化工管路的安装修理.doc

第六章 化工管路的安装修理第一节 化工管路的配管技术一、蒸汽管道系统（一）蒸汽管道系统的配置蒸汽管路一般从车间外部架空引进，管路应根据热伸长量和具体位置选择好补偿形式和固定点。优先考虑自然补偿，然后考虑其它各种类型的补偿器。 从总管接出支管时，应选择总管热伸长位移量小的地方(如固定点附近)，并应从总管的上面或侧面接出。尽量不要将高压蒸汽直接引进低压蒸汽系统使用。应安装减压阀，并在低压系统上设置安全阀，便于管路疏水，宜将流量测量装置(如测量孔板)装于垂直管路上。蒸汽管路要适当设置疏水点，中途疏水点采用三通接头，将冷凝水分离出去，末端也要设疏水点。疏水管一般应设置疏水器。过热蒸汽管路疏水可不设疏水器而设置双阀。蒸汽加热设备的冷凝水，均应经过疏水器，应尽量回收，回水管的管径不小于疏水器的出口直径。（二）蒸汽管道系统中的附件安装1蒸汽管道的疏水装置蒸汽管道的疏水装置包括经常疏水和启动疏水两类。常用的疏水阀有浮桶式、钟形浮桶式、脉冲式和热动力式等结构形式。 （1）经常疏水 经常疏水是运行中将蒸汽管道中的凝结水连续排出，用疏水阀自动疏水。蒸汽管道的下列各点需设经常疏水装置。 饱和蒸汽管道和伴热蒸汽管道的最低点；以蒸汽作热源的用热设备的凝结水出口管道上；蒸汽不经常疏通的死端(如管段的低位点)及经常处于热备用状态的设备的进汽管段的最低点；汽水分离器的下部。（2）启动疏水 蒸汽管道在开始运行时，凝结水较正常多，不能全由疏水器来排除，需由集水管和启动疏水排水阀组成启动疏水装置排除。下列各点需要设置启动疏水装置。启动时需要及时疏水、可能积水的低位点； 水平管段上的波形补偿器的波节下部；水平管道上阀门、流量孔板的前面。高空敷设的蒸汽管道，可将启动疏水管排水阀引至地面操作高度。2、疏水器安装(三)蒸汽管道的减压装置1常用的减压阀减压阀是自动将管道内介质压力减低到所需压力的阀件。减压阀的结构形式有薄膜式、活塞式和波纹管式等。其中活塞式减压阀工作稳定、可靠、减压范围大、性能优越、适用范围广，是最常用的减压阀。2减压装置的安装(四)补偿器的安装补偿管道热胀冷缩变形，减少并释放管道受热膨胀引起的应力。补偿器的种类及安装（本章第三节化工管路的安装与维修）。二、水泵的管道配置 水泵管路分吸水管道及压水管道两部分。管道配置时应从进出水口开始分别向外伸展进行配管。 （一）吸水管路及附件的配置吸水管布置一定要合理，防止漏气，配件要少。水泵吸水管一般采用钢管焊接安装，即使偶尔漏气，也容易补修。要作防腐处理，表面涂沥青防腐层。铸铁管作吸水管时，接口要严密。吸水管从吸水面到泵应具有不小于0.005向上坡度，靠近泵吸入口处的吸水管，应保持23倍管径的直管段。 大型泵吸水管的闸阀应水平安装，或向下倾斜安装，避免闸阀积气。吸水管应采用偏心异径管。安装时异径管上边成水平,以免形成气囊。 吸水管进水端常制成喇叭口形。需设置具有足够面积的过滤器。用引水启动的水泵，吸水管末端应安装底阀。吸水管的重量不应加在水泵。吸水管路的直径应大于泵入口直径，当泵位置高于吸水液面时，吸入管路的任何部分都不应高于泵入口。（二）压水管路及附件的配置 水泵压水管一般用钢管。除为了维修方便在部分位置采用法兰联接外，大多采用焊接连接，以防止漏水。压水管路要求尽可能短些，弯头、附件等也应尽量减少。 压水管上一般应设置止回阀。还需在压水管上设置水锤消失装置。一般都应装设闸阀。闸阀设在止回阀前后均可，启动泵和调节流量时用。 压水管上一般都装有异径管，安装在竖管上应制作成正心，安装在水平管上应制作成偏心式。泵房内压水管管径小于150mm时，一般架空敷设。压水管管径较大时，一般敷设在地面上或管沟内。