管道设计手册.pdf

上海宝钢工程技术有限公司上海宝钢工程技术有限公司 工程项目设计阶段工程项目设计阶段 管道设计手册 第 1 版 第 1 版 二 七年九月二 七年九月 编审人员名单 负责人 智西巍 技术负责人 潘仲 编写人 王晓东 李晓萍 三维编写 华跃 贺道红 滕彦 审查人 陆志毅 杜海钢 姜创业 张志义 张淑贵 顾德俊 周光升 庄国伟 徐支越 胡倩 瞿大元 葛生浩 薛炳才 目 录 第 1 章 概 要 1 第 2 章 管道颜色 代号 压力及管路图形代号统一规定表 2 第 3 章 压力管道定义及编制方法 6 第 4 章 管道壁厚及其选取 9 第 5 章 管道及其附件 18 第 6 章 管道保温的原则 29 第 7 章 管道补偿 32 第 8 章 管道的支吊架 36 第 9 章 管道的探伤 43 第 10 章 标准管件匹配钢管选择推荐表 45 第 11 章 标准 PPH 管与管件规格表 47 第 12 章 管道涂装要求 48 第 13 章 配管三维设计规定 50 附件 1 中日钢管规格对照表 51 附件 2 宝钢分公司建设工程设备材料划分原则 53 附件 3 宝钢分公司项目能源介质压力等级表 54 附件 4 参考的有关标准和规范 55 管道设计手册 第 1 版 1 第 1 章 概 要 为了使公司各项目中管道设计更加经济 快捷 统一 合理 特制定本标准 本标准适用于宝钢工程技术有限公司所承担项目中除部分液压 润滑 暖通管道 以外的其他管道及其附件的设计 采购 制作和安装全过程 本标准中配管同其 他配管及设备方交接口的配管规格若有不同应逐一协商确定 本手册编写过程中参考了大量设计手册及文献 能较好的保证手册的质量和 实用性 但是由于引用标准以及资料有限 文中不足之处在所难免 还需各位设 计同仁指正 管道设计手册 第 1 版 2 第 2 章 管道颜色 文字代号及管路图形代号统一规定表 表 2 1 管道颜色 文字代号统一规定表 涂漆色彩 带及箭头 序 号 介质名称 宝钢色卡 号码 颜色 宝钢色 卡号码 颜色 使用文 字 或代号 1 高炉煤气 602 铂灰 302 朱红 BFG 2 焦炉煤气 602 铂灰 108 金黄 COG 3 混合煤气 602 铂灰 108 302 金黄 朱 红 MG 4 转炉煤气 602 铂灰 306 大红 LDG 5 液化石油气 602 铂灰 110 铁黄 LPG 6 天然气 602 铂灰 304 烟红 NG 7 压缩空气 602 铂灰 CA1 8 仪 表 压 缩 空 气 602 铂灰 CA2 9 蒸汽 保温 804 银粉色 ST 10 氧气 405 浅兰 412 紫兰 O2 11 氮气 108 金黄 512 铜锈绿 N2 12 氩气 606 中灰 Ar 13 氢气 804 银粉色 306 大红 H2 14 保护气体 602 铂灰 110 铁黄 HN 15 生活水 511 草绿 412 紫兰 S2 16 工业水 511 草绿 803 紫色 S1 17 过滤水 511 草绿 103 浅米黄 GL 18 串级水 511 草绿 406 烛光兰 CJ 19 中水 503 豆绿 107 红黄 ZS 20 软水 406 烛光兰 RS 21 纯水 406 烛光兰 803 紫色 CS 22 净环水 514 绿 601 浅灰 XH1 4 23 浊环水 514 绿 803 紫色 XH2 3 24 高压水 804 银粉色 405 浅兰 S7 25 重油 保温 704 深赭石棕109 铬黄 HO 管道设计手册 第 1 版 3 26 干油 110 铁黄 106 镉黄 G 27 液压站用油 102 奶油黄 106 镉黄 液压站 用油 28 氨气 602 铂灰 NH3 涂漆色彩 带及箭头 序 号 介质名称 宝钢色卡 号码 颜色 宝钢色 卡号码 颜色 使用文 字 或符号 29 消防管道 302 朱红 801 白色 S3 30 除尘管道 602 铂灰 802 黑色 除尘 31 废水 110 铁黄 详见注1 32 制 冷 水 保 温 514 绿 CW1 2 33 排水 514 绿 PS 34 事故水 302 米红 801 白色 SGS 35 乳化液 102 奶黄 RH 36 COREX 煤气 602 铂灰 306 大红 CRG 注 1 废水代号为 H 废水种类的汉语拼音第一个字母 例如 HY 含油废水 2 各种介质管道涂漆色彩均指地上管道 地下管道防护涂装由工程设计时 确定 3 当同一项目中出现不同压力等级的同种介质时 在使用符号的后面增加 1 2 3 数字从介质的高压向低压排列 管道设计手册 第 1 版 4 表 2 2 常用管路系统图形符号 序号 名称 图形符号 序号名称 图形符号 1 截止阀 2 闸阀 3 节流阀 4 球阀 5 蝶阀 6 止回阀 流向自左向 右 7 隔膜阀 8 旋塞阀 9 安全阀 10 角阀 11 减压阀 左高右低 12 疏水阀 13 四通阀 14 三通阀 15 自动调节阀 16 电动阀 17 电磁阀 18 浮子式调节阀 19 压力表 指示 20 温度计 指示 21 流量计 记录 22 流量孔板 23 回转塞板 24 可见管路 25 不可见管路 26 假想管路 27 挠性管 软管 28 保护管 29 保温管 30 蒸汽伴热管 31 管路坡度 32 螺纹连接 管道设计手册 第 1 版 5 33 法兰连接 34 承插连接 35 焊接连接 36 弯头 管 37 三通 38 四通 39 活接头 40 外接头 41 内外螺纹接头 42 同心异径管接头 