工艺管道培训ppt课件.ppt

目录,一、管道专业的组成二、管道的各专业工作内容三、管道的设计流程与各阶段条件关系四、设备布置五、设备布置要检查的内容（包括工艺要检查的内容）六、管道材料的选择和管道等级七、管道材料-阀门的选择八、管道材料-法兰九、管道支吊架十、管道应力分析,一、管道专业的组成,二、管道 各专业工作内容,目前，在压力管道的工程设计中，无论是国内还是国外的工程公司或设计院，大家已普遍认同的是将压力管道工程设计分成管道布置、管道材料设计和管道机械设计三个部分，或者说分成这三个专业来完成。三个专业即相互独立又相互联系，它是一个内容中的三个分支，或者说是一个过程中的三个工序，管道材料设计是基础，管道布置是目的，而管道机械设计是保障。,二、管道 各专业工作内容,（一）管道布置过程大致可分为以下三个环节，即配管研究、管道详细设计、设计文件编制及归档。 1、配管研究 首先要了解设计条件和用户要求，然后确定设计应用标准规范，并委托管道材料专业确定管道等级，最后进行管道走向、支撑、操作平台等方面的综合规划和布置，并将有关的、认为有必要的管道委托给管道机械专业进行力学分析。,二、管道 各专业工作内容,2、管道详细设计 管道详细设计是在配管研究方案获得各方均认可的基础上所做的设计。从时间上来讲它分为委托资料阶段和施工图完成阶段。从内容上来讲它包括管道定位、阀门定位、操作平台设置、放空排凝设置、隔热设计、防腐设计、支撑设计、仪表元件定位、采样设计、图例标识及图幅安排等内容，并根据不同的进展阶段向相关专业提交有关资料。,二、管道 各专业工作内容,3、设计文件的编制及归档 在完成管道的详细设计之后，应编制相应的文件资料，使它与管道设计图纸一起组成一个完整的管道设计文件。这些文件资料应包括资料图纸目录、管道设计说明书、管道表、管道等级表、管段材料表、管道材料表、管道设备规格表、管道设备规格书、管道支吊架汇总表、非标管道设备图、非标支吊架图等。,二、管道 各专业工作内容,（二）管道材料 管道的材料设计一般是由管道材料工程师（以下简称为材料工程师）来完成的。 管道材料是整个管道设计过程中的基础部分，它直接影响到压力管道的可靠性和经济性。因此，许多法规性的标准如ANSI B31.1、ANSI B31.3、ANSI B31.4、SH3059等都是主要针对管道材料的设计编写的，出台的“压力管道安全技术监察规程”也将主要围绕着这部分内容进行规定。管道的材料设计涉及到管道器材标准体系的选用、材料选用、压力等级的确定、管道及其元件型式的选用等内容。,二、管道 各专业工作内容,（三）管道机械 管道的机械设计一般是由管道机械工程师（以下简称为机械工程师）来完成的。 管道机械研究的核心是管道的机械强度和刚度问题，它包括管道及其元件的强度、刚度是否满足要求，管道对相连机械设备的附加载荷是否满足要求等。通过对管系应力、管道机械振动等内容的力学分析，适当改变管道的走向和管道的支撑条件，以达到满足管道机械强度和刚度要求的目的。可以说，管道机械设计进行的好坏，直接影响到管系的安全可靠性。,二、管道 各专业工作内容,根据作用载荷的特性以及研究方法的不同，可将管系的力学分析分为两大类，即静应力分析和动应力分析。静应力分析的对象是指外力与应力不随时间而变化的工况。动应力分析的对象是指包括管道的机械振动、管道的疲劳等外力与应力随时间而变化的工况。管道的支撑设计一般是随着管道布置由配管工程师完成的，但它与管道的机械强度息息相关。当管道的力学分析不能满足要求时，往往要通过调整支撑的数量和位置、支撑的方式等使其满足要求，因此管道的支撑设计在此也列入管道机械研究的范畴。,三、管道的设计流程与各阶段条件关系,见图,四、设备布置,1、设备布置对工艺条件的要求：首先，要具备什么样的工艺条件，管道专业才可以进行设备布置工作：PFD、PID、UFD、设备一览表、设备数据一览表、管线表、界区条件一览表2、装置平面布置的原则按工艺流程顺序确定工艺单元的相对位置，然后按 GB 50160石油化工企业设计防火规范要求确定间距，对于防火、防爆、防腐要求相近的适当集中布置，还应考虑与全厂总平面的衔接： （1） 根据风向条件确定设备、设施与建筑物的相对位置； （2） 根据气温、降水量、风沙等气候条件和生产过程或某些设备的特殊要求，决定是否采用室内布置；,四、设备布置,（3） 根据装置竖向布置，确定装置地面零点标高与绝对标高的关系； （4） 根据地质条件，合理布置重荷载和有振动的设备；（5） 根据重力流要求布置设备的相对位置,四、设备布置,（5） 在满足生产要求和安全防火、防爆的条件下，应做到节省用地、降低能耗、节约投资、有利于环境保护； （6） 设备、建筑物、构筑物宜布置在同一地平面上。