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1、1 第六章第六章 管道设计管道设计2管道设计管道设计6.1 管道设计的基本要求与一般程序管道设计的基本要求与一般程序 6.2 管道组成件管道组成件 6.3 装置用管道设计装置用管道设计 6.4 管道设计图管道设计图 6.5 管道应力分析管道应力分析 6.6 管道的振动管道的振动 3特种设备监察条例特种设备监察条例压力管道压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或液体，是指利用一定的压力，用于输送气体或液体的管状设备，其范围规定为最大工作压力大于或者等于的管状设备，其范围规定为最大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（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃

2、、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等燃、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，且公称直径大于于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。的管道。不按压力管道管理不按压力管道管理设备本体所属管道设备本体所属管道军事装备、交通工具上和装置中的管道军事装备、交通工具上和装置中的管道入户（居民楼、庭院）前的最后一道阀门之后的生活入户（居民楼、庭院）前的最后一道阀门之后的生活用燃气管道及热力点（不含热力点）之后的热力管道。用燃气管道及热力点（不含热力点）之后的热力管道。引言：压力管道介绍引言：压力管道介绍4工业管道工业管道 企业、事业单位所属的用于输企业、事

3、业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道和送工艺介质的工艺管道、公用工程管道和其他辅助管道。其他辅助管道。公用管道公用管道 城镇范围内用于公用事业或民城镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。用的燃气管道和热力管道。长输管道长输管道 产地、存储库、使用单位间的产地、存储库、使用单位间的用于输送商品介质的管道。用于输送商品介质的管道。压力管道按用途分为三类：压力管道按用途分为三类：5 根据原劳动部调查根据原劳动部调查 240例（其中例（其中40例为国外案例）压力管道事故例为国外案例）压力管道事故 ，124起发生人员伤亡，共死亡起发生人员伤亡，共死亡184人，伤人，伤296人，

4、直人，直接经济损失三千多万元接经济损失三千多万元 1994年年3月月1日至日至1995年年3月月30日日 ，8起压力管道重起压力管道重大事故，死亡大事故，死亡56人，伤人，伤150人人 。1996年年4月月 压力管道安全与监察规定压力管道安全与监察规定 管道安全管道安全66.1 管道设计的基本要求与一般程序管道设计的基本要求与一般程序 6.1.1 管道设计的基本要求管道设计的基本要求 6.1.2 管道设计的一般程序管道设计的一般程序 76.1.1 管道设计的基本要求管道设计的基本要求1. 一般要求一般要求 2. 防火安全设计防火安全设计 3. 防爆安全设计防爆安全设计 4. 其它安全设计其它安

5、全设计 5. 便于检修、运行操作便于检修、运行操作 8一般要求一般要求 满足生产 足够的强度 足够的刚度 ，适当的支撑 柔性分析 动力分析 抵御风载和地震载荷的能力 9一般要求一般要求1）管道的总体布置）管道的总体布置 2）管道布置与敷设）管道布置与敷设 3）管道连接与弯管）管道连接与弯管 4）管道与建筑物）管道与建筑物 101）管道的总体布置）管道的总体布置 管道布置设计应做到安全可靠、经济合理，并满足施工、管道布置设计应做到安全可靠、经济合理，并满足施工、操作、维修等方面的要求。操作、维修等方面的要求。 对于需长期施工的工程，其管道的布置设计应统一规划，对于需长期施工的工程，其管道的布置设

6、计应统一规划，力求做到施工、生产、维修互不影响力求做到施工、生产、维修互不影响 。 永久性的工艺、热力管道不得穿越工厂的发展用地永久性的工艺、热力管道不得穿越工厂的发展用地 在确定进出装置（单元）的管道方位与敷设方式时，应在确定进出装置（单元）的管道方位与敷设方式时，应做到内外协调做到内外协调 。 厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区内的装置（单厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区内的装置（单元）、道路、建筑物等协调，避免管道包围装置（单元）、道路、建筑物等协调，避免管道包围装置（单元），减少管道与铁路、道路的交叉。元），减少管道与铁路、道路的交叉。 112）管道布置与敷设）管道布置与敷设 架空

7、埋地123）管道连接与弯管）管道连接与弯管 连接：法兰、螺栓连接、焊接连接：法兰、螺栓连接、焊接 弯管：弯管：134）管道与建筑物）管道与建筑物 管道穿过建筑物的楼板、房顶或墙面时，应加套管管道穿过建筑物的楼板、房顶或墙面时，应加套管144）管道与建筑物）管道与建筑物布置腐蚀性介质或有毒介质的管道时，应避免由于法兰、楼板和布置腐蚀性介质或有毒介质的管道时，应避免由于法兰、楼板和填料密封等泄漏而造成对人身和设备的危害；全厂性管道敷设应填料密封等泄漏而造成对人身和设备的危害；全厂性管道敷设应有坡度并尽量与地面坡度一致。；对于跨越、穿越厂区内铁路和有坡度并尽量与地面坡度一致。；对于跨越、穿越厂区内铁

8、路和道路的管道，在其跨越段或穿越段上不得装设阀门、波形补偿器道路的管道，在其跨越段或穿越段上不得装设阀门、波形补偿器和法兰、螺纹接头等管件和法兰、螺纹接头等管件 15防火安全设计防火安全设计 GB500191石油化工企业设计规范石油化工企业设计规范 裸露的钢结构耐火极限只有裸露的钢结构耐火极限只有0.25h 发生火灾后的持续时间多数在发生火灾后的持续时间多数在1h左右左右 标准规定耐火层的耐火极限不应低于标准规定耐火层的耐火极限不应低于1.5h 16防爆安全设计防爆安全设计 存在可燃气体、易燃液体的蒸汽或薄雾存在可燃气体、易燃液体的蒸汽或薄雾 上述物质与空气混合，其浓度在爆炸极限以内上述物质与

