管道施工技术讲义

第一章管道安装基础知识

一、管子与管路附件的公称直径：

公称直径也称公称口径，是各种管子与管路附件的通用口径。它既不等

于内径，也不等于外径，是一种称呼直径，又叫名义直径。公称直径一

般用DN表示。

例：DN15的管子,内径为:15.75、外径为：21.25;

DN20的管子,内径为：21.25、外径为：26.75。

至于制品的实际内径和外径，根据制品的结构特征，由各制品的技术标

准来规定，但是，无论外径或内径是多大，管子都能够与公称直径相同

的管路附件相连接。

二、公称压力、试验压力：

在工程上把某种材料（制品）在基准温度下所承受的最大工作压力

称为公称压力，用符号PN表示。

不同的材料其基准温度不同：

铸铁和铜制品的基准温度采用120℃,

钢制品的基准温度采用200℃,

合金钢制品的基准温度采用25

对制品进行强度试验的压力称为试验压力，用Ps表示。

管子与管路附件的公称压力和试验压力详见GB1048-70的规定。

试验压力一般为公称压力的1.5倍。

1、管道按输送介质的分类：

按介质压力分类:

低压管道：PNW1.6Mpa;

中压管道：1.6Mpa<PN^IOMpa;

高压管道：PN>10Mpa。

按介质温度分类：

常温管道：工作温度为-40℃〜120℃;

低温管道：工作温度<-40℃;

中温管道：工作温度为121℃~450℃;

