Kaiyun App下载 全站Kaiyun App下载 全站第六章管道与配件第八章管道及配件在石油化工行业中，介质的输送，都是经过各种规格的管道来实施的。然而，工业上的介质是的千变万化，有的温度高，有的酸性强，有的碱性强，为确保生产安全，因此需要使用不同材质的管道才能实现。管道的分类管道的分类很多，大致上按以下几种方法进行。管道选用表管道在使用时，管壁的厚度取决于介质的压力，不同的压力应选用相应的壁厚，国家第六章管道与配件无缝钢管材料：10裂化用钢管石油裂化用钢管适用于炉管，热交换器管和管道用管。材料：10锅炉用无缝钢管锅炉用无缝钢管适用于低碳钢制造的各种结构锅炉用的过热蒸汽、沸水管等材料：10高压无缝钢管高压无缝钢管适用于公称压力160、220、320kgfcm的化工与石业。材料：20#、15MnV。12MnMoV、10MoVMnT1。Cr17Mn13Mo2N不锈、耐酸无缝钢管适用于化工、石油具有强腐蚀性介质的管道。材料：1Crl3、2Cr13。Cr17、Crl7Ti。Cr25Ti、Cr28。1Crl8Ni9、1Crl8Ni9Ti。Cr18Ni13Mo3Ti、1Cr21N15Ti。Cr23Ni18、Cr17Mn13Mo2N。Cr18Mn8Ni5N、00Crl8Ni10。0Cr18Ni10Ti、Cr18Mn10Ni5Mo2N。00Cr17Ni13Mo2、00Crl7Nil3Mo3。水煤气输送管适用于输送水，压缩空气、煤气、乏汽、冷凝水及采暖系统的管道。分为镀锌管和不镀锌管。管道连接管道连接方式有以下几种：焊接：所有压力管道尽量采用焊接，管径大于32mm且厚度在4mm以上采用电焊；管径在32mm以下，厚度在35mm以下采用气焊。丝扣：适用于管径小于65mm，工作压力在4kgfcm以下的温度低于100的水管或低压煤气管。其它连接：如水泥砂浆接口、快速接头等。wwwdocincom第六章管道与配件管配件管子之所以能连接达到各种不同工艺要求，是和各种配件密不可分的。因此，有必要对管配件作一个简单的介绍。弯头弯头用于改变流体的流动方向，可以分以下几类。焊制弯头，即虾米弯。还可以分为：短半径弯头：用于迅速改变流体流动方向（R=1Dg）。根据流体改变的方向可以分为：180弯头。由于弯头使流体改变方向，所以流体对弯头的冲刷很大，致使管壁减薄迅速，为确保安全，在配管时，弯头壁厚应比管壁厚05～1mm左右。大小头大小头目的是为了连接两种不同直径之间的管子，可以分成以下几类：高低压大小头：适用于压力320kgfcm或220kgfcm减压后的压力25kgfcm径管道上，两端通常用法兰连接。按规定，大小头尺寸表示方法应该先写最大的口径，然后是最小的口径，最后是壁厚。法兰法兰是用于容器、管道连接的重要部件，应用极为广泛。对法兰连接的基本要求是密封可靠，同时也要求结构简单，装拆方便。法兰类型wwwdocincom第六章管道与配件整体法兰。见图6-1a，它常用于阀门及其它管件的设计，与之一起铸造或锻造成整体。对于铸铁或铸钢的设备，法兰是与完体一起铸出。整体法兰一般都带有锥颈，以提高法兰的强度和刚度。带颈对焊法兰。如图6-1b，又称高颈法兰，由于锥颈的作用，可加强法兰的刚度，并可提高其承载能力，故此种法兰广泛使用于石油化工装置压力、温度较高，以及易燃易爆或有毒介质的重要场合。特别是在压力、温度交变循环条件下，应使用带颈对焊法兰。此种法兰一般用锻压工艺生产，直径较大时也可用专门轧制的法兰角钢热煨成型。平焊法兰。有板式平焊法兰如图6-1c和带颈平焊法兰如图6-1d。另外承插焊法兰见图6-1e，其结构形式和受力情况也类似于带颈平焊法兰。板式平焊法兰加工简便，但刚度较差。在螺栓力作用下，法兰易于变形，从而使密封面产生转角易导致泄漏。