9、空气混合，其浓度在爆炸极限以内 存在足以点燃爆炸性混合物的火花或高温存在足以点燃爆炸性混合物的火花或高温GB5005892爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 17其它安全设计其它安全设计 经过道路的管道必须有经过道路的管道必须有一定的架空高度一定的架空高度 人员通行人员通行 2.2m 车辆车辆 4.5m 铁路铁路 5.5m 1819便于检修、运行操作便于检修、运行操作 泵一般可以布置在管廊的下面泵一般可以布置在管廊的下面 ，且有，且有3.5m的净空高度的净空高度 管廊在道路上空穿越时，净空高度应为：管廊在道路上空穿越时，净空高度应为：装置内检修通道不低于装置内

10、检修通道不低于4.5m；管廊下的检；管廊下的检修通道不低于修通道不低于3m。206.1.2 管道设计的一般程序管道设计的一般程序初步设计初步设计施工设计施工设计21初步设计初步设计 : 物料和热量衡算等物料和热量衡算等 管径管径物料的流量及该物料允许的流速物料的流量及该物料允许的流速管子的材料和阀门、法兰等管道附件管子的材料和阀门、法兰等管道附件介质的物理化学性质、压力等级、工作温介质的物理化学性质、压力等级、工作温度等因素确定度等因素确定绘制草图绘制草图（主要管道）（主要管道）应力计算应力计算22 施工图设计：施工图设计： 绘制详细的管道流程图和设备布置图绘制详细的管道流程图和设备布置图 管

11、道的平立面布置图管道的平立面布置图 , 重要管道进行应力计算重要管道进行应力计算 绘制单管图、管口方位图、蒸汽伴热管系图等绘制单管图、管口方位图、蒸汽伴热管系图等 管道安装一览表、综合材料表和油漆一览表等管道安装一览表、综合材料表和油漆一览表等 专业会审专业会审 236.2 管道组成件管道组成件 管子管子阀门阀门其他组成件其他组成件24管子分类表管子分类表 按用途分类按用途分类 输送用、传热用、结构输送用、传热用、结构用、其它用用、其它用 按材质分类按材质分类 金属管、非金属管金属管、非金属管 按形状分类按形状分类 套管套管(双层管双层管)、翅片管、翅片管、各种衬里管各种衬里管 其其 它它 特

12、殊用特殊用 一、一、 管子管子25铅管、铝管、钛管铅管、铝管、钛管 铜管、铝黄铜、铝砷高强度黄铜、铜管、铝黄铜、铝砷高强度黄铜、铜、镍、蒙乃尔合金、耐蚀耐热镍铜、镍、蒙乃尔合金、耐蚀耐热镍基合金基合金 铜及铜合金铜及铜合金 有色金属管有色金属管 奥氏体钢管奥氏体钢管 合金钢合金钢 低温用钢管、高温用钢管低温用钢管、高温用钢管 低合金钢低合金钢 普通钢管、高压钢管、高温钢管普通钢管、高压钢管、高温钢管 碳素钢管碳素钢管 钢管钢管 高级铸铁管、延性铸铁管高级铸铁管、延性铸铁管 铸铁管铸铁管 铁管铁管 金金 属属 管管 名称名称 小分类小分类 中分类中分类 大分类大分类 钢塑复合管、铝塑复合管钢塑复

13、合管、铝塑复合管 钢塑复合管钢塑复合管 复合管复合管 玻璃管、玻璃衬里管玻璃管、玻璃衬里管 玻璃陶瓷管玻璃陶瓷管 混凝土管混凝土管 混凝土管混凝土管 石棉管石棉管 石棉管石棉管 聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯 塑料管塑料管 橡胶软管、橡胶衬里管橡胶软管、橡胶衬里管 橡胶管橡胶管 非金属管非金属管 管子按不同材质分类表管子按不同材质分类表26二、管件二、管件三通、四通、异径管、弯头、活接头、丝堵等三通、四通、异径管、弯头、活接头、丝堵等 27三三 通通 流体分流处或并流处使用三通流体分流处或并流处使用三通28弯弯 头头29异径管异径管异径管用于不同管径的管子连接的管件异

14、径管用于不同管径的管子连接的管件30管法兰管法兰31三、三、 阀门阀门 阀门用于启闭、节流及保证管系和设备的阀门用于启闭、节流及保证管系和设备的安全运行等安全运行等 选用阀门主要从装置无故障操作和经济二选用阀门主要从装置无故障操作和经济二方面考虑方面考虑 阀门与管子的联接主要有法兰连接、螺纹阀门与管子的联接主要有法兰连接、螺纹连接、对焊连接和承插焊连接连接、对焊连接和承插焊连接 3233阀门的分类阀门的分类 闸阀闸阀 截止阀截止阀 节流阀节流阀 止回阀止回阀 球阀球阀 柱塞阀柱塞阀 蝶阀蝶阀 隔膜阀隔膜阀 减压阀减压阀 疏水阀疏水阀 安全阀安全阀34闸闸 阀阀 主要起启、闭作用，另外具有一定调

15、节流量能力；主要起启、闭作用，另外具有一定调节流量能力； 闸阀的密封性能较截止阀好，流体阻力小。闸阀的密封性能较截止阀好，流体阻力小。 35截止阀截止阀 截止阀截止阀与闸阀相比，其调节性能好，密封性能差，结构简单，与闸阀相比，其调节性能好，密封性能差，结构简单，制造维修方便，流体阻力较大，价格便宜。适用于蒸汽等介质，制造维修方便，流体阻力较大，价格便宜。适用于蒸汽等介质，不宜用于粘度大、含有颗粒易沉淀的介质，也不宜作放不宜用于粘度大、含有颗粒易沉淀的介质，也不宜作放 空阀及低真空系统的阀门。空阀及低真空系统的阀门。 36节流阀节流阀 调节流量和压力调节流量和压力37止回阀止回阀 止回阀按结构可

16、分为升降止回阀按结构可分为升降式和旋启式两种式和旋启式两种 升降式止回阀较旋启式止升降式止回阀较旋启式止回阀的密封性好，流体阻回阀的密封性好，流体阻力大，卧式的宜装在水平力大，卧式的宜装在水平管线上，立式的应装在垂管线上，立式的应装在垂直管线上直管线上 旋启式止回阀不宜制成小旋启式止回阀不宜制成小口径阀门。它可装在水平、口径阀门。它可装在水平、垂直或倾斜的管线上。如垂直或倾斜的管线上。如装在垂直管线上，介质流装在垂直管线上，介质流向应由下向上向应由下向上 38升降式止回阀升降式止回阀39旋启式止回阀旋启式止回阀40球球 阀阀 球阀的结构简单、开关球阀的结构简单、开关迅速、操作方便、体积迅速、操

