工业管道知识讲义

1、 工业管道相关知识工业管道相关知识 孟常挺孟常挺主题标准标准 对比对比一、几个名词术语n管道（piping） 有管道组成件和管道支撑件组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制或制止流体流动的管子、管件、法兰、螺栓链接、垫片、阀门和其它总成件或受压部件的装配总成n管道组成件（piping components) 用于链接和装配管道的元件它包括管子、管件、法兰垫片、紧固件、阀门、膨胀接头、挠性接头软管、疏水器、过滤器、分离器n管道支撑件（pipe-supporting element) 管道安装件和附着件的总称n管道安装件：将负荷从管子或管道附着件传递到支撑结构或设备上的元件。包括吊杆、

2、弹簧支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、导轨、垫板、滚柱、托座、滑动支架等n管道附着件：用焊接、螺栓连接或夹紧等方法附装在管子上的零件。包括：管耳、吊耳、圆环、夹子、吊夹、紧固夹板、裙式管座。二、主要压力管道元件的介绍和选用主要内容n1、管子n2、管件n3、法兰n4、紧固件n5、垫片n6、阀门1、管子n管子是压力管道中应用最普遍、用量最大的元件，它的重量占整个压力管道的近2/3，而投资则占近3/5。因此，管子选的好与坏、是否经济合理，直接影响着生产装置的安全和基建投资费用。管子类别n我国的钢管制造标准，按照用途主要有结构用钢管和流体输送用钢管之分。还有其它特殊用途的管子。n结构用钢

3、管结构用钢管：主要用于一般金属结构如桥、梁、钢构架等，它只要求保证强度与刚度，而对钢管的严密性不作要求。n流体输送用钢管流体输送用钢管：主要用于带有压力的流体输送，它除了要保证有符合相应要求的强度与刚度外，还要求还要求保证密闭性保证密闭性，即在出厂前要求进行水压试验。对压力管道来说，它输送的介质常常是易燃、易爆、有毒、有温度、有压力的介质。n根据加工过程是否产生焊缝分类则有：焊接钢管、无缝钢管n在实际的工程设计、采购和施工中，经常发现有用结构用钢管代替流体输送用钢管的现象，这是不允许的。 1.1焊接钢管 常用的焊接钢管根据其焊缝形式可以分为：n直缝焊管直缝焊管 直缝焊管生产工艺简单，生产效率高

4、，成本低n螺旋焊管螺旋焊管 螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高，能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽的坯料生产管径不同的焊管。n螺旋焊管与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加30100%，而且生产速度较低。因此，较小口径的焊管大都采用直缝焊，大口径焊管则大多采用螺旋焊 常用的焊接钢管标准有：nGB/T3091-2001流体输送用焊接钢管nGB/T13793-92直缝电焊钢管nGB/T97111997石油天然气工业输送钢管交货技术条件nSY/T5038普通流体输送用螺旋缝高频焊钢管nSY/T5037普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管nGB12771流体输送用不锈钢焊接钢管nHG50237.14

5、奥氏体不锈钢焊接钢管 a、直缝焊管n特 点：直缝焊管生产工艺简单，生产效率高，成本低，发展较快。n采用电阻焊或埋弧焊工艺直缝焊管主要标准介绍n标准：GB3091-2001GB3091-2001低压流体输送用焊接钢管合并原GB3091低压流体输送用镀锌焊接钢管、GB3092低压流体输送用焊接钢管、GB14980低压流体输送用大直径电焊钢管 材料牌号：Q195A、Q215A、Q235A三种 用 途：适用于设计温度200的水、污水、燃气、空气、采暖蒸汽等n标准： GB3640-88GB3640-88普通碳素钢电线套管是工业与民用建筑、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的钢管b、螺旋焊管n特点：

6、采用埋弧焊和高频焊；强度一般比直缝焊管高，能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。螺旋焊管主要标准介绍nSY5036-83承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管 主要用于输送石油、天然气的管线；nSY5038-83承压流体输送用螺旋缝高频焊钢管 用高频搭接焊法焊接的，用于承压流体输送的螺旋缝高频焊钢管。钢管承压能力强，塑性好，便于焊接和加工成型；nSY5037-2000一般低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管采用双面自动埋弧焊或单面焊法制成的、适用于设计温度小于350、压力低于10.0MPa的水、煤气、空气和蒸汽nSY/T5040-92桩用螺旋缝埋弧焊钢管nSY/T503

7、7-2000（部标、也叫普通流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管）nGB/T9711.1-1997（国标、也叫石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分：A级钢管）nGB/T9711.2（B级钢管）nAPI-5L（美国石油协会、也叫管线钢管；其中分为PSL1和PSL2两个级别）一般低压流体输送用埋弧焊钢管螺旋钢管的常用标准对比国标、部标、美标螺旋焊管区别n国标及API标准、部标螺旋钢管标准比较.xls 1.2 无缝钢管无缝钢管n无缝钢管无缝钢管 是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。必要时，热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。目前，无缝钢管（DN15600）是石油化