高温管道：工作温度>450℃。

2、管道按材质分类：

钢管：分无缝钢管与有缝钢管（也称为焊接钢管）。

无缝钢管按生产工艺分热扎无缝钢管、冷拨无缝钢管；按用途分一

般用途无缝钢管和特殊用途无缝钢管。

焊接钢管有：普通焊接钢管（俗称黑铁管）、镀锌钢管（俗称白铁管）、

螺旋缝电焊钢管（常称为螺纹钢管）。

铸铁管：按用途分给水铸铁管和排水铸铁管；按连接方式分承插连

接铸铁管和法兰连接铸铁管。

此外，常用的管道还有：铜管、塑料管、复合管等等。

三、阀门：

掌握阀门的种类及阀门型号的表示方法：

常用的阀门有：闸阀、截止阀、蝶阀、止回阀、球阀、旋塞阀、安全

阀、减压阀、疏水阀等。

1.闸阀：主要由阀体、阀盖、阀杆、阀板、密封填料和驱动装置组成。

闸阀是利用阀板的升降来控制阀门的启闭。流体通过闸阀时流向不

变，所以流动阻力小，无介质流动方向限制。闸阀结构长度较小，闸

阀的闸板、密封面易被擦伤，因而严密性较差。闸阀结构复杂，制造

与维修较困难，与截止阀相比成本较高。闸阀适用于水、煤气系统中

供截断介质通路，不宜作调节压力和流量。

2.截止阀：与闸阀相比，结构简单，制造与维修较方便，价格低，密

封性能较好，使用时间较长。截止阀的流动阻力大，介质流动方向有

要求，只能低进高出。主要用于水、蒸汽等系统中。

3.蝶阀：碟阀内的阀瓣绕阀座内的轴转动，达到阀的启闭。按驱动方

式分手动、蜗轮传动、气动和电动。蝶阀结构简单，外形尺寸小，重

量轻，适合制造较大直径的阀。适用于水、空气、煤气等管路系统中。

4.止回阀：也叫单流阀、逆止阀，作用是自动防止介质倒流。分升降

式和旋启式两类。升降式止回阀只能安装在水平管道上，旋启式止回

阀可安装在水平管道与垂直管道上。安装止回阀时注意介质的流向，

必须使介质流向与阀体上箭头方向一致。

底阀是一种专用止回阀。底阀用于不能自吸或没有真空泵抽气引水的

水泵吸入管始端,保证水泵启动抽水,并防止水中杂物进入泵内。

5.旋塞阀：又称转心门（俗称“考可”），构造简单，水流阻力较小，

启闭迅速，但启闭较费力。无介质流向要求。常用于公称压力小于

1.6Mpa、温度不超过100℃的水、煤气、油系统中。

6.球阀：由阀体和中间开孔的球形阀心组成，靠旋转球体来控制阀的

启闭。球阀只能全开或全关，不允许作节流用。带扳手的球阀，阀杆

顶端上刻有沟槽，当顺时针方向转动扳手，沟槽与管路平行时为开启；

逆时针方向转动扳手90。，使沟槽与管路垂直时则关闭。球阀结构简

单，体积小，开关迅速，操作方便，流体阻力小，制作精度要求高，

由于密封结构及材料的限制，目前生产的球阀不宜在高温介质中使

用。

7.安全阀：主要由阀座、阀瓣和加压装置等组成。按结构分为杠杆式、

弹簧式和脉冲式三种。安全阀应垂直安装，连接安全阀的管路直径应

不小于安全阀进口的公称直径。安全阀安装前应按设计规定进行调

试。当设计无要求时，其开启压力为工作压力的1.05〜1.15倍，回

座压力应大于工作压力的0.9倍。每个安全阀的启闭试验不应少于三

次，调试时压力应稳定。安全阀的最终调整宜在系统上进行，最终调

整合格后，重作铅封。并填写《安全阀调整试验记录》。安全阀经调

整后，在工作压力下不得有泄露。

8.减压阀：是靠膜片、弹簧、活塞等敏感元件改变阀瓣与阀座的间隙

来达到减压和自动保持出口压力稳定的阀门。安装时应注意事项如

下：应垂直地安装在水平管路上；阀组所需阀门一律用截止阀；安装

前应清除管内灰尘、砂粒等污物；减压阀前后压差不得大于0.5Mpa,

否则应二次减压。

9.疏水阀：是用来自动排放蒸汽管道或用蒸汽的设备内的凝结水并阻

止蒸汽泄露，防止管道中发生水锤，以保证管道或设备正常运行的阀

件，它还能回收凝结水。常用的疏水阀有浮筒式疏水阀、钟形浮子式

疏水阀、脉冲式疏水阀、热动力式疏水阀、恒温式疏水阀。疏水阀组

中旁通管的作用主要是在初次投入运行时用来排放大量的凝结水；冲

洗管的作用是放气和冲洗管路；检查管的作用是检查疏水阀的运行情

况。

四、其他材料：

掌握工程中常用的型钢、钢板、麻、聚四氟乙烯带的应用。

钢板分薄、中、厚三种。板厚＜4mm为薄钢板，板厚4.5~20mm为中

钢板，板厚222mm为厚钢板。

聚四氟乙烯带是用聚四氟乙烯树脂等制成（厚0.1mm,宽约20mm、

长1〜5m的薄膜带）。聚四氟乙烯带具有良好的耐化学腐蚀性能，使用范

围彳艮广，可应用于工作温度为-180℃~250℃的水、煤气、氧气及具有腐

蚀性等介质的管螺纹之间的填料。

五、道的连接：

螺纹连接：也称为丝扣连接，可用于介质工作压力不超过IMpa的给

水管道、温度不超过120℃的热水管道、压力不超过0.2Mpa的蒸汽管

道以及与螺纹阀门、带螺纹的设备等的连接。

掌握管螺纹的形式及加工方法。

管螺纹的质量要求：螺纹长度应符合要求，松紧适度，并应有一定的

锥度。丝扣完整、光滑，不得出现乱丝和偏丝。如有断丝或缺丝，不

得大于螺纹全扣数的10%,且不得在纵向方面相靠。常用连接螺纹的

长度要求见下表：

公称连接管件时连接阀门时公称连接管件时连接阀门时

直径螺纹长度螺纹长度直径螺纹长度螺纹长度

151412402219

201613.5502421

251815652723.5

322017803026

螺纹连接要求：按介质性质选用填料麻或聚四氟乙烯带。麻或聚四氟

乙烯带应按顺时针方向从管头往里缠绕。要求螺纹接口端部洁净，在

管螺纹根部应有外露螺纹。

钢管的焊接：

焊接连接的优点：接口的强度和严密性高而成本低。

缺点：不可拆卸，操作工艺复杂。

焊接连接的方法：电弧焊和氧一乙焕焊。电焊焊缝的强度比气焊

焊缝的强度高且成本低，应优先采用电焊。氧一乙焕焊一般适用于外

径小于等于57毫米、壁厚小于等于3.5毫米的管道焊接。

焊接连接的要求：钢管焊接前要求管端面应垂直于管道中心线；在管

端部按要求加工坡口；应清除焊口表面的油污、铁锈及熔渣等；管道

对口时，对口间隙应符合要求；对口时应注意焊缝的位置：钢板卷管

管子纵向焊缝应排列在两条直线上，焊缝之间的距离应大于3倍管壁

厚度且不小于100mm;钢板卷管同一筒节上两相邻纵缝之间的距离应

不小于300mm;管道对接焊口的中心线距管子弯曲起点不应小于管子

外径且不小于100mm（焊接、铸造及热压管件除外），与支吊架边缘的

距离不应小于5Omnio

法兰连接:

