流体输送管路-化工管路的组成与结构

化工流体输送单元操作项目二流体输送管路

知识点1：化工管路系统组成实践探索主要内容一、化工管路的标准化二、化工管路的分类三、化工管路的管材

为了简化管子、管件与阀门的品种规格，便于成批生产，使得同一直径的管子与管件、阀门均能实现相互连接，具有互通性、互换性，就要求对化工管路标准化。其重要的内容就是直径和压力的标准化、系列化，即公称直径系列和公称压力系列。一、化工管路的标准化1.公称直径工程上对管道直径进行了标准化分级，以“公称直径”表示。符号：DN；单位：mm。公称直径可以采用公制和英制两种分级，我国采用公制、国际上采用英制。一、化工管路的标准化一、化工管路的标准化2.公称压力公称压力就是管子、管件、阀门等在一定的温度和采用一定的材料时所能承受的最高压力。符号：PN；单位：MPa。公称压力等级：欧洲体系（PN）和美洲体系（Class）。50-PN1.6DN50

一、化工管路的标准化例如：DN50表示公称直径为50mm。PN1.6表示公称压力为16atm;化工管路按输送介质的压力真空管、低压管、中压管、高压管、超高压管低温管、常温管、高温管按输送介质的温度简单管路、复杂管路按输送介质的种类水管、蒸汽管、气体管、油管以及输送酸、碱、盐等腐蚀性介质管路按连接方式二、化工管路的分类二、化工管路的分类图2.复杂管路

图1.简单管路类

型结

构简单管路单一管路单一管路是指直径不变、无分支的管路，如图1(a)所示

串联管路虽无分支但管径多变的管路，如图1(b)所示复杂管路分支管路流体由总管分流到几个分支，各分支出口不同，如图2(a)所示并联管路并联管路中，分支最终又汇合到总管，如图2(b)所示种类及名称金属管钢管有缝钢管无缝钢管铸铁管有色金属管铜管与黄铜管铅管铝管非金属管陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料管、橡胶管等三、化工管路的管材三、化工管路的管材常见金属管——有缝钢管名称结构特点用途有缝钢管有缝钢管是用低碳钢焊接而成的钢管，又称为焊接管。易于加工制造、价格低。主要有水管和煤气管，分镀锌管和黑铁管（不镀锌管）两种。目前主要用于输送水、蒸汽、煤气、腐蚀性低的液体和压缩空气等。因为有焊缝而不适宜在0.8MPa（表压）以上的压力条件下使用。三、化工管路的管材常见金属管——无缝钢管名称结构特点用途无缝钢管无缝钢管是用棒料钢材经穿孔热轧或冷拔制成的，它没有接缝。用于制造无缝钢管的材料主要有普通碳钢、优质碳钢、低合金钢、不锈钢和耐热铬钢等。无缝钢管的特点是质地均匀、强度高、管壁薄，少数特殊用途的无缝钢管的壁厚也可以很厚。无缝钢管能用于在各种压力和温度下输送流体，广泛用于输送高压、有毒、易燃易爆和强腐蚀性流体等。三、化工管路的管材名称结构特点用途铸铁管有普通铸铁管和硅铸铁管。铸铁管价廉而耐腐蚀，但强度低，气密性也差，不能用于输送有压力的蒸汽、爆炸性及有毒性气体等。一般作为埋在地下的给水总管、煤气管及污水管等，也可以用来输送碱液及浓硫酸等。常见金属管——铸铁管三、化工管路的管材名称结构特点用途有色金属管铜管与黄铜管由紫铜或黄铜制成。导热性好，延展性好，易于弯曲成型。

适用于制造换热器的管子；用于油压系统、润滑系统来输送有压液体；铜管还适用于低温管路，黄铜管在海水管路中也广泛使用。铅管铅管因抗腐蚀性好，能抗硫酸及10﹪以下的盐酸，其最高工作温度是413K。由于铅管机械强度差、性软而笨重、导热能力小，目前正被合金管及塑料管所取代。主要用于硫酸及稀盐酸的输送，但不适用于浓盐酸、硝酸和乙酸的输送。铝管铝管也有较好的耐酸性，其耐酸性主要由其纯度决定，但耐碱性差。铝管广泛用于输送浓硫酸、浓硝酸、甲酸和醋酸等。小直径铝管可以代替铜管来输送有压流体。当温度超过433K时，不宜在较高的压力下使用。常见金属管——有色金属管铜管铅管铝管1、塑料管

常用的塑料管为硬聚氯乙烯(PVC)塑料管，易于加工成型腐蚀性能好，一般用于温度不高和压力不大的管路。2、玻璃钢管

玻璃钢管是用玻璃纤维及其制品为增强材料，以合成树脂为黏合剂，经过一定的成型工艺制作而成的，主要用于酸性和碱性介质流体的输送管路。三、化工管路的管材常见非金属管化工流体输送单元操作项目二流体输送管路

知识点2：管件与阀门实践探索主要内容一、管路的基本构成二、管件三、阀门一、管路的基本构成

化工管路俗称化过程的“供血”管网，一般由管子、管件和阀门等按一定的排列方式构成，也包括一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。二、管件