8、工、电力生产装置中应用最多的管子。分类介绍n下面根据所含成分不同分类1、优质碳素钢2、低合金结构钢3、合金结构钢（耐热钢）4、不锈钢 a.碳素钢及低合金无缝钢管n主要材料牌号基础标准：1、优质碳素钢（GB699-99优质碳素结构钢）：10、20等2、低合金结构钢（GB/T1591-94低合金高强度结构钢）：09MnV（Q295）、16Mn（Q345）等种碳素钢管道标准：nGB/T8162-1999结构用无缝钢管。nGB8163流体输送用无缝钢管nGB/T9711.11997石油天然气工业输送钢管交货技术条件nGB6479化肥设备用高压无缝钢管nGB9948石油裂化用无缝钢管nGB3087低中压

9、锅炉用无缝钢管nGB5310高压锅炉用无缝钢管nGB24512.1-2009核电站用无缝钢管 碳素钢及低合金无缝钢管标准及牌号nGB/T8162-1999 结构用无缝钢管碳素钢20、45号钢；合金钢Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等 nGB/T8163： 流体输送用无缝钢管材料牌号：10、20(Q245)、09MnV(Q295)、16Mn(Q345)适用范围：设计温度小于350、压力低于10MPa的油品、油气和公用介质nGB6479： 化肥设备用高压无缝钢管材料牌号：10、20G、16Mn共3种适用范围：设计温度40400、设计压力10.032.0M

10、Pa的油品、油气nGB9948： 石油裂化用无缝钢管材料牌号：10、20共2种适用范围：不宜采用GB/T8163钢管的场合。nGB3087： 低中压锅炉用无缝钢管材料牌号：10、20共2种适用范围：低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等nGB5310： 高压锅炉用无缝钢管材料牌号：20G 1种适用范围：高压锅炉的过热蒸汽介质 b、合金（耐热）钢无缝钢管n主要材料牌号基础标准： 合金结构钢（GB/T3077-99合金结构钢）： 12CrMo 、15CrMo、12Cr2Mo、12Cr1MoV铬钼钢（耐热钢）标准和牌号n石油化工生产装置中，常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有nGB

11、9948石油裂化用无缝钢管包含的铬钼钢铬钼钢材料牌号：12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo共4种nGB6479化肥设备用高压无缝钢管包含的铬钼钢铬钼钢材料牌号：12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo共3种nGB5310高压锅炉用无缝钢管包含的铬钼钢和铬钼钒钢铬钼钢和铬钼钒钢材料牌号：15MoG、20MoG、12CrMoG 、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG共6种C、不同标准无缝管比较、不同标准无缝管比较制造：制造：nGB/T8163和GB3087标准的钢管多采采用平炉或转炉冶炼，其杂质成分和内部缺陷相对较多。 nGB9948多采用电炉冶炼。大多加入了炉外

12、精炼工艺，成分和内部缺陷相对较少。nGB6479和GB5310标准本身规定了炉外精炼的要求，其杂质成分和内部缺陷最少，材料质量最高。检验检验：n一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。nGB5310、GB6479、GB9948三种标准的钢管，除了流体输送用钢管必须进行的试验外，还要求进行扩口试验和冲击试验；这三种钢管的制造检验要求是比较严格的。nGB6479标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。nGB3087标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，还要求进行冷弯试验。nGB/T8163标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，据协议要求进行扩口试

13、验和冷弯试验。这两种管子的制造要求不如前三种严格。选用：选用：n一般情况下，GB/T8163标准的钢管适用于设计温度小于350、压力低于10.0MPa的油品、油气和公用介质条件下；对于油品、油气介质，当其设计温度超过350或压力大于10.0MPa时，宜选用GB9948或GB6479标准的钢管；n对于临氢操作的管道，或者在有应力腐蚀倾向环境中工作的管道，也宜使用GB9948或GB6479标准。n凡是低温下(小于20)使用碳素钢钢管应采GB6479标准，只有它规定了对材料低温冲击韧性的要求。nGB3087和GB5310标准是专门为锅炉用钢管而设置的标准。锅炉安全监察规程强调指出，凡与锅炉相连的管子

14、都属监察范围，其材料与标准的应用都应符合锅炉安全监察规程的规定，故锅炉、电站、供暖以及石化生产装置中用到的公用蒸汽管道(由系统供给)等都应采用GB3087或GB5310标准。n值得注意的是，质量好的钢管标准，钢管的价格也比较高，如GB9948比GB8163材料的价格高近1/5，因此，在选用钢管材料标准时，应依据使用条件综合考虑，既要可靠又要经济。上述钢管标准的制造质量等级（从低到高）GB/T8163GB3087GB9948GB5310GB6479d、不锈钢无缝钢管n牌号基础标准GB20878/T2007不锈钢 耐热钢 牌号化学成分不锈钢无缝钢管常用标准介绍不锈钢无缝钢管常用标准介绍n常用的不锈

15、钢无缝钢管标准有：GB/T14976、GB13296、GB9948、GB6479、GB5310共五个标准。其中，后三个标准中仅列出了两三个不锈钢材料牌号，而且是不常用的材料牌号。因此，当工程当工程上选用不锈钢无缝钢管标准时，基本上都选用上选用不锈钢无缝钢管标准时，基本上都选用GB/T14976和和GB13296标准。标准。n GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管：材料牌号：0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2 (316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25