17、作方便、体积小、质量轻、零部件少、小、质量轻、零部件少、流体阻力小、结构比闸流体阻力小、结构比闸阀、截止阀简单。阀、截止阀简单。41柱塞阀柱塞阀 柱塞与密封圈间采用过柱塞与密封圈间采用过盈配合，通过调节阀盖盈配合，通过调节阀盖上连接螺栓的压紧力，上连接螺栓的压紧力，使密封圈上所产生的径使密封圈上所产生的径向分力远大于流体的压向分力远大于流体的压力，从而保证了密封性，力，从而保证了密封性，杜绝了外泄漏。柱塞阀杜绝了外泄漏。柱塞阀是国际上最近发展的新是国际上最近发展的新颖结构阀门，具有结构颖结构阀门，具有结构紧凑、启闭灵活、寿命紧凑、启闭灵活、寿命长、维修方便等特点长、维修方便等特点 42蝶蝶 阀

18、阀 蝶阀与相同公称压力等蝶阀与相同公称压力等级的平行式闸阀比较，级的平行式闸阀比较，其尺寸小、质量轻、开其尺寸小、质量轻、开闭迅速、具有一定的调闭迅速、具有一定的调节性能，适合制成大口节性能，适合制成大口径阀门，用于温度小于径阀门，用于温度小于80、压力小于、压力小于1.0MPa的原油、油品的原油、油品及水等介质及水等介质 43蝶阀的传动机构蝶阀的传动机构44隔膜阀隔膜阀 阀的启闭是一块橡胶隔膜，夹阀的启闭是一块橡胶隔膜，夹于阀体与阀盖之间。隔膜中间于阀体与阀盖之间。隔膜中间突出部分固定在阀杆上，阀杆突出部分固定在阀杆上，阀杆内衬有橡胶，由于介质不进入内衬有橡胶，由于介质不进入阀盖内腔，因此无

19、需填料箱。阀盖内腔，因此无需填料箱。隔膜阀结构简单，密封性能好，隔膜阀结构简单，密封性能好，便于维修，流体阻力小，适用便于维修，流体阻力小，适用于温度小于于温度小于200、压力小于、压力小于1.0MPa的油品、水、酸性介的油品、水、酸性介质和含有悬浮物的介质，不适质和含有悬浮物的介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂的介用于有机溶剂和强氧化剂的介质质 45隔膜阀隔膜阀46减压阀减压阀 减压阀是通过启闭件减压阀是通过启闭件的节流，将进口的高的节流，将进口的高压介质降低到某个需压介质降低到某个需要的出口压力，在进要的出口压力，在进口压力及流量变动时，口压力及流量变动时，能自动保持出口压力能自动保持出口压

20、力基本不变的自动阀门基本不变的自动阀门 47疏水阀疏水阀 疏水阀（也称阻汽排水疏水阀（也称阻汽排水阀，疏水器）的作用是阀，疏水器）的作用是自动排泄蒸汽管道和设自动排泄蒸汽管道和设备中不断产生的凝结水、备中不断产生的凝结水、空气及其他不可凝性气空气及其他不可凝性气体，又同时阻止蒸汽的体，又同时阻止蒸汽的逸出逸出 。它是保证各种加。它是保证各种加热工艺设备所需温度和热工艺设备所需温度和热量并能正常工作的一热量并能正常工作的一种节能产品种节能产品48安全阀安全阀49四、其他组成件四、其他组成件 阻火器阻火器 过滤器过滤器50阻火器阻火器 阻火器是一种防止火阻火器是一种防止火焰蔓延的安全装置，焰蔓延的

21、安全装置，通常安装在易燃易爆通常安装在易燃易爆气体管路上，当某一气体管路上，当某一段管道发生事故时，段管道发生事故时，不至于影响另一段管不至于影响另一段管道和设备道和设备 51过滤器过滤器管道过滤器多用于泵、仪管道过滤器多用于泵、仪表（如流量计）、疏水阀表（如流量计）、疏水阀前的液体管道上前的液体管道上 一般根据介质的性质和温一般根据介质的性质和温度、压力来选用适当的过度、压力来选用适当的过滤器滤器 过滤器承受的压力等级有：过滤器承受的压力等级有：1.0MPa，1.6MPa，2.5MPa，4.0MPa，6.3MPa，10MPa。一般比。一般比管子内介质的压力高一个管子内介质的压力高一个档次档次

22、 526.3 装置用管道设计装置用管道设计6.3.1 管廊管廊(管桥管桥)和管廊上管道的布置和管廊上管道的布置6.3.2 设备配管设备配管 6.3.3 机器管道设计机器管道设计 531. 1. 管廊的布置管廊的布置6.3.1 管廊管廊(管桥管桥)和管廊上管道的布置和管廊上管道的布置1)管廊的形状管廊的形状 管廊的形状管廊的形状由设备的平由设备的平面布置决定面布置决定 一端式和直通式是管廊一端式和直通式是管廊的基本形状，其它如的基本形状，其它如L型、型、T型、型、U型等及形型等及形状较复杂的管廊，可视状较复杂的管廊，可视为几个基本形状的组合为几个基本形状的组合542)管廊的长度管廊的长度 管廊的

23、长度管廊的长度由设备数量和尺寸决定由设备数量和尺寸决定 一般过程工业装置的设备（换热设备、冷却器、一般过程工业装置的设备（换热设备、冷却器、塔、容器、露天压缩机、泵等）每台可按平均塔、容器、露天压缩机、泵等）每台可按平均占用占用3m长管廊估计。布置得当，可压缩到长管廊估计。布置得当，可压缩到2.12.4m 通常设备和车间应布置在管廊两侧，不能布置通常设备和车间应布置在管廊两侧，不能布置在一侧在一侧 扩建需预留的位置应放在管廊端部扩建需预留的位置应放在管廊端部 553)管廊的高度管廊的高度 由规范决定由规范决定 管廊横穿道路上空时净空高度，次要道路管廊横穿道路上空时净空高度，次要道路（装置内道路