三、压缩机的管道配置 （一）压缩机吸气管道的配置 吸气管道是常压脉动气流管道，压缩机的噪声可以通过管道向外传播，宜装在室外，并使吸气口高出屋檐。吸气管道口应尽在阴冷处，入口温度每上升4，输出相同的气量其能量消耗就要增加1。 减少振动：管壁大于3mm，穿墙处设防振套管，吸气管长度不超过12m，应避开共振长度，管内流速6ms左右。 吸气管道要安高效过滤器，尽可能靠近主机，过滤器装在消声器之前。管道直径要足够大，线路要紧凑，以减少管道中的凝液析出和压力损失。管道支承的设计要能承受足够的振动作用。 （二）排气管道的配置应尽量缩短排气管道，减少热量散发在厂房内。要设置热补偿装置，能方便拆卸清洗此段管道内的积炭和油垢。排气管道直径一般由压缩机排气口直径确定。 （三）压缩机至贮气罐管道的配置容积式压缩机管道应装安全阀。如压缩机和贮气罐之间装有隔断阀、减压阀或止回阀，则在切断管道的阀门与压缩机之间要装安全阀。管道朝贮气罐和后冷却器方向下斜坡度，防止管道液体返回压缩机造成液击。排气管道要尽可能的短，如贮气罐应尽量靠近压缩机安装。（四）排污管道的配置将压缩机中间冷却器、后冷却器、油水分离器和贮气罐的废油（水）引至废油收集器的排油（水）管道系统称为排污管道。连接各设备的排油（水）支管上需装截止阀门。（五）导压管的配置一般采用DN815mm的钢管或铜管。导压管道上宜设一个截止阀和一个压力表，供检修时和观察系统的压力用。导压管随排气管道敷设。（六）冷却水管道的配置一般采用地沟敷设。在闭式循环中，各排水管上应设水流观察器。各机组的总进出水管应装截止阀。厂房内的给排水装置应能排尽存水。（七）管道安装的要求管道转弯处，应采用平整、圆滑的冷弯弯管过渡，不得采用波纹弯管、焊接弯管或热煨弯管。管道连接一般采用焊接，管子的切割不得使用氧乙炔焰，应采用手工或机械切割，切口应与管子轴线垂直，切口表面平整，不得有裂纹。铜管焊接应采用40的银焊条，施焊前通入氮气将管内空气排净方可施焊。第二节 化工管路的计算一、管路的热变形和热应力工作温度与管路安装环境温度有差别，导致管路热胀冷缩，其变化量为 若管路热变形则不产生热应力；若管路两端固定或受约束，管路产生热应力 根据材料的强度条件，管子热应力要小于许用应力：只要=，即使两端固定，热应力也不会破坏管路，否则管路有可能被破坏。故 为极限温度变化量，用以确定管路两端能否固定。例如 某碳钢管安装温度为20，工作温度为100，实际温差=80，100时碳钢材料的许用应力=112MPa，=2.1105MPa, =1210-6m/(m)，其极限温度变化量=112/（2.11051210-6）45, ，理论上该管路两端不可刚性固定，管路上必须安装活动夹管、管托或补偿器以吸收管路变形。但实际工作中，很多碳钢管路工作温度与其安装温度达6080，仍未特设补偿装置，也能正常工作，主要是因管路挠度较大，自动地补偿了其温度变形的缘故。当管路材料一定时，管路中热应力的大小取决于温差的大小，与管路的绝对长度、管径及壁厚无关，故即使安装很短的大直径厚壁管路也应考虑热应力的影响。二、管路的热补偿1自动补偿自动补偿是利用管路本身自然弯曲管段的弹性变形来吸收热变形的补偿方式。2补偿器补偿当管路的冷热变形量大，管路本身的自动补偿能力不够时，就必须在管路中设置补偿器来进行补偿。(1)回折管式补偿器 利用刚度较小的回折管弹性变形量来吸收连接在其两端的直管冷热变形量。 (2)波形补偿器 波形补偿器是利用金属薄壳挠性构件的弹性变形来吸收管道的热伸长量。使用较多的是波形的。(3)填料式补偿器 填料式补偿器又称套管式补偿器，分为单向活动和双向活动两种，靠插管在套管内的自由伸缩来补偿冷热变形量。