16、Ni20(310)等 共19种适于一般流体的输送。nGB13296锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管：材料牌号：0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2 (316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等 共25种e、电力行业钢材的选用惯例管子、管子、管件管件及管及管道附道附件件设计压设计压力力(Mpa)设 计 温 度 ()300350420510540570钢钢管管2.5Q235-A1020St45.820g12CrMo15CrMo15Mo313CrM

17、o4414MoV6312Cr1MoV12Cr2MoWVTiB12Cr3MoVSiTiB10CrMo910X20CrMoV1212.5Q235-A1016Mng管管件件2.5Q235-A20、25ZG230-45020g12CrMo15CrMoZG20CrMo12Cr1MoVZG20CrMoVZG15Cr1MoV12Cr2Mo12.51020螺螺栓栓2.5Q235-A253530CrMo35CrMo25Cr2MoV17CrMo1V25CrMo1V20CrMo1VTiB20Cr1Mo1VNbB2.535螺螺母母2.5Q235-A3530CrMo17CrMo1V35CrMo25Cr2MoV25Cr2

18、Mo1V2.525f、常用钢材使用温度表n钢材使用温度范围.doc1.3钢管的规格介绍钢管外径系列分为国际通用系列（大外径系列）英制管；国内常用系列（小外径系列）公制管（或米制管） 公称直径DN1520253240506580100英寸1/23/4111/411/222 1/234英制外径21.326.933.742.448.360.376.188.9114.3公制外径1825323845577389108公称直径DN125150200250300350400450500600英寸5681020英制外径139.7168.3219.1273323.9355.6406.4457508610公制外径

19、133159219273325377426480530630国内无缝管规格标准nGB/T17395-1998 无缝钢管尺寸、外型、重量及允许偏差1.4钢管的尺寸介绍-壁厚n钢管壁厚的分级，在不同标准中所表示钢管壁厚的分级，在不同标准中所表示的方法也各不相同。但主要有三种表示的方法也各不相同。但主要有三种表示方法。方法。n1 1以管子表号以管子表号(Sch(Sch) )表示壁厚系列表示壁厚系列n这是这是19381938年美国国家怔准协会年美国国家怔准协会ANSIB36.10(ANSIB36.10(焊接和无缝钢管焊接和无缝钢管) )标准所标准所规定的。规定的。管子表号管子表号(Sch(Sch) )

20、是设计压力与设计温度下材料的许用应力的比值乘是设计压力与设计温度下材料的许用应力的比值乘以以10001000，并经圆整后的数值。即，并经圆整后的数值。即 Sch .=P/tSch .=P/t1000 1000 （1-11-1） 式中式中 P P设计压力，设计压力，MPaMPa； t t设计温度下材料的许用应力，设计温度下材料的许用应力，MPaMPa。n无缝钢管与焊接钢管的管子表号可查资料确定。无缝钢管与焊接钢管的管子表号可查资料确定。ANSI B36.10ANSI B36.10和和JISJIS标准中的管子表号为；标准中的管子表号为；Schl0Schl0、2020、3030、4040、6060、

21、8080、100100、120120、140140、160160。ANSI B36.19ANSI B36.19中的不锈钢管管子表号为：中的不锈钢管管子表号为：5S5S、10S10S、40S40S、80S80S。 n管表号管表号(Sch (Sch ) )并不是壁厚，是壁厚系列。实际的壁厚，同一管径，在不同的管并不是壁厚，是壁厚系列。实际的壁厚，同一管径，在不同的管子表号中其厚度各异。不同管子表号的管壁厚度，在美国和日本是应用计算承受子表号中其厚度各异。不同管子表号的管壁厚度，在美国和日本是应用计算承受内压薄壁管厚度的内压薄壁管厚度的BarlowBarlow公式计算并考虑了腐蚀裕量和螺纹深度及壁厚

22、负偏差公式计算并考虑了腐蚀裕量和螺纹深度及壁厚负偏差- -12125 5之后确定的，如公式之后确定的，如公式(1-2)(1-2)和和(1-3)(1-3)所示。所示。 tB=D0P/2t tB=D0P/2t （1-21-2） t=D0/2t=D0/2（1-0.1251-0.125）P/t+2.54 P/t+2.54 （1-31-3）式中式中 tB tB别表示理论壁厚，别表示理论壁厚，mmmm t t计算壁厚，计算壁厚，mmmm D0 D0管外径，管外径，mmmm P P设计压力，设计压力，MPaMPa t t在设计温度下材料的许用压力，在设计温度下材料的许用压力，MPaMPa计算壁厚经圆整后才是

23、实际的壁厚。计算壁厚经圆整后才是实际的壁厚。n如果已知钢管的管子表号，可根据式（如果已知钢管的管子表号，可根据式（1-11-1）计算出该钢管所能适应的设计压力，）计算出该钢管所能适应的设计压力，即即 P=Sch.P=Sch. t/1000 t/1000 （1-41-4）例如：例如：Sch40Sch40，20#20#钢无缝钢管，设计温度为钢无缝钢管，设计温度为350350o oC C时所能适应设计压力为：时所能适应设计压力为：P=40P=4092/100092/1000=3.68 MPa =3.68 MPa SH3405直径范围和壁厚分级 序号钢管类别公称直径范围壁厚分级1奥氏体不锈钢无缝钢管1