43 同底偏心异径 接头 44 同顶偏心异径接 头 45 双承插管接头 46 快速接头 47 螺纹管帽 48 螺纹堵头 49 法兰盖 50 盲板 51 管间盲板 52 爆破膜 53 水表 54 波纹补偿器 55 套管补偿器 56 矩形补偿器 57 固定支架 一般形式 58 固定支 托 架 59 固定吊架 60 活动管架 一般形式 63 活动支架 64 活动吊架 65 活动弹性支架 66 活动弹性吊架 67 导向管架 一般形式 68 导向支架 69 导向吊架 70 导向弹性支架 71 导向弹性吊架 管道设计手册 第 1 版 6 第 3 章 压力管道定义及编制方法 3 1 压力管道的定义 压力管道是指利用一定的压力用于输送气体或者液体的管状设备 其范围规 定为最高工作压力大于或者等于 0 1MPa 表压 的气体 液化气体 蒸汽介质 或者可燃 易爆 有毒 有腐蚀性 最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体 介质 且公称直径大于 25mm 的管道 3 2 压力管道设计类别 级别的划分 3 2 1 长输管道为 GA 类 级别划分为 1 复合下列条件之一的长输管道为 GA1 级 1 输送有毒 可燃 易爆气体介质 设计压力 P 1 6MPa 的管道 2 输送有毒 可燃 易爆的液体介质 输送距离 指产地 储存库 用户 间的用于输送商品介质管道的直接距离 200Km 且管道公称直径 DN 300mm 的 管道 3 输送浆体介质 输送距离 50Km 且管道公称直径 DN 150mm 的管道 2 符合下列条件之一的长输管道为 GA2 级 1 输送有毒 可燃 易爆气体介质 设计压力 P 1 6MPa 的管道 2 GA1 2 范围以外的管道 3 GA1 3 范围以外的管道 3 2 2 公用管道为 GB 类 级别划分为 1 GB1 燃气管道 2 GB2 热力管道 3 2 3 工业管道为 GC 类 级别划分为 1 符合下列条件之一的工业管道为 GC1 级 1 输送 GB5044 职业性接触毒物危害程度分级 中 毒性程度为极度危 害介质的管道 2 输送 GB50160 石油化工企业设计防火规范 及 GB50016 建筑设计 防火规范 中规定的火灾危险性为甲 乙类可燃气体或甲类可燃流体介质且设计 压力 P 4 0MPa 的管道 管道设计手册 第 1 版 7 3 输送可燃流体介质 有毒流体介质 设计压力 P 4 0MPa 且设计温度大 于等于 400 的管道 4 输送流体介质且设计压力 P 10 0MPa 的管道 2 符合下列条件之一的工业管道为 GC2 级 1 输送 GB50160 石油化工企业设计防火规范 及 GB50016 建筑设计防 火规范 中规定的火灾危险性为甲 乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压 力 P 4 0MPa 的管道 2 输送可燃流体介质 有毒流体介质 设计压力 P 4 0MPa 且设计温度大 于或等于 400 的管道 3 输送非可燃流体介质 无毒流体介质 设计压力 P 10 0MPa 且设计温 度大于等于 400 的管道 4 输送流体介质 设计压力 P 10 0MPa 且设计温度 400 的管道 3 3 压力管道编制 3 3 1 管道编号规则 在管道流程图和透视图上 每段管道都必须有管道等级编号 如 xxx yyy 2 5 001 999 编号中各部分的含意为 xxx 介质代号 O2 N2 AR H2 CA1 CA2 ST LO 液氧 LN 液氮 大写 yyy 公称直径 DN150 DN100 DN80 2 5 2 5MPa 设计压力 001 002 999 管道流水号 管道一览表格式见表 3 1 管道设计手册 第 1 版 8 表 3 1 管道设计手册 第 1 版 9 第 4 章 管道壁厚及其选取 4 1 管道壁厚的表示方法 钢管壁厚的表示方法在不同标准中各不相同 但主要有三种 1 以管子表号表示公称壁厚 此种表示方法以 焊接和无缝钢管 ASME B36 10 为代表并为其他许多标 准所采用 常以 Sch 标示 管子表号是管子设计压力与设计温度下材料许用 应力的比值乘以 1000 并经圆整后的数值 即 1000 t p Sch ASME B36 10 和 JIS 标准中 管子表号有 Sch10 20 30 40 60 80 100 120 140 160 ASME B36 19 中不锈钢管管子表号为 Sch5s 10s 40s 80s 中石化标准 SH 3405 中 无缝钢管采用了 Sch20 30 40 60 80 100 120 140 160 等 9 个表号 不锈钢管采用了 Sch5s 10s 20s 40s 80s 等 5 个表号 2 以管子重量表示公称壁厚 美国 MSS 和 ASME 也规定了以管子重量表示壁厚的方法 将管子壁厚分为 三种 1 标准重量管 以 STD 表示 2 加厚管 以 XS 表示 3 特厚管 以 XXS 表示 对于 DN 250mm 的管子 Sch40 相当于 STD DN 200mm 的管子 Sch80 相当于 XS 3 以钢管壁厚值表示公称壁厚 中国 ISO 和日本部分钢管标准采用壁厚名义值表示钢管公称壁厚 4 2 管道壁厚的计算 管道壁厚根据介质的内压力确定 内压力在管壁上引起三种应力 即切向应 力 轴向应力和径向应力 一般情况下 只考虑切向应力的影响 常温管道壁厚 按下式计算 