化工工艺管件培训.ppt

管道管件知识培训 设备基础知识 第一章工业管道总则 一 术语管道 由管道组成件装配而成 用于输送 分配 混合 分离 排放 计量或截止流体流动 还包括管道支撑件 但不包括支撑构筑物 如管架 底座等 管道组成件 用于连接或装配成压力密封的管道系统机械元件 包括管子 管件 法兰 垫片 紧固件 阀门 安全保护装置以及诸如膨胀节 挠性接头 管路中的仪表等 公称压力 代表管道组成件的压力等级 由PN和无因此数字组成 公称直径 管道组件的规格 由DN和无因此数字组成 又称平均外径 指标准化以后的标准直径 管子 用以输送流体或传递流体压力的密封中空连续体 管道支撑件 是将管道荷载传递到管架结构上去的元件 分为固定件和结构附件 管件 通常包括弯头 三通 法兰 异径管 管帽 翻边短节 活接头等 管架 是支撑管道的构筑物 管道通过支撑件将荷重和推力传递到管架上 独立固定在基础上 也可固定在墙或设备上 分为独柱式 双柱式和悬臂式 管廊 大型装置管道集中敷设的主要场所 由钢结构或钢筋混凝土结构的立柱 横梁以及衍架所构成 可分为单层或多层 可通行的或不可通行的等 有毒介质 根据介质的急性毒性 急性中毒发病情况 慢性中毒发病情况 慢性中毒后果 致癌性 最高容许浓度分为 极毒危害 高度危害 中度危害 轻度危害 可燃 易爆介质 化工设计防火规范上定义的甲乙类及工作温度高于闪点的流体的总称 压力管道分级按其危害程度和安全等级划分为GC1 GC2 GC3三级 GC1级管道 输送极度危害介质或高度危害气体介质或工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的压力管道 输送可燃 易爆介质 甲乙类可燃气体 液化烃 甲B类可燃液体 且设计压力 4 0MPa的压力管道 设计压力 10 0MPa的压力管道和设计 4 0MPa且设计温度 400 压力管道 GC3级管道 输送无毒 非可燃流体介质 设计压力 1 0MPa且设计温度 20 但 185 的压力管道 GC2级管道 介于GC1和GC3之间的压力管道 第二章工业管道材料 本章包括压力管道建造材料的基本要求 材料选用 使用限制 检验要求等 一 材料选用应根据具体使用条件 包括制造 制作安装 操作情况 工作环境 和试验等 以及规定的材料使用要求和限制 选用合适的管道组成材料 二 材料的种类材料按材质的不同主要分为金属材料和非金属材料两大类 A 金属材料 主要以碳素钢 低合金钢 合金钢三大系列为主 成分 铁 碳 硫 磷 锰 硅等 1 碳素钢由铁 95 以上 碳 0 05 1 4 及微量其他杂质组成的合金 工业用碳素钢根据钢中硫磷的含量分为普通钢 优质钢 高级优质钢 普通钢广泛用于制造化工容器 管道等构件钢的牌号 由代表屈服强度的字母 屈服强度值 质量等级符号 脱氧方法等四个部分按顺序组成 如 Q235A F Q235B 2 合金钢 是在碳钢中加入一种或几种合金元素能改善钢的组织和性能 这种钢称为合金刚 合金元素 5 的为低合金钢 5 10 的为中合金钢 10 的为高合金钢 合金元素主要有 锰 硅 钒 钛 铌和稀土元素等 合金钢的牌号 由表示平均含碳量万分数的数字 加上表示所含主要合金元素的元素符号和表示合金元素平均含量的百分数的数字组成 如 16MnDR表示平均含碳量0 16 含锰量 1 5 的低温容器用钢 一般情况下平均含碳量 1 的用0表示 0 3 的用00表示 合金元素平均含量1 5 时不需注明 不锈钢及不锈耐酸钢 一般把在空气 水 及一些弱腐蚀性介质中能耐腐蚀的合金刚叫不锈钢 在酸和其他耐腐蚀性介质中耐蚀的合金钢叫不锈耐酸钢 习惯上这两种钢统称为不锈钢 不锈钢中的合金元素主要是 铬 镍 锰 钼 钛等 不锈钢牌号的编写与普通合金钢类似 3 有色金属及其合金 在工业上钢铁叫黑色金属 除钢铁以外的金属称为有色金属 