(4)球形补偿器 它是利用补偿器的活动球形部分角向弯转来吸收管道的热变形量，它允许管子在一定范围内相对转动。三、管路的跨度和管架（一）管路的跨度管路允许跨度的大小主要取决于它自身的强度及刚度。按下式进行计算 m管路最大允许跨度可从化工管路手册中查出。（二）管路的管架管架是用来支承架空管路的，它有钢结构和钢筋混凝土结构两类。管架形式分为支承式(支架)和悬吊式(吊架)两大类。1支架管子与支架用管卡和管托来固定或保证滑移。(1)室外支架 独立式支架 梁式支架(2)室内支架 室内支架主要有单立柱式、框架式悬臂式、夹柱式、支撑式等。它们是用型钢制成或型钢与墙、柱结合构成，适用于直径较小的管路，且不能有大的振动。(3)管卡和管托 管卡主要有U形圆钢管卡和扁钢管卡两种，用螺母紧固，将管子夹持在管架上。2吊架在楼板下敷设管路可用吊架安装。普通吊架，弹簧吊架，复合吊架。第三节 管路的安装与维修一、管路的连接1螺纹连接又称丝扣连接。螺纹连接装配前，应用聚四氟乙烯生料带、石棉线或油麻丝等沿螺纹旋向缠绕在外螺纹上，以保证旋合装配后连接处严密不漏。用内牙管连接，装拆管路时需逐管逐件进行，故较为不便，而采用长外牙管连接则可以不转动两端管子。用活管接连接也可不转动要相连的两管子而将它们连到一起。2法兰连接法兰连接强度高，可用于各种压力和温度条件下的管路，拆卸方便，因此在化工管路中应用广泛。安装前应对法兰等进行检查：法兰密封面、金属垫片表面、非金属垫片、垫片尺寸、螺栓及螺母等。 法兰连接：将两法兰盘对正，把密封垫片准确放入，法兰螺栓规格相同，对称紧固螺栓，每螺栓分23次完成紧固，螺栓外露长度不大于2倍螺距，螺栓应与法兰紧贴，每个螺栓不应超过一个垫圈。 相互连接的法兰盘应保持平行，法兰连接应保持同轴，其螺栓应涂以二硫化钼油脂、石墨机油或石墨粉，以便检修时拆卸。垫片安装时一般可根据需要，分别涂以石墨粉、二硫化钼油脂、石墨机油等涂剂。用软钢、铜、铝等金属垫片，安装前应进行退火处理。高温或低温管道的法兰螺栓，在试运行时应按规定进行热紧或冷紧， 3承插连接承口和插口按规定值留出轴向间隙，以补偿管路热伸长，承插接口一般用油麻、橡胶圈、石棉水泥或膨胀水泥等填料填塞，如遇急用、抢修等可用青铅填塞(接口)。 4焊接连接焊接连接强度高，密封性好，可用于各种压力、温度下的管路。5管接头连接管接头连接方便、易于拆卸，多用于小直径铜管、铝管和不锈钢管的连接，如仪表管道和机器润滑管路的连接。二、管架的安装1支架的安装安装支架时，在同一管路的两个补偿器中间只能安装一个固定管托，而在补偿器两侧各装一个活动管托以保证补偿器能自由伸缩。安装活动管托时，其安装位置应从支架中心向位移反向偏移，偏移量为热位移量的一半。固定管托必须与支架牢固连接，而活动管托则不得有歪斜和卡涩现象，保温层不得妨碍热位移。2吊架的安装安装无热位移的管路，吊架应铅垂安装。安装有热伸长管路时，吊架应向管路膨胀相反的方向倾斜安装，其倾斜量等于管路热伸长量的一半。三、补偿器的安装1弓形回折管补偿器的安装为了减小补偿器工作时的变形和应力，充分利用补偿器的补偿能力，安装时应按设计规定值对它冷拉(介质温度高于安装温度)或冷压(介质温度低于安装温度)，如设计无规定，可按该管段热伸长量的一半作为冷拉(压)值，即每边拉(压)4，允许偏差10mm。2波形补偿器的安装安装时按设计规定值进行冷拉(压)。水平管路上的波形补偿器内衬套筒有焊缝的一端应迎介质流向安装，铅垂管路应置于上部。3填料式补偿器的安装安装时应使之与管道同轴，在靠近补偿器的两侧，至少各有一个导向管托，以保证运行时不偏离中心。补偿器中使用的填料应涂石墨粉，并逐圈装入，各圈接口应相互错开。