch80s四個等級;2)以鋼管壁厚尺寸表示中國、ISO、日本部分鋼管標準采用3)是以管子重量表示管壁厚度,它將管子壁厚分為三種:a.標準重量管,以STD表示b加厚管,以XS表示c.特厚管,以XXS表示。對于DN≤250mn的管子,Sch40相當于STD,DN<200mm的管子,Sch80相當于XS。2、管道等級表
根據(jù)生產(chǎn)流程和管道輸送介質(zhì)的物性、壓力、溫度等編制的管道等級表是壓力管道設計的基本依據(jù);管道等級表的內(nèi)容包含針對輸送介質(zhì)的管道、管件、閥門、法蘭、墊片、緊固件、安全設施等在內(nèi)的標準、型號、規(guī)格和技術參數(shù);2、管道等級表主要內(nèi)容:1.管道等級:流體介質(zhì)/溫度-壓力額定值2.管子:材料/公稱直徑/外徑/管道壁厚/管表號Sch3.法蘭:材料/法蘭類型/密封面/法蘭蓋4.閥門:球閥/閘閥/截止閥/止回閥/立式止回閥/蝶閥5.管件:材料/彎頭/三通/同心大小頭/偏心大小頭/管帽/管接頭/堵頭/短節(jié)/螺紋活接頭/墊片6.緊固件:螺栓、螺母/螺栓長度/螺柱數(shù)量7、特殊附件:過濾器/蒸汽疏水器/爆破片/安全閥
3、管道特性表
管道特性表是生產(chǎn)裝置全部管道的索引,它標明了每根管道的主要技術參數(shù):管道編號:按車間、工段、以及工藝和公用管道編排;介質(zhì):物料名稱和代號管道起點和止點:設備至設備、管道至管道、管道至設備管道規(guī)格:公稱直徑管道等級:工作和設計參數(shù):工作壓力、工作溫度、設計壓力、設計溫度試驗要求:包括試壓和無損檢測其他要求:包括保溫和油漆要求4影響管道壓力等級確定的因素
除了設計溫度和設計壓力是管道壓力等級確定的基本參數(shù)外,還有一些其它因素也將影響到管道壓力等級的確定。4.1應用標準體系不同的標準體系,其公稱壓力等級系列是不同的,對應的溫度-壓力表也不相同?;蛘哒f,相同的設計條件,而選用不同的應用標準,其公稱壓力等級是不同的。因此,在確定管道公稱壓力等級之前,應首先確定其應用標準體系。4影響管道壓力等級確定的因素
4.2材料不同的材料,其機械性能是不同的,那么它們在標準中的溫度-壓力表上的對應值也是不相同的。因此在確定管道的公稱壓力之前應首先確定管道及其元件的材料。材料的選用是由設計溫度、設計壓力和操作介質(zhì)確定的。管道中各元件的材料標準往往是不同的,一般情況下,管子用管材,法蘭用鍛材,而閥門多用鑄材。無論用什么材料標準,它們都應該是同等級的材料,即具有對操作條件的同等適應性和等強度;注意管材、板材、棒材、鑄材的配伍。4影響管道壓力等級確定的因素
4.3操作介質(zhì)一般情況下,管道的公稱壓力在對應溫度下的許用壓力不得超出其設計壓力。對由于管子及其元件失效而將造成嚴重危害或易于產(chǎn)生重大事故的介質(zhì),在考慮其公稱壓力等級時,不應僅僅按溫度-壓力表來確定,應適當提高其公稱壓力等級,即提高其安全可靠系數(shù)。SH3059、SYJ1064標準對此都有詳細的規(guī)定,例如:對輸送劇毒介質(zhì)的管道,當采用SH標準體系時,無論介質(zhì)的操作壓力是多少,其公稱壓力等級應不低于PN5.0MPa;當采用JB標準體系時,應不低于PN4.0;4影響管道壓力等級確定的因素
對輸送氫氣、氨氣、液態(tài)烴等介質(zhì)的管道,當采用SH標準體系時,無論介質(zhì)的操作壓力是多少,其最低公稱壓力等級應不低于PN2.0MPa,當采用JB標準體系時,應不低于PN2.5MPa;對輸送一般可燃介質(zhì)的管道,當采用SH標準體系時,其公稱壓力等級應不低于PN2.0MPa,當采用JB標準體系時,應不低于PN1.6MPa。4影響管道壓力等級確定的因素