管道设计手册 第 1 版 10 2 3 PD C 毫米 许用应力 按下式计算 b n MPa 蒸汽管道壁厚 按下式计算 管道外径 管道内径 1 7 2 t PD C P 毫米 式中 P 管道介质设计压力 MPa D 管道外径 毫米 焊缝系数 对无缝管取 1 直缝焊接管取 0 8 螺旋缝焊接管 取 0 6 手工电弧焊取 0 7 C 安全裕度 毫米 为管壁负公差 C1 及管壁腐蚀裕度 C2 之 和 C1 随管子大小及壁厚而变 C2 随管子材质而变 一般在 氧气厂工艺管道对碳素钢管及不锈钢管取 C 2 铜管取 C 1 5 铝合金管取 C 1 5 b 管材抗拉强度 MPa 各种管材的 b值见表 4 1 n 安全系数 许用应力修正系数 见表 4 2 t 钢管在设计温度 t 下的许用应力 MPa 见表 4 3 表 4 1 各种管材的抗拉强度及许用应力 管材 抗拉强度 b MPa 许用应力 MPa Q235A 碳素钢管 10 20 380 340 400 130 114 134 1Cr13 不锈钢 1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti 400 560 560 115 140 140 铜管 半硬 软 250 210 62 52 黄铜管 H62 拉制 半硬 软 340 300 85 75 铝合金管 LF21 140 35 管道设计手册 第 1 版 11 注 1 表列抗拉强度为常温状态下的数值 2 低温状态下的抗拉强度暂缺 可供参考的数据 H62 棒材 550 退 火 4 2 小时 20 时 b 405MPa 183 时 b 522MPa LF21 板材 厚 25 毫 米 纵向在 20 时 b 127MPa 196 时 b 270 MPa 表 4 2 许用应力修正系数 1 无缝钢管 1 00 2 单面焊接的螺旋钢管 0 60 对于纵缝焊接钢管及容器如下取用 A 手工电焊或气焊 3 双面焊接有坡口对接焊缝 1 00 4 有氩弧焊打底的单面焊接有坡口对接焊缝 0 90 5 无氩弧焊打底的单面焊接有坡口对接焊缝 0 75 B 溶剂层下的自动焊 6 双面焊接对接焊缝 1 00 7 单面焊接有坡口对接焊缝 0 85 8 单面焊接无坡口对接焊缝 0 80 管道设计手册 第 1 版 12 表 4 3 钢管在不同温度下的许用应力 常温强度指标 在下列温度 下的许用应力 MPa 钢号 钢管 标准 壁厚 mm b MPa a MPa 20100 150 200 250 300 350 400 425 450 475 500 碳素钢钢管 Q235 A B GB T 3091 2001 GB T 13793 12 375 235 113 113 113 105 94 86 77 10 GB 8163 10 335 205 112 112 108 101 92 83 77 71 69 61 41 10 GB 9948 16 335 205 112 112 108 101 92 83 77 71 69 61 41 16 335 205 112 112 108 101 92 83 77 71 69 61 41 10 GB 6479 17 4 0 335 195 112 110 104 98 89 79 74 68 66 61 41 20 GB 8163 10 390 245 130 130 130 123 110 101 92 86 83 61 41 20 GB 9948 16 410 245 137 137 132 123 110 101 92 86 83 61 41 16 410 245 137 137 132 123 110 101 92 86 83 61 41 20G GB 6479 17 4 0 410 235 137 132 126 116 104 95 86 79 78 61 41 在下列温度 下的许用应力 MPa 钢号 钢管 标准 壁厚 mm 20 100150200250300350400 425 450 475 500525550575600625650675 700 高合金钢钢管 0Cr13 GB T 14976 18 137 126123120119117112109 105 100 89 7253382616 管道设计手册 第 1 版 13 0Cr18Ni9 GB T 14976 18 137 114103969085 82 79 78 76 75 7473716762524232 27 0Cr18Ni1 2Mo2Ti GB T 14976 18 137 117107999387 84 82 81 81 80 79 管道设计手册 第 1 版 14 4 3 能源介质管道管径及壁厚选用推荐表 表 4 4 序 号 介质 介质代 号 设计 压力 MPa 设计 温度 管道壁厚mm 公称直径mm 15202532405065 80 100125150 200250300 350400 450 500 系列管道外径mm 21273442486076 89 114140168 219273325 356406 457 508 系列管道外径mm 18253238455773 89 108133159 219273325 377426 480 530 1 185 3 3 3 3 3 3 53 5 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 9 1 6 