当受地形限制时，应将控制室、变配电室、化验室、生活间等布置在较高的地平面上；装置储罐宜布置在较低的地平面上。,四、 设备布置,四、设备布置,四、设备布置,四、设备布置,3、装置布置设计的三重安全措施安全生产对石油化工企业特别重要。这是因为石油化工企业的原料和产品绝大多数属于可燃、易爆或有毒物质，潜在火灾、爆炸或中毒的危险。 火灾和爆炸的危险程度，从生产安全的角度来看，可划分为一次危险和次生危险两种。装置布置设计的三重安全措施是根据有关防火、防爆规范的规定，首先预防一次危险引起的次生危险，其次是一旦发生次生危险则尽可能限制其危害程度和范围，第三是次生危险发生以后，能为及时抢救和安全疏散提供方便条件。一次危险是设备或系统内潜在着发生火灾或爆炸的危险，但在正常操作状态下，不会危害人身安全或设备完好。次生危险是由于一次危险而引起的危险，它会直接危害到人身安全、设备毁坏和建筑物的倒塌等。,四、设备布置,4、 设备的间距要求1）.满足防火要求：工艺装置之间防火间距是指工艺装置最外侧的设备外缘或建筑物、构筑物的最外轴线间的距离；设备之间的防火间距是指设备外缘之间的距离。2）.满足防爆要求：3）.设备的间距除应满足防火、防爆规范外，还应满足以下各方面的要求： （1） 操作、检修、装卸、吊装所需的场地和通道； （2） 构筑物（包括平台、梯子等）的布置； （3） 设备基础、地下埋设的管道、管沟、电缆沟和排水井的布置； （4） 管道和仪表安装。,四、设备布置,5、防止产生爆炸的基本措施（1）首先应使产生爆炸的条件同时出现的可能性减到最小程度。工艺设计中应采取消除或减少可燃物质的产生及积聚的措施： 1) 工艺流程中宜采取较低的压力和温度，将可燃物质限制在密闭容器内； 2) 工艺布置应限制和缩小爆炸危险区域的范围，并宜将不同等级的爆炸危险区或爆炸危险区与非爆炸危险区分隔在各自的厂房或界区内； 3) 在设备内可采用以氮气或其它惰性气体覆盖的措施； 4) 宜采取安全联锁或事故时加入聚合反应阻聚剂等化学药品的措施。 （2） 防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间，宜采取下列措施： 1) 工艺装置宜采取露天或敞开式布置； 2) 设置机械通风装置； 3) 在爆炸危险环境内设置正压室； 4) 对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地点设置自动测量仪器装置，当气体或蒸气浓度接近爆炸下限值的50时，应能可靠地发出信号或切断电源。 （3） 在爆炸危险区域内严格按 GB 50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范选用用电设备。,四、设备布置,6、管廊的布置（1）管廊的宽度： 1） 管廊的宽度主要由管道的数量和管径的大小确定。并考虑一定的预留的宽度，一般主管廊管架应留有1020的余量，并考虑其荷重。同时要考虑管廊下设备和通道以及管廊上空冷设备等结构的影响。如果要求敷设仪表电缆槽架和电力电缆槽架，还应考虑它们所需的宽度。管廊上管道可以布置成单层或双层，必要时也可布置三层。管廊的宽度一般不宜大于10m； 2） 管廊上布置空冷器时，支柱跨距最好与空冷器的间距尺寸相同，以使管廊立柱与空冷器支柱中心线对齐； 3） 管廊下布置泵时，应考虑泵的布置及其所需操作和检修通道的宽度。如果泵的驱动机用电缆为地下敷设时，还应考虑电缆沟所需宽度。此外，还要考虑泵用冷却水管道和排水管道的干管所需宽度； 4） 由于整个管廊的管道布置密度并不相同，通常在首尾段管廊的管道数量较少。因此，在必要时可以减小首尾段管廊的宽度或将双层管廊变单层管廊。,四、设备布置,6）管廊的布置（2）管廊的跨度： 管廊的柱距和管廊的跨据是由敷设在其上的管道因垂直荷载所产生的允许弯曲挠度决定的，通常为69m。如中小型装置中，小直径的管道较多时，可在两根支柱之间的间距取得一致，以便管道通过。如果是混凝土管架，横梁顶宜埋放一根20圆钢或钢板，以减少管道与横梁间的摩擦力。 （3）管廊的高度可根据下面条件确定： 1） 横穿道路的空间。管廊在道路上空横穿时，其净空高度为： 装置内的检修道不小于4.5 m； 工厂道路不小于5.0 m； 铁路不小于5.5 m； 管廊下检修通道不小于3 m。 