24、0400Sch5s、Sch10s、Sch20s、Sch40s、Sch80s2碳素钢、合金钢无缝钢管10600Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160、XXS3奥氏体不锈钢焊接钢管8010002.012mm4碳素钢、合金钢焊接钢管15020004.018mmSH3405等效采用了ISO4200标准，故当DN1100mm时,它能与ANSI B36.l/36.19标准配套使用。n 2 2以管子重量表示管壁厚度的壁厚系列以管子重量表示管壁厚度的壁厚系列 美国美国MSSMSS和和ANSIANSI规定的以管子重量（每米）表示壁规定的

25、以管子重量（每米）表示壁厚方法，将管子壁厚分为厚方法，将管子壁厚分为3 3种：种： (1) (1)标准重量管以标准重量管以STDSTD表示；表示； (2) (2)加厚管以加厚管以XSXS表示；表示； (3) (3)特厚管以特厚管以XXSXXS表示。表示。 DN250mm DN250mm的管子，的管子，Sch40Sch40相当于相当于STDSTD管。管。 DN200mm DN200mm的管子，的管子，Sch80Sch80相当于相当于XSXS管。管。n3 3、中国、中国、ISOISO和日本部分钢管标准采用和日本部分钢管标准采用壁厚尺寸表示钢管壁厚系列。例如：我壁厚尺寸表示钢管壁厚系列。例如：我国国

26、 低压流体输送用焊接钢管的壁厚分为低压流体输送用焊接钢管的壁厚分为普通管和加强管、对于流体输送用焊接普通管和加强管、对于流体输送用焊接钢管；日本钢管；日本JISJIS标准的标准的SGPSGP和和STPYSTPY焊接钢焊接钢管系列等只规定实际厚度系列。对这类管系列等只规定实际厚度系列。对这类钢管规格的表示方法为管外径钢管规格的表示方法为管外径壁厚。壁厚。例如例如60.560.53.83.8。 3、法兰、法兰n法兰是确定管道公称及其压力等级的基准件。目前，国内的压力管道元件的应用标准很多,又均不完整。以管法兰标准为例,常用的标准就有国家标准(GB)、机械行业标准(JB)、石化行业标准(SH)和化工

27、行业标准(HG)等。这些标准各有各自的温度-压力表、密封面尺寸和接管尺寸,相互之间互换性差,有些甚至不能配套使用。3.1几个概念n标准体系：1、美洲体系 2、欧洲体系n压力体系：1、CL（PSI Pounds per square inch ）2、PN（PA一个大气压）n尺寸体系：1、英制尺寸 2、公制尺寸3.2 类型介绍类型介绍n法兰的结构形式n密封面形式a. 法兰结构形式类型法兰结构形式类型n 结构型式结构型式 以化工以化工HG20592-2009标准标准为例，为例，法兰基本类型有以下六种：平焊、对焊、承插焊、松套、螺纹法兰和整体法兰。延伸为板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、承插焊、整体、对焊

28、环松套、 平焊环松套、法兰盖、衬里法兰盖共十种类型法兰结构形式表表1 结构型式代号对照表结构型式代号对照表 序序号号SH 3406SH 34069696HG20592HG2059220635206359797JB/T74JB/T7490909494GB9112GB9112200020001 1对焊（对焊（WNWN）对焊（对焊（WNWN）对焊（）对焊（）对焊（）对焊（）2 2承插焊（SWSW） 承插焊（SWSW）承插焊（）（）3 3平焊（SOSO）平焊（SOSO）平焊（）（）平焊（）（）4 4螺纹（PT）螺纹（Th）螺纹（）5 5松套（LJ）松套（PJ/LF）松套（）松套（）6 6法兰盖（） 法

29、兰盖（BL）法兰盖（）法兰盖（）7 7整体法兰（IFIF）整体法兰（）（）整体法兰（）（）结构型式的选用：结构型式的选用：n平焊法兰：多用于介质条件比较缓和的情况下，如低压非净化压缩空气、低压循环水，它的优点是价格比较便宜；n对焊法兰：最常用的一种，它与管子为对焊连接，焊接接头质量比较好，而且法兰的颈部利用锥度过渡，可以承受较苛刻的条件；n承插焊法兰：常用于PN10.0MPa，DN40的管道中；n松套法兰：常用于介质温度和压力都不高而介质腐蚀性较强的情况。当介质腐蚀性较强时，法兰接触介质的部分(翻边短节)为耐腐蚀的高等级材料如不锈钢等材料，而外部则利用低等级材料如碳钢材料的法兰环夹紧它以实现密

30、封；n整体法兰：常常是将法兰与设备、管子、管件、阀门等做成一体，这种型式在设备和阀门上常用。b、密封面型式n法兰密封面有全平面FF、突面RF、凹凸面M/FM、榫槽面TG、环连接面RJ等五种。 法兰密封面型式表表2 密封面名称及代号对照表密封面名称及代号对照表序序号号SH 3406SH 34069696HG20592HG2059220635206359797JB/T74JB/T7490909494GB9112GB9112200020001 1全平面全平面（FFFF）全平面（全平面（FFFF）平面（平面（FFFF）2 2凸台面（RFRF）突面（突面（RFRF）凸面面突面（突面（RFRF）3 3凹凸