205 3 3 3 3 3 3 53 5 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 9 2 5 226 3 3 3 3 3 3 54 4 54 54 55 6 7 8 9 9 9 10 1 蒸汽 ST 4 252 3 3 3 3 53 54 4 5 5 6 6 7 8 9 10 1011 12 13 2 氧 氮 氩 O2 N2 Ar 3 常温 3 3 3 3 3 3 53 5 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 10 3 高炉 混 合 转炉 BFG M G LDG 0 025 常温 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 10 4 焦炉煤气COG 0 03 常温 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 10 5 焦炉煤气COG 0 8 常温 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 10 6 液化石油 气 天然 气 LPG NG 1 6 常温 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 10 7 压缩空气CA 0 8 常温 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 10 8 氢气 H2 0 65 常温 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 10 9 保护气体HN 0 7 常温 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 10 10 氨气 NH3 1 常温 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 10 管道设计手册 第 1 版 15 11 水系统 1 常温 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 6 7 8 9 9 9 10 注 部分压力较低的管道 水 压缩空气 煤气管道等 可采用低压流体输送用焊接钢管 GB T3091 2001 4 4 各种压力下管道最小壁厚表 表 4 5 PN Pt 5 2 常用阀件 5 2 1 阀件的分类 1 按用途分 1 切断阀类 主要用于切断或接通介质流 包括闸阀 截止阀 隔膜阀 旋塞阀 球阀 蝶阀等 2 调节阀类 主要用于调节介质的流量 压力等 包括调节阀 节流阀 减压阀等 3 止回阀类 用于阻止介质倒流 包括各种结构止回阀 4 分流阀类 用于分配 分离或混合介质 包括各种结构的分配阀和疏 水阀等 5 安全阀类 用于超压安全保护 包括各种类型的安全阀 2 按压力分 1 真空阀 工作压力低于标准大气压 2 低压阀 PN 1 6MPa 3 中压阀 PN 2 5 6 4MPa 4 高压阀 PN 10 80MPa 5 超高压阀 PN 100MPa 3 按工作温度分 1 高温阀 t 450 2 中温阀 120 t 450 3 常温阀 40 t 120 4 低温阀 100 t 40 5 超低温阀 t 100 4 按其他方法分类 按阀体材料分为铸铁阀 铸钢阀 锻钢阀等 按驱动方式分为手动阀 电动 阀 气动阀 液动阀等 按使用部门特点分为船用阀 水暖用阀 电站用阀等 5 2 2 阀件的温压表 当阀件工作温度超过公称压力的基准温度时 其最大工作压力必须降低 阀 管道设计手册 第 1 版 20 件的工作温度和新的最大工作压力变化表简称为温压表 见表 5 2 表 5 3 它 是阀门选用的基础 表 5 2 钢制阀件温压表 基准温度 工作温度 200 250300350400425 435 445PN MPa Ps MPa 最大工作压力 Pmax MPa 0 1 0 2 0 1 0 090 080 070 060 06 0 05 0 05 0 25 0 4 0 25 0 220 2 0 180 160 14 0 12 0 11 0 4 0 6 0 4 0 360 320 280 250 22 0 2 0 18 0 6 0 9 0 6 0 560 5 0 450 4 0 36 0 32 0 28 1 0 1 5 1 0 0 90 8 0 7 0 640 56 0 5 0 45 1 6 2 4 1 6 1 41 251 1 1 0 0 9 0 8 0 7 2 5 3 8 2 5 2 22 0 1 8 1 6 1 4 1 25 1 1 4 0 6 0 4 0 3 63 2 2 8 2 5 2 2 2 0 1 8 表 5 3 球墨铸铁阀件温压表 基准温度 工作温度 120 200 250 300 350 400 PN MPa Ps MPa 最大工作压力 pmax MPa 0 1 0 2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 08 0 07 0 25 0 4 0 25 0 25 0 2 0 2 0 19 0 16 0 4 0 6 0 4 0 36 0 34 0 32 0 3 0 28 0 6 0 9 0 6 0 55 0 5 0 5 0 45 0 42 1 0 