4.4介質(zhì)溫度及管系附加力許多法蘭標準都給出這樣一個注釋:其溫度-壓力表的對應值是指法蘭不受沖擊載荷的對應值。事實上,法蘭遭受外部管道給予的彎曲、振動、溫度循環(huán)等附加載荷時,都將影響其密封性,甚至影響到強度的可靠性,此時應將這些外部載荷折算成當量介質(zhì)壓力來確定管道所需的公稱壓力。給予法蘭的彎曲載荷主要是由管系的熱脹冷縮引起的。一般情況下,對于PN2.0等級的法蘭,當其工作溫度大于200℃時,或PN5.0及以上等級的法蘭在工作溫度大于400℃時,均應考慮管系對法蘭產(chǎn)生的附加載荷的影響,否則應提高管系的公稱壓力等級。5影晌壁厚等級確定的因素
5.1材料的許用應力材料的許用應力是指材料的強度指標除以相應的安全系數(shù)而得到的值。材料的機械性能指標有屈服極限、強度極限、蠕變極限、疲勞極限等,這些指標分別反映了不同狀態(tài)下失效的極限值。為了保證管道運行中的強度可靠,常將管道元件中的應力限制在各強度指標下某一值,該數(shù)值即為許用應力。當管道元件中的應力超過其許用應力值時,就認為其強度已不能得到保證。因此說,材料的許用應力是確定管道壁厚等級的基本參數(shù)。5影晌壁厚等級確定的因素
5.2腐蝕余量腐蝕余量是考慮因介質(zhì)對管道的腐蝕而造成的管道壁厚減薄,從而增加的管道壁厚值。它的大小直接影響到管道壁厚的取值,或者說直接影響到壁厚等級的確定。目前我國尚沒有一套有關各種腐蝕介質(zhì)在不同條件下對各種材料的腐蝕速率數(shù)據(jù),因此,工程上大多數(shù)情況下仍是憑經(jīng)驗來確定其腐蝕余量的。許多國內(nèi)外的工程公司或設計院通常都將腐蝕余量分為如下四級:a.無腐蝕余量。對一般的不銹鋼管道多取該值;b.1.6mm腐蝕余量。對于腐蝕不嚴重的碳素鋼和鉻鉬鋼多取該值;c.3.2mm腐蝕余量。對于腐蝕比較嚴重的碳素鋼和鉻鉬鋼管道多取該值;d.加強級(大于3.2mn)腐蝕余量。對于有固體顆粒沖刷等特殊情況下的管道,根據(jù)實際情況確定其具體值。.5影晌壁厚等級確定的因素
5.3管子及其元件的制造壁厚偏差管子及其元件在制造過程中,相對于其公稱壁厚(或者叫理論壁厚)都會有正、負偏差,因此在確定管子及其元件公稱壁厚時一定要考慮可能出現(xiàn)的負偏差值。各種鋼管標準中規(guī)定的負偏差值是不完全相同的5.4焊縫系數(shù)金屬的焊接過程,實質(zhì)上是一個冶金過程,其組織帶有明顯的鑄造組織特征。一般情況下,鑄造組織缺陷較多,材料性能也有所下降。對于有縱焊縫和螺旋焊縫的焊接管子及其元件,相對于無縫管子及其元件來說,工程上常給它一個強度降低系數(shù)(即焊縫系數(shù)),以衡量其機械性能下降的程度。5影晌壁厚等級確定的因素
5.5設計壽命a.設計壽命與壓力管道的腐蝕余量有關。對于均勻腐蝕來說,當知道其年腐蝕速率后,根據(jù)預定的設計壽命,就很容易算出其應取的腐蝕余量了。b.設計壽命還與交變應力作用的荷載變化次數(shù)、氫損傷的孕育時間、斷裂因子的擴展期等影響因素有關,c.與壓力管道的一次性投資、資金代嘗期和技術更新周期有關。d.美國一雜志上推薦的設計使用壽命為:碳鋼為5年;鉻鉬鋼和不銹鋼為10年。SH3059標準規(guī)定的設計壽命為15年。國外的一些工程公司對總承包項目規(guī)定一般為10年;非總包項目一般為15年,以便從中獲取較大的利潤。5影晌壁厚等級確定的因素
