化工设备基础14-第八章

第八章化工(huàgōng)管路化工管路是化工生产中所使用的各种管路的总称，其主要作用是用来(yònɡlái)输送和控制流体介质。正确合理的设计化工管路，对于优化设备布置，降低工程投资和减少日常管理费用以及方便操作都起着十分重要的作用。精品资料化工(huàgōng)管路一般由管子、管件、阀门、管架等组成。按管路(ɡuǎnlù)的材质分为金属管路(ɡuǎnlù)和非金属管路(ɡuǎnlù)。按输送介质的压力分为真空管、低压管、中压管、高压管、超高压管。铸铁、碳素钢、合金钢、有色金属塑料、橡胶、陶瓷、水泥按输送介质的温度分为低、常、高温管。按输送介质的种类分水、蒸汽、气体、油管以及输送酸、碱、盐等腐蚀性介质的管路。精品资料为了简化(jiǎnhuà)管子和管件等产品的规格，使其满足化工生产的需要，又适应批量生产的要求，方便设计制造和安装检修，有利于匹配互换。国家制定了管路标准和系列。管路标准时根据公称直径和公称压力两个基本参数来制定的。具有相同公称直径和公称压力的管子(guǎnzi)与管件，都可相互配合和互换使用。精品资料§1管子常用(chánɡyònɡ)材料一、金属管常用的金属管有铸铁管、钢管(gāngguǎn)、有色金属管。1.铸铁管普通铸铁管：灰铸铁造，硅和微量石墨有较强的耐蚀性，内外壁都涂上沥青。给排水、煤气管道。一般φ50-φ300mm，壁厚4-7mm，管长有3、4、6m。硅铁管：含碳0.5-1.2%，含硅10-17%的铁硅合金，表面形成氧化硅保护膜，耐多种强酸；且硬度高，但耐冲击和抗振动性能差。φ32-φ300mm，壁厚10-7-16mm，管长有15-2000m。精品资料2、钢管(gāngguǎn)材料(cáiliào)：普通碳素钢、优质碳素钢、低合金钢和不锈钢制造：有缝钢管、无缝钢管钢管有缝钢管：碳素钢制成，白口和黑口管。常用于低压流体的输送：水、煤气、天然气、低压蒸汽和冷凝液。无缝钢管：10、20、16Mn、09Mn2V。热轧管φ32-φ600mm，管长有3-12.5m；冷轧管φ5-φ200mm，管长有1.5-9m见表。精品资料3、有色金属(yǒusèjīnshǔ)管有色金属(yǒusèjīnshǔ)管铜管：紫铜（99.5-99.9%）和黄铜（铜锌合金）。导热性能好，大多用于制造换热设备、深冷管路，仪表测量和液压传输。铝及铝合金管：具有良好的耐腐蚀性和导热性，常用于输送脂肪酸、硫化氢、二氧化碳气体等介质，输送硝酸、醋酸、磷酸等腐蚀性介质，但不适合输送含氯离子的化合物。铅管：软铅和硬铅管；硬度小、重度大、具有良好的耐蚀性。输送浓度70%以下的冷硫酸、浓度40%以下的热硫酸和浓度10%以下的冷盐酸。（<150℃）精品资料二、非金属管1.塑料管热塑性（thermoplastic）：聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)管、聚乙烯管、聚丙烯管、聚甲醛管等；热固性（thermosetting）：醛塑料管等。优点：耐蚀性好、质轻、成型(chéngxíng)方便、加工容易；缺点：强度较低、耐热性差。精品资料2.陶瓷(táocí)管用于输送(shūsònɡ)除氢氟酸、高温碱、磷酸外的几乎所有酸类和氯化物。优点：结构致密，表面光滑平整，硬度高，耐腐蚀性强；缺点：质脆易破碎，耐压、耐热性差。