1 5 1 0 0 9 0 8 0 8 0 75 0 7 1 6 2 4 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 0 2 5 3 8 2 5 2 3 2 1 2 0 1 8 1 6 4 0 6 0 4 0 3 6 3 4 3 2 3 0 2 8 注 一般情况下 法兰组件 工作温度 t 300 工作压力 PN 2 5Mpa 的管 道宜采用平焊法兰 工作温度 t 300 工作压力 PN 2 5Mpa 的管道采用对焊 法兰 管道设计手册 第 1 版 21 5 2 3 阀门类型选用原则 1 给水 排水管道及其设备上阀门选用原则 1 一般给水 排水管道及设备公称直径 65mm 宜选用截止阀 公称直径 80 200mm 宜选用闸阀 公称直径 250mm 宜选用闸阀或蝶阀 但工作压力在 1 23MPa 以上时不宜选用蝶阀 但 工厂设计统一技术规定 12 22 规定 干 管交接点 DN 500 的阀门不宜采用蝶阀 所以设计宝钢项目时需与业主充分沟 通后再选择 2 水处理过滤设备宜选用蝶阀 3 水处理软化 除盐设备宜选用隔膜阀 4 污泥管道及设备宜选用管夹阀 球阀 隔膜阀 插板阀 但电动或气 动控制阀门不宜选用插板阀 5 安装在室外或潮湿场所的阀门不宜选用明杆阀门 但消防阀必须是明 杆阀门 6 安装在阀门井内的阀门 如果操作手柄经常浸在水中 则不宜选用蝶 阀 7 水泵出口处宜选用缓闭止回阀 2 蒸汽 压缩空气管道及其设备上阀门选用原则 1 公称直径 100mm 的阀门宜选用截止阀 球阀 2 公称直径 200mm 的阀门宜选用闸阀 蝶阀 但工作压力 2MPa 时 不宜选用蝶阀 3 煤气管道和设备上阀门选用原则 1 公称直径 50mm 的阀门宜选用旋塞阀 2 公称直径 65 200mm 的阀门宜选用闸阀 3 公称直径 250mm 的阀门宜选用闸阀或蝶阀 4 用于焦炉煤气 发生焦炉煤气的管道和设备上的阀门 不得使用铜质 材料配件 4 氧气管道和设备上的阀门选用原则 1 氧气管道和设备上所需用的阀门应选用截止阀 球阀和蝶阀 不得使 用闸阀 管道设计手册 第 1 版 22 2 阀门的阀体不得使用铸铁 3 阀门的密封材料不得使用易燃或含油材料 5 化工工艺管道和设备上的阀门一般选用原则 特殊情况下需根据操作要 求和介质情况进行选取 1 用于水 蒸汽 压缩空气 煤气管道上的阀门选用原则分别参照 1 2 3 条款 2 用于小口径工艺管道上的阀门 宜选用截止阀 球阀 3 用于大口径工艺管道上的阀门 宜选用闸阀 蝶阀 4 用于腐蚀性介质管道上的阀门 宜选用隔膜阀或其他类型带防腐衬里 的阀门 5 用于输送萘 沥青等易结晶或凝固介质管道上的阀门宜选用蒸汽夹套 保温阀 5 3 阀门型号说明 此部分仅供参考 具体的需以相关样本为准 5 3 1 阀门型号各单元表示的意义 5 3 2 阀门类型表示方法 表 5 4 阀门类型代号 阀门类型 代号 阀门类型 代号 管道设计手册 第 1 版 23 闸阀 Z 旋塞阀 X 截止阀 J 柱塞阀 U 节流阀 L 安全阀 A 蝶阀 D 减压阀 Y 止回阀 底阀 H 蒸汽疏水阀 S 球阀 Q 调节阀 T 隔膜阀 G 排污阀 P 当阀门具有第二功能作用时 应在阀门类型代号前加上第二功能作用的汉语 拼音代号 表 5 5 带有特异结构的阀门 应在阀门类型代号后加小写的汉语 拼音字母角标 表 5 6 表 5 5 具有第二功能作用的阀门代号 第二功能作用名称 代号 第二功能作用名称 代号 V 型球阀 D 保温型 V 内压自紧型 B 缓闭型 N 吹扫型 H 排渣型 C 防火型 P 波纹管型 F 快速型 W 伸缩法兰型 Q 低温型 S 表 5 6 带有特异结构阀门的角标代号 特异结构名称 代号 刀型平板闸阀 d 带导流孔型闸阀 k 水封型 s 表 5 7 阀门传动方式代号 传动方式 代号 传动方式 代号 电磁动 0 锥齿轮 5 电磁 液动 1 气动 6 电 液动 2 液动 7 蜗杆 3 气 滚动 8 管道设计手册 第 1 版 24 正齿轮 4 电动 9 注 1 手动手轮操作以及安全阀 减压阀 疏水阀可省略本代号 2 对于气动或液动 常开式用 6k 7k 表示 常闭式用 6B 7B表示 气动带 手轮用 6s 表示 防爆电动用 9B表示 3 代号 1 2 及 8 是用在阀门启闭时 需有两种电动力源同时对阀门进行操 作 表 5 8 阀门连接形式代号 连接形式 代号 连接形式 代号 连接形式 代号 内螺纹 1 承插焊 6K 卡箍 8 外螺纹 2 对接焊 6B 卡套 9 法兰 4 对夹 7 表 5 9 阀门结构形式代号 代号 阀门类型 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 明杆 暗杆 楔式 平行式 楔式 平行式 弹性 刚性 闸阀 闸板 单闸 板 双闸 板 单闸 板 双闸 板 单闸 板 双闸 板 单闸 板 双闸 板 平衡 截止阀 节流阀 柱塞阀 直通 式 Z 形 式 三通 式 角式 直流 式 直通 式 角式 非密 封型 密封型 非密封型 蝶阀 三偏 心 中线 式 单偏 心 双偏 心 连杆 机构 三偏 心 中线 式 单偏 心 双偏 心 连杆 机构 升降式 旋启式 止回阀 底阀 直通 式 立式角式 单瓣 式 多瓣 式 双瓣 式 回转 蝶型 止回 阀 截止 止回 阀 固定 球 浮动球 浮动球 固定球 三通 式 三通式 三通式 球阀 半球 直通 直通 式 Y 