故它只适用于低压条件，且不得用于有毒、易燃易爆及较高真空度的工艺管道。带颈平焊和承插焊法兰都带有颈部，由于短颈的作用，其刚度和强度比板式平焊法兰有明显改善，故可适用于中、低压条件。在石油化工配管设计中，已用带颈平焊法兰代替板式平焊法兰。但带颈平焊和承插焊法兰系采用角焊缝连接，其强度和刚度显然不及带颈对焊法兰，尤其是抗疲劳强度较差，因此，它们不应使用于有频繁的大幅度温度循环的配管系统。另外，承插焊法兰仅用于DN80mm以下的小口径管道上。由于它和管子的连接为单面填角焊，管端与法兰间一般留有2mm的间隙，故不应使用于具有缝隙腐蚀或强腐蚀性介质，也不适用于易燃易爆或有毒介质。6-1f、g、h。其特点是法兰盘和管子或设备连接不固定，而是松套在焊环或翻边上，并在焊环或翻边上设置密封面。活套法兰主要适用于有色金同铝、铜和不锈钢的管道或设备上，法兰盘不与介质接触，可采用普通碳钢制造，以节省贵重金属，并容易制造，便于对中安装。6-1i为螺纹法兰，是活套法兰的一种“派生”形式，管端有锥形密封面，目前在高压管道上仍有使用。法兰密封面法兰密封面主要根据介质、压力、温度等工艺条件、公称直径及采用垫片类型等进行选择。常用的密封面形式如图6-2所示。wwwdocincom第六章管道与配件全平面。见图6-2a，垫片与法兰密封面在螺栓孔圆周内外全部接触，因而垫片承载面积较大，所需的螺栓压紧力也较大，但法兰所受的外力矩较小。它主要用于PN10MPa的铸铁法兰，或用于和非金属或铸铁管件、阀门相配合的钢制管法兰。突面。见图6-2b，垫片系置于螺栓孔内侧的法兰突面上。突面法兰结构简单，加工方便，应用较广泛，但此种密封面不能限制垫片的横向变形。有时，在突面密封面上可车制数条同心圆的三角形沟槽俗称水线;，以利密封，但仅限于使用非金属软垫。凹凸面。见图6-2c，它是由一个凸面和一个凹面相配合而成，垫片置于凹面中，其优点在于能钳住垫片，防止非金属软垫片被吹出，并可限制垫片向外侧的横向变形，而wwwdocincom第六章管道与配件榫槽面。见图6-2d，它是由一个榫面和一个槽面相配合而成。榫槽面除具有凹凸面的类似优点外，还可使垫片少受流体介质的冲刷和腐蚀，密封可靠。故常用于压力较高及密封要求较严格的管道上。其缺点是榫面易于损坏，且垫片不易取出，故应用较少。环连接面。见图6-2e，又称梯形槽密封面。它是利用槽的内外锥面与椭圆或八角形金属垫环形成“线”接触密封。所谓线接触密封，实际上是在螺拴力作用下，金属垫环在与法兰密封面接触处产生弹塑形，而形成较小宽度的密封带。由于是线密封接触，并由于槽的中心线角，故为保证密封所需的螺栓载荷对金属垫环而言可大大减小。但也由于是线密封，故环连接密封面和金属垫环尺寸加工精度要求高，且表面粗糙度Ra不大于32μ环连接面的另一特点是介质压力作用在金属垫环内侧，增加了垫环与密封面接触处的密封力，具有自紧作用。环连接面法兰的主要优点是在处理危险介质及密封要求严格的条件下，使用安全可靠。因此，它广泛用于石油化工装置的高温、高压场合，如加氢反应设备及管道上；它也可用于PN25MPa 的中压高温部位。 锥面。见图6-2f，它与金属透镜垫环配合使用。锥面的 20角与透镜垫环的球 面成线接触密封，并有一定的自紧作用，而且锥面与球面易于配合。锥面法兰密封安全可 靠，通常用于高温、高压、密封要求严格的管道上。 法兰密封面型式关于各种密封面的尺寸、所适用的法兰类型和公称压力可查有关法兰标准。 wwwdocincom 第六章 管道与配件 垫片垫片环的选择应根据温度、压力及介质种类确定，其断面形状如图6-3。 垫片断面的形状垫片环按照材料的组成可分为非金属、金属及非金属与金属组合三类。