当管廊有桁架时要按桁架底高计算。,四、设备布置,6、管廊的布置2） 管廊下管道的最小高度。为有效地利用管廊空间，多在管廊下布置泵。考虑到泵的操作和维护，至少需要3.5 m；管廊上管道与分区设备相接时，一般应比管廊的底层管道标高低或高600-1000 mm。所以管廊底层管底标高最小为3.5 m。管廊下布置管壳式冷换设备时，由于设备高度增加，需要增加管廊下的净空。 3） 垂直相交的管廊高差。若管廊改变方向或两管廊直角相交，其高差取决于管道相互连接的最小尺寸，一般以500-750mm为宜。对于大型装置也可采用1000mm高差。管廊的结构尺寸。在确定管廊高度时，要考虑到管廊横梁和纵梁的结构断面和型式，务必使梁底和桁架底的高度，满足上述确定管廊高度的要求。对于双层管廊，上下层间距一般为1.2-2.0m，主要决定于管廊上最大管道的直径。 至于装置之间的管廊的高度取决于管架经过地区的具体情况。如沿工厂边缘或罐区，不会影响厂区交通和扩建的地段，从经济性和检修方便考虑，可用管墩敷设，离地面高300-500mm即可满足要求。,四、设备布置,*,四、设备布置,7、罐区的布置,四、设备布置,罐区的布置,四、设备布置,7、罐区的布置,四、设备布置,8、在详细工程设计阶段，配管专业的主要任务 （1）通过管道分析，完成施工版管道布置图； （2）完成施工版设备平面布置图； （3）完成全部成品单管图和设备管口方位图； （4）绘制管架图及伴热系统图； （5）编制管段表、管架表、设备地脚螺栓一览表； （6）配合管道材料专业提出最终管道材料汇总表； （7）编制配管专业管道设计说明书； （8）确认设备供应商提供的资料。,五、设备布置要检查的内容,1设备布置是否满足工艺PID的要求？2设备、建筑物、构筑物是否按生产过程的特点和火灾危险性类别分区布置？设备是否已尽可能布置在室外或敞开、半敞开的建构筑物内？3装置范围较大时，是否有用道路或防火间隔将装置分成占地面积不大于10000m2的设备建构筑物小区？,五、设备布置要检查的内容,4设备区间和设备区内的设备之间是否有便于施工操作维修及事故情况下进行抢修、急救的场地或间距？5设备、建筑物、构筑物的防火间距是否符合现行的有关防火规范的要求？,五、设备布置检查的内容,6每一个操作区、建筑物、构筑物是否有疏散通道和必要的安全出口？7设备区内是否避免了布置危险物料的储罐？中间罐区与其它设备区之间的防火间距是否符合要求？液化烃、可燃气体中间储罐总容积是否符合防火规范的要求？单个液化烃储罐容积是否符合安全规定？,五、设备布置要检查的内容,8空冷器的下方是否未布置操作温度高于物料自燃点的设备和输送或储存液化石油气的设备？如这些设备直接布置在空冷器下方是不可避免时，是否铺设了非燃烧体的隔板隔离保护？9在操作时和检修过程中有可能被油品、腐蚀性介质或有毒物料污染的区域是否设有围堰和导液设施？处理腐蚀性介质的设备区是否铺设了防腐蚀的地面？10放空用烟囱的设置是否在装置的一端或边缘区域？,五、设备布置要检查的内容,11可燃气体压缩机与明火设备、非防爆型电器设备的间距是否符合国家现行爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范和防火规范要求？12装置消防通道的设置是否符合有关的防火规范的要求？13在封闭式泵房内，液化烃泵，可燃液体泵的布置及其泵房的设计是否符合有关防火规范的要求？,五、设备布置要检查的内容,14装置内烷基金属化合物，有机过氧化物等甲类化学危险品的装卸设施，储存室等，是否设置在装置的边缘？15可燃气体，助燃气体的钢瓶（含实瓶和空瓶）是否分别存放在位于装置边缘的敞棚内？并远离明火或操作温度大于等于其自燃点的设备？,五、设备布置要检查的内容,16在爆炸危险区域范围内有无地下室、地坑或较深的沟渠？17厂房内的设备是否按危险性的不同而用隔墙或防火墙进行分隔？疏散通道能否保证畅通？18是否考虑了必要的操作平台以保证安全操作？平台上下有无必要的净空？高处作业的操作平台有无防坠落的措施？是否有必要的安全疏散通道？,五、设备布置要检查的内容,19直梯口、楼梯孔、吊装孔有无防止操作人员坠落的措施？20设备区内的设备布置及构筑物的形式是否充分考虑了场地空气自然流动的条件？21装置区场地能否顺利排水？在灭火情况下，能否及时把水排出？介质是否有毒？排到哪里？,五、设备布置要检查的内容,22装置区内有无消防、急救、检修车辆的通道？能否接近任何设备？23是否需要蒸汽幕、水幕或蒸气消防管线？