管件指用来连接管子以达到延长管路、改变管路方向或直径、分支、合流或封闭管路的附件的总称。

管件的品种：弯头、异径管、三通、四通、加强管嘴、管帽、螺纹短节等。二、管件1.用以改变流向——弯头90º弯头

45º弯头60º弯头180º弯头

二、管件2.用以堵截管路——管帽、丝堵(堵头)、盲板等管帽堵头

盲板二、管件3.用以连接支管——三通、四通等三通四通二、管件4.用以改变管径——异径管、内外螺纹接头(补芯)等异径管内外螺纹接头二、管件5.用以延长管路——管箍(束节)、螺纹短节、活接头、法兰等管箍(束节)螺纹短节

活接头

法兰三、阀门

阀门是用来启闭和调节流量及控制安全的部件。通过阀门可以调节流量、系统压力及流动方向。按用途分：切断阀调节阀止回阀分流阀安全阀按驱动形式分：手动阀动力驱动阀自动阀按公称压力分：真空阀低压阀中压阀高压阀超高压阀按工作温度分：高温阀中温阀常温阀低温阀超低温阀阀门的分类：三、阀门球阀旋塞阀全启式安全阀

闸阀截止阀止回阀阀门通用分类法：

这种分类法是既按阀门的工作原理和用途来划分，同时又考虑阀门结构上的区别，这是目前国内外最常用的分类方法。一般分为：闸阀、截止阀、止回阀、蝶阀、旋塞阀、球阀、夹管阀、隔膜阀、柱塞阀等。

1.闸阀（Z）结构特点：主要部件为一闸板，通过闸板的升降以启闭管路。这种阀门全开时流体阻力小，全闭时较严密。用途：多用于大直径管路上作启闭阀，在小直径管路中也有用作调节阀的。不适用于频繁启闭的场合，也不宜用于含有固体颗粒或物料易于沉积的流体，以免引起密封面的磨损和影响闸板的闭合。三、阀门闸阀系列

2.截止阀（J）结构特点：主要部件为阀盘与阀座，密封性能好，操作可靠，易于调节流量或截断通道，可根据阀杆高度判断阀门开度，流体阻力较大，启闭缓慢。安装时注意流体流向，即"低进高出"。。用途：广泛应用于多种物料的管路，适用于输送蒸汽、水、溶剂等较清洁流体的管路中，不能用于粘度大、含悬浮和结晶颗粒的介质管路。三、阀门截止阀系列

3.止回阀（H）结构特点：止回阀使介质只作一定方向的流动。升降式止回阀密封性较好，但流动阻力大，旋启式止回阀用摇板来启闭。安装时应注意介质的流向与安装方向。用途：止回阀一般适用于清洁介质。三、阀门

4.球阀（Q）结构特点：结构简单，球体制造精度要求高，流体阻力小，启闭迅速，操作方便，体积小，重量轻，零部件少，密封性能好。用途：适用于输送空气等气体，水、有机溶剂等液体，以及含有悬浮颗粒的液体。但不适宜用于调节流量。三、阀门手动球阀系列自动球阀系列5.旋塞阀（X）结构特点：其主要部分为一可转动的圆锥形旋塞，中间有孔，当旋塞旋转至90º时，流动通道即全部封闭。需要较大的转动力矩。用途：温度变化大时容易卡死，不能用于高压管路

。三、阀门6.安全阀（A）结构特点：结构简单，球体制造精度要求高，流体阻力小，启闭迅速，密封性能好。用途：安全阀主要应用在高压设备和受压管路上。三、阀门流体的性质阀门的功能阀门的尺寸阻力损失操作条件如液体、气体、蒸汽、浆液、悬浮液、粘稠液等。根据阀门的功能和可能产生的阻力来选定阀门的结构形式。应根据流量大小和允许的压降范围选定，一般应与工艺管道尺寸相配。选用时应考虑各种阀门的特征及适用场合。以此来确定法阀门的压力等级和材质。7.阀门的选用原则化工流体输送单元操作项目二流体输送管路

知识点3：管路的连接实践探索主要内容一、螺纹连接二、法兰连接三、承插式连接四、焊接连接

管路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，设备接口处的连接等。常见的管路连接方法有螺纹连接、法兰连接、承插连接以及焊接连接等。一、螺纹连接螺纹连接是通过内外管螺纹拧紧而实现的。螺纹连接的管子两端均有外螺纹，通过有内螺纹的连接件、管件、阀门等连接。

为了保证螺纹连接处的密封性能，在螺纹连接前，常在外螺纹上加上填料。常用的填料有加铅油的油麻丝或石棉绳等，也可用聚四氟乙烯带缠绕。

法兰连接是管路中应用最多的可拆连接方式。法兰与管端用丝扣或焊接固定在一起，管道的连接由两个法兰盘用螺栓连接起来，中间以垫片密封。

法兰连接强度高、拆卸方便、适应范围广，广泛应用于大管径、耐温耐压与密封性要求高的管路连接以及管路与设备的连接。法兰连接密封的好坏与选用的垫片材料有关。应根据介质的性质与工作条件选用适宜的垫片材料，以保证不发生泄露。二、法兰连接在化工管路中，承插连接适用于压力不大、密封性能要求不高的场合，一般用于铸铁管、陶瓷管、塑料管等的连接。