5.6常用壓力管道器材的設計標準1)GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》;2)GB50251《輸氣管道工程設計規(guī)范》;3)GB50253《輸油管道工程設計規(guī)范》;4)GB50028《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范;5)GB50030《氧氣站設計規(guī)范》;6)SH3059-2001《石油化工管道設計器材選用通則》;7)SH3064-1994《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗及驗收》;8)HG/T20646《化工裝置管道材料設計規(guī)定》。6管道器材選用
壓力管道的管子及其元件的選用包括應用標準、材料標準、結構形式、連接形式等內(nèi)容的選定。它是管道壓力等級內(nèi)容的延伸。壓力管道的介質(zhì)、操作條件種類繁多,在這里不可能對各種情況都給出選用的標準,只能給大家一個思路,在具體的設計工作中還要具體分析并注意總結經(jīng)驗。6.1管子管子是壓力管道中應用最普遍、用量最大的元件,它的重量占整個壓力管道的近2/3,而投資則占近3/5。因此,管子選的好與壞、是否經(jīng)濟合理,直接影響著石油化工生產(chǎn)裝置的安全和基建投資費用。6管道器材選用
在我國的鋼管制造標準中,有結構用鋼管和流體輸送用鋼管之分。結構用鋼管:主要用于一般金屬結構如橋、梁、鋼構架等,它只要求保證強度與剛度,而對鋼管的嚴密性不作要求。流體輸送用鋼管:主要用于帶有壓力的流體輸送,它除了要保證有符合相應要求的強度與剛度外,還要求保證密閉性,即在出廠前要求逐根進行水壓試驗。對壓力管道來說,它輸送的介質(zhì)常常是易燃、易爆、有毒、有溫度、有壓力的介質(zhì),故應選用流體輸送用鋼管。在實際的工程設計、采購和施工中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有用結構用鋼管代替流體輸送用鋼管的現(xiàn)象,這是不允許的。6管道器材選用
6.1.1焊接鋼管常用的焊接鋼管標準有:GB/T3091《流體輸送用焊接鋼管》GB/T9711.1-1997《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術條件》SY/T5038《普通流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管》SY/T5037《普通流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管》GB12771《流體輸送用不銹鋼焊接鋼管》HG50237.1~4《奧氏體不銹鋼焊接鋼管》6管道器材選用
6.1.2無縫鋼管無縫鋼管是采用穿孔熱軋等熱加工方法制造的不帶焊縫的鋼管。必要時,熱加工后的管子還可以進一步冷加工至所要求的形狀、尺寸和性能。目前,無縫鋼管(DN15-600)是石油化工生產(chǎn)裝置中應用最多的管子。a.碳素鋼無縫鋼管材料牌號:10、20、09MnV、16Mn共4種標準:GB8163《流體輸送用無縫鋼管》GB/T9711.1-1997《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術條件》6管道器材選用
GB6479《化肥設備用高壓無縫鋼管》GB9948《石油裂化用無縫鋼管》GB3087《低中壓鍋爐用無縫鋼管》GB5310《高壓鍋爐用無縫鋼管》GB/T8163:材料牌號:10、20、09MnV、16Mn適用范圍:設計溫度小于350℃、壓力低于10MPa的油品、油氣和公用介質(zhì)GB6479:材料牌號:10、20G、16Mn共3種適用范圍:設計溫度-40~400℃、設計壓力10.0~32.0MPa的油品、油氣6管道器材選用