24有无适当的位置布置事故淋浴器和洗眼器？25有害物质检测器的分布是否恰当？,五、设备布置要检查的内容,26装置设备布置在基础设计是否进行了设计评审，并按其对设计审查意见修改？27大型框架设置楼梯的数量和距离是否符合安全规定？是否方便人员安全通行？28根据安全要求是否需要防火墙或防爆墙？,六、管道材料的选择和管道等级,管道材料重要性：设计、材料汇总、采购、施工安装、生产维修重要依据。材料、标准、尺寸范围、压力等级、温度与压力规定。正确设计选材合理、正常安全，加快速度，节约投资。,六、管道材料的选择和管道等级,管道等级所规定的内容是有关各专业都应遵循的准则。2编制阶段基础设计阶段开始，详细设计深入，完善。3编制基础开工报告、管道物料特性表、工艺流程图、工艺管线,六、管道材料的选择和管道等级,4管道等级分类管道级别、设计温度、设计压力、腐蚀性、特殊性如：热处理、脱脂等，材料加工工艺性能、焊接性能和经济性进行分类。 依据用户或专利商的合同确定材料的标准。,六、管道材料的选择和管道等级,4阀门规格书5隔热工程规定6防腐与涂漆工程规定,六、管道材料的选择和管道等级,介质的温度、压力等分成不同类别的等级仪表、设备专业所选用的标准及配合条件，规定等级所用管道元件规格范围、特性、材料及标准,六、管道材料的选择和管道等级,编制原则 管子、组成件必须符合国家、国际、企业标准。 管道组成件等，在同一等级中必须匹配，满足工艺条件。 经济、实用。当选用较昂贵材料时，应做材料的经济比较。,六、管道材料的选择和管道等级,应注明该等级号的使用范围（温度、压力、流体）。用户名称、设计项目、设计阶段、工程号等。 不包括安全阀、电动阀、减压阀、疏水器（伴热除外）、防爆膜、阻火器、过滤器、消音器等特殊管件（即SP类）。,六、管道材料的选择和管道等级,管道材料的选择. 根据介质性质和特殊性分类极度危害、高度危害、光气易燃易爆热处理要求,六、管道材料的选择和管道等级,脱脂要求工艺介质公用工程介质蒸汽、蒸汽凝液,六、管道材料的选择和管道等级,选材标准：耐腐蚀性力学性能性能稳定性加工性易得性成本,六、管道材料的选择和管道等级,石油化工生产过程中常见的腐蚀环境p285(1) 金属腐蚀及分类化学、电化学作用均匀腐蚀（全面）局部腐蚀：应力腐蚀湿硫化氢、液氨、苛性钠碱液缝隙腐蚀，晶间腐蚀，氢腐蚀Nelsons图,六、管道材料的选择和管道等级,(2) 根据介质对金属材料的腐蚀速率选用。腐蚀裕度腐蚀率*使用年限耐蚀性能的评价（腐蚀率）1.5毫米/不适用，腐蚀严重,六、管道材料的选择和管道等级,(3) 一般情况下腐蚀裕度可如下取值：工艺介质、蒸汽、凝液和公用空气或水系统中，碳钢和铁素体合金钢的允许腐蚀裕度最小为1.5mm。衬里管、奥氏体不锈钢和非铁基材料允许腐蚀裕度最小为0mm。,六、管道材料的选择和管道等级,4管道常用金属材料(1) 按冶炼方法分类 沸腾钢脱氧不完全、杂质多、镇静钢脱氧完全、气泡少、质量好,六、管道材料的选择和管道等级,(2) 按化学成分分类碳钢纯铁（C0.04%）、低碳钢（C0.25%）、中碳钢（C=0.250.6%）、高碳钢（C0.6%）合金钢低合金钢（合金元素总量5）16Mn、,六、管道材料的选择和管道等级,中合金钢（合金=510%）、高合金钢（合金10）高合金钢不锈钢铁素体 13Gr、奥氏体：304、316、1Gr18Ni9 C0.15%、低碳C0.08% 0Gr18Ni9 C0.07%、超低碳00Gr19Ni10 C0.03%、P301,六、管道材料的选择和管道等级,常用管材使用温度范围10、20 -20 +425 16Mn-40 +450 09Mn2V -50 +100 12CrMo +525 15CrMo +550 12Cr1MoV +575 1Cr5Mo +600低碳奥氏体不锈钢-196 +700超低碳奥氏体不锈钢-196 +450,六、管道材料的选择和管道等级,确定管道等级的压力级 T-P偶合确定管道使用条件 HG 钢制管法兰压力-温度等级(美洲体系),六、管道材料的选择和管道等级,六、管道材料的选择和管道等级,HG 钢制管法兰压力-温度等级(美洲体系),七、管道材料-阀门的选择,常用的阀门类型有：(1)闸阀 闸阀的闸板由阀杆带动，沿阀座密封面作升降运动，可接通或截断流体的通路。闸阀流动阻力小，启闭省力，广泛用于各种介质管道的启闭。,七、管道材料-阀门的选择,当闸阀部分开启时，在闸板背面产生涡流，易引起闸板的冲蚀和振动，阀座的密封面也易损坏，修理困难。故一般不作为节流用。