过程设备机械设计基础12 压力管道修.ppt

1、12 压力管路设计基础,12.1 管路图的识别,12.2 压力管道设计条件,12.3 管线器材及选择,12.5 管道的支承设计与管道支吊架,12.6 管系应力分析和补偿,12.8 管路布置的基本原则,12.7 管路的防腐、保温及标志,12.4 管道的连接,1、管路图的识别,管件表示法,管路表示法,管线表示方法,管道交叉表示法,管道标高表示法,管线连接形式示意图,管路转折和分流表示图,重叠管路的表示图,管路布置图及轴测投影图,N,12.2、 压力管道设计条件,压力管道的定义： “压力管道”指那些在生产、生活中使用的输送可能引起燃烧、爆炸或中毒等危险性介质的管道，如输送原油、燃气、各类工艺物料、有

2、毒气体、有害气体、蒸汽等介质的管道。由于这类管道发生泄漏或断裂等失效后会影响正常的安全生产，严重时可能导致安全事故，因而压力管道有别于象自来水这样的普通管道。,设计压力 不低于操作过程中可能出现的由内压(或外压)与温度一起构成的最苛刻条件下的压力。,设计温度 应不低于操作过程中由压力和温度构成的最苛刻条件,环境因素影响： 动载荷影响： 质量载荷影响： 管架、固定点和管子端部位移的影响 ： 热应力的影响：,其它设计影响因素,12.3 管线器材及选择,管子的选定应满足化工工艺过程的要求。 主要参数有： 1 公称压力 PN 2 公称通径 DN 3 材料,一、管子的选择,表12.1 我国常用管道标准,

3、钢管外径系列,我国、日本、德国和国际标准化组织等用mm表示外径尺寸； 美国则有公制和英制两种表示方法，分别用mm和in表示外径尺寸，管子的公制和英制分别用A、B表示，公制公称直径100mm表示为100A；英制公称直径4in表示为4B。,钢管壁厚系列,三种表示方法： 1 以管子表号(Sch.)表示壁厚 管子表号相同，管子直径越大，壁厚越厚； 2 以管子重量表示壁厚 3 以钢管壁厚尺寸表示壁厚,ANSI B36.10和JIS标准中的管子表号Sch10、20、30、40、60、80、100、120、140、160。 我国中国石化总公司标准SHJ405规定了无缝钢管的壁厚系列，其值与此基本相同。,二

4、、管件,管件的作用： 1 管路改变方向：(弯头) 2 变换口径：(异径管，异径三通) 3 分流：(三通、四通) 4 调节和切换管路中的流体：(阀门) 5 管端封闭 管件的制造： 钢板焊制，钢管热推制，液压成型，铸造，锻造等,管件连接处的形状,管件分为四种： 对焊连接型， 承插焊接型， 螺纹连接型 法兰型,管件类型,对焊连接型 国标GB12459-1990钢制对焊无缝管件规定了碳钢，合金钢和奥氏体不锈钢的尺寸，公差，技术条件，检验和标志。另：SHJ408-1990, 表12-5 承插焊接型 标准：SHJ410-1990,包括：45弯头，90弯头，三通，45Y型三通，四通，管帽，根据端部直径分为等

5、径管件和异径管件。,螺纹连接型 制造：锻钢，铸钢，可锻铸铁，铸铁等 螺纹： 锥管螺纹和圆柱形螺纹；内螺纹和外螺纹 法兰连接型 管子与管件，阀门，设备等连接用法兰，称为管法兰 法兰与管子的连接：对焊，平焊，螺纹，承插焊和翻边活动式。,弯 头,三 通,短接管和异径管(大小头),三 阀门,接通和截断介质， 防止介质倒流 调节介质压力，流量 分离混合或者分配介质 防止介质压力超过规定数值， 保证管道，设备安全运行,阀门的作用,阀门的分类,按材料：铜，铸铁，铸钢，锻钢，不锈钢，特殊钢，非金属，其他 按用途：一般配管，水通用，石油化工，化学，电厂，蒸汽，船舶，采暖， 按结构：闸阀，截止阀，止回阀，球阀蝶阀

6、，隔膜阀 按特殊要求：电动阀，电磁阀，气动阀，液压阀，遥控阀，紧急切断阀，温度调节阀，压力调节阀，液面调节阀，减压阀，安全阀，加讨阀，波纹管阀，呼吸阀。,阀门选用一般要考虑下述原则： (1).输送流体的性质 如流体为液体、气体、蒸汽、浆液、悬浮液、粘稠液等；流体是否带有固体颗粒、粉尘、化学物质等； (2).阀门的功能 选用时应考虑每种阀门都有它的特性和适用场合； (3).阀门的尺寸 根据流量和允许压降确定，一般与工艺管道尺寸一致； (4).阻力损失 根据阀门功能和阻力综合考虑阀门型式和结构； (5).温度和压力 根据工作温度和压力决定阀门的材质和压力等级； (6).阀门的材质 根据压力、温度等