GB9948:材料牌號:10、20共2種適用范圍:不宜采用GB/T8163鋼管的場合。GB3087:材料牌號:10、20共2種適用范圍:低中壓鍋爐的過熱蒸汽、沸水等GB5310:材料牌號:20G1種適用范圍:高壓鍋爐的過熱蒸汽介質(zhì)6管道器材選用
檢驗:一般流體輸送用鋼管必須進行化學成分分析、拉力試驗、壓扁試驗和水壓試驗。GB5310、GB6479、GB9948三種標準的鋼管,除了流體輸送用鋼管必須進行的試驗外,還要求進行擴口試驗和沖擊試驗;這三種鋼管的制造檢驗要求是比較嚴格的。GB6479標準還對材料的低溫沖擊韌性做出了特殊要求。GB3087標準的鋼管,除了流體輸送用鋼管的一般試驗要求外,還要求進行冷彎試驗。GB/T8163標準的鋼管,除了流體輸送用鋼管的一般試驗要求外,據(jù)協(xié)議要求進行擴口試驗和冷彎試驗。這兩種管子的制造要求不如前三種嚴格。6管道器材選用
b.鉻鉬鋼和鉻鉬釩鋼無縫鋼管石油化工生產(chǎn)裝置中,常用的鉻鉬鋼和鉻鉬釩鋼無縫鋼管標準有GB9948《石油裂化用無縫鋼管》GB6479《化肥設備用高壓無縫鋼管》GB5310《高壓鍋爐用無縫鋼管》GB9948包含的鉻鉬鋼材料牌號:12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo共4種GB6479包含的鉻鉬鋼材料牌號:12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo共3種GB5310包含的鉻鉬鋼和鉻鉬釩鋼材料牌號:15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG共6種6管道器材選用
c.不銹鋼無縫鋼管常用的不銹鋼無縫鋼管標準有:GB/T14976、GB13296、GB9948、GB6479、GB5310共五個標準。其中,后三個標準中僅列出了兩三個不銹鋼材料牌號,而且是不常用的材料牌號。因此,當工程上選用不銹鋼無縫鋼管標準時,基本上都選用GB/T14976和GB13296標準。GB/T14976《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》GB13296《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》6.2管件
常用的管件有:彎頭、三通、異徑管(大小頭)、管帽、加強管嘴、加強管接頭、異徑短節(jié)、螺紋短節(jié)、活接頭、絲堵、儀表管嘴、軟管站快速接頭、漏斗、水噴頭、管箍等。現(xiàn)在的壓力管道已大量采用各種各樣的管件,其投資約占整個管道投資的1/5。6.2.1連接形式管件之間、管件和管子之間常用的連接型式有對焊連接、承插焊連接、螺紋連接和法蘭連接。a.對焊連接它是DN≥50的管道及其元件常用的一種連接型式。對于DN≤40的管子及其元件,因為它的壁厚一般較薄,采用對焊連接時錯口影響較大,容易燒穿,焊接質(zhì)量不易保證,故此時一般不采用對焊連接。6.2管件
但下列幾種情況例外:1)對于DN≤40、壁厚大于等于SCH160的管道及其元件,其壁厚已比較厚,采用對焊連接時前面所述的問題已不存在,故也常用對焊連接;
2)有縫隙腐蝕介質(zhì)(如氫氟酸介質(zhì))存在的情況下,即使DN≤40、壁厚小于SCH160,也采用對焊連接,以避免縫隙腐蝕的發(fā)生,此時在焊接施工時常采用小焊絲直徑、小焊接電流的氬弧焊而不用一般的電弧焊;3)對潤滑油管道,當采用承插焊連接時,其接頭縫隙處易積存雜質(zhì)而對機械設備產(chǎn)生不利影響,此時也應采用對焊連接;6.2管件
