化工管路设计与安装要求课件.ppt
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1、2023-1-292 一套化工装置之所以能进行生产,是由于工一套化工装置之所以能进行生产,是由于工艺过程所必须的机械设备用管到按流程加以连接艺过程所必须的机械设备用管到按流程加以连接的结果。工艺生产装置的管道犹如人体的血管,的结果。工艺生产装置的管道犹如人体的血管,没有它人就不能生存;同样,工艺生产装置如果没有它人就不能生存;同样,工艺生产装置如果没有管道的连接也就不能生产。没有管道的连接也就不能生产。在石油化工工程建设中,配管材料的费用约在石油化工工程建设中,配管材料的费用约占设备材料总费用的占设备材料总费用的23%,安装工时约占施工总,安装工时约占施工总工时的工时的47%,设计工时约占工程
2、设计总工时的,设计工时约占工程设计总工时的40%,而且装置能否长期安全运行与管道的设计,而且装置能否长期安全运行与管道的设计安装质量密切相关。安装质量密切相关。2023-1-293 管道设计与安装是石油化工装置设计与安装管道设计与安装是石油化工装置设计与安装的重要组成部分,是一门综合性的技术,既要求的重要组成部分,是一门综合性的技术,既要求从事这项工作的工程技术人员具有工艺、设备、从事这项工作的工程技术人员具有工艺、设备、生产操作、检修和施工等方面的知识,也要求具生产操作、检修和施工等方面的知识,也要求具备土建、机械、电工、仪表、系统工程等广泛的备土建、机械、电工、仪表、系统工程等广泛的知识。
3、知识。本课程在全面分析石油化工工艺管道设计理本课程在全面分析石油化工工艺管道设计理论、安装原则、施工标准等主要内容的同时力求论、安装原则、施工标准等主要内容的同时力求理论联系实际,突出工程实践,为化工工艺类毕理论联系实际,突出工程实践,为化工工艺类毕业生从事化工装置的管理和工艺管道的安装与使业生从事化工装置的管理和工艺管道的安装与使用打下一定的基础。用打下一定的基础。2023-1-294 管道是由管子、管件、阀门、以及管道上的管道是由管子、管件、阀门、以及管道上的小型设备等管道组成件连接而成的输送流体或小型设备等管道组成件连接而成的输送流体或传递压力的通道。传递压力的通道。实际生产中各种管道输
4、送的介质和操作参实际生产中各种管道输送的介质和操作参数千差万别,其危险性和重要程度也各有不同。数千差万别,其危险性和重要程度也各有不同。因此目前工程上采用管道分级的办法,对各种因此目前工程上采用管道分级的办法,对各种管道分门别类地提出不同的设计、制造和施工管道分门别类地提出不同的设计、制造和施工验收要求,以确保各种管道在其设计条件下能验收要求,以确保各种管道在其设计条件下能安全可靠地运行。安全可靠地运行。2023-1-2952023-1-2962023-1-297工业管道分级:工业管道分级:管道级管道级/类别类别级别名称设计压力/MPa级别名称设计压力/MPa真空管道0中压管道1.6 P10.