31、面（MFMF）凹凸面（MFMMFM）凹凸面凹凸面（MFMF）4 4榫槽面（TG）榫槽面（TG）榫槽面榫槽面（TG）5 5榫槽面（TG）环连接面（环连接面（RJRJ） 环连接面环连接面环连接面环连接面（RJRJ）密封面型式的选用密封面型式的选用n全平面密封面：常与平焊型式配合以适用于操作条件比较缓和的(PNg1.0)工况下；常用于铸铁法兰或与铸铁连接的钢法兰；n突面密封面：是应用最广的一种型式，它常与对焊和承插焊型式配合使用，在美式法兰中，常用在PN2.0、PN5.0和部分PN10.0MPa压力等级中；在欧式法兰中则常用在PN1.6、PN2.5MPa压力等级；n凹凸面密封面：常与对焊和承插型式配

32、合使用，在美式法兰中不常采用，在欧式法兰中常用在PN4.0、PN6.4MPa等级中。但它不便于垫片的更换；n榫槽面密封面：使用情况同凹凸面法兰；n环连接密封面：常与对焊连接型式配合(不与承插焊配合)使用，主要用在高温、高压或二者均较高的工况。在美式法兰中，常用在PN10.0(部分)、PN15.0、PN25.0、PN42.0MPa压力等级中。在欧式法兰中常用在PNl0.0、PN16.0、PN25.0、PN32.0、PN42.0。3.3、法兰压力等级的确定n1、不同材料有不同的压力-温度额定值n2、随温度升高材料的最大允许工作压力下降n3、设计温度下的材料最大允许工作压力不小于设计压力nHG205

33、92-2009中规定的压力-温度额定值.doc几个压力的概念n压力： 1、设计压力 2、公称压力 3、工作压力（附件）n设计压力确定不应小于运行中内压或外压与温度相耦合时最严重条件下的压力。n公称压力PN：与管道系统元件的力学性能和尺寸特性相关、用于参考的字母和数字组合的标识。它由字母PN和后跟无因次的数字组成。注1：字母PN后跟的数字不代表测量值，不应用于计算目的，除非在有关标准中另有规定。注2：除与相关的管道元件标准有关联外，术语PN有具有意义。注3：管道元件许用压力取决于元件的PN数值、材料和设计以及允许工作温度等，许用压力在相应标准的压力-温度等级表中给出 表表3 常用法兰材质分类表常

34、用法兰材质分类表3.4锻件和铸件n常用的阀门、法兰材料的锻铸件（见表3）欧、美法兰体系间压力等级换算n 欧式体系法兰压力等级（DIN)：PN 0.25 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.0 MPa n美式体系法兰（ANSI/ASME）nCL 150 300 400 600 900 1500 2500 Psin对应的 MPa 换算 PN 2.0 5.0 6.8 10.0 15.0 25.0 42.0 MPa 6、阀门及其它管道设备、阀门及其它管道设备n工程上应用的阀门种类很多，常用的阀常用的阀门门：n有闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀、疏水阀、安全阀、调节

35、阀等。n如何正确选用阀门是一个比较复杂的问题，内容较多，这里只作简单的介绍。6.1阀门的质量要求阀门的质量要求a.内漏问题内漏问题n是否有内漏或内漏的大小是衡量一个阀门质量的主要技术指标，对于压力管道来说，处理的介质大都是可燃、易燃、易爆、有毒的介质，阀门关闭时，希望通过阀板的泄漏(内漏)越少越好，甚至有些介质的泄漏要求为零。常用的评判阀门内漏的标准有API598、ANSI B16.104和JB/T9092。b.外漏问题外漏问题n外漏是指通过阀杆填料和阀盖垫片处的介质外泄漏。它同样是衡量阀门好坏的一个重要指标。对有些介质，外漏的要求甚至比内漏要求更严格，因为它直接泄入大气，会直接引起事故造成人

36、身伤害。对于这种情况，有时不得不采用波纹管密封阀或隔膜阀来保证阀门的外漏为零。限制外漏的标准目前大多数采用美国环保局的限定，即不超过500ppm。c.材料质量材料质量n材料质量是衡量阀门强度可靠性和使用寿命的一个重要指标。众所周知，大多数DN50的阀门都是铸造阀体，如果质量不好，会直接影响到阀门的可靠性和使用寿命。 ASTM和我国的材料标准通常情况下的要求都是比较低的，为了保证在苛刻情况下材料能较好地适应操作条件的要求，这些标准中都设置许多选择性附加检验项目，设计人员如何根据使用条件来选择这些附加项目是一个技术性很强的问题，如果要求不当，会无意义的增加基建投资。d.阀门出厂前试验要求阀门出厂前