闸阀的优点是流体阻力小，启闭省劲，可以在介质双向流动的情况下使用，没有方向性，全开时密封面不易冲蚀，结构长度短，不仅适合做小口径阀门，而且适合做大口径阀门。,七、管道材料-阀门的选择,闸阀按阀杆螺纹不同分明杆和暗杆两种。明杆是阀杆随闸板开启或关闭而升降；暗杆是阀杆随闸板启闭，只升降闸板，阀杆位置无变化。一般情况下建议选用明杆闸阀，在操作空间比较小，阀杆升降干涉其他设备时选用暗杆。闸阀、截止阀和止回阀按阀盖与阀体连接形式分为法兰阀盖、压力密封阀盖、螺纹和焊接阀盖。,七、管道材料-阀门的选择,1）法兰阀盖通过垫片密封和螺拴的紧固适用各种压力和尺寸的阀门。但是对于大口径高压阀门由于法兰增加了阀门的重量和体积；当阀门使用温度过高时，螺拴会因为蠕变松弛降低承载力。,七、管道材料-阀门的选择,2）压力密封阀盖通过流体压力提供阀体和阀盖紧密的密封，重量比法兰阀盖轻，适用于高温高压介质干净、无腐蚀的大口径阀门。3）螺纹阀盖由于螺纹连接振动后容易松动泄露，在炼化装置中很少选用。4）焊接阀盖经济不易泄露，但是阀门内部维修困难，适用于可长期使用不需要维修的地方。,七、管道材料-阀门的选择,闸阀按闸板结构不同分楔式和平行闸板两种。楔式闸板又分为楔式刚性单闸板、楔式双闸板和楔式弹性闸板三种。平行闸板分为刀型平板、单闸板和平行式双闸板三种。使用楔式闸板的目的是为了提高辅助的密封载荷，以使金属密封的楔式闸阀既能保证高的介质压力密封，也能对低的介质压力密封。楔式闸板在关闭之前不与阀座摩擦，从而减少密封面的磨损。,七、管道材料-阀门的选择,平行闸板优点是流阻小、不缩口的其流阻与短直管的流阻相仿。带导流孔的平板闸阀安装在管路上可直接用清管器进行清管。金属硬密封的平板闸阀由于闸板是在两阀座面上滑动，因此适用于悬浮颗粒介质。软密封的平板闸阀由于阀座是软密封材料，因此适用于相对比较干净的油气介质。,七、管道材料-阀门的选择,1）楔式刚性单闸板在启闭过程中密封面易发生檫伤，温度变化时易卡住。这种闸板适用于常温、中温和各种压力的闸阀；由于使用可靠、结构简单，适用于各种压力、温度的DN50及以下小口径闸阀。2）楔式双闸板温度变化时不易卡住，但是结构较复杂，零件较多，上、下挡板长期使用易产生锈蚀，闸板容易脱落。这种闸板一般适用于水和蒸汽介质。,七、管道材料-阀门的选择,3）楔式弹性闸板的周边上有一道环形槽，使闸板具有适当的弹性，它具有楔式单闸板闸阀结构简单，使用可靠的优点，又能产生微量的弹性变形弥补密封面角度加工过程中产生的偏差，改善工艺性，这种闸板适用于各种压力、温度、口径在DN25及以上口径闸阀及启闭频繁的场合。但要求介质中含固体杂质少，不适用于易结焦的介质；楔式弹性单闸板关闭力矩不宜过大，以防超过闸板弹性范围。,七、管道材料-阀门的选择,4）刀型平板底端加工成刀刃状，对纤维等具有切断功能，可提升的闸板密封面，可刮除密封面上的粘着物；这种闸板一般适用于带有悬浮颗粒和纤维材料介质。5）单闸板闸阀有浮动阀座与固定阀座两种。浮动阀座的平板闸阀靠介质压力将其推向阀板，保证密封。固定阀座的平板闸阀靠介质压力将阀板推向出口密封面，保证密封。,七、管道材料-阀门的选择,6）自动密封平行式双闸板闸阀在两快闸板之间防置一个弹簧，阀门关闭时弹簧被压缩，靠弹簧力的作用实现密封。由于弹簧把闸板压紧在阀座上，密封面易被擦伤和磨损。目前已很少选用这种型式的闸阀。撑开式是用顶楔把闸板撑开，压紧在阀座密封面上而达到强制密封。,七、管道材料-阀门的选择,(2)截止阀和节流阀截止阀和节流阀都是向下闭合式阀门，阀瓣由阀杆带动，沿阀座中心线做升降运动。截止阀和节流阀结构基本相同，只是阀瓣形状有所不同，截止阀的阀瓣是盘形；节流阀的阀瓣多为圆锥形，特别适用于节流，可以改变流道截面积，用以调节流量和压力。,七、管道材料-阀门的选择,截止阀的优点是开闭过程中密封面之间摩擦力小，比较耐用，开启高度不大，制造容易，维修方便, 不仅适用于中低压，而且适用于高压。但它的结构长度大于闸阀，同时流体阻力大。安装时有方向性，只许介质单向流动。截止阀按阀体形状不同分直通式（T形）、直角式和直流式（Y形）三种。,七、管道材料-阀门的选择,1）直通式（T形）截止阀的结构流动阻力大，流体流过阀门时压力降较大。2）直角式截止阀进出口成90角，可以当做一个阀和一个弯头用，安装在管道中的弯头位置。与直通式截止阀相比，其流动阻力小。3）直流式（Y形）截止阀阀杆与阀体成45角，流动阻力小，压力降较小。又将阀体分成二件，阀座夹于二件之间以便于检修和更换。