四、阀门的安装与修理1阀门的安装(1)阀门的检查与试验 应检查阀体表面有无裂纹和砂眼，连接螺纹或法兰密封面有无损伤，阀杆是否歪斜、转动时有无卡涩现象等。阀门使用前都应按规定的压力对阀门进行强度和严密性试验。缓慢升压到规定压力，保持5min，壳体、填料无渗漏为合格。高压阀门应填写高压阀门试验记录。安全阀在安装前，应按设计规定进行试调。每个安全阀启闭试验不应少于三次。工作介质为液体时，用水调试；工作介质为气体时，用空气或惰性气体调试。调试后进行铅封并填写安全阀调整试验记录。(2)阀门的安装 对有方向性的阀门，如截止阀、节流阀、止回阀或减压阀等不得装反，应按阀门上介质流向标志的方向安装。在水平管路上安装阀门，阀杆一般应安装在上半周范围内，不宜朝下，以防介质泄漏伤害到操作者。安装法兰连接的阀门，螺母一般应放在阀门一侧，要对称拧紧法兰螺栓；安装螺纹连接的阀门，应从管子螺纹旋入端第二扣开始缠绕填料；焊接连接的阀门，焊缝底层用氩弧焊施焊，焊接时阀门不关闭，防止过热变形。法兰或螺纹连接的阀门应在关闭状态下安装。 2阀门的修理(1)阀体和阀盖的修理 阀体和阀盖补焊、贴补修理。垫片损坏后更换涂上机油调和石墨粉的新垫片。 (2)填料函泄漏的修理 填料函在工作时有轻微泄漏时，可将阀门关闭，再通过填料压盖进一步压紧填料。如果泄漏严重，新填料。(3)阀门密封面的修理 密封面常因摩擦、腐蚀、划伤等而损坏，当损坏深度大于0.2mm时，应更换密封件或堆焊后研磨；深度在0.20.05m时，应先车削加工，再进行研磨；深度小于0.05mm时，可直接进行研磨。磨具的硬度应比工件的硬度低，常用的磨具材料有铸铁、软钢、铜等。阀门修理中常用市场销售的研磨膏，它是由磨料和润滑剂调配而成，可根据需要选用，使用时若研磨膏太稠，可加煤油稀释。研磨时一般是正反交替作90o转动67次，然后将修理件或磨具的原始位置转换120o180o，再继续研磨，这样换58次位置研磨后，用汽油或煤油洗掉废磨料，再涂上较细的磨料继续研磨，直到合格为止。研磨时应保证加在磨具上的压力和速度均匀，一般粗研时可用较大压力和较低速度，细研用较小压力和较高速。五、调节阀的修理填料压得过紧，增大阀杆的摩擦力；阀杆与阀芯同心度不好或使用过程中阀杆变形，造成阀杆阀芯移动时与填料及导向套摩擦；压缩弹簧的特性变化及刚度不合适等均可能影响上述几项指标。此外，如填料密封性不好，有可能是填料压盖过松或填料本身老化造成的；泄漏量大，关不死，可能是阀芯阀座受到腐蚀所致或阀芯阀盖密封面损坏等。六、验收管路安装完毕后，应按设计规定对管路系统进行吹扫和清洗、强度试验、严密性试验等，以检查管路系统及各连接部位的工程质量。对一些特殊化工介质管道还必须做好防静电接地措施。第四节 化工管道的防腐与保温一、化工管道的防腐（一）各种管材的腐蚀特性与管材选择（二）管道的防腐措施各种金属管道和金属构件的主要防腐措施，是在金属表面涂上不同的防腐材料（即防腐油漆），经过固化而形成油漆，牢固地结合在金属表面上。选用的防腐油漆应该具备下述性能：在所接触的介质中保持稳定；能够形成连续无孔的膜，与金属有牢固的结合力，不怕风吹雨淋日晒，不皱皮不老化；不透气、不透水，容易干燥凝固；有一定的强度和弹性；特殊情况下的其他要求。除了采用防腐涂料措施外，也可采用在金属管表面镀锌、镀铬以及在金属管内加耐腐蚀衬里(如橡胶、塑料、铅、玻璃)等措施。 （三）管道防腐施工1管道表面清理通常在金属管道和构件的表面都有金属氧化物、油脂、泥灰、浮锈等杂质，一般都要求露出金属本色。表面清理分为除油、除锈和酸洗。（1）除油 如果金属表面粘结较多的油污时，要用汽油或者浓度为5的热荷性钠(氢氧化钠)溶液洗刷干净，干燥后再除锈。 （2）