37、试验要求n 1） 阀门出厂前要根据阀门出厂前要根据JB/T9092-1999阀门的检验与验收阀门的检验与验收进行壳体压力试验和密封试验。密封试验分上密封、低压密封和进行壳体压力试验和密封试验。密封试验分上密封、低压密封和高压密封试验。高压密封试验。n 2) 根据阀门类别不同选择密封试验。闸阀和截止阀要进行上密根据阀门类别不同选择密封试验。闸阀和截止阀要进行上密封和低压密封试验。封和低压密封试验。n3) 壳体压力试验，一般采用温度不超过壳体压力试验，一般采用温度不超过52的水或粘度不大于的水或粘度不大于水的非腐蚀性流体，以水的非腐蚀性流体，以38时时1.5倍的公称压力进行。倍的公称压力进行。n4

38、) 低压密封试验，一般采用空气或惰性气体，以低压密封试验，一般采用空气或惰性气体，以0.50.7MPa压力进行。压力进行。n5) SH3064石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收对不同对不同等级的压力管道提出了相应的检验要求，比等级的压力管道提出了相应的检验要求，比JB/T9092要求更严要求更严格。格。6.2阀门规格书的内容阀门规格书的内容n通用阀门规格书应包括下列内容：n1）采用的标准代号；n2）阀门的名称、公称压力、公称直径；n3）阀体材料、阀体对外连接方式；n4）阀座密封面材料；n5）阀杆与阀盖结构、阀杆等内件材料，填料种类；n6）阀体中法兰垫片种类

39、、紧固件结构及材料；n7）设计者提出的阀门代号或标签号；n8）其它特殊要求。n国内现行的阀门型号表示方法，对阀杆及内件材料、填料种类、中法兰垫片种类、中法兰紧固件材料种类等均无规定，不能全面说明阀门的属性。4.3阀门型式的选用阀门型式的选用n阀门型式的选用是材料工程师的重点工作内容之一，也是难点之一，它要求材料工程师不仅应对常用阀门的结构型式、性能特点、相关标准等比较熟悉，也应对应用环境和工程要求比较熟悉。阀门型式的选用原则阀门型式的选用原则a.闸阀闸阀：n一般开关情况下应首选闸阀。n 结构特点结构特点：.闸阀的闸板由阀杆带动，沿阀座密封面作升降运动，可接通或截断流体的通路，它主要用于管道的关

40、断。n适用范围适用范围：n1) 闸阀与截止阀相比，流阻小、启闭力小，密封可靠，是最常用的一种阀门；n2) 当部分开启时，介质会在闸板背面产生涡流，易引起闸板的冲蚀和振动，阀座的密封面也易损坏，故一般不作为节流用；n3) 与球阀和堞阀相比，闸阀开启时间较长，结构尺寸较大，不宜用在直径较大的情况。n阀门标准阀门标准：API和ANSI B16.34，前者专用于石油化工装置，后者则使用面比较广。nGB12232，它与管道的连接可以是螺纹、承插焊、法兰或对焊连接。b.截止阀、节流阀截止阀、节流阀：n对要求有一定调节作用的开关场合(如调节阀旁路、软管站等)和输送液化石油气、液态烃介质的场合，宜选用截止阀以

41、代替闸阀。n结构特点结构特点：都是向下闭合式阀门，阀瓣由阀杆带动，沿阀座中心线做升降运动的阀门。截止阀和节流阀结截止阀和节流阀结构基本相同，只是阀瓣形状不同。截止阀的阀瓣为盘构基本相同，只是阀瓣形状不同。截止阀的阀瓣为盘形；节流阀的阀瓣多为圆锥流线型。形；节流阀的阀瓣多为圆锥流线型。n适用范围适用范围：1) 与闸阀相比截止阀具有一定的调节作用，故常用于调节阀组的旁路。n2) 截止阀在关闭时需要克服介质的阻力，因此，它最大直径仅用到DN200。n3）节流阀特别适用于节流，用于改变通道截面积，调节流量或压力。c.止回阀止回阀n：对于要求能自动防止介质倒流的场合应选用止回阀。n结构特点结构特点：止回

42、阀又称单向阀，它只允许介质向一个方向流动，当介质顺流时阀瓣会自动开启，当介质反向流动时能自动关闭。安装时，应注意介质的流动方向应与止回阀上的箭头方向一致。n升降式止回阀升降式止回阀：是靠介质压力将阀门打开，当介质逆向流动时，靠自重关闭(有时是借助于弹簧关闭)，因此升降式止回阀只能安装在水平管道上；受安装要求的限制，常用于小直径场合DN40。n旋启式止回阀旋启式止回阀：是靠介质压力将阀门打开，靠介质压力和重力将阀门关闭，因此它即可以用在水平管道上，又可用在垂直管道上(此时介质必须是自下而上)。(DN50)n对夹式止回阀对夹式止回阀：结构尺寸小，制造成本低，常用来代替升降式和旋启式止回阀n梭梭 式