一般可用于对流动阻力要求严格的场合,七、管道材料-阀门的选择,(3)止回阀止回阀用于自动防止管道内的流体逆向流动，介质顺流时阀瓣自动开启，逆流时阀瓣自动关闭。止回阀按结构不同分升降式止回阀、旋启式止回阀、蝶式和双板式止回阀等。,七、管道材料-阀门的选择,1）升降式止回阀有多种形式，有带弹簧的升降式止回阀、有球形和活塞升降式止回阀等。升降式密封性能比旋启式好、阻力比旋启式大，适用于蒸汽、空气、气体和水介质管道；球形止回阀可用于粘稠液体和悬浮颗粒介质。小口径管道上经常选用升降式止回阀。直通升降式止回阀应安装在水平管道上；立式升降止回阀应安装在垂直管道上。2）旋启式止回阀一般安装在水平管道上，也可安装在垂直管道上。,七、管道材料-阀门的选择,3）对夹式双板止回阀结构长度短，阀瓣关闭快速，流体阻力小，适用于DN50及以上口径的水平管道或垂直管道。 4）安装止回阀时应注意介质流动方向与止回阀上箭头的指示方向相一致。安装在垂直管道上的止回阀，要求介质自下而上流动。,七、管道材料-阀门的选择,(4)球阀球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向。球阀是利用球体绕阀杆的轴线旋转90实现开启和关闭的目的。球阀不仅结构简单、密封性能好，而且流体阻力小，在一定的公称通径范围内体积较小、重量轻、耗材少、安装尺寸小，是近十几年来发展最快的阀门之一。,七、管道材料-阀门的选择,球体是球阀的启闭件，要求有较高的精度和光洁度。球阀按球体不同分浮动球和固定球两种。1）浮动球阀的球体是可以浮动的，在介质压力作用下球体被压紧到出口侧的密封圈上，从而保证了密封。浮动球阀的结构简单，单侧密封，密封性能较好。但其启闭力矩较大。2）固定球阀的球体被上下两端的轴承固定，只能转动，不能产生水平位移。为了保证密封性，必须有能够产生推力的浮动阀座，使密封圈压紧在球体上。其结构复杂、外形尺寸大。但其使用寿命长，启闭省力。适用于较大口径和压力较高的场所,七、管道材料-阀门的选择,球阀按阀座密封不同分软密封和金属硬密封两种。金属硬密封球阀适用于高温或带有颗粒、纤维的流体介质。对可燃、易爆介质选用软密封球阀时，要求阀门具有火灾安全结构和防静电结构。球阀按阀体不同分整体式和对开式两种。,七、管道材料-阀门的选择,1）整体式球阀球体、阀座和密封圈等零件从上方放入。这种结构可以不用拆卸阀门，在线进行维修。2）对开式球阀阀体是由大小不同的左右两个部分组成，球体、阀座和密封圈等零件从一侧放入较大的一半阀体内，再用螺栓把另一侧阀体连接起来。对开式结构适用于各种口径的球阀。 球阀按其通道位置可分为直通式，三通式和直角式。三通式和直角式球阀用于分配介质与改变介质的流向,七、管道材料-阀门的选择,(5)蝶阀蝶阀是采用圆盘式启闭件，圆盘状阀瓣固定于阀杆上。阀杆旋转90即可完成开启、关闭和调节流体通道的作用。蝶阀不仅结构简单、体积小、重量轻、耗材少，安装尺寸小，而且驱动力矩小，操作简单、迅速，同时具有良好的流量调节功能和关闭密封性，是近十几年来发展最快的阀门之一。特别是在工业发达国家，蝶阀的使用非常广泛，其使用的品种和数量在继续扩大，并向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命和优良的调节性能方向发展，在许多场合蝶阀已取代了截止阀、闸阀、球阀和自控系统的调节阀，特别是在大流量调节场合下。,七、管道材料-阀门的选择,蝶阀按结构不同分中线蝶阀、单偏心蝶阀、双偏心蝶阀和三偏心蝶阀。蝶阀按阀座密封不同分软密封和金属硬密封两种。1）中线蝶阀的结构特征为阀杆轴心、蝶板中心、阀体中心在同一位置上。结构简单、制造方便。由于蝶板与阀座始终处于挤压、刮擦状态，所以阀座基本上采用橡胶或聚四氟乙烯等弹性材料，中线蝶阀适用于气体、水和其他液体的低压管道；也可用于带悬浮固体颗粒的介质管道。由于阀座将阀体包起来，在此基础上将阀板用聚四氟乙烯全包覆，适用于腐蚀介质。,七、管道材料-阀门的选择,2）单偏心蝶阀的结构特征为阀杆轴心偏离了蝶板中心、从而使蝶板上下端不再成为回转轴心。单偏心结构解决了同心蝶阀的蝶板与阀座的挤压问题。但由于单偏心构造在阀门的整个开关过程中蝶板与阀座的刮擦现象并未消失、在应用范围上和中线蝶阀大同小异、故采用不多3）双偏心蝶阀通常被称为高性能蝶阀。其结构特征为在阀杆轴心既偏离蝶板中心、也偏离阀体中心。