24、一般为次要道路）（装置内道路一般为次要道路）4.5m以上；以上；主要道路（主干道）主要道路（主干道）6m以上；铁路以上；铁路7m以上以上 管廊下检修通道的净高不小于管廊下检修通道的净高不小于3.1m 为有效利用空间，多在管廊下布置泵为有效利用空间，多在管廊下布置泵 564)管廊的宽度管廊的宽度 管廊的宽度主要由管子根数和管径大小决定管廊的宽度主要由管子根数和管径大小决定 当热管道运行时，可能有少量的横向位移而与当热管道运行时，可能有少量的横向位移而与邻管相碰、位移受阻，故管间距不宜过小邻管相碰、位移受阻，故管间距不宜过小 管廊宽度一般为管廊宽度一般为610m，超过，超过9m采用部分或采用部分或

25、全部双层管廊全部双层管廊 575)管架结构管架结构 5859602. 2. 管廊上的管道布置管廊上的管道布置1)管廊上敷设的管道种类管廊上敷设的管道种类 工艺管道工艺管道 ：连接两设备之间的管道，其长度大于：连接两设备之间的管道，其长度大于6m者者和进出装置的原料、成品、中间产品物料管道和进出装置的原料、成品、中间产品物料管道 公用工程管道公用工程管道：如蒸汽、凝结水等管道：如蒸汽、凝结水等管道 仪表管道和电缆仪表管道和电缆：一般由桥架和槽盒敷设在管廊横梁：一般由桥架和槽盒敷设在管廊横梁或柱子侧面或柱子侧面612)管廊上管道的布置方法管廊上管道的布置方法62设备配管的一般原则设备配管的一般原则

26、1、一般设备的管嘴都不考虑承受过大的载荷，所以在管嘴附近、一般设备的管嘴都不考虑承受过大的载荷，所以在管嘴附近设备固定支架，以承受管重和管子的热胀反力设备固定支架，以承受管重和管子的热胀反力 6.3.2 设备配管设备配管633、管线一般布置在设、管线一般布置在设备的管线侧，不能布置备的管线侧，不能布置在操作侧而影响正常操在操作侧而影响正常操作作 2、应首先在设备的操作侧、应首先在设备的操作侧设定梯子的位置，然后再进设定梯子的位置，然后再进行管道布置行管道布置 644、先布置直径较大的主管，然后由上向下依次布置管线，、先布置直径较大的主管，然后由上向下依次布置管线，否则易引起反复的修改和返工否则

27、易引起反复的修改和返工 5、如果温度有变化，必须考虑热应力对管线的影响、如果温度有变化，必须考虑热应力对管线的影响6、为防止管线中有积液，阀门应布置在横管上，管线不得、为防止管线中有积液，阀门应布置在横管上，管线不得布置成布置成袋形袋形 7、如果设备有多台并联或多个进出口，应力求使管线分支、如果设备有多台并联或多个进出口，应力求使管线分支的阻力相等，以使流量相等的阻力相等，以使流量相等 65盲盲 管管661. 1. 机器管道设计的一般原则机器管道设计的一般原则 在管嘴附近设管道支、吊架，以承受管道的热胀力在管嘴附近设管道支、吊架，以承受管道的热胀力和管道、阀门等的自身重力和管道、阀门等的自身重

28、力应根据机器的操作温度，选择适宜的管道走向应根据机器的操作温度，选择适宜的管道走向 在机器的出口安装缓冲罐。缓冲罐应尽量靠近机器在机器的出口安装缓冲罐。缓冲罐应尽量靠近机器 为了防止管道的振动，要缩短支架间距提高管道的为了防止管道的振动，要缩短支架间距提高管道的刚性，适当采用固定支架、限位支架和导向支架刚性，适当采用固定支架、限位支架和导向支架 在试运转时，机器原吸入口要安装临时过滤器，以在试运转时，机器原吸入口要安装临时过滤器，以免杂物损坏机器免杂物损坏机器 对于输送含有固体颗粒流体的机器，为减小管道压对于输送含有固体颗粒流体的机器，为减小管道压降和沉积物堵塞管道，可在进口管道上设置过滤器降

29、和沉积物堵塞管道，可在进口管道上设置过滤器 管道走向不能影响设备的操作和检修管道走向不能影响设备的操作和检修 6.3.3 机器管道设计机器管道设计 676869706.4 管道设计图管道设计图 6.4.1 管道设计图的种类与绘制方法管道设计图的种类与绘制方法 6.4.2 主管布置图主管布置图 6.4.3 管道平、立面布置图管道平、立面布置图 6.4.4 管道空视图管道空视图 (自学自学)716.4.1 管道设计图的种类与绘制方法管道设计图的种类与绘制方法 2.2.管道平面布置图加管道空视管道平面布置图加管道空视图图 种类种类1.1.管道平面布置图及立面布置管道平面布置图及立面布置图图（国外常提

30、供空视图）（国外常提供空视图）72管道设计图绘制的一般要求管道设计图绘制的一般要求 在绘制管道平面布置图时，辅以若干局部立面图或在绘制管道平面布置图时，辅以若干局部立面图或立体图立体图 管道布置图的比例通常是根据装置的占地大小，设管道布置图的比例通常是根据装置的占地大小，设备尺寸、管径的不同以及管道的多少等决定，备尺寸、管径的不同以及管道的多少等决定， 如：如：石油炼制、石油化工、化工装置等（露天布置的设备）用石油炼制、石油化工、化工装置等（露天布置的设备）用1/301/50比例绘图比例绘图 油罐区设备及其它大型设备用油罐区设备及其它大型设备用1/501/300比例绘图比例绘图 对于食品工业装