43、式 止回阀止回阀：是解决DN40的升降式止回阀不能用在竖管上的问题。n选用选用： nDN40时宜用升降式止回阀(仅允许安装在水平管道上)；nDN=50400时，宜采用旋启式止回阀(不允许装在介质由上到下的垂直管道上)；nDN450时，宜选用TilltingDisc (缓冲型)止回阀；nDN=100400，也可以采用对夹式止回阀，其安装位置不受限制；d.蝶阀蝶阀n对于设计压力较低、管道直径较大，要求快速启闭的场合一般选用蝶阀。n结构特点结构特点：具有90旋转快速开启关闭的特点，重量轻，结构尺寸小(尤其是对夹式蝶阀)等优点。但密封性能不如闸阀可靠，在某些条件下可以代替闸阀e.球阀球阀n对于要求快速

44、启闭的场合一般选用球阀。n结构特点结构特点：阀瓣为一中间有通道的球体，球体绕自身轴线作90 旋转，达到启闭目的。球阀的最大特点是在众多的阀门类型中其流体阻力最小，流动特性最好。其密封性能较可靠。与蝶阀相比，它的重量较大，结构尺寸也比较大，故不宜用于直径太大的管道。n与蝶阀一样，长期影响球阀不能在石化生产装置上应用的问题是热胀或磨损后会造成密封不严的题。软密封球阀虽有较好的密封性能，但当它用于易燃、易爆介质管道上时，尚须经受火灾安全试验和防静电试验。因此，石化生产装置上球阀应用的也不多，近年来，许多球阀生产厂开发出了一些新型结构的球阀，如:轨道球阀、偏心球阀等，一些球阀将阀座设置成金属弹性阀座，

45、使其在热胀和磨损的情况下仍有良好的密封。因此，这些球阀也在石化生产装置上开始应用。球阀的缺点4.4阀门型号的含义n机械JBT_308-2004_阀门型号编制方法.pdf型号和名称编制方法示例na）电动、法兰连接、明杆楔式双闸板，阀座密封面材料由阀体直接加工，公称压力PN0.1MPa 、阀体材料为灰铸铁的闸阀：Z942W - 1 电动楔式双闸板闸阀。b）手动、外螺纹连接、浮动直通式阀座密封面材料为氟塑料、公称压力PN4.0MPa 、阀体材料为1Cr18Ni9Ti的球阀：Q21F-40P外螺纹球阀。c）气动常开式、法兰连接、屋脊式结构并衬胶、公称压力PN0.6MPa 、阀体材料为灰铸铁的隔膜阀：G

46、6K41J-6 气动常开式衬胶隔膜阀。d）液动、法兰连接、垂直板式、阀座密封材料为铸铜、阀瓣密封面材料为橡胶、公称压力PN0.25MPa 、阀体材料为灰铸铁的蝶阀：D741X -2.5 液动蝶阀。e）电动驱动对接焊连接、直通式、阀座密封面材料为堆焊硬质合金、工作温度540 时工作压力17.0MPa 、阀体材料铬铝钒钢的截止阀：J961Y - P54170V 电动焊接截止阀 阀门规格书的内容阀门规格书的内容n通用阀门规格书应包括下列内容：n1）采用的标准代号；n2）阀门的名称、公称压力、公称直径；n3）阀体材料、阀体对外连接方式；n4）阀座密封面材料；n5）阀杆与阀盖结构、阀杆等内件材料，填料种

47、类；n6）阀体中法兰垫片种类、紧固件结构及材料；n7）设计者提出的阀门代号或标签号；n8）其它特殊要求。n国内现行的阀门型号表示方法，对阀杆及内件材料、填料种类、中法兰垫片种类、中法兰紧固件材料种类等均无规定，不能全面说明阀门的属性。5、管件应用体系标准的注意事项 目前，大多数压力管道及其元件都进行了系列化，并有相应的应用标准作支持。因此压力管道材料设计时首先要考虑的问题就是压力管道及其元件标准系列的选用。应用标准体系。一个管系（路）中各元件所用系列标准的集合。这些标准应包括管子系列标准、管件系列标准、法兰及其连接件系列标准、阀门标准等。这些标准通过一定的规则在一个管系中得到应用，它们之间相互

48、衔接、相互配合，从而确定了管道及其元件的基本参数。这些标准中尤其以管子标准和法兰标准最具代表性，它们是其它应用标准的基础。目前，世界上各国应用的标准体系有很多，不同的国家不同的行业有不同的应用标准和标准体系，它们之间有些相差很多，无法配套使用和互换因而给使用者带来不少麻烦。因此，压力管道设计的第一步就是选择应用标准体系，并作为设计的统一规定，以免各相关专业因采用不能互换的其它标准体系而导致错误。 无论是法兰还是管子，欧洲、美洲两个系列或两个体系是不能混合使用的。 6、化工部法兰标准介绍 管子尺寸系列标准(HG20553) LA系列： 属于“大外径系列” 即英制系类 LB系列：属于“小外径系列”

49、即公制系列法兰标准 同时包含欧式法兰和美式法兰 欧式法兰 标准号：HG20592HG20605 压力等级：PN 0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0等10个等级 公称直径：DN10DN2000mm 钢管外径：A系列英制大外径、B系列公制小口径 法兰型式：板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体式、承插焊、螺纹、对焊环松套、平焊环松套、法兰盖、衬里法兰等10种 密封面型式：突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种。 它可以与JB阀门配套使用。美式法兰标准 标准号HG20615-HG20626 公称压力：PN2.0、PN5.0、PN11.0、PN15