b.承插焊連接它多用于DN≤40、管壁較薄的管子和管件之間的連接。承插焊連接必定為一個是插口,另一個則為承口管件。一般異徑短節(jié)、螺紋短節(jié)等為插口管件;彎頭、三通、管帽、加強管嘴、活接頭、管箍等為承口管件。在應用中應考慮這些管件之間的搭配組合以及所需的結構空間。c.螺紋連接螺紋連接也多用于DN≤40的管子及其元件之間的連接。常用于不宜焊接或需要可拆卸的場合。6.2管件
6.2.2對焊管件常用的對焊管件包括彎頭、三通、異徑管(大小頭)和管帽,前三項大多采用無縫鋼管或焊接鋼管通過推制、拉拔、擠壓而成,后者多采用鋼板沖壓而成。a.彎頭長半徑彎頭(R=1.5DN):一般情況下,應優(yōu)先采用;短半徑彎頭(R=1.0DN):多用于尺寸受限制的場合。其最高工作壓力不宜超過同規(guī)格長半徑彎頭的0.8倍。彎管(R=nDN):用于緩和介質(zhì)在拐彎處的沖刷和動能,可用到R=3DN、6DN、10DN、20DN6.2管件
b.三通同徑三通、異徑三通y型三通常常代替一般三通,用于輸送有固體顆粒或沖刷腐蝕較嚴重的管道上。四通c.異徑管(大小頭)…通常有同心異徑管偏心異徑管d.管帽(封頭)..有平蓋封頭標準橢圓封頭6.3法蘭及緊固件法蘭、墊片及螺栓三者組成管道中可拆卸的連接結構,壓力管道中應用很普遍也是一種很重要的連接形式。通常,法蘭、螺栓與墊片三者共同構成一個密封副,三者共同作用,相輔相承,才能保證接頭的良好密封。盲板、8字盲板、限流孔板、混合孔板等與法蘭、墊片及螺栓關系比較密切,常與它們配合使用,一起進行介紹。6.3.1法蘭法蘭是確定管道公稱壓力等級的基準件。由前面的介紹可知,法蘭的種類很多,不同型式的法蘭,其密封性能不同,適用場合也不同。在這里僅討論不同型式的法蘭應如何選用。6.3法蘭及緊固件管道法蘭按與管子的連接方式分為以下六種基本類型:平焊、對焊法、承插焊、松套、螺紋法蘭和整體法蘭6.3法蘭及緊固件密封面型式法蘭密封面有全平面、凸臺面、凹凸面、榫槽面、環(huán)槽面等五種
6.3法蘭及緊固件b.結構型式的選用:平焊法蘭:多用于介質(zhì)條件比較緩和的情況下,如低壓非凈化壓縮空氣、低壓循環(huán)水,它的優(yōu)點是價格比較便宜;對焊法蘭:最常用的一種,它與管子為對焊連接,焊接接頭質(zhì)量比較好,而且法蘭的頸部利用錐度過渡,可以承受較苛刻的條件;承插焊法蘭:常用于PN≤10.0MPa,DN≤40的管道中;松套法蘭:常用于介質(zhì)溫度和壓力都不高而介質(zhì)腐蝕性較強的情況。當介質(zhì)腐蝕性較強時,法蘭接觸介質(zhì)的部分(翻邊短節(jié))為耐腐蝕的高等級材料如不銹鋼等材料,而外部則利用低等級材料如碳鋼材料的法蘭環(huán)夾緊它以實現(xiàn)密封;整體法蘭:常常是將法蘭與設備、管子、管件、閥門等做成一體,這種型式在設備和閥門上常用。6.3法蘭及緊固件c.密封面型式的選用:全平面密封面:常與平焊型式配合以適用于操作條件比較緩和的(PN1.0)工況下;常用于鑄鐵法蘭或與鑄鐵連接的鋼法蘭;凸臺面密封面:是應用最廣的一種型式,它常與對焊和承插焊型式配合使用,在"美式法蘭"中,常用在PN2.0、PN5.0和部分PN10.0MPa壓力等級中;在"歐式法蘭"中則常用在PN1.6、PN2.5MPa壓力等級;凹凸面密封面:常與對焊和承插型式配合使用,在"美式法蘭中不常采用,在"歐式法蘭"中常用在PN4.0、PN6.4MPa等級中。但它不便于墊片的更換;榫槽面密封面:使用情況同凹凸面法蘭;環(huán)槽面密封面:常與對焊連接型式配合(不與承插焊配合)使用,主要用在高溫、高壓或二者均較高的工況。在"美式法蘭'中,常用在PN10.0(部分)、PN15.0、PN25.0、PN42.0MPa壓力等級中。在"歐式法蘭"中常用在PNl0.0、PN16.0、PN25.0、PN32.0、PN42.0。6.3法蘭及緊固件6.3.2螺栓/螺母選擇法蘭連接用緊固件材料時,應同時考慮管道操作壓力、操作溫度、介質(zhì)種類和墊片類型等因素。