在化工机械和设备制造中应用的有色金属 主要有铜 铝 铅 镍及其合金 B 非金属材料分为无机材料和有机材料两类 1 有机非金属材料也称有机高分子材料 常用的有塑料 橡胶 胶结材料和涂料等 工程塑料的品种很多 在化工生产中最常用的有 聚氯乙烯 一般用作设备衬里或制造化工设备 管道管件等 常用的用PVC管道 管件等 耐酸酚醛 用作各种零件管道 阀门 管件等 聚乙烯 广泛用于设备衬里和板框过滤机的板框 聚丙烯 用于化工容器和管材的制作 如pp管材 PPR管材等 聚四氟乙烯 用于耐蚀 耐温的密封元件 如生料带 玻璃钢 用作设备衬里 设备 管道 管件等 2 无机非金属材料主要有 化工陶瓷 化工搪瓷 砖板衬里 耐热玻璃 不透性石墨 C 各种材料的优缺点 碳素钢强度较低而延性与可焊性良好 耐腐蚀性和耐高温性能较差 但在浓硫酸 出现钝化现象 和 30 的液碱 形成氢氧化铁和氢氧化亚铁保护膜 中能用 适用于一般化工容器和管道管件 合金钢的强度显著提高同时低温韧性和高温强度明显优于碳钢 抗腐蚀性 抗高温氧化或乃特别高的温度 从而扩大了应用范围 有色金属及其合金具有良好的耐腐蚀性能和低温性能 但价格较贵 一般用在有特殊要求的装置上 如氯代环己烷车间的通氯管道用的是铜管 非金属材料有良好的耐蚀性能和某些特殊功能 且原料来源丰富 价格比较低廉 在化工生产中用的越来越多 相对金属材料 其机械性能较差 玻璃钢除外 导热性差 石墨除外 耐热性不高等 第三章管件介绍 管道组成件 大致分为 管子 管件 阀门 法兰 垫片 安全保护装置等 一 管子 根据材质不同分为很多种 常用的材质有碳钢 不锈钢 镀锌管 PVC PP 玻璃钢 铜管 PPR 玻璃等等 不同材质管子的特点和规格型号 1 碳钢管 化工厂最常见的管子 也是我们公司用的最多的管子 用于输送没有特殊要求的物料 能适应工艺的要求且价格相对较低 需利用电焊机使用焊条将管子与管子及管件连接 规格型号 一般用公称直径表示 常用的有 DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300 DN350 DN400 DN450 DN500 DN600等 管子的厚度 DN15 DN50一般是3mm厚 也有3 5mm的 随着管径的变化壁厚也有相应的变化 购买时也可以指定壁厚 一般使用的管道压力为0 6MPa 2 不锈钢管 因其强度高和耐腐蚀性能好 一般用于有特殊要求的管道上 如埋地管等 规格型号的表示方法与碳钢管相同 3 镀锌管 在碳钢管上镀锌 分热镀锌和电镀锌两种 热镀锌镀锌层厚 具有镀层均匀 附着力强 使用寿命长等优点 电镀锌成本低 表面不是很光滑 其本身的耐腐蚀性比热镀锌管相差很多 镀锌管的耐腐蚀性比碳钢管稍好一些 一般用于暖气管道或要求较高的场所 也适用于不能动火的场所 一般采用丝接的方法将镀锌管与管及管件连接 为使密封效果好 连接时需使用生料带 规格型号 一般用多少寸表示 如 1 1 2 2 3 3 4 等 4 PP管 聚丙烯管 耐腐蚀性能比较好 耐热性能较差 我们公司一般用于盐酸管道等 规格型号的表示方法与碳钢管相同 5 PVC管 聚氯乙烯 一般用于对温度 50 耐腐蚀性能要求不高的工业场所 我们公司一般用于放空管道 水管或临时使用的管道 规格型号 一般用直径表示 如 15 20 25 32 40 50 63 75 90 110 140 160 200 250 315 350等 一般不会使用再大的 强度达不到 6 玻璃管 一般用于对耐腐蚀性能和防静电性能要求较高的场所 而且有利于物料观察现象 如 氯代环己烷车间 及其他车间精馏工艺装置 规格型号与镀锌管的表示方法相同 7 铜管 一般用在对材质有特殊要求的场所 如 氯代环己烷车间的通氯管道使用的是铜管 规格型号与碳钢管的表示方法相同 8 玻璃钢管 一般用于对耐腐蚀性能 