法兰连接是一种连接强度较高又便于拆卸的连接方法。这种连接方法

用金属较多，故造价较高。

了解法兰的种类及型式，法兰垫片的适用范围。

垫片厚度与直径大小有关，一般当公称直径480mm时，垫片厚

1.5~2mm,当公称直径100mm~350mm时，垫片厚2~3mm,当公称直

径＞350mm时，垫片厚3〜4mm。当介质为水、蒸汽、空气、煤气系统

时，法兰垫片使用前应涂以机油和石墨粉的混合物。

连接法兰通常用六角螺栓和螺母。螺栓的规格以螺杆直径、长度来表

示。法兰所用螺栓的类型，取决于法兰的公称压力或工作温度。当公

称压力不超过1.OMpa或温度不超过350℃时，采用单头粗制螺栓；当

公称压力在1.6Mpa~4.9Mpa时，采用半精制单头螺栓；当公称压力

在6.4Mpa-lOMpa以及工作温度大于350℃时，采用精制双头螺栓。

掌握法兰安装的要求。

了解管道弯曲下料、焊接弯头、焊接三通、焊接异径管等的下料方法。

六、安装各种管道的基本要求：

安装前应检查所用设备、材料（管材、管件、阀门等）的规格、

材质和质量，符合要求方可使用；安装前必须清除管道内部污垢杂质；

安装中断或安装完的敞口处，应临时封闭，以免堵塞。

管道安装符合设计要求和有关的施工及验收规范、质量检验标准

要求。

管道连接严密、固定牢固，管道坡度、坡向应符合设计要求。

管道立管垂直，直线管段无弯曲。

安全装置、仪表、阀门等作用可靠、精确。

管道能自由排气，必要时能将系统的介质排尽。

七、管道支架：

支架的作用：

支承管道并限制管道的变形和位移；承受各种力（如内压力、重力、

摩擦力、风力、温度变化时管道变形的弹性力等）并将这些力传到支

承结构。

支架的种类：

支架按用途分为活动支架和固定支架两类。

固定支架是为了均匀地分配补偿器间管道的热膨胀量，保证补偿

器的正常工作，防止管道因受过大的热应力而引起管道破坏与较大的

变形设置的支架。

常用的活动支架有：滑动支架、导向支架、滚动支架和吊架。

滑动支架可使管子与支承结构能自由滑动。弧形板滑动支架是在

管子下面焊接弧形板，目的是为了防止管子在热胀冷缩的滑动中和支

架横梁直接发生摩擦，使管壁减薄。

导向支架是为了使管子在支架上滑动时不至偏移管子中心轴线

而设置的。一般是在管子托架的两侧2〜3mm处各焊一块短角钢或扁

钢，使管子托架在角（扁）钢制成的导向板范围内自由伸缩。

滚动支架分滚珠支架和滚柱支架两种。主要用于管径较大，而无

横向位移的管道；两者相比滚珠支架可承受较高的介质温度而滚柱支

架的摩擦力较滚珠支架大。

吊架分普通吊架和弹簧吊架两种。普通吊架由卡箍、吊杆和支承结构

组成。用于口径较小，无伸缩性或伸缩性极小的管道。弹簧吊架由卡

箍、吊杆、弹簧和支承结构组成。用于有伸缩性及振动较大的管道。

吊杆长度应大于管道水平伸缩量的好几倍，并能自由调节。

管道热膨胀及其补偿

管道热伸长的计算：热力管道是在大气温度下安装的，当管道

投入运行时，管道受热而发生膨胀伸长，其膨胀的伸长量按下式计算:

△L=a*L*(t2-ti)

式中AL—管道热膨胀的伸长量(毫米)；

a一管材的线膨胀系数(钢材通常取a=0.012nim/ni•℃);

L—两固定支架间管段的长度(m);

t2—管道中热介质的最高温度(℃);

tl一管道安装时的大气温度(℃)o

热应力计算：热力管道投入运行后，如果管道两端固定，由于管

道膨胀无法伸长，在管壁内就会产生热应力，这个应力的大小可按下

式计算：。=E*£=E*AL/L

式中a管道受热不能伸长而产生的应力(Mpa);

E-----管材的弹性模量(钢为2.01*1ffMpa);

£----管道的相对变形或应变,£=△L/L。

热胀推力的计算：热胀内应力的存在，使管道对设备或支架等

固定点产生推力，其推力的大小可按下式计算:

P=o*F

式中P——热胀应力对固定支点的推力(N);

cr------热胀应力(Mpa);

F------管道的截面积(