50、.0、PN26.0、PN42.0 （class 150 300 400 600 900 1500 2500） 6个压力等级 公称直径: DN151500（1/2-60in） 钢管外径： A系列 英制大外径 法兰型式: 带颈平焊、带颈对焊、整体法兰、承插焊、螺纹、松套等6种 密封面型式 突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种型式。 化工行业压力管道应用标准体系也是一个相对比较完整的标准体系，而且经历了若干年的生产实践检验,具有成熟的使用经验。由于它同时具有大外径系列和小外径系列、欧式法兰和美式法兰两个系列,故其使用面比较广,它既可以与国外的ANSI、DIN、ISO等标准配合使用,又可以与国

51、内的GB、SH、JB等标准配合使用三、常用相关管道的验收规范1、GB50235-97工业金属管道工程施工及验收规范2、SH 3501-2002石油化工有毒 可燃介质管道施工及验收规范.pdf3、电力电力建设施工及验收技术规范（管道）.pdfGB50235-97中的检验标准n01 管道组成件及管道支承件必须具有制造厂的质量证明书，其质量不得低于国家现行标准的规定。02 管道组成件及管道支承件的材质、规格、型号、质量应符合设计文件的规定，并应按国家现行标准进行外观检验，不合格者不得使用。03 合金钢管道组成件应采用光谱分析或其他方法对材质进行复查，并应做标记。合金钢阀门的内件材质应进行抽查，每批（

52、同制造厂、同规格、同型号、同时到货，下同）抽查数量不得少于l 个。04 防腐衬里管道的衬里质量应符合国家现行标准 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范 的规定。05 下列管道的阀门，应逐个进行壳体压力试验和密封试验。不合格者，不得使用。05.1 输送剧毒流体、有毒流体、可燃流体管道的阀门；05.2 输送设计压力大于IMPa 或设计压力小于等于IMPa 且设计温度小于一29 或大于186 的非可燃流体、无毒流体管道的阀门。06 输送设计压力小于等于IMPa 且设计温度为-29186 的非可燃流体，无毒流体管道的阀门，应从每批中抽查10 % ，且不得少于1 个，进行壳体压力试验和密封试验。当不合

53、格时，应加倍抽查，仍不合格时，该批阀门不得使用。07 阀门的壳体试验压力不得小于公称压力的1.5 倍，试验时间不得少于5min ，以壳体填料无渗漏为合格；密封试验宜以公称压力进行，以阀瓣密封面不漏为合格。08 试验合格的阀门，应及时排尽内部积水，并吹干。除需要脱脂的阀门外，密封面上应涂防锈油，关闭阀门，封闭出入口，做出明显的标记，并应按本规范附录A 第A . 0 . 1 条规定的格式填写“阀门试验记录”。09 公称压力小于IMPa ，且公称直径大于或等于600mm 的闸阀，可不单独进行壳体压力试验和闸板密封试验。壳体压力试验宜在系统试压时按管道系统的试验压力进行试验，闸板密封试验可采用色印等方

54、法进行检验，接合面上的色印应连续。010 安全阀应按设计文件规定的开启压力进行试调。调压时压力应稳定，每个安全阀启闭试验不得少于3 次。调试后应按本规范附录A 第A . 0 . 2 条规定的格式填写“安全阀最初调试记录”。011 带有蒸汽夹套的阀门，夹套部分应以1 . 5 倍的蒸汽工作压力进行压力试验。012 设计文件要求进行低温冲击韧性试验的材料，供货方应提供低温冲击韧性试验结果的文件，其指标不得低于设计文件的规定。013 设计文件要求进行晶间腐蚀试验的不锈钢管子及管件，供货方应提供晶间腐蚀试验结果的文件，其指标不得低于设计文件的规定。014 管道组成件及管道支承件在施工过程中应妥善保管，不

55、得混淆或损坏，其色标或标记应明显清晰。材质为不锈钢、有色金属的管道组成件及管道支承件，在储存期间不得与碳素钢接触。暂时不能安装的管子，应封闭管口。四、关于压力管道元件证书n特种设备制造许可证，即TS认证。是指国家质量监督检验检疫总局对特种设备的生产（含设计、制造、安装、改造、维修等项目）、使用、检验检测相关单位进行监督检查，对经评定合格的单位给予从业许可，授予使用TS认证标志的管理行为。此后，在特种设备领域，各制造、使用、检测单位在规定的期限内如果不能取得TS认证，国家将不允许其进入特种设备的相关领域开展经济活动。 它包括： n锅炉、压力容器制造许可 n压力管道元件制造许可 n厂内机动车辆类制造许可 n客运索道制造许可 n大型游乐设施许可 n大型游乐设施类制造许可 n起重机械类制造许可 n电梯类特种设备制造许可 压力管道元件分类.doc五、不锈钢知识n不锈钢基本知识.doc不锈钢一般应用n “304”、“316”代号为ASTM标准中的对应牌号n0Cr18Ni9（304）、0Cr17Ni12Mo2（316）具有一般的抗腐蚀性能，价格便宜，因此被广泛应用。n超低碳不锈钢00Cr17Ni14Mo2（316L）、00Cr19Ni1