非金属垫材 料中用得最多的是石墨、石棉橡胶、聚四氟乙烯及橡胶等。与金属垫相比，非金属垫图6 3a、b的耐压力性能较差，但耐蚀性、柔软性较好。此外，石墨和聚四氟乙烯还分别具有良好的耐高温与耐低温性能。 常用的金属垫片环的材科有软铝、铜、软钢、蒙乃尔合金、18-8 不锈钢等。其断面 形状有矩形、波纹形、椭圆形、八角形和透镜形等，如图6-3f~g所示。它们主要用于中、 高温和中、高压法兰连接的密封，如加氢反应器、氨合成塔等。金属垫圈绝大多数需要进 行机械加工，对硬金属垫还需研磨，待别是与压紧面的配合表面，需要达到很高的尺寸精 度和表面粗糙度，不允许有加工痕迹。 除了非金属垫和金属垫外，还有一种组合式垫，如在石墨、石棉或石棉橡胶垫外包以 金属薄片的金属包垫图 6-3b、c。这种垫片由于密封面硬度高，泄漏率较大，只可用 于低压场合。若在密封面上粘贴石墨纸，则可大大提高其密封性能。用薄钢板带与石墨带 或石棉带一起绕制而成的缠绕式垫片图6-3d，其耐热性、回弹性较好，且具有多道密封 作用，可用于高温中压和操作条件有波动的场合。 对垫片环的选择要有全面观点，要考虑操作介质的性质、操作压力和温度，以及对 严密程度的要求；亦要考虑垫片性能、压紧面形式、螺栓力大小以及安装要求等，其中操 作温度与压力是影响密封的主要因素，是选择垫环的主要依据。 阀门阀门是管道系统中的重要部件，它用于接通或截断管路中的流通介质，或者用于控制 介质的流量和压力，或用于保证设备以及管路的安全。对阀门的要求是使用性能好、强度 wwwdocincom 第六章 管道与配件 高、操作方便、维修简单、低噪音等。在石化厂中常常由于一个阀门发生故障造成置整个机组或整个系统装停止运行。 阀门的分类阀门按其用途分可分为关断用阀门、调节用阀门、保护用阀门等。按结构分可分为闸 阀、截止阀、节流阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀、止回阀、安全阀、减压阀、疏水阀 等等。 阀门型号的编制方法阀门的型号由七年单元顺序组成。举例如下： 阀门的类型、驱动方式、连接形式、结构形式代号wwwdocincom 第六章 管道与配件 4。这种阀门的阀体内有一平板也叫闸板，与介质流动方向垂直，平板升起时阀即开启。该种阀门由于阀杆的结构形式不同可分为明杆式 和暗杆式两类。闸阀的密封性能较好，流体阻力小，开启、关闭力较小，适用比较广泛。 它一般适用于大口径的管道上。 截止阀。截止阀是利用装在阀杆下面的阀盘与阀体的突缘部分相配合来控制阀的启闭，见图 5。它的结构较简单，维护方便，截止阀也可以调节流量，应用也较广泛，但流体阻力较大。 wwwdocincom 第六章 管道与配件 截止阀wwwdocincom 第六章 管道与配件 3球阀。球阀图6-6利用一个中间开孔的球体作阀芯，靠旋转球体来控制阀的开度 和关闭。它的特点是：结构简单，体积小，零件少，重量轻，开关迅速，操作方便，流体 阻力小，制作精度要求高。但由于密封及材料的限制，目前的球阀还不宜用在高温介质中。 蝶阀。蝶阀的开闭件为圆盘形，它依靠阀体内的一个固定轴旋转，达到接通和关断的目的，见图 7。蝶阀的特点是：结构简单，外形尺寸小，重量轻。适合于较大管径的阀。以往由于密封结构及材料问题，蝶阀只适用于低压，用来输送水、煤气、空气等 介质。随着三偏心结构及金属密封材料的出现，蝶阀的应用范围已得到极大的扩展。 wwwdocincom 第六章 管道与配件 8。由于密封面的形式不同，又分填料旋塞，油密封式旋塞和无填料旋塞。旋塞阀结构简单，外形尺寸小，启闭迅速，操作方便，流体阻力小，便于制作成三通路或四通路阀 wwwdocincom 第六章 管道与配件 门，可作分配换向用。