连接时是将一端插入另一管端的插套内，而在连战处的环状空隙内先填塞麻丝或石棉绳，然后塞入胶合剂，以达密封目的。三、承插式连接四、焊接连接

适用于有压管道及真空管道，视管径和壁厚的不同选用电焊或气焊。这种连接方式简单、牢固且严密，多用于无缝钢管，有色金属管的连接。焊接连接属于不可拆连接方式。采用焊接连接密封性能好、结构简单、连接强度高，可适用于承受各种压力和温度的管道上，故在化工生产中得到广泛应用。化工流体输送单元操作项目二流体输送管路

知识点4：化工管路的布置与安装实践探索主要内容一、布置管路应遵守的原则二、管路的常见故障及排除方法三、管路安装验收原则一、布置管路应遵守的原则（一）从安装、检修、操作等方面考虑1.在安装时除了下水道、上水总管和煤气管以外，管路铺设应尽可能采用明线。2.在安装时并列管路上的管件和阀门应互相错开，避免在检修及操作时的不方便。并列管路上安装手轮操作的阀门时，手轮间距约100mm。3.在安装时车间内的管路应尽可能沿厂房墙壁安装，管架可以固定在墙上，或沿天花板及平台安装。在露天的生产装置，管路可沿挂架或吊架安装。管与管之间和管与墙之间的距离以能容纳活动接头或法兰以及便于检修为宜，管与墙、柱边或管架支柱之间的净空距离不小于100mm为宜。中压管与管之间的距离保持在40～60mm，高压管与管之间的距离保持在70～90之间。（一）从安装、检修、操作等方面考虑4.在安装时管路的倾斜度通常为3/1000～5/1000,对含有固体结晶或颗粒较大的物料管应大于等于1%。5.在安装时为了便于区别各种类型的管路，应在管路的保护层或保温层表面涂以颜色加以区别。6.一般上下水管及废水管适宜埋地铺设，埋地管路的安装深度，在冬季结冰地区，应在当地冰冻线以下。一、布置管路应遵守的原则（二）从保障操作与人身安全考虑1.输送流体的管路，特别是输送腐蚀性介质的管路，为防止因滴漏而造成对人体的伤害，在穿越通道时，不得装设各种管件、阀门以及可拆卸连接。2.铺设各种管路离地面的高度应便于检修，通过路、桥的高度应按标准执行，如通过人行横道时，不得小于2m；通过公路不得小于4.5m；通过铁路与轻轨距离不得小于6m；通过工厂主要交通干线，一般高度为5m。3.管路的跨距（两支座之间的距离）不宜过大。4.输送腐蚀性介质的管路与其他管路并列时，两者应保持一定距离，而且其位置应略低一些，以免发生滴漏时影响其他管路，5.物料流动时常有静电产生而是管路成为带电体，为了防止静电积累，必须将管路可靠接地。6.在温差变化较大的管路中，应考虑到热胀冷缩，以免产生热应力，造成管路弯曲或破裂。一、布置管路应遵守的原则（三）从降低成本考虑1.各种管路铺设时要尽量走直线，少拐弯，少交叉，以减少阻力。2.各种管路应集中铺设，这样可以共同利用管架，降低基建费用。当穿过墙壁时，墙壁上应开预留孔，过墙时，管外最好加套管，套管与管子之间的环隙内应充满填料；管路穿过楼板时最好也这样。3.平行管路的排列应考虑管路互相的影响。在垂直排列时，输气的在上，输液的在下；热介质管路在上，冷介质管路在下，这样，减少热管路对冷管路的影响；高压管路上，低压管路在下；无腐蚀性介质管路在上，有腐蚀性介质在下，以免腐蚀性介质滴漏时影响其他管路。在水平排列时，高压管路靠近墙壁，低压管路在外；不常检修的靠墙柱，检修频繁的在外；振动大的要靠管架或墙。一、布置管路应遵守的原则（四）阀门安装注意事项1.阀门应集中于管架外部，必要时设计操作平台；2.操作阀门的适宜位置在1200mm上下，管道或设备上的阀门不得在人的头部高度范围内，以免造成头部伤害的危险；3.较大的阀门附近应设置支架，避免阀门连接法兰受力；4.大型阀门的安装须利用吊车或吊柱；5.高处安装的阀门手轮不宜向下，以免阀门泄漏造成事故；6.水平管道上安装的阀门，手轮方向要求：垂直向上、水平等；7.安装在低处的阀门若操作不频繁者可以接延伸杆；8.事故处理阀门的安装位置应尽量设置在安全地带；9.阀门应尽量靠近主管或设备安装。二、管路的常见故障及排除方法（一）做好管路维护工作

1.认真做好日常巡回检查，准确判断管内介质的流动情况和管件工作状态；2.适时做好管路的防腐和防护工作，定期检查管路的保温设施是否完好；3.及