双偏心的效果使阀门被开启后蝶板能迅即脱离阀座、大幅度地消除了蝶板与阀座的不必要的过度挤压、刮擦现象、,七、管道材料-阀门的选择,双偏心蝶阀结构较单偏心蝶阀复杂，成本稍高；密封性能较单偏心蝶阀更好；使用寿命较单偏心蝶阀更长，使用压力也较高。4）三偏心蝶阀其结构特征为在双偏心的阀杆轴心位置偏心的同时、使蝶板密封面的圆锥型轴线偏斜于阀体圆柱轴线。第三次偏心最大特点是阀座与蝶板几乎无磨擦，阀板直接压在阀座上；这种结构大大地提高了阀门在使用中的性能。,七、管道材料-阀门的选择,三偏心蝶阀密封副设计复杂，制造难度大，成本高；密封性能非常好；使用寿命特别长，使用压力高。蝶阀常用的连接形式有对夹式、支耳式和法兰式。对夹式蝶阀比法兰式蝶阀节省材料、减轻了阀门重量，适用于中、小口径管道；不适用于温度高的工况及太大口径的管道；支耳内带螺纹的支耳式蝶阀适用于安装在管道末端和下游管道要拆卸处。,七、管道材料-阀门的选择,1.阀门的选用阀门的选用主要从装置无故障操作和经济两方面考虑。一般要考虑下述原则：(1)输送流体的性质阀门是用于控制流体的，而流体的性质有多样性，如流动状态为：气体、液体、蒸汽等，有的流体还带有固颗粒、粉尘、腐蚀性、易燃、爆炸、有毒等特性。因此在选用阀门时，先要了解流体的性质。,七、管道材料-阀门的选择,(2)操作功能选用阀门时还应考虑阀门的使用功能。阀门是否用于切断、防止介质倒流、调节介质压力或流量、分配介质等条件？若只是切断用，则还需要考虑有无快速启闭的要求；阀门是否有零泄漏要求等？每种阀门都有它的特性和适用场合，应根据功能要求选用合适的阀门。,七、管道材料-阀门的选择,(3)尺寸根据流体的流量和允许的压力损失来决定阀门的尺寸。一般与工艺管道的尺寸一致。(4)阻力损失管道流体的压力损失有相当一部分是由阀门所造成。有些阀门结构的阻力大，而有些阻力小；但各种阀门都有其固有的功能特性，选用时要适当考虑。,七、管道材料-阀门的选择,(5)温度和压力应根据阀门的使用压力和温度决定阀门的材质和压力等级。选用软密封阀门时要注意其密封材料使用温度的限制，如软密封的蝶阀、球阀受软密封材料的影响，要考虑软密封材料的实际使用温度。,七、管道材料-阀门的选择,(6)材质应根据阀门的使用压力、温度和介质的性质选择合适的材质。阀门的不同部位可能由不同材料制造，例如阀体、阀瓣、阀座等，应选择合适、经济、耐用的材料。,七、管道材料-阀门的选择,(7)驱动方式阀门驱动方式有手动、齿轮传动、气动、液压、电动等。使用驱动装置的目的是使阀门的操作省力方便迅速可靠或实现自动控制和遥控。应选择合适、经济、方便操作的阀门驱动方式。,七、管道材料-阀门的选择,2.阀门类型的选择阀门类型的选择一般应根据介质的性质、操作条件及其对阀门的要求等因素确定。目前炼油化工生产用阀门，国际上最常用的标准有美国的ASME、API、BS、MSS、ISO和我国国家标准GB标准。国内较大生产厂家都可按以上标准生产各种类型的阀门以满足炼油化工生产的需要。,七、管道材料-阀门的选择,3.阀门选用的注意事项(1)除工艺技术另有规定外，工艺物料及有毒、可燃介质管道用阀门，应选用石油化工钢制通用阀门及API阀门。阀门的基本要求应符合表10-7-13、10-7-14所列阀门标准的规定；(2)用于工艺物料及极度、高度危害介质和可燃介质管道的软密封球阀、旋塞阀及其他通用结构的特种阀门，应具有防火，防静电结构；,七、管道材料-阀门的选择,(3)具有软质密封的阀门，其密封件的压力温度额定值应符合管道设计参数要求；(4)对于低温系统阀门（止回阀除外），应选用加长阀盖结构；(5)对于低温系统的弹性闸板闸阀，应在其进口侧的阀盘上开一排气孔；,七、管道材料-阀门的选择,(6)带螺纹阀盖的阀门，不应用于极度危害介质、高度危害介质和液化烃管道。(7)对夹式止回阀不得用于往复式设备或其它苛刻条件。14以上的对夹式止回阀，在管道布置时应考虑阀瓣开启时所需要的足够的空间。(8)氧气阀门必须脱脂处理。氧气管道不应使用快开、快闭型阀门。阀内垫片及填料不应采用易脱落碎屑、纤维的材料或可燃的材料制成。,八、管道材料-法兰,法兰标准简介：法兰按标准分为欧标法兰（PN）和美标法兰（Class）两大类，国标法兰包括欧标和美标两个温度-压力等级，JB标准基本属于欧标系列，石化标准（SH3406）基本属于美标系列，化工标准包括欧标（HG20592）和美标（HG20615）两个系列。,八、管道材料-法兰,欧式法兰（HG/T20592） 压力等级：PN 2.5、6.0、10、16、25、40、63、100、160等9个等级。 