墊片類型和操作壓力、操作溫度一樣,都直接對緊固件材料強度提出了要求。例如,采用纏繞式墊片密封的低壓劇毒介質(zhì)管道的法蘭連接,盡管管道的操作壓力和溫度都不高,但因為使纏繞式墊片形成初始密封時所需要的比壓力較大,從而要求緊固件的承受載荷也大,因此,在這種情況下就要求緊固件采用高強度合金鋼材料。6.3法蘭及緊固件六角頭螺栓:常與平焊法蘭和非金屬墊片配合用于操作較緩和的工況下。六角頭螺栓常用材料是BL3或者是Q235B;雙頭螺栓:常與對焊法蘭配合使用在操作條件比較苛刻的工況下,其中,因為通絲型雙頭螺栓上沒有截面形狀的變化,故其承載能力強。而非通絲型雙頭螺栓則相對承載能力較弱。螺母材料常根據(jù)與其配合的螺栓材料確定,這些組合在一般的標準中都有規(guī)定。一般情況下,螺母材料應稍低于螺栓材料,并保證螺母硬度比螺栓硬度低HB30左右。
6.3法蘭及緊固件6.3.3墊片墊片是借助于螺栓的預緊載荷通過法蘭進行壓緊,使其發(fā)生彈塑性變形,填充法蘭密封面與墊片間的微觀幾何間隙,增加介質(zhì)的流動阻力,從而達到阻止或減少介質(zhì)的泄漏的目的。墊片性能的好壞以及選用的合適與否對密封副的密封效果影響很大。常用的墊片可以分為三大類,即非金屬墊片、半金屬墊片和金屬墊片。a.非金屬墊片:石棉橡膠墊片,它是通過向石棉中加入不同的添加劑壓制而成。在美國,很多標準中都將石棉制品列為致癌物質(zhì)而禁用。但在世界范圍內(nèi),石棉仍以其彈性好、強度高、耐油性好、耐高溫、易獲得等優(yōu)點而得到廣泛應用。6.3法蘭及緊固件適用范圍:T≤260℃,PN≤2.0MPa(SH3401)T≤400℃,PN≤4.0MPa(國標)用于水、空氣、氮氣、酸、堿、油品等介質(zhì)工況下。聚四氟乙烯(PTFE)包覆墊片:適用范圍:T=-180~200℃,PN≤4.0MPa常用于低溫或者要求干凈的場合下b.半金屬墊片半金屬墊片有纏繞式墊片、金屬包覆墊片和柔性石墨纏繞墊三大類。纏繞式墊片:是半金屬墊片中最理想、也是應用最普遍的墊片。6.3法蘭及緊固件特點:壓縮回彈性好、強度高,有利于適應壓力和溫度的變化,能在高溫、低溫、沖擊、振動及交變載荷下保持良好的密封性能。纏繞鋼帶:20、1Cr13、0Cr19Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2等材料非金屬纏繞帶:特制石棉、柔性石墨帶和聚四氟乙烯帶,適用范圍:PN=2.0~10.0MPac.金屬墊片金屬墊片常用在高壓力等級法蘭上,以承受比較高的密封比壓。常用的金屬墊片有平墊、八角形墊和橢圓型墊三種。金屬平墊片:常與凸臺面、凹凸面、榫槽面法蘭使用。6.3法蘭及緊固件八角形金屬墊片和橢園形金屬墊片:常與環(huán)槽面法蘭使用。與橢圓形金屬墊片相比八角形金屬墊片容易加工,故其應用比較多。金屬墊片的材料應配合法蘭材料選用,且要求墊片硬度比法蘭密封面硬度低(不少于HB30)。6.3.4盲板、8字盲板、限流孔板和混合孔板它們常被夾在兩片法蘭之間以實現(xiàn)不同用途。它們都應有兩個和匹配法蘭同樣的密封面。6.4閥門及其它管道設備6.4閥門及其它管道設備工程上應用的閥門種類很多,常用的閥門:有閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、疏水閥、安全閥、調(diào)節(jié)閥等。常用的其它管道設備:如膨脹節(jié)、過濾器、視鏡、阻火器等如何正確選用閥門及其它管道設備是一個比較復雜的問題,內(nèi)容較多,這里只作簡單的介紹。6.4.1閥門的質(zhì)量要求a.內(nèi)漏問題6.4閥門及其它管道設備b.外漏問題外漏是指通過閥桿填料和閥蓋墊片處的介質(zhì)外泄漏。