5、0低压管道0P1.6高压管道10.0 注意:工作压力大于注意:工作压力大于9MPa,且工作温度大于,且工作温度大于500的蒸汽管道的蒸汽管道可视为高压管道。可视为高压管道。2023-1-298管道的设计压力和设计温度管道的设计压力和设计温度设计压力设计压力 如何确定管道的设计压力,国际如何确定管道的设计压力,国际工业金属管道工业金属管道设计规范设计规范规定设计压力按下列要求确定。规定设计压力按下列要求确定。一条管道的设计压力(表压),不应小于运行一条管道的设计压力(表压),不应小于运行中遇到的可能内压或外压与温度相偶合时最严重条件中遇到的可能内压或外压与温度相偶合时最严重条件下的压力。下的压力
6、。管道的设计温度是指正常操作过程中,由压力和管道的设计温度是指正常操作过程中,由压力和温度构成的最苛刻条件下的材料温度。温度构成的最苛刻条件下的材料温度。设计温度设计温度2023-1-299公称压力公称压力 公称压力为管子、管件、阀门等在规公称压力为管子、管件、阀门等在规定温度下允许承受的以压力等级表示的工定温度下允许承受的以压力等级表示的工作压力。公称压力的符号为作压力。公称压力的符号为PN,其公制单,其公制单位为位为MPa。50-PN1.6 DN50 PN1.6表示公称压力为表示公称压力为16atm DN50表示公称直径为表示公称直径为50mm外径外径:57X3.5cs cs表示材料为普通
7、碳素钢表示材料为普通碳素钢 ss表示材料为特种碳素钢表示材料为特种碳素钢2023-1-2910标准号公称压力/MPaGB9112-880.25 0.60 1.0 1.6 2.0 2.5 4.0 5.0 10.0 15.0 25.0 42.0SH3406-961.0 2.0 5.0 6.8 10.0 15.0 25.0 42.0JB/T75-94JB/T75-940.25 0.60 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.00.25 0.60 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.0HG-97-20592HG-97-205920.25 0.6
8、0 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.00.25 0.60 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0 25.0HG-97-206152.0 5.0 11.0 15.0 26.0 42.0国内公称压力分级对照表国内公称压力分级对照表2023-1-2911GB 9112-88 钢制管法兰(国标)SH 3406-96 钢制管法兰(中国石化总公司标准)JB/T 75-94 JB/T 75-94 管路法兰类型管路法兰类型(机械工业部标准机械工业部标准)HG 20592-97 HG 20592-97 钢制管法兰钢制管法兰(化学工业部标准化学工业部标准-欧欧
9、)HG 20615-97 钢制管法兰(化学工业部标准-美)相关标准相关标准2023-1-2912公称直径、外径及壁厚公称直径、外径及壁厚公称直径公称直径 为简化管道组成件的连接尺寸,便于生产和选用,为简化管道组成件的连接尺寸,便于生产和选用,工程上对管道直径进行了标准化分级,以工程上对管道直径进行了标准化分级,以“公称直径公称直径”表示,公称直径的符号为表示,公称直径的符号为DN,公制单位为,公制单位为mm。公称。公称直径为表征管子、管件、阀门等口径的名义内直径,其直径为表征管子、管件、阀门等口径的名义内直径,其实际数值与内径并不完全相同。实际数值与内径并不完全相同。目前国内外公称直径的分级基
10、本相同,我国采用目前国内外公称直径的分级基本相同,我国采用公制、美国采用英制,具体见下表。公制、美国采用英制,具体见下表。外径及壁厚外径及壁厚2023-1-2913公称直径分级公称直径分级公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in公制/mm英制/in6 61/81/81001004 45502211504681/412556006002424120012004848103/81501506 66502612505015151/21/21757700700282813001300525220203/43/42002008 87503013505425251 1225980080