31、置、制药装置及试验装置等小型设备（室内布对于食品工业装置、制药装置及试验装置等小型设备（室内布置的设备）用置的设备）用1/201/30比例绘图比例绘图 如果要采用分张绘制的方法，则同一区内的管系必如果要采用分张绘制的方法，则同一区内的管系必须画在同一张图上。须画在同一张图上。1)为了了解分区情况，方便查找，应绘制分区索引图为了了解分区情况，方便查找，应绘制分区索引图 73来自来自下下接图I-49035-4（热水器站图）下西北分区索引图（放在标题栏上方）分区索引图（放在标题栏上方）746.4.2 主管布置图主管布置图 设计装置内的主管时，应对装置内所有的管道、电缆、设计装置内的主管时，应对装置内

32、所有的管道、电缆、照明、仪表管道，采暖通风管道等统一规划（包括照明、仪表管道，采暖通风管道等统一规划（包括空空间区域间区域）；）； 装置内主管布置可分为环状和树枝状两种装置内主管布置可分为环状和树枝状两种 在主管的末端或环状管的中间设置附带阀门的排净口，在主管的末端或环状管的中间设置附带阀门的排净口，且加法兰盲板且加法兰盲板 配管设计的管道应尽量靠拢，但必须保证施工间距配管设计的管道应尽量靠拢，但必须保证施工间距 .一一般热介质设在上面，冷介质设在下层，公用系统主管般热介质设在上面，冷介质设在下层，公用系统主管设在下层设在下层 ； 一般主管架沿梁敷设，管可设在梁侧，在遇柱子时可一般主管架沿梁敷

33、设，管可设在梁侧，在遇柱子时可在柱子侧面预埋钢板，设管架作柱吊架（或支撑架），在柱子侧面预埋钢板，设管架作柱吊架（或支撑架），以承受较大载荷以承受较大载荷 751. 1. 一般规定一般规定 图幅图幅: A0，A1或或A2，不宜加长或加宽，不宜加长或加宽 比例比例: 1:25、1:50、1:100，同区的或各分层的平面图采，同区的或各分层的平面图采用同一比例用同一比例 单位：单位：标高、坐标标高、坐标m为单位，其他尺寸为单位，其他尺寸mm为单位为单位 尺寸线：尺寸线：始末应标绘箭头，或打杠，始末应标绘箭头，或打杠，不按比例画图的尺不按比例画图的尺寸应在尺寸数字下面画一道横线寸应在尺寸数字下面画一

34、道横线。 方向标：方向标：在平面布置图的右上角应绘制一个与设备布置在平面布置图的右上角应绘制一个与设备布置图设计方向一致的方向标。图设计方向一致的方向标。 编号：编号：每张管道布置图均应独立编号，一套图纸用同一每张管道布置图均应独立编号，一套图纸用同一个编号，图纸总张数为分母，顺序号为分子个编号，图纸总张数为分母，顺序号为分子6.4.3 管道平、立面布置图管道平、立面布置图 762. 2. 主要内容主要内容 装置装置(设备设备)平面、立面布置图：绘出平面、立面布置图：绘出有关设备有关设备(包括基础、平台、梯子包括基础、平台、梯子)、建筑物和构筑物建筑物和构筑物(包括门、窗、梁、包括门、窗、梁、

35、柱、楼层、楼梯柱、楼层、楼梯)、管架、管沟、操、管架、管沟、操作通道、检修设施等作通道、检修设施等 工艺流程图上表示的管道、阀门等都工艺流程图上表示的管道、阀门等都应画出应画出管道上安装的一次仪表（或元件）管道上安装的一次仪表（或元件） 77 按比例用细实线绘出建筑物柱梁、楼板、门、窗、楼按比例用细实线绘出建筑物柱梁、楼板、门、窗、楼梯、管沟等梯、管沟等 。 根据设备布置图画出设备、操作台、安装孔、吊车梁根据设备布置图画出设备、操作台、安装孔、吊车梁等，画出电缆桥架、电缆沟、仪表管缆等外形尺寸并等，画出电缆桥架、电缆沟、仪表管缆等外形尺寸并标出底面标高，标准建筑物的轴线与轴线间的尺寸。标出底面

36、标高，标准建筑物的轴线与轴线间的尺寸。标准地面、楼面、平台面、吊车梁底面的标高以及生标准地面、楼面、平台面、吊车梁底面的标高以及生活间的辅助间的组成标出其名称。活间的辅助间的组成标出其名称。 按设备布置标注设备的定位尺寸按设备布置标注设备的定位尺寸. 根据管道流程图及公用系统流程图和主管布置图对每根据管道流程图及公用系统流程图和主管布置图对每台设备作逐根管道的绘制，先绘制物料管，后绘制公台设备作逐根管道的绘制，先绘制物料管，后绘制公用系统管用系统管 将有关管件（弯头、三通、阻火器、视镜、过滤器）将有关管件（弯头、三通、阻火器、视镜、过滤器）及阀门按比例及图例作合理的配管设计。管道、管件、及阀门

37、按比例及图例作合理的配管设计。管道、管件、阀门、仪表等的表示方法即图例符号，参照有关规定阀门、仪表等的表示方法即图例符号，参照有关规定 3.3.管道平面布置图画法管道平面布置图画法 78 管道公称通径管道公称通径DN125mm的管道、弯头、三通用粗实的管道、弯头、三通用粗实线绘制线绘制；DN125mm的管道用中粗双实线绘制。的管道用中粗双实线绘制。物料物料流向箭头画在中心线上流向箭头画在中心线上 消声器、爆破片、洗眼器、分析设备等特殊件，应在消声器、爆破片、洗眼器、分析设备等特殊件，应在管道布置图上用细线管道布置图上用细线10mm圆标注，在圆内注明标准圆标注，在圆内注明标准号或特殊件编号号或特