形 L 形T 形 四通 直通 式 T 形 L 形 隔膜阀 屋脊 截止 直流直通 角式 管道设计手册 第 1 版 25 式 式 式 式 Y 形 填料密封 油密封 旋塞阀 直通 式 T 形 三通 四通 直通 式 T 形 三通 弹簧 弹簧 封闭 不封 闭 封闭不封闭 带散 热片 带扳手 带控 制机 构 带扳手 安全阀 全启 式 微启 式 全启 式 双联 弹簧 微启 式 全启 式 杠杆 式 全启 式 微启 式 全启 式 脉冲 式 减压阀 薄膜 式 弹簧 薄膜 式 活塞 式 波纹 管式 杠杆 式 续表 代号 阀门类型 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 蒸汽疏水阀 浮球 式 浮筒 式 液体 或固 体膨 胀式 钟形 浮子 式 蒸汽 压力 式或 膜盒 式 双金 属片 式 脉冲 式 圆盘 式 液面连续排 放 液面间断排放 截止形 截止形 排污阀 直通 式 角式 直流 式 直通 式 角式 浮动 闸板 型直 通式 表 5 10 阀门阀座密封面或衬里材料表示方法 阀座密封面或衬里材料 代号 阀座密封面或衬里材料 代号 锡基轴承合金 巴氏合 金 B 尼龙塑料 N 搪瓷 C 渗硼钢 P 渗氮钢 D 衬铅 Q 氟塑料 F Mo2Ti 系不锈钢 R 陶瓷 G 塑料 S 管道设计手册 第 1 版 26 Cr13 系不锈钢 H 铜合金 T 衬胶 J 橡胶 X 蒙乃尔合金 M 硬质合金 Y 注 1 由阀体直接加工的阀座密封面材料代号用 W 表示 2 除隔膜阀外 当密封副的密封材料不同时 以硬度低的材料表示 表 5 11 阀门阀体材料代号 阀体材料 代号 阀体材料 代号 钛及钛合金 Ti 球墨铸铁 Q 碳钢 C Mo2Ti 系不锈钢 R Cr13 系不锈钢 H 塑料 S 铬钼钢 I 铜及铜合金 T 可锻铸铁 K 铬钼钒钢 V 铝合金 L 灰铸铁 Z 18 8 系不锈钢 P 注 1 PN 1 6MPa 的灰铸铁阀体和 PN 2 5MPa 的碳素钢阀体材料科省略代号 2 CF3 CF8 CF3M CF8M 等材料牌号可直接标注在阀体上 5 4 管道设计中需注意的问题 1 氢气站内金属管道 金属构架 电缆金属外皮和突出屋面的放空管均应接 地 管道法兰 阀门等连接处 应采取金属线跨接 2 氧气 氢气管道上的放散管 吹扫短管应采用不锈钢管 氢气放散管口应 设阻火器 氧气 氢气管道上的所有阀门应采用截止阀 参照 宝山钢铁股份 有限公司建设工程工厂设计统一技术规定 3 氧气管道根据需要采用不锈钢 铜管 铝合金以及碳素钢管 一般情况 下 主管道采用碳素钢管 当氧气管道直管采用碳素钢管时一般每隔 200 米设管 道阻火器 铜管长 500mm 在阀门后应加阀后阻火器 其铜管长度为管径的 5 倍 但不得小于 1 5m 在送往重要用户的交接点处的弯管 分岔管处也应采 取同样措施 氧气管道的管件应尽量采用无缝成品管件 当采用无缝碳钢成品 弯头时 弯头半径 R 1 5 倍管道公称直径 当采用不锈钢或铜基合金的成品弯头 时 弯头半径 R 管道外径 当采用煨弯时 弯头半径 R 5 倍管道外径 分支管 角度最好在 45 600范围内 氧气管道流量和压力调节阀前 宜装设 70 90 目 管道设计手册 第 1 版 27 的过滤器 过滤器壳体应用不锈钢 滤网应用铜基合金或纯铜材质制作 在吹扫 试验时应拆下过滤器调换可卸管 4 氧气 氢气管道焊接时 必须要用氩弧焊打底 5 设计压力 3 0MPa 的氧气管道所用法兰应选用锻钢整体制造 6 可燃和助燃介质管道每隔 20 25 米需设接地 接地电阻不大于 10 当 管道连接部有填料 受到电气绝缘时 需以搭接线跨接 其电阻小于 0 03 7 煤气设备和管道隔断装置前 管道隔断装置前后支管闸阀在煤气总管旁 0 5m 内 可不设放散管 但超过 0 5m 时 应设放气头 放散管应高于煤气管道 设备和走台 4m 离地面不小于 10m 厂房内或距厂房 20 米以内的煤气管道和设 备上的放散管 管口应高出房顶 4m 厂房很高 放散管又不经常使用 其管口 高度可适当降低 但应高于煤气管道 设备和走台 4m 不应在厂房内或向厂房 内放散煤气 煤气设施的放散管不应共用 放散气集中处理的除外 8 煤气管道一般采用水封作为切断装置 管径较小时可采用闸阀或 NK 阀作 为切断阀门 需切断煤气用的水封 切断阀应考虑增设盲板隔断煤气 堵盲板地 方 DN 250mm 应有顶开装置 水封的有效压头应不低于煤气最大压力的 1 5 倍 出口压力 20KPa 的高炉 焦炉 混合煤气管采用有效高度为 3000mm 的水 封 出口压力 24KPa 的转炉煤气管采用有效高度为 4200mm 的水封 在高炉区 附近的高炉煤气管道采用有效高度为 3000mm 的水封 其余的高炉煤气管道采用 有效高度为 2200mm 的水封 加压机前转炉和焦炉煤气管采用有效高度为 1600mm 的水封 管道末端考虑压力波动 应增加水封有效高度 500 1000mm 水封用上水管道应保温 9 管径 3000mm 的煤气管道水封采用全厂工业用水或串级水主管直接供 水 管径 3000mm 的煤气管道水封采用就地设泵 循环给水 一般需在 15 分钟 以内将水封灌满 由全厂工业用水或串级水主管供给补充水 10 当煤气管道采用无坡度敷设时 每隔 100 150m 左右设一个排水密封 罐 一般设在补偿器上游侧 当煤气管道采用有坡度敷设时 每隔 200 250m 左右设一个排水密封罐 