温度 强度要求较高的场所 规格型号与碳钢管的表示方法相同 需要专用的配套管件 9 PPR管 一般用于热水管道 10 塑料软管 钢丝软管 不锈钢软管等 二 管件管件 由弯头 异径管 三通 四通 垫片 拷克 铜外丝接头 马牙 管箍 补心 管堵 对丝等 与管子联结的方式有 直接焊接 最常用的方式 法兰联接 热熔连接 电熔连接 螺纹联接及承插式联接等 以材质划分碳钢 铸钢 合金钢 不锈钢 铜 铝合金 pvc pp等 管件规格型号的表示方法与配套的管子的表示方法相同 1 弯头 弯头是改变管路方向的管件 按角度分 有45 及90 180 三种最常用的 另外根据工程需要还包括60 等其他非正常角度弯头 2 异径管 又称大小头 用于两种不同管径的连接 分为同心大小头和偏心大小头 3 三通 四通 用在主管道要分支管处 有等径和异径之分 等径的接管端部均为相同的尺寸 异径的主管接管尺寸相同 而支管的接管尺寸小于主管的接管尺寸 有正三通正四通 斜三通 斜四通 4 管箍 用来连接两根管子的一段短管 也叫外接头 连接方法有 螺纹连接 焊接 粘结等 5 管堵 又叫塞头 装在管端内螺纹上 以堵塞管子的管件 6 铜外丝接头7 对丝对丝主要用于相匹配的五金配件连接 比如可以安装在各种管道接口使用 常见的是镀锌材料制作的 8 补芯常用的一种管件 用于暖流气片两端 也常用作丝接变径管件 9 马牙常用于在管道上连接仪表时使用 一头有马牙纹 一头丝接 10 双丝 11 翻边短节 活套法兰 12 管卡u型卡 也叫做管子卡箍 用于固定管子 分为A型和B型两种 规格型号以公称直径表示 具体规格型号等可参考标准JB ZQ4519 97 英式卡箍常用于塑料软管 钢丝软管的固定 抱卡也叫水管卡 常用于固定水管 卡头常用于风绳的固定 铝支撑常用于固定玻璃管件 规格型号的表示方法与其他玻璃管件的表示方法相同 13 盲板盲板的正规名称叫法兰盖 是中间不带孔的法兰 供封住管道堵头用 由于其密封性能好 对于需要完全隔离的系统 一般都作为可靠的隔离手段 材质有碳钢 不锈钢 合金钢及PVC等等 盲板从外观上看 一般分为8字肓板 插板 以及垫环 插板和垫环互为盲通 密封面的形式种类较多 有平面 凸面 凹凸面 榫槽面 环连接面 盲板就是一个带柄的实心的圆 用于通常状况下处于隔离状态的系统 而8字盲板 形状像8字 一端是盲板 另一端是节流环 直径与管道的管径相同 并不起节流作用 8字盲板 使用方便 需要隔离时 使用盲板端 需要正常操作时 使用节流环端 同时也可用于填补管路上盲板的安装间隙 另一个特点就是标识明显 易于辩认安装状态 常用盲板实例 凹凸面八字盲板 凹凸面八字盲板是一种管道用件 主要是为了方便检修 由榫面 槽面配合构成 垫片安放在槽内 不会被挤出压紧面 较少受到介质的冲刷和腐蚀 由于密封面较窄 所需螺栓力较小 适用于压力更高 密封要求严格的场合 如易燃 易爆和高度或极度危害毒性介质等重要场合 但结构复杂 垫片易被挤压在槽内不易清除 更换垫片较难 另外还要注意的是 凹凸面八字盲板在运输中要加以保护 避免碰撞变形 环连接面八字盲板 环连接面八字盲板是一种管道用件 主要是为了方便检修 具体形状你可以把 8 上半部分涂成黑色就知道了 就是一半是盲板一半是铁圈 常用于需要更改流程的管路法兰 材质主要有碳钢 不锈钢 合金 可根据管路压力等级和管路介质进行选择 通常使用在管径较大的管线上 平时用法兰一端占用间距保持管线畅通 需要时换为另一端同等厚度的盲板以截断管线 避免应临时替换其他盲板造成管线被强迫扩张 影响整个系统 平面八字盲板 八字盲板因其形状像8字所以取名为八字盲板 斜面防爆门的优势 斜面防爆门的一端是盲板 另一端是由节流环组合而成 在输送流体时 利用节流环 切断时则利用平面八字盲板 有点象切断阀的作用 平面八字盲板公称通径 DN15 DN600 平面八字盲板的D尺寸 