<120℃精品资料3.橡胶管纯胶管、夹布胶管、棉线纺织(fǎngzhī)胶管、高压胶管；优点：质量(zhìliàng)轻、挠性好、安装方便，对多种酸碱液具有耐蚀性能。缺点：不输送硝酸、有机酸和石油产品。精品资料4.玻璃钢管玻璃纤维布+树脂(shùzhī)成型玻璃钢优点：质量轻、强度高、耐腐蚀性；缺点：易老化、易变性、耐磨性差；用于输送<150℃，压力小于1MPa的酸性和碱性(jiǎnxìnɡ)介质管路。精品资料5.玻璃管玻璃管一般(yībān)有硼玻璃或高铝玻璃制成。优点：透明、耐蚀、阻力小价格低；缺点：质脆、不耐冲击和振动。用做检测或实验(shíyàn)的管路。精品资料§2管径选择(xuǎnzé)与壁厚确定一、影响管径大小(dàxiǎo)的因素管径可根据流量和流速确定。如对于确定的流量选流速：若流速过大即管径过小，则流过管道阻力增加，则操作费用增加；若流速减小即管径增大，但基建投资上升。见表精品资料二、管径的计算(jìsuàn)与选用采用质量流量(liúliàng)计算直径：流量采用体积流量计算直径：精品资料三、管子壁厚计算(jìsuàn)与选用在确定管壁(ɡuǎnbì)厚度时，还要加上介质腐蚀和管子制造偏差防止可能造成的管壁(ɡuǎnbì)厚度的减少的情况。在此基础上按钢管规格标准选取管子厚度。管子承受介质压力，受力情况相当于内压圆筒：精品资料§3管件与阀门(fámén)为了控制流体介质的压力，流量，化工管路中还使用(shǐyòng)着多种类型的阀门。化工管路中，除作为主体的直管以外的各种配件总称为管件。精品资料改变管路的走向(zǒuxiàng)，形状有45℃、60℃、90℃、180℃等。1、弯头(wāntóu)精品资料管路之间的连通(liántōng)或分流处的管件称三通。有正三通和斜三通之分。还有四通、Y形管等。2、三通(sāntōnɡ)精品资料短管两端面直径(zhíjìng)相同的叫等径管，两端面直径(zhíjìng)不同的叫异径管。异径管可改变流体的流速。3、短管和异径管精品资料管路中设置(shèzhì)法兰是为了便于安装和维修，根据公称直径和公称压力选取法兰。检修时，在两法兰间插入盲板，切断管路中的介质，，确保人身安全。4、法兰与盲板精品资料主要(zhǔyào)作用：启闭作用，调节功能，节流效应。二、阀门(fámén)精品资料§4管路(ɡuǎnlù)的连接管路(ɡuǎnlù)的连接包括管子与管子的连接，管子与各种管件、阀门的连接，还包括设备接口处等的连接。管路(ɡuǎnlù)连接的常用方法有焊接、法兰连接、螺纹连接、承插连接等。精品资料化工管路是在环境温度下安装的，而工作时管内介质的温度可能与安装时的温度不一致(yīzhì)，由于温差的影响，将导致管路热胀冷缩。如管路不受约束，则由温差导致的自由伸缩量为：五、温度(wēndù)补偿1、温差应力管子材料膨胀系数精品资料由于管路因温差而产生的变形通常受到约束，则管路伸长时将产生温差应力(yìnglì)，有虎克定律知：温差(wēnchā)应力管子长度的相对变形精品资料为使管路不因温差应力(yìnglì)过大而破坏，根据强度条件，应使温差应力(yìnglì)小于材料许用应力(yìnglì)[σ]可见，只要，管路即不会因温度应力而被破坏。所以并不是有温差存在就必须采用补偿措施。如果温差过大，或温差应力超过材料许用应力，则应当考虑(kǎolǜ)温差补偿问题。精品资料2.温差(wēnchā)补偿补偿方法(fāngfǎ)有两种：一种是自然补偿，一种是安装补偿器补偿。自然补偿：利用管路本身某一管路的弹性变形，来吸收另一管道的热胀冷缩。精品资料安装(ānzhuāng)补偿器补偿有⑴回折管式补偿器将直管弯成一定几何形状的曲管，利用刚性较小的曲管所产生的弹性变形(biànxíng)来吸收连接在其两端的直管的伸缩变形(biànxíng)。精品资料⑵波形(bōxínɡ)补偿器利用金属薄壳挠性的弹性变形来吸收(xīshōu)其两端连接直管的伸缩变形。结构有波形、鼓形、盘形。精品资料§5管路(ɡuǎnlù)常见故障及排除方法1.连接处泄漏轻则浪费资源、影响正常生产，重则跑、冒、滴、