7、级和流体特性选择阀门的材质，阀体、压盖、阀瓣、阀座等可能是由好几种不同材质制造的，以获得经济、耐用的最佳效果。需要耐腐蚀时既可采用不锈钢等材料制作阀门，也可采用防腐材料衬里。,闸 阀,常用阀门,截止阀,节流阀是一个最简单又是最基本的流量控制阀,其实质相当于一个可变节流口,即借助于改变阀口的过流面积改变流量。其工作原理是通过旋转阀芯,轴向移动改变阀口的过流面积。,节流阀,旋 塞 阀,旋塞阀：填料式，润滑式和塞阀， 由阀体，塞子，填料，压盖等组成 分为直通式，三通式和四通式 可以截断介质，或改变方向，分配介质,球 阀,隔膜阀,止回阀/单向阀,单向阀是一种只允许液流沿一个方向通过,而反向液流截止的方

8、向阀,柱塞阀,1阀体 2 衬圈 3 阀盖 4 阀杆 5 阀芯（柱塞) 6 密封圈,蝶 阀,安全阀,重锤式安全阀,弹簧式安全阀,疏 水 阀,热动力式疏水器,浮球式疏水器,疏水阀,脉冲式疏水器,疏水阀,热膨胀式疏水器,浮桶式疏水器,玻璃钢阀,阀门 现行国家标准目录序号标准编号标准名称1GB/T8464-1998水暖用内螺纹连接阀门 2GB/T12220-1989通用阀门标志3GB/T12221-1989法兰连接金属阀门结构长度 4GB/T12222-1989多回转阀门驱动装置的连接5GB/T12223-1989部分回转阀门驱动装置的连接 6GB/T12224-1989钢制阀门一般要求7GB/T12

9、225-1989通用阀门铜合金铸件技术条件8GB/T12226-1989通用阀门灰铸铁件技术条件9GB/T12227-1989通用阀门球墨铸铁件技术条件10GB/T12228-1989通用阀门碳素钢锻件技术条件,11GB/T12229-1989碳素钢铸件技术条件12GB/T12230-1989奥氏体钢铸件技术条件13GB/T12232-1989法兰连接铁制闸阀14GB/T12233-1989铁制截止阀与升降式止回阀15GB/T12234-1989法兰和对焊连接钢制闸阀16GB/T12235-1989法兰连接钢制截止阀和升降式止回阀 17GB/T12236-1989钢制旋启式止回阀18GB/T1

10、2237-1989法兰和对焊连接钢制球阀19GB/T12238-1989法兰和对夹连接蝶阀,20GB/T12239-1989通用阀门隔膜阀21GB/T12240-1989通用阀门铁制旋塞阀22GB/T12241-1989安全阀一般要求 23GB/T12242-1989安全阀性能试验方法24GB/T12243-1989弹簧直接载荷式安全阀25GB/T12244-1989减压阀一般要求26GB/T12245-1989减压阀性能试验方法27GB/T12246-1989先导式减压阀28GB/T12247-1989蒸汽疏水阀分类 29GB/T12248-1989蒸汽疏水阀术语 30GB/T12249-1

11、989蒸汽疏水阀标志31GB/T12250-1989蒸汽疏水阀结构长度32GB/T12251-1989蒸汽疏水阀试验方法33GB/T13927-1992通用阀门压力试验34GB/T13932-1992通用阀门铁制旋启式止回阀35GB/T15185-1994铁制和铜制球阀36GB/T15188.1-1994阀门的结构长度对焊连接阀门37GB/T15188.2-1994阀门的结构长度对夹连接阀门38GB/T15188.3-1994阀门的结构长度内螺纹连接阀39GB/T15188.4-1994阀门的结构长度外螺纹连接阀门,4、 管路的连接,管路法兰连接,1 管子 2 法兰盘 3 螺栓螺母 4 垫片,

12、管道用垫片,管箍,管子,a管箍 b 弯头 c 三通 d 四通,e 外接头 f 堵头 g 内外螺纹管 h 异径接头,a 对焊,b 搭焊,c 加管箍对焊,d 加衬环对焊,壁厚大于5mm,壁厚小于5mm,填料函式连接,承插连接,5 、管路的支架与补偿,支吊架的作用 (1). 支承管道的重量。 (2). 限制管道在某个或某几个方向的位移。 (3). 平衡介质反力。 (4). 防止管系产生振动,外管架,a 独立式 b 十字架式 c 悬臂式 d 梁架式,e 桁架式,f 悬杆式,g 拉索式,h 拱桥式,a 单立式 b 框架式 c 悬臂式,d 吊架 e 夹柱式 f 支撑式,管 托,a 瓦板管托 b 焊接管托 c 滑动管托 d H型管托,e 槽钢管托 f 角钢管托,管 卡,a 夹持式管卡 b 固定管卡 c 导向管卡 d 扁钢管卡,补偿器,其它型式的支架,d 滑动式,a 夹持式,c 滚动式,b 弹簧式,6 、管路的防腐、保温及标志,管路的防腐方法： 1、 涂层防腐 2、 电化学防腐(阴极保护，阳极保护) 涂料选用 与被涂物的使用条件相适应 与被涂物的表面材料相适应 底漆与面漆正确配用 经济合理