11、0323214001400565632/2502501010850341500150060604040/3003001212900900363616001600646450502 235035014149503817001700686865/400400161610001000404018001800727280803 3450450181810504219001900767690/50050020201100110044442000200080802023-1-2914管径的确定管径的确定管道压力降管道压力降气液两相流动气液两相流动流体流速和压力降推荐值流体流速和压力降推荐值2023-1-2
12、915 在对各装置工程费用的统计分析表明,管道工程费在对各装置工程费用的统计分析表明,管道工程费用约占总工程费用的用约占总工程费用的1030%,而管道器材在管道工程,而管道器材在管道工程费用中所占的比例大致如下:费用中所占的比例大致如下:管子管子 35%管件(弯头、三通、异径管、管帽、法兰、垫片、紧固件)管件(弯头、三通、异径管、管帽、法兰、垫片、紧固件)20%阀门阀门 30%保温材料保温材料 15%由此可见,管子、管件和阀门的费用约占管道工程由此可见,管子、管件和阀门的费用约占管道工程费用的费用的85%,是管道器材费用的主要组成部分,如何合,是管道器材费用的主要组成部分,如何合理地选择和确定
13、这些管道器材非常重要。理地选择和确定这些管道器材非常重要。2023-1-2916分类:分类:按用途分类,可分为流体输送用、传热用、结构用和其他用等;按材质分类,可分为金属管和非金属管。按材质分类,可分为金属管和非金属管。按形状分类,可分为套管、翅片管、各种衬里管等按形状分类,可分为套管、翅片管、各种衬里管等2023-1-2917 无无缝缝钢钢管管2023-1-2918冷流体冷流体t1t2热流体热流体T1T2套套 管管2023-1-2919翅片管翅片管2023-1-2920衬里管道衬里管道衬塑管衬塑管2023-1-2921管子按材质分类管子按材质分类金属管:金属管:铸铁管、铸铁管、钢管钢管、有色
14、金属管。、有色金属管。非金属管:非金属管:橡胶管、塑料管、水泥管、石墨管、玻璃橡胶管、塑料管、水泥管、石墨管、玻璃陶瓷管、玻璃钢管等。陶瓷管、玻璃钢管等。2023-1-2922钢管的尺寸系列钢管的尺寸系列1 钢管的公称直径(钢管的公称直径(DN)系列)系列2 钢管的外径系列钢管的外径系列3 钢管的壁厚系列钢管的壁厚系列2023-1-2923非金属管和衬里管非金属管和衬里管聚氯乙烯管(聚氯乙烯管(PVC管):管):广泛应用于石油化工、污水处理、矿山等领域,广泛应用于石油化工、污水处理、矿山等领域,具有良好的耐腐蚀性能、机加工性能、力学性能。具有良好的耐腐蚀性能、机加工性能、力学性能。PVC管可分
15、为管可分为0.5、0.6、1.0、1.6四个压力等级;四个压力等级;适应温度范围:适应温度范围:-1560,温度过低易开裂过高易,温度过低易开裂过高易老化。老化。PVC管一般分为轻型管和重型管两种。管一般分为轻型管和重型管两种。2023-1-2924玻璃钢管(玻璃钢管(FRP管):管):玻璃钢管是将浸有树脂基体的纤维增强材料,按照特定的工艺条件逐层缠绕到芯模上并进行固化而成。其管壁是一种层状结构。种类:FRP-W型、FRP-R型、FRP-F型型、FRP-H型聚丙烯聚丙烯/玻璃钢复合管(玻璃钢复合管(PP/FRP管):管):衬里管:衬橡胶、塑料、玻璃、陶瓷、搪瓷等。衬里管:衬橡胶、塑料、玻璃、陶
16、瓷、搪瓷等。2023-1-2925 管件在管道系统中起着改变走向、改变标高或改变直管件在管道系统中起着改变走向、改变标高或改变直径、封闭管端以及由主管引出支管的作用。在石油化工径、封闭管端以及由主管引出支管的作用。在石油化工装置中管道品种多,管系复杂,形状各异、繁简不同,装置中管道品种多,管系复杂,形状各异、繁简不同,所采用的管件品种、材质、数量也就很多,选用时需要所采用的管件品种、材质、数量也就很多,选用时需要考虑的因素也很复杂。考虑的因素也很复杂。管件的主要品种有弯头、异径管、三通、四通、加管件的主要品种有弯头、异径管、三通、四通、加强管嘴、管帽、螺纹短节等。常用材料有普通碳素钢、强管嘴、
17、管帽、螺纹短节等。常用材料有普通碳素钢、合金钢、不锈钢等。合金钢、不锈钢等。2023-1-2926管件的用途管件的用途管件名称管件名称用途用途活接头活接头弯头弯头三通、四通三通、四通异径管异径管管帽、丝堵管帽、丝堵直管与弯管的连接直管与弯管的连接改变走向改变走向管路分支管路分支改变管径改变管径封闭管端封闭管端2023-1-2927管件的选择管件的选择 管件的选择是指根据管道级别、设计条件(管件的选择是指根据管道级别、设计条件(P、T)、)、介质特性、材料加工工艺性能、焊接性能、经济性以及用介质特性、材料加工工艺性能、焊接性能、经济性以及用途来合理确定管件的温度途来合理确定管件的温度-压力等级和
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