38 667 平面八字盲板的重量 0 24kg 76 26kg 82 84kg 平面八字盲板的压力 PN0 6PN1 0PN1 6PN2 5PN4 0等 平面八字盲板的材质 碳钢20 合金12Cr1MoV不锈钢0Cr18Ni9八字盲板 平面八字盲板广泛应用于 水利 电力 电站 管道配件 工业 压力容器 化工厂 造船厂 制药等 平面八字盲板的密封性能比较好 对于需要完全隔离的系统 一般都选作为可靠的隔离手段 插板 垫环 垫环 主要是与插板配合使用 用在插板的位置 其圆环形装 锻制机加工而成 厚度同插板 其作用就是给保证管道安装长度不受检修及压力试验影响 便于安装插板方便 安装在检修点或试验点上 现在为了安装更为方便 把垫环和插板通过支撑板焊接在一起 名叫8字盲板 为什么要使用八字盲板而不用阀门 所有阀门都是有内漏的可能 设置阀门根本无法完全阻断流体 为了实现绝对切断 盲板可以实现 就算阀门不漏 由于人为的因素 也可以让阀门 漏 万一发生串料 后果也是无法挽回的 比设备正在检修 由于我们认为因素将危险介质通入设备中 将会产生严重的安全事故 14 人孔 简介人孔是安装在储罐顶上的安全应急通气装置 通常与防火器 机械呼吸阀配套使用 既能避免因意外原因造成罐内急剧超压或真空时 损坏储罐而发生事故 又有起到安全阻火作用 是保护储罐的安全装置 特别适用于贮存物料以氮气封顶的拱顶常压罐 具有定压排放 定压吸入 开闭灵活 安全阻火 结构紧凑 密封性能好 安全可靠等优点 人孔分为紧急泄压人孔 防爆阻火呼吸人孔 罐顶人孔 罐壁人孔和带芯人孔等 人孔一般由304 316L不锈钢钢板或者碳钢制作而成 构造人孔已有成型产品 直径通常为600mm 人孔中心距地板一般为750mm 便于工作人员在安装 清洗 维护时进出油罐或通风 非金属油罐的人孔设在罐顶上 金属油罐的人孔设在罐壁最下圈板上 大都为直径600mm的圆孔 其中心距底板750mm 为油罐清洗或维修人员进出油罐用 又称作道门 检修清理油罐时刻利用人孔进行采光和通风 人孔的安装应与进出油管线相隔不大于90 当只设一个人孔时 应将其置于罐顶透光孔的对面 当设2个人孔时 其中一个设在透光孔的对面 另一个应至少与第一个人孔相隔90 人孔应有一个设在进出油管右侧附近 并尽量使人孔正对罐室密闭门 以便人员进出 维修油罐和通风接管用 由于人孔安装在油罐的最下层体圈上 防渗漏就显得特别重要 要求两法兰结合面必须保证其平直度 无飘扭现象 加强板和法兰应尽量在整块钢板上切割而不拼接 法兰和盖板上加工有密封圈 在施工中要特别注意保护 密封用3mm厚石棉橡胶垫片 不允许有折裂 安装人孔盖板上紧螺栓时 要成对角均匀用力 以防孔盖变形 安装维护人孔因位于油罐下部 人孔承受很大的液体压力 为了防止渗漏 对人孔的安装质量必须严格要求 法兰和盖板上加工有密封水线 在施工中要注意保护 以免在使用时发生渗油 每次拆下人孔时要做标记 以免再装时错位 影响严密性 安装人孔盖板上螺母时 要成对对角均匀用力 以防盖板变形或用力不均而造成的渗油 常用人孔分类 15 管道支承件 管道支承件 也称管道支吊架 是控制管系的应力水平 保证管道长期安全运行的一系列产品 主要用于火电厂 核电厂和化工炼油企业等工程热力管道和设备的支承 管道支承件的功能主要包括为 承受管道荷载 限制管道位移和控制管道振动三个方面 管道支承件按其结构分为 管部 根部结构件 功能件及连接件 功能件主要包括恒力弹簧支吊架 可变弹簧支吊架 液压阻尼器等 恒力弹簧支吊架 恒力支吊架 以下简称恒吊 根据力矩平衡原理设计 在许可的负载位移下 负载力矩和弹簧 或重锤 力矩始终保持平衡 对用恒吊支承的管道和设备 在发生位移时 可以提供恒定的支承力 因而不会给管道设备带来附加应力 一般用于需要减少位移应力的地方 如电站锅炉本体 发电厂的汽 水 烟 风管及燃烧器等悬吊部分 