38、殊件编号 管道立、剖面图应交将装置结构、梁、柱、门、窗、管道立、剖面图应交将装置结构、梁、柱、门、窗、操作台、设备及传动部件、减速机、仪表盘、变送器操作台、设备及传动部件、减速机、仪表盘、变送器等按比例绘制等按比例绘制 79 除设备进出口不标注定位尺寸外，凡管道阀门标高、除设备进出口不标注定位尺寸外，凡管道阀门标高、管道间距、弯头、三通位置均应一一标注管道间距、弯头、三通位置均应一一标注 调节阀组、减压阀组、疏水阀组等均应按比例绘制，调节阀组、减压阀组、疏水阀组等均应按比例绘制，并应与管道平面一致并应与管道平面一致 对检测元件应在立剖面上示出注明具体定位尺寸及标对检测元件应在立剖面上示出注明具

39、体定位尺寸及标高，以及扩大管的规格高，以及扩大管的规格 在剖切范围内应将主管管架用细点划线绘出，确定管在剖切范围内应将主管管架用细点划线绘出，确定管架预埋件位置架预埋件位置 管道平、立面布置图上应将管道的定位尺寸标注清楚，管道平、立面布置图上应将管道的定位尺寸标注清楚，有坡度的管道标注坡度及坡向有一带限流孔板的旁通有坡度的管道标注坡度及坡向有一带限流孔板的旁通 当管道重叠时，可断开上面管道表示下面管道的管件当管道重叠时，可断开上面管道表示下面管道的管件 80管道平面布置图管道平面布置图 来自来自下下接图I-49035-4（热水器站图）下西北81阀门的表示方法即图例符号阀门的表示方法即图例符号8

40、2单线管道的表示方法单线管道的表示方法83双线管道的表示方法双线管道的表示方法844. 4. 标注方法标注方法 在平面布置图上要标注管道、阀门等的坐标位置或者在平面布置图上要标注管道、阀门等的坐标位置或者尺寸以及与设备等连接点的坐标位置或尺寸、尺寸以及与设备等连接点的坐标位置或尺寸、 管间距、管间距、支架间距等，而在立面图上只标注其标高支架间距等，而在立面图上只标注其标高 基准基准：与设备相连接的管道、阀门等一般以设备的中：与设备相连接的管道、阀门等一般以设备的中心线为基准，与框架、管架等有关联的管道则以其柱心线为基准，与框架、管架等有关联的管道则以其柱中心线为基准顺序标注上述尺寸中心线为基准

41、顺序标注上述尺寸 单位单位：标注尺寸均以毫米为单位：标注尺寸均以毫米为单位 标高标高 ：通常两根以上管道并排在支架上时，管底与地：通常两根以上管道并排在支架上时，管底与地面或平台楼板间有一定距离要求者，应标管底标高。面或平台楼板间有一定距离要求者，应标管底标高。与设备接管直接连接的管道，则标管中心线标高与设备接管直接连接的管道，则标管中心线标高 。标。标高都是以地面为基准算起，基准面以上为高都是以地面为基准算起，基准面以上为“+”，以下，以下为为“” 85在垂直管道上设置的阀门高度，有两种标注方法在垂直管道上设置的阀门高度，有两种标注方法 法兰联接的阀门，标注与阀门下端相连接的管道法法兰联接的

42、阀门，标注与阀门下端相连接的管道法兰面上的标高兰面上的标高 承插焊或螺纹联接的阀门标注中心线标高承插焊或螺纹联接的阀门标注中心线标高 管道与设备接管直接相联接时，有两种标注方法：管道与设备接管直接相联接时，有两种标注方法：设备接管朝上时，应注出与其连接的管道法兰下面设备接管朝上时，应注出与其连接的管道法兰下面标高标高 设备接管朝下时，应注出与其连接的管道法兰上面设备接管朝下时，应注出与其连接的管道法兰上面标高标高 仪表等安装在垂直管道上时，立面图（或空视图）仪表等安装在垂直管道上时，立面图（或空视图）必须标注其位置必须标注其位置 在水平管道上时，以标注在平面图上为好，但不应在水平管道上时，以标

43、注在平面图上为好，但不应在平面图上和立面图上重复标注在平面图上和立面图上重复标注 1)立面图上还应标注地面、平台（楼板面）的标高立面图上还应标注地面、平台（楼板面）的标高 86尺寸线（包括）标高的标注方法大致有：尺寸线（包括）标高的标注方法大致有：建筑物轴线或坐标线到中心线建筑物轴线或坐标线到中心线,如容器、泵、设如容器、泵、设备、管道备、管道 中心线到中心线中心线到中心线,如管道如管道 中心线到法兰面中心线到法兰面,如容器、泵、设备的接管如容器、泵、设备的接管 1. 法兰面到法兰面法兰面到法兰面,如设备、焊制弯管和仪表等如设备、焊制弯管和仪表等 875. 5. 其它标注内容其它标注内容 设备

44、的项目编号及名称设备的项目编号及名称 框架、管架等的编号；管内介质的流动方向框架、管架等的编号；管内介质的流动方向 管径尺寸、管道编号、管道等级；仪表项目编号管径尺寸、管道编号、管道等级；仪表项目编号 表示出管道支管的位置及其详细图的编号表示出管道支管的位置及其详细图的编号 保温、保冷、伴热管道除用图表示外尚须注明；（保保温、保冷、伴热管道除用图表示外尚须注明；（保温温H，保冷，保冷C，防烫，防烫P，蒸汽伴热，蒸汽伴热ST，电伴，电伴热热ET） 指北针指北针 分区索引图分区索引图 现场焊接点位置及符号现场焊接点位置及符号 886.4.4 管道空视图管道空视图 布置学生自学布置学生自学 管道空视

45、图又叫管段图，是单根管道的详细图，一般表示从一个设备到另一个设备的整根管道 用管道空视图可以深度预制管道以加快施工速度，缩短周期 在工程设计中，除了设备、管道和仪表的蒸汽加热伴管用的蒸汽及其冷凝液管道外，其他管道都要绘制空视图 89图6.13 管道空视图设 计压 力设 计温 度气 压试 验水 压试 验B O P E L 4 5 5 01 4 0 0名称材 料 表管子要否应 力消 除拍光要否保 温厚 度颜 色代 码5 6 0 0管 路等 级流 体标题栏数量规格名称材料E L 6 0 0 0弯头2447PIPE3001 3 5 0ELBOW法兰数量材料规格垫片FLANGEGASKETREDUCER