它同樣是衡量閥門好壞的一個重要指標。對有些介質(zhì),外漏的要求甚至比內(nèi)漏要求更嚴格,因為它直接泄入大氣,會直接引起事故造成人身傷害。對于這種情況,有時不得不采用波紋管密封閥或隔膜閥來保證閥門的外漏為零。限制外漏的標準目前大多數(shù)采用美國環(huán)保局的限定,即不超過500ppm。c.材料質(zhì)量材料質(zhì)量是衡量閥門強度可靠性和使用壽命的一個重要指標。眾所周知,大多數(shù)DN≥50的閥門都是鑄造閥體,如果質(zhì)量不好,會直接影響到閥門的可靠性和使用壽命。6.4閥門及其它管道設備d.閥門出廠前試驗要求
1)閥門出廠前要根據(jù)JB/T9092-1999《閥門的檢驗與驗收》進行殼體壓力試驗和密封試驗。密封試驗分上密封、低壓密封和高壓密封試驗。
2)根據(jù)閥門類別不同選擇密封試驗。閘閥和截止閥要進行上密封和低壓密封試驗。3)殼體壓力試驗,一般采用溫度不超過52℃的水或粘度不大于水的非腐蝕性流體,以38℃時1.5倍的公稱壓力進行。4)低壓密封試驗,一般采用空氣或惰性氣體,以0.5~0.7MPa壓力進行。5)SH3064《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗及驗收》對不同等級的壓力管道提出了相應的檢驗要求,比JB/T9092要求更嚴格。6.4閥門及其它管道設備6.4.3閥門型式的選用閥門型式的選用是材料工程師的重點工作內(nèi)容之一,也是難點之一,它要求材料工程師不僅應對常用閥門的結構型式、性能特點、相關標準等比較熟悉,也應對應用環(huán)境和工程要求比較熟悉。閥門型式的選用原則:a.閘閥:一般開關情況下應首選閘閥。結構特點:.閘閥的閘板由閥桿帶動,沿閥座密封面作升降運動,可接通或截斷流體的通路,它主要用于管道的關斷6.4閥門及其它管道設備6.4.3閥門型式的選用閥門型式的選用是材料工程師的重點工作內(nèi)容之一,也是難點之一,它要求材料工程師不僅應對常用閥門的結構型式、性能特點、相關標準等比較熟悉,也應對應用環(huán)境和工程要求比較熟悉。閥門型式的選用原則:a.閘閥:一般開關情況下應首選閘閥。結構特點:.閘閥的閘板由閥桿帶動,沿閥座密封面作升降運動,可接通或截斷流體的通路,它主要用于管道的關斷6.4閥門及其它管道設備適用范圍:1)閘閥與截止閥相比,流阻小、啟閉力小,密封可靠,是最常用的一種閥門;2)當部分開啟時,介質(zhì)會在閘板背面產(chǎn)生渦流,易引起閘板的沖蝕和振動,閥座的密封面也易損壞,故一般不作為節(jié)流用;3)與球閥和堞閥相比,閘閥開啟時間較長,結構尺寸較大,不宜用在直徑較大的情況。閥門標準:API和ANSIB16.34,前者專用于石油化工裝置,后者則使用面比較廣。GB12232,它與管道的連接可以是螺紋、承插焊、法蘭或?qū)高B接。6.4閥門及其它管道設備b.截止閥、節(jié)流閥:對要求有一定調(diào)節(jié)作用的開關場合(如調(diào)節(jié)閥旁路、軟管站等)和輸送液化石油氣、液態(tài)烴介質(zhì)的場合,宜選用截止閥以代替閘閥。結構特點:都是向下閉合式閥門,閥瓣由閥桿帶動,沿閥座中心線做升降運動的閥門。截止閥和節(jié)流閥結構基本相同,只是閥瓣形狀不同。截止閥的閥瓣為盤形;節(jié)流閥的閥瓣多為圓錐流線型。適用范圍:1)與閘閥相比截止閥具有一定的調(diào)節(jié)作用,故常用于調(diào)節(jié)閥組的旁路。2)截止閥在關閉時需要克服介質(zhì)的阻力,因此,它最大直徑僅用到DN200。3)節(jié)流閥特別適用于節(jié)流,用于改變通道截面積,調(diào)節(jié)流量或壓力。6.4閥門及其它管道設備c.