一般设在低点位置 排水密封罐不设给水管 第一次注 水由全厂统一水车供水 一般焦炉煤气及其混合煤气管道排水密封罐排除的冷凝 管道设计手册 第 1 版 28 水 需槽车抽出送往焦化厂的含酚污水处理设施进行处理 高炉煤气及转炉煤气 管道排水密封罐排除的冷凝水直接排至生产雨水下水道 11 管径 1400mm 的煤气管道需设置加强筋 加强筋设置在煤气管道支架 附近 12 低压煤气管道 压力 0 1MPa 不作强度试验 仅作严密性试验 低 压氢气管道 压力 0 1MPa 强度试验压力为 0 1MPa 氢气管道严密性试验压 力为 1 05 倍设计压力 泄漏量试验压力为 1 0 倍设计压力 13 当现场不允许进行压力试验时 经建设单位同意 可同时采用下列方法 代替 1 所有焊缝用液体渗透法或磁粉法进行检验 2 对接焊缝用 100 射线照相进行检验 14 天然气管道 设计压力小于等于 1 6MPa 强度试验压力为设计压力的 1 5 倍 严密性试验 当设计压力小于等于 0 6MPa 时 试验压力为设计压力 当大于 0 6MPa 时 试验压力为设计压力的 1 15 倍 工作压力小于 0 4MPa 的管 道 可直接进行严密性试验 管道设计手册 第 1 版 29 第 6 章 管道保温的原则 本章节主要阐述防止热损失及防烫保温 未涉及管道及设备保冷 管道及设 备保冷可参照 管道及设备保冷 98T902 执行 同时本章节主要阐述的是 一些原则 未涉及保温厚度以及材料的选取 具体情况需按照相关规范执行 6 1 一般规定 1 介质设计温度高于 50 的热网管道 设备 阀门一般应隔热保温 2 操作人员需要接近维修的地方 设备及管道保温结构表面温度不得超过 60 保温材料及其制品的主要性能应符合下列规定 1 在运行中 保温材料的平均温度低于 350 时 其导热系数不得大于 0 12W m 保冷材料的平均温度低于 27 时 其导热系数不应大 于 0 064W m 2 保温的硬质材料密度不应大于 300kg m3 软质材料 半硬质制品 保 冷材料的密度不应大于 200kg m3 3 保温的硬质材料的抗压强度不应小于 0 4MPa 用于保冷的硬质材料 抗压强度不应小于 0 15MPa 3 保温层设计时应优先采用经济保温厚度 当经济保温厚度不能满足技术 要求时 应按技术条件确定保温层厚度 6 2 保温结构设计原则 1 保温层外应有性能良好的保护层 保护层的机械强度和防水性能满足施 工 运行的要求 对预制的保温结构还要适应运输的需要 2 管道采用硬质保温材料时 直管段每隔 10 20m 及弯头处 应预留伸缩缝 缝内填充柔性保温材料 伸缩缝外防水层应搭接 3 对地下敷设的管道 严禁采用吸水性保温材料进行填充式保温 4 直埋敷设管道采用柔性保温层时 保温层必须采用憎水性硬质 半硬质保 温材料 保温层应做成连续整体结构 5 直埋管道处于地下水位以下或采用吸水 柔性保温材料时 必须采用防水 性能可靠的刚性保护层 6 阀门 法兰等部位宜采用可拆卸式保温结构 6 3 热网管道对保温结构的要求 管道设计手册 第 1 版 30 保温结构设计是否合理 直接关系到保温效果 投资大小 使用年限及表面 整齐美观等问题 因此 设计保温结构时 应满足下列要求 1 保证热损失不超过标准热损失 2 保温结构应有足够的机械强度 保证保温材料在自重的作用下或偶尔受 到外力冲击时不致脱落下来 因此要求抗压强度大于 0 4MPa 尤其在室外 架空布置的设备及管道 经常遭受风雨袭击的情况下 保温结构更应坚固 耐用 3 保护层的材料要有防水性能 使外部的水蒸汽 雨水及潮湿泥土中水分 都不能进入保温材料内 保护层材料的耐压强度应不小于 0 8MPa 其可燃 性有机物含量不大于 15 并要求保护层材料不因温度变化而出现开裂现 象 4 要求选用热导率小 耐温高 无化学腐蚀 堆积密度小 抗压强度高 能够就地取材 施工方便的保温材料 5 保温结构力求简单及外形整齐美观 6 保温结构要考虑由于管道和设备产生振动而不致遭受破坏的一些措施 如在管道弯曲部分 型补偿器以及管道与泵或其他转动设备相连接时 由于管道伸缩以及设备产生振动 使保温层发生脱落 在这种情况下 不 宜采用预制瓦或板 应采用毡材或绳材等柔性保温材料 6 4 常用的保温材料 1 微孔硅酸钙 按材料最高使用温度分 型 650 1000 按产品密度分 270 号 240 号 220 号 170 号和 140 号 导热系数 0 06W m 左右 100 2 膨胀 憎水 珍珠岩 按产品密度分 200 号 250 号 300 号 350 号 导热系数 0 06W m 左右 25 3 硅酸铝 容重 96 192kg m3 导热系数 0 04W m 左右 25 4 玻璃棉 管道设计手册 第 1 版 31 容重 45 90kg m3 管壳 导热系数 0 04W m 左右 25 5 岩棉 容重 61 200kg m3 管壳 导热系数 0 04W m 左右 25 6 复合硅酸盐 容重 150 160kg m3 管壳 导热系数 0 04W m 左右 25 7 橡树泡沫塑料 6 5 影响导热系数的主要因素 1 温度 2 含湿率 3 容重 4 气密性 管道设计手册 第 1 版 32 第 7 章 管道补偿 7 1 管道热伸长的计算 7 1 1 管道温差的选取 天然气 氮气 氢气 煤气 氧气 氩气 氨气及压缩空气管道热伸长量温 差宜取 55 转炉煤气柜前的转炉煤气管道温差取 75 水管道温差宜取 40 7 1 2 