公称直径：DN10DN2000mm 法兰型式：板式平焊、带颈平焊、带颈对焊、整体式、承插焊、螺纹、对焊环松套、平焊环松套、法兰盖、衬里法兰等10种,八、管道材料-法兰,密封面型式：突面、凹凸面、榫槽面、环连接面、全平面等5种。 它可以与与JB法兰除PN160 DN10300及PN10 DN80不能配合使用外，其它均相匹配。,八、管道材料-法兰,美式法兰标准(HG/T20615) 公称压力：Class150（PN20）、Class300（PN50）、Class600（PN110）、Class900（PN150）、Class1500（PN260）和Class2500（PN420）6个压力等级 公称直径: DN151500,八、管道材料-法兰,法兰型式: 带颈平焊、带颈对焊、整体法兰、承插焊、螺纹、松套等6种, 密封面型式 突面（RF）、凹凸面（FM/MM）、榫槽面（T/G）、环连接面（RJ）、全平面（FF）等5种型式。,九、 管道支吊架,管道支吊架选用的原则（1）在选用管道支吊架时，应按照支承点所承受的荷载大小和方向、管道的位移情况、工作温度、是否保温或保冷、管道的材质等条件选用合适的支吊架； （2）设计管道支吊架时，应尽可能选用标准管卡、管托和管吊； （3）焊接型的管托、管吊比卡箍型的管托、管吊省钢材，且制作简单，施工方便。因此，除下列情况外，应尽量采用焊接型的管托和管吊： 1）管内介质温度等于或大于 400的管道； 2）低温管道； 3）合金钢材质的管道；,九、 管道支吊架,管道支吊架选用的原则4）生产中需要经常拆卸检修的管道；5）架空敷设且不易施工焊接的管道； 6）非金属衬里管道。 （4）为防止管道过大的横向位移和可能承受的冲击荷载，一般在下列位置设置导向管托，以保证管道只沿着轴向位移： 1）安全阀出口的高速放空管道和可能产生振动的两相流管道； 2）横向位移过大可能影响邻近管道时；固定支架之间的距离过长，可能产生横向不稳定时； 3）为防止法兰和活接头泄漏，要求管道不宜有过大的横向位移时。,七、 管道支吊架,管道支吊架选用的原则（5）当架空敷设的管道热胀量超过 100mm 时，应选用加长管托，以免管托滑到管架梁下； （6）凡支架生根在需整体热处理的设备上时，应向设备专业提出所用垫板的条件； （7） 对于荷载较大的支架位置要事先与有关专业设计人联系， 并提出支架位置、标高和荷载情况； （8）凡需要限制管道位移量时，应考虑设置限位架。,十、 管道应力,配管专业向管道应力专业提出的应力分析条件（1）管道设计条件 1）管段号； 2）介质名称、密度； 3）管子规格、材料； 4）操作温度、操作压力、设计温度、设计压力； 5）管道隔热层厚度、隔热材料密度。 （2）应力计算管段草图 1）管段形状及全部尺寸（标高、长度、座标、夹角以及阀门和法兰等元件的长度、重量、定位尺寸）,十、管道应力,配管专业向管道应力专业提出的应力分析条件2）管段端部连接的设备位号、接管口代号、标高、设备安装中心线、设备支承点标高等； 3）管段端部的初始位移； 4）建议的支承位置及型式（只注明是支架和吊架） 。 （3）有特殊要求应在条件中注明。,十、 管道应力,管道应力分析的目的（1） 使管道应力在规范的许用范围内； （2） 使设备管口载荷符合制造商的要求或公认的标准； （3） 计算出作用在管道支吊架上的荷载（4） 解决管道动力学问题； （5） 帮助配管优化设计。,十、 管道应力,管道应力分析的内容管道应力分析分为靜力分析和动力分析。静力分析包括： （1） 压力荷载和持续荷载作用下的一次应力计算防止塑性变形破坏；（2） 管道热胀冷缩以及端点附加位移等位移荷载作用下的二次应力计算防止疲劳破坏； （3） 管道对设备作用力的计算防止作用力太大，保证设备正常运行； （4） 管道支吊架的受力计算为支吊架设计提供依据； （5） 管道上法兰的受力计算防止法兰泄漏； （6） 管系位移计算防止管道碰撞和支吊点位移过大。,十、 管道应力,管道应力分析的内容动力分析包括（1） 管道自振频率分析防止管道系统共振； （2） 管道强迫振动响应分析控制管道振动及应力；（3） 往复压缩机气柱频率分析防止气柱共振；（4） 往复压缩机压力脉动分析控制压力脉动值。,十、 管道应力分析,管道柔性管道柔性是反映管道变形难易程度的一个物理概念，表示管道通过自身变形吸收热胀、冷缩和其它位移变形的能力。 进行管道设计，应在保证管道具有足够的柔性来吸收位移应变的前提下，使管道的长度尽可能短或投资尽可能少。在管道柔性设计中，除考虑管道本身的热胀缩外，还应考虑管道端点的附