以及石油 化学工业中需要此类支承的地方 当管道系统内某吊点的热位移大于12mm 宜选用恒吊来支承 以避免管道系统产生危险的弯曲应力及不利的应力转移 恒力弹簧支吊架 变力弹簧支吊架 变力弹簧支吊架主要用于有垂直位移的动力管道或设备的支承 由于其主要依靠弹簧力来支承荷载 因此只适宜用在垂直位移较小的场合 变力弹簧支吊架内装有圆柱螺旋弹簧 在承载的同时 它能适应管道或设备的热位移 也能吸收管道的振动 可以同时起到减振作用 加上它比恒力支吊架经济 因此在应力计算允许的情况下 被设计人员广泛地采用 变力弹簧支吊架的主要元件是弹簧 本公司对每一个用于变力弹簧支吊架的弹簧均进行严格的测试 出厂前全部按使用要求 整定在冷态或热态荷载 弹簧支吊架具有保护弹簧的外壳 其上的标牌 清晰的显示弹簧变形大小及冷 热态位置 便于观察和检修 变力弹簧支吊架 变力弹簧支吊架 刚性支吊架 刚性支吊架 以下简称刚吊 对管道垂直方向呈刚性约束 故只能用于管道没有垂直位移或垂直位移很小且允许约束的地方 刚吊能承受较大的载荷 保持管位置不下沉 增强管道系统的刚性和减少管子的振动 限位装置 导向装置用于引导管道位移方向或要控制管道沿轴线转动的地方 对于水平管道它一般承受管道的重量 而对于垂直管道它不承受管道的重量 请注意 由于导向装置引导管道按一定的方向移动 它同时就具有了限制管道角位移的作用 习惯上 我们将具有限制管道沿轴线方向运动的支架也称为导向装置 它的使用可限制管道侧向位移 防止管件承受弯矩 增加管系的侧向稳定性 限位装置的几种形式 固定支架 固定支架用于管道不允许有任何的线性位移和角位移的地方 实际上它是限位装置的一个特例 它可用于承受管件的推力 如波形补偿器 让管系按较好的方式膨胀 16 金属软管 通用金属软管的波纹管是由极薄壁的无缝或众焊不锈钢钢管经过高精度塑性加工成形的 由于波纹管轮廓的弹性特性决定了软管具有良好的柔软性和抗疲劳性 使它很容易吸收各种运动变形的循环载荷 尤其在管路系统中有补偿大位移量的能力 网套是软管安装在压力管道中的主要承压件 同时对波纹管起保护作用 根据管道中的压力大小及应用场所 可选择一层或多层的不锈钢丝或钢带进行编织 由于制作软管主要零件的材料是采取奥氏体不锈钢 因而保证了软管优良的耐温性和耐腐蚀性 软管的工作温度范围极大 为 196 600 使用的软管按管道所同介质的腐蚀性选择使用的不锈钢牌号 即可保证软管的耐腐蚀性 波纹金属软管具有了良好的柔软性 抗疲劳性 耐高温 耐高低温 耐腐蚀性等诸多特性 他相对其它软管 橡胶 塑料软管 的寿命就要高出许多 故它又具有较高的综合经济效益 随着现代工业的发展 对耐高温 耐高压的波纹金属软管的需求量亦愈来愈大 17 膨胀节 膨胀节是为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力 而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构 由于它作为一种能自由伸缩的弹性补偿元件 具有工作可靠 性能良好 结构紧凑等优点 已广泛应用在化工 冶金 核能等部门 膨胀节习惯上也叫伸缩节 或波纹管补偿器 是用以利用波纹管补偿器 膨胀节的弹性元件的有效伸缩变形来吸收管线 导管或容器由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化的一种补偿装置 属于一种补偿元件 可对轴向 横向 和角向的位移吸收补偿 用于在管道 设备及系统的加热位移 机械位移吸收振动 降低噪音等 概述 分类 1 橡胶风道膨胀节风道橡胶补偿器分为FDZ FVB FUB XB四种型号 由橡胶和橡胶一纤维织物复合材料 钢制法兰 套筒 保温隔热材料组成 主要用于各种风机 风管之间的柔性连接 其功能是减震 降噪 密封 耐介质 便于位移和