管道热伸长的计算 21 LL tt 式中 L 管道的热伸长量 mm 管材的线胀系数 mm m C L 计算管道的直线距离 m t2 供热介质的最高温度 C t1 管道安装温度 C 7 2 管道热补偿 7 2 1 自然补偿 管道设计时应尽可能利用管道敷设时的自然弯曲段 L 型或 Z 型 来吸收管 道的热伸长变形 此称为自然补偿 其优点是装置简单 可靠 缺点是管道变 形时产生横向位移 7 2 1 1 自然补偿选用原则 一般采用 L 型 Z 型及空间立体弯三种类型作为自然补偿器 1 管道布置时 应尽量利用所有的管路原有弯曲的自然补偿 但自然 补偿不能满足要求时 才考虑装设各种类型的伸缩器 2 弯管转角宜在 900 1200之间 自然补偿的管道臂长不应超过 20 25m 弯曲应力不应超过 80MPa 7 2 1 2 自然补偿器短臂长度计算 1 L 型补偿器 图 7 1 2 1 1 300 LD L 管道设计手册 第 1 版 33 式中 L2 L 型补偿器的短臂长度 m L 长臂 L 的热膨胀量 mm D 管道外径 mm 2 1 图 7 1 L 型补偿器 2 Z 型补偿器 图 7 2 1 2 3 1 2 6 tED L 10 1 1 2 L L 式中 L Z 型补偿器的短臂长度 m t 计算温差 E 材料的弹性模数 MPa 弯曲允许应力 MPa D 管道外径 mm 12 图 7 2 Z 型补偿器 7 2 2 型补偿器 型补偿器是用钢管煨弯或用热压弯头焊接而成 其优点是制造方便 补偿 能力大 轴向推力小 维修方便 运行可靠 缺点是单向外伸臂较长 占地面积 大 需增设支架 管道设计手册 第 1 版 34 7 2 2 1 选用原则 1 自然补偿无法满足要求时 应首先考虑采用 型补偿器 条件不具 备时 才考虑选用其他形式补偿器 2 型补偿器的自由臂 导向支架至补偿器外伸臂的距离 一般为 40 倍公称直径的长度 3 用于热管道的 型补偿器安装时一般需预拉伸 当介质温度为 250 时 预拉伸值为计算热伸长量的 50 当介质温度为 250 400 时 为 计算热伸长量的 70 用于常温管道的 型补偿器一般不需预拉伸 7 2 2 2 型补偿器的类型 图 7 3a 1 型 B 2A 图 7 3b 2 型 B A 图 7 3c 3 型 B 0 5A 图 7 3d 4 型 B 0A 7 2 3 波纹管补偿器 波纹管补偿器具有配管简单 安装容易 维修管理方便等优点 波纹管补偿 器因工作压力不同有 0 6 1 0 1 6 2 5MPa 型 工作温度可在 450 以下 尺 寸 DN 为 50 2400mm 管道设计手册 第 1 版 35 图 7 4 波纹管补偿器附近活动支架布置图 7 2 4 套筒式补偿器 套筒式补偿器具有补偿能力大 结构简单 占地面积小 流动阻力小 安装 方便等优点 但也有易漏水 漏汽 需要经常检修 更换填料等缺点 因工作压 力不同有 0 6 1 0 1 6 2 5MPa 型 一般工作温度不超过 300 7 3 波纹补偿器安装时的预拉伸及压缩 补偿器安装时的预拉伸 压缩 量应根据中点温度来确定 安装时 环境温 度等于中点温度 补偿器不进行预拉伸 压缩 如果安装时的环境温度高于中 点温度 补偿器应进行预压缩 如果安装时的环境温度低于中点温度 补偿器应 进行预拉伸 补偿器安装时的预拉伸 压缩 量按照下面公式计算 中点温度的确定 即管道设计要求达到最高温度与最低温度之和的平均值 为中点温度 则 maxmin 2 m TT T 式中 m T 中点温度 max T 最高温度 min T 最低温度 预拉伸量 min maxmin 2 s TTx xx TT 预压缩量 max maxmin 2 s TTx xx TT 式中 x 预拉伸量 mm x 预压缩量 mm x 轴向补偿量 mm s T 安装温度 max T 最高设计温度 min T 最低设计温度 管道设计手册 第 1 版 36 第 8 章 管道的支吊架 8 1 支吊架布置 1 设备接口附近的支吊架间距和形式 除符合管道的强度 刚度和防震要 求外 应使设备接口所承受的管道荷重 推力和力矩在设备的允许范围内 2 支吊架布置在靠近集中荷载 如阀门 三通 附近 3 当垂直管段仅有一个支吊架时 一般装在垂直管段的上部约三分之一处 4 水平弯管两侧的支吊架 应将其中一只设置在靠近弯管的直管段上 弯 管两侧支吊架管道的展开长度为允许间距的0 73倍 末端直管两支架间的距离 不大于允许跨距的0 81倍 8 2 支吊架间距 8 2 1 按强度条件 t max 1 2 24 q LW 式中 Lmax 支吊架的最大允许间距 m q 管道单位重力 包括管子自重和保温结构及附加重 N m W 管子的断面抗弯矩 cm3 t 钢材在设计温度下的许用应力 MPa 管道焊缝系数 可取 0 61 0 8 2 2 按刚度条件 3 maxt 1 0 112E I q L 式中 t E 钢材在设计温度下的弹性模量 MPa I 管子的断面惯性矩 cm4 8 3 管道固定支架间距的确定 8 3 1 管道固定支架间距确定的原则 管道固定支架是用来承受管道因热胀冷缩时所产生的推力 为此 支架和基 础必须坚固 固定支架的间距直接影响到管网的经济性 因此要求固定支架布置 管道设计手册 第 1 版 37 合理 使固定支架允许间距加大以减少其数量 固定支架间距必须满足下列条件 1 管段的热伸长量不得超过固定支架的允许补偿量 2 管段因膨胀产生的推力不得超过固定支架所能承受的允许推力值 3