止回閥:對于要求能自動防止介質(zhì)倒流的場合應選用止回閥。結構特點:止回閥又稱單向閥,它只允許介質(zhì)向一個方向流動,當介質(zhì)順流時閥瓣會自動開啟,當介質(zhì)反向流動時能自動關閉。安裝時,應注意介質(zhì)的流動方向應與止回閥上的箭頭方向一致。升降式止回閥:是靠介質(zhì)壓力將閥門打開,當介質(zhì)逆向流動時,靠自重關閉(有時是借助于彈簧關閉),因此升降式止回閥只能安裝在水平管道上;受安裝要求的限制,常用于小直徑場合DN≤40。旋啟式止回閥:是靠介質(zhì)壓力將閥門打開,靠介質(zhì)壓力和重力將閥門關閉,因此它即可以用在水平管道上,又可用在垂直管道上(此時介質(zhì)必須是自下而上)。(DN≥50)6.4閥門及其它管道設備對夾式止回閥:結構尺寸小,制造成本低,常用來代替升降式和旋啟式止回閥梭式止回閥:是解決DN40的升降式止回閥不能用在豎管上的問題。選用:DN≤40時宜用升降式止回閥(僅允許安裝在水平管'道上);DN=50~400時,宜采用旋啟式止回閥(不允許裝在介質(zhì)由上到下的垂直管道上);DN≥450時,宜選用緩沖型止回閥;DN=100~400,也可以采用對夾式止回閥,其安裝位置不受限制;6.4閥門及其它管道設備d.蝶閥:對于設計壓力較低、管道直徑較大,要求快速啟閉的場合一般選用蝶閥。結構特點:具有900旋轉(zhuǎn)快速開啟關閉的特點,重量輕,結構尺寸小(尤其是對夾式蝶閥)等優(yōu)點。但密封性能不如閘閥可靠,在某些條件下可以代替閘閥e.球閥:對于要求快速啟閉的場合一般選用球閥。結構特點:閥瓣為一中間有通道的球體,球體繞自身軸線作900旋轉(zhuǎn),達到啟閉目的。球閥的最大特點是在眾多的閥門類型中其流體阻力最小,流動特性最好。其密封性能較可靠。與蝶閥相比,它的重量較大,結構尺寸也比較大,故不宜用于直徑太大的管道。6.4閥門及其它管道設備※與蝶閥一樣,長期影響它不能在石化生產(chǎn)裝置上應用的問題是熱脹或磨損后會造成密封不嚴的題。軟密封球閥雖有較好的密封性能,但當它用于易燃、易爆介質(zhì)管道上時,尚須經(jīng)受火災安全試驗和防靜電試驗。因此,石化生產(chǎn)裝置上球閥應用的也不多,近年來,許多球閥生產(chǎn)廠開發(fā)出了一些新型結構的球閥,如:軌道球閥、偏心球閥等,一些球閥將閥座設置成金屬彈性閥座,使其在熱脹和磨損的情況下仍有良好的密封。因此,這些球閥也在石化生產(chǎn)裝置上開始應用。7設備與管道的涂料防腐
7.1設備與管道的涂料防腐7.1.1應作外部涂漆防腐的設備、管道及鋼結構7.1.2不應作涂漆防腐的部位7.1.3涂料的選用的原則7.2鋼材表面原始銹蝕分級7.3鋼材表面處理7.4鋼材表面除銹質(zhì)量等級|7.5設計及施工規(guī)范7.1設備與管道的涂料防腐為了防止工業(yè)大氣、水及土壤對金屬的腐蝕,設備及管道外部涂漆是壓力管道防腐蝕的重要措施之一。7.1.1應作外部涂漆防腐的設備、管道及鋼結構1)一般以碳鋼、低合金鋼、鑄鐵為材料的設備、管道、支架、平臺、欄桿、梯子等均應涂漆防腐。2)在制造廠制造的非定型設備、管道及附屬鋼結構應在出廠前先涂兩道防腐底漆,在施工現(xiàn)場涂面漆。3)在施工現(xiàn)場組裝的設備、管道及附屬鋼結構應在現(xiàn)場涂漆。4)對制造廠已涂面漆的設備,如因運輸中涂漆被損壞,對損壞的部位應在現(xiàn)場進行補涂。7.1設備與管道的涂料防腐7.1.2不應作涂漆防腐的部位1)有色金屬鋁、銅、鉛等、奧氏體不銹鋼、鍍鋅表面、涂防火水泥的金屬表面以及塑料和涂塑料的表面均不涂漆。2)對設備的銘牌及其
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