但密封面易磨损，开关力较大。该种阀门不适用于输送高温、高压介质如蒸汽，只适用于一般低温低压流体，做开关用。 9。阀的启闭机构是一块橡皮隔膜，置于阀体与阀盖间，膜的中央突出的部分固着于阀杆，隔膜将阀杆与介质隔离。隔膜阀的结构特点为：结构较 简单，便于检修，流体阻力小，适用于输送酸性介质和带悬浮物的介质。但橡胶膜的材质 不适于温度高于60及有机溶剂和强氧化剂的介质。 节流阀。节流阀也是属于截止阀的一种，由于阀瓣形状为针形或圆锥形，可以较好的调节流量或进行节流，调节压力，见图6 11所示。它的动作主要是靠膜片、弹簧、活塞等敏感元 件改变阀瓣与阀座的间隙，使介质达到自动减压的目的。减压阀只适用于蒸汽、空气等清 洁介质，不能用于液体的减压，更不能用于含有固体颗粒的介质。在选用时，应注意不得 超过减压阀的减压范围，保证在合理情况下。减压阀使用前必须进行定压，以确定减压所 需的压力。 -12所示，它的作用是排除加热设备或蒸汽管路中的凝 结水，同时阻止蒸汽的泄漏。 wwwdocincom 第六章 管道与配件 10节流阀 11减压阀 wwwdocincom 第六章 管道与配件 12疏水阀 13安全阀 wwwdocincom 第六章 管道与配件 10安全阀。如图 13所示，主要用于锅炉和压力容器上。当介质压力超过规定 数值时，自动开启，排除多余介质，直到压力降到一定数值后又自功关闭。安全购有弹簧 式和杠杆式。弹簧式中又分封闭式和不封闭式。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工 作。一般易燃、易爆或有毒介质应选用封闭式；蒸汽或惰性气体可选用不封闭式。在弹簧 安全阀中还有带扳手和不带扳手的，扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度，有时也可以 用作手动紧急泄压。杠杆式安全阀又叫重锤式安全阀，主要靠杠杆重锤的作用力而工作。 安全阀的主要参数是排泄量，排泄量取决于阀芯的口径和升启高度，为此又可分为微 启式和全启式。微启式是指阀芯开启高度为阀座直径的 115～120。全启式是指阀芯开启 高度为阀座直径的13～14。 11 止回阀。如图6 14。它是一种自动开闭的阀门，在阀体内有一种阀盘式摇板，当介质顺流时，阀盘式摇板即升起打开；当介质倒流时，阀盘或摇板即自动关闭，故称为 逆止阀。由于结构的不同，逆止阀又可分为升降式和旋启式两种。升降式止回阀的阀瓣是 垂直于阀体通道作升降运动，一般应安装在水平管道上，立式的升降式止回阀应安装在垂 直管道上；旋启式止回阀的阀芯是围绕密封面作旋转运动，一般应安装平水平管道上。止 回阀一般适用于清净介质，对有固体颗粒和粘度较大的介质不宜选用，升降式止回阀的密 封性能较旋启式的好。但旋启式的流体阻力较升降式的小，通常旋启式的止回阀多用于大 口径管道上。 4、阀门的正确安装使用。 正确使用阀门，是确保装置正常生产的一个主要方面。为此，需做到以下几点。 wwwdocincom 第六章 管道与配件 新阀门安装前，必须进行过试压检查，以确保阀门的各密封点不泄漏。如果阀门内泄，阀芯及阀座均应研磨，直至不漏。 螺栓规格要与法兰配对，不能用小一级的螺栓代用，拧紧螺栓时，要对角拧紧，吃力要均匀。 （2）正常使用 新安装的阀门在阀门丝杆上应均匀涂抹黄油，以保证开关灵活，对于锈迹斑斑，开、关不灵的阀门应除锈，抹黄油。 停工检修时应对填料出现泄漏阀门的填料进行更换，填料压盖受力均匀，而且不能压的太紧。 阀门开启时，丝杆应留几扣，不能将阀杆全部拉出。wwwdocincom

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