46、B O P E L 8 6 5 067013 3 0 5E L 1 2 0 0 0三通TEE异径管OTHERBOLT/NUTS螺栓/螺母其它90轴侧配管图轴侧配管图916.4.4 管道空视图管道空视图管道空视图的内容管道空视图的内容绘制方法绘制方法标注方法标注方法特殊的标记方法特殊的标记方法92管道空视图的内容管道空视图的内容 在管道空视图上应表示出管段的尺寸、角度、标高(或坐标)、管段所在的平面图号，在流程图上的管道编号、管段号、介质流向、保温、保冷、伴热，与管道相连接的设备编号，设备位置(以中心线表示)和设备接管号，非标准图例的说明 阀门 的型号和尺寸，除螺纹和承插焊接的阀门外，其它阀门的

47、手轮方向、调节阀的尺寸、温度压力等级，仪表接头编号、位置和方向 管件 ： 管道上的放空，放净和疏水点的位置、支架位置型号和编号，预拉伸、密封焊、衬里、涂漆和其它特殊要求 ，工厂或现场焊接符号，安装或检修用活接头 指北针及材料表等 932. 绘制方法绘制方法 在专用的正等轴侧坐标纸上，按正等轴侧投影方法制图 对于管道、管件、阀门及小型管道设备、仪表等用立体图图例表示 对于垂直方向或水平方向改变走向的管道或在垂直与水平方向均改变走向的管道用立体图表示 按近似的比例绘制 一般将管道空视图绘制在印有浅色格子的图纸上，图侧附有材mm的中、低压不锈钢管道和等于DN6mm的高压管道可不绘制单独的空视图 小于

48、和等于DN50mm的中、低压碳钢管道，小于和等于DN20连接的小管，如调节阀组、排液管、放空管等还是要绘空视图 管道空视图上水平管道标高EL注在管道上方 不同材料的管道不要绘在一张空视图上 空视图上的指北方向一般指向右上方，也可指向左上方，但不得指向下方。绘制管道空视图时要注意管道的走向 943. 标注方法标注方法 管道空视图上所有尺寸都以mm为单位，垂直方向不注长度尺寸，而以水平管道的标高落差表示异径管以大端确定位置尺寸 为标注管道尺寸的需要，应画出容器或设备的中心线，注出其位号。与标注尺寸无关时就不要画设备中心线，只画出管道连接法兰位置 螺纹连接的调节阀，图纸上必须注明“螺纹” 非坐标轴上

49、的斜管要表示出斜管的长度和角度，且需注明是水平角还是垂直角 垂直弯管管托必须注明管道管径，由此选出合适的管托型式；水平弯管管托注出焊上的这段管子的直径和长度，并注明“管底平” 95孔板法兰 注出编号、取压管方向，并注明要求“焊接处内表面用砂轮打光”，尽量不使其引起紊流 表示管道直径和介质流动方向的标注方法 每一单管至少有个流向箭头，最好在介质流向变动处都画上箭头，管径就注在流向箭头的边上 图上要注明放空、放净口的尺寸 图中需表示出管段中哪些是预制的，哪些是现场焊接的，用文字表示现场焊 尺寸线上方是管段制作长度，下面是安装时的预拉伸长度 964. 特殊的标记方法特殊的标记方法 SRE短半径无缝弯

50、头；WC焊接管帽；THDC螺纹管（帽）；SWC承插焊管帽；THDF螺纹法兰；PLG堵头；NIP管接头 在同一张空视图中管径法兰有两种以上形式时，图中应将用量较少的那些法兰注明 焊接弯头的角度和焊缝系数要注写清楚 在同一张空视图中同种类、同规格阀门出现两种以上型号，图中应将用量较少的型号注在那些阀门的近旁 注出直接焊在管道上的管架编号，该编号必须与管架表中的管架编号相同。但管架材料不列入管道空视图的材料表中 976.5 管道应力分析管道应力分析 6.5.1 管道的载荷和应力管道的载荷和应力 6.5.2 管道应力许用值及安全性的判据管道应力许用值及安全性的判据 6.5.3 承受内压管子的强度计算承

51、受内压管子的强度计算 6.5.4 管系的热应力和柔性分析管系的热应力和柔性分析 6.5.5 管道补偿器和管道支吊架管道补偿器和管道支吊架986.5.1 管道的载荷和应力管道的载荷和应力1.载荷载荷 静载荷静载荷 ：指缓慢、毫无振动地加到管道上：指缓慢、毫无振动地加到管道上的载荷，它的大小和位置与时间无关，或者的载荷，它的大小和位置与时间无关，或者是极为缓慢地变化是极为缓慢地变化 。动载荷动载荷 ：指随时间有迅速变化的载荷：指随时间有迅速变化的载荷 。99压力载荷 ：介质内压力机械载荷（持续外载 ）：管道自身质量、支吊架反力和其它外载 位移载荷（热载荷 ）：热胀冷缩和端点附加位移 2.一般管道静

52、力计算主要考虑的载荷一般管道静力计算主要考虑的载荷1003. 应力应力 管道在压力载荷、持续外载及热载荷等作用下，在管道在压力载荷、持续外载及热载荷等作用下，在整个管路或某些局部区域产生不同性质的应力整个管路或某些局部区域产生不同性质的应力 压力管道的应力压力管道的应力 一次应力一次应力 ：是由于外载荷作用而在管道内部产生的：是由于外载荷作用而在管道内部产生的正应力或剪应力正应力或剪应力 一次总体薄膜应力一次总体薄膜应力 一次弯曲应力一次弯曲应力 一次局部薄膜应力一次局部薄膜应力 二次应力二次应力 ：主要考虑的是由于热胀冷缩以及其它位：主要考虑的是由于热胀冷缩以及其它位移受约束而产生的应力移受

53、约束而产生的应力 a.峰值应力峰值应力 ：是由于载荷、结构形状的局部突变而引：是由于载荷、结构形状的局部突变而引起的局部应力集中的最高应力值起的局部应力集中的最高应力值 1016.5.2 管道应力许用值及安全性的判据管道应力许用值及安全性的判据 压力管道的静力分析，主要考虑内压，持续外载和热载荷的作用 由内压和持续外载在管道中引起的应力属于一次应力，它的基本特征是没有自限性 热载荷在管道中引起的应力属于二次应力，它的特征是有自限性 管道的局部形状突变等原因会造成峰值应力，峰值应力的特征是结构不产生任何显著的变形 一次应力 ：极限载荷准则来规定其许用应力值 1.二次应力 ：安定性准则来限定其许用

54、范围 102一次应力一次应力 根据极限载荷准则来规定其许用应力值 。 极限载荷法认为，一旦在某结构单元的整个截面上发生屈服，该结构就达到极限状态，不能再承担任何附加载荷。结构在极限状态下承受的外载荷称之为极限载荷 。103二次应力二次应力 采用安定性准则来限定其许用范围 安定性是指结构在载荷(包括热载荷) 反复变化的过程中，不发生塑性变形的连续循环。对管道热胀二次应力的限定，是控制冷、热态的应变在一定的应力范围和控制一定的交变次数，以保证管道安全运行而不产生疲劳破坏 。1041 承受内压管子的强度分析承受内压管子的强度分析 = PDn/2S z=PDn2/4s(Dn+s) r=-P/2管壁上的

55、三个主应力服从关系式 z r最大剪应力强度理论, 强度条件为 e= - r Dn：内径 Dw：外径 P:管内介质压力 S:管子壁厚 可推出理论壁厚公式可推出理论壁厚公式6.5.3 承受内压管子的强度计算承受内压管子的强度计算 1052. 承受内压直管壁厚工程计算方法承受内压直管壁厚工程计算方法 工程设计计算公式工程设计计算公式)(2pYpDStoj1063. 弯管壁厚计算弯管壁厚计算 / )(2pYIpDStowj1076.5.4 管系的热应力和柔性分析管系的热应力和柔性分析1. 管系的热应力概念管系的热应力概念 2. 管道热应力计算管道热应力计算 3. 柔性系数和应力加强系数柔性系数和应力加

56、强系数 4. 管道的柔性计算与应力验算管道的柔性计算与应力验算1081. 管系的热应力概念管系的热应力概念 P=(Lt/L)EA=tEA = P/A=tE 管中的热应力管中的热应力 管道工作温度大于安装温度时热应力为压应力；管道工作温度大于安装温度时热应力为压应力；工作温度小于安装温度则热应力为拉应力工作温度小于安装温度则热应力为拉应力 109例例设某油罐进出油管线为设某油罐进出油管线为1594.5钢管。管材为钢管。管材为20钢，操作温度钢，操作温度100，安装温度，安装温度0，求管中热应力和管子对油罐的推力，求管中热应力和管子对油罐的推力 查查20钢钢 =12.210-6/ ; E=2.01

57、05MPa管子截面积管子截面积 A=2.1710-3m2 温度变化温度变化 t =(100-0)=100 则管中热应力则管中热应力 =tE =244 MPa 管子对油罐的推力管子对油罐的推力 P=0.5294810N直线管道中热应力很大，并将直线管道中热应力很大，并将对管端设备产生很大的推力，造对管端设备产生很大的推力，造成油罐局部变形甚至破坏成油罐局部变形甚至破坏 直线管道的热胀应力大小与管直线管道的热胀应力大小与管道长度和截面积无关，而仅与材道长度和截面积无关，而仅与材料热膨胀系数和温度变化有关料热膨胀系数和温度变化有关 110平面管系的热伸长和热胀变形平面管系的热伸长和热胀变形 除温度变

58、化外，管道热胀可能性的大小对热应力的影响很大 温度变化时管道系统的热胀可能性称为管系的柔性(或弹性) 在同样的温度变化下，管系的柔性愈大，热应力就愈小 管系的柔性与管系的几何形状、管系的展开长度，管子的直径和壁厚、管材的弹性模量等有关 管道中的热应力将由于立体管系有更大的柔性而比相似条件下的平面管系中的热应力更小 平面管系当一端自由时，管系总的热伸长等于管系两端点之间直线管长的热伸长 如果平面管系两端都固定管系中的热应力将比相似条件下直线管道中的热应力小得多。因为平面管系由于几何形状的原因比直线管系有更大的柔性 1112. 管道热应力计算管道热应力计算 不要求（涉及结构力学知识）不要求（涉及结

59、构力学知识）1123. 柔性系数和应力加强系数柔性系数和应力加强系数 实际的管系中，管道的转角处均采用弯管或焊接弯头，管系中的弯管件或焊接弯头在弯矩作用下柔性增大，管系的热应力由于弯管的柔性增大而降低。其局部应力却有所增加 。在进行管系的应力计算时，要考虑弯管的柔性系数和应力加强系数 柔性系数(K) 1.应力加强系数(m) 113弯管的柔性系数弯管的柔性系数国外学者克拉克(Clark)和雷斯聂尔(Reissner)提出了计算弯管柔性系数的简单表达式 K=1.65/ K弯管柔性系数；弯管尺寸系数 。有效使用范围是0.021.65。当1.65时，取K=1 。该式在工程中比较广泛地使用于计算光滑弯管

60、(包括弯制弯管和热压弯管)的柔性系数，对弯管承受平面弯矩(指弯矩在弯管所在平面)和非平面弯矩(指弯矩与弯管所在平面垂直)时都适用 1)=RS/rp 2 R管子弯曲半径；S管子壁厚 rp管子平均半径 弯管在受到弯矩作用时，其外侧拉伸，内侧压缩，弯管在受到弯矩作用时，其外侧拉伸，内侧压缩，截面产生椭圆效应，结果使弯管柔性变大截面产生椭圆效应，结果使弯管柔性变大 114应力加强系数应力加强系数(m) 管道在持续外载、热胀冷缩等位移管道在持续外载、热胀冷缩等位移载荷作用下，在弯管、三通等薄壁载荷作用下，在弯管、三通等薄壁管件上将产生局部的应力集中。在管件上将产生局部的应力集中。在进行应力计算时，要计入