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1、第八章 化 工 管 路一、定义与作用一、定义与作用：化工管路是化工生产中所使用的各种管路的总化工管路是化工生产中所使用的各种管路的总称，其主要作用是用来输送流体介质。称，其主要作用是用来输送流体介质。1.管道是化工生产过程中不可缺少的部分管道是化工生产过程中不可缺少的部分p各种工艺物料、蒸汽、水以及气体都要用管道来输送；p设备与设备间的连接，要用管道来沟通；p据统计，管道安装的费用约占全厂化工设备总投资的15一20，化工管道的设计设计（计算）（计算）和敷设和敷设（布（布置）置）是化工厂常遇到的一个十分重要的普遍性问题p正确合理地设计化工管路，对于优化设备布置，降正确合理地设计化工管路，对于优化
2、设备布置，降低工程投资和减少日常管理费用以及方便操作都起着低工程投资和减少日常管理费用以及方便操作都起着十分重要的作用十分重要的作用。2.组成与分类 化工管路一般由管子、管件、阀门、管架等组成。化工管路一般由管子、管件、阀门、管架等组成。在石油化工生产中，由于管路所输送的介质的性质和在石油化工生产中，由于管路所输送的介质的性质和操作条件各不相同，因此化工管路也有多种分类方法。操作条件各不相同，因此化工管路也有多种分类方法。（1）按管路的材质可分为金属管路和非金属管路。）按管路的材质可分为金属管路和非金属管路。金属管常用材料有铸铁、碳素钢、合金钢和有色金属管常用材料有铸铁、碳素钢、合金钢和有色金
3、属；非金属管常用的有塑料、橡胶、陶瓷、水泥等。金属；非金属管常用的有塑料、橡胶、陶瓷、水泥等。（2）按输送介质的压力可分为真空管、低压管、中压管、按输送介质的压力可分为真空管、低压管、中压管、高压管、超高压管。高压管、超高压管。（3）按输送介质的温度可分为低温管、常温管、高温管。）按输送介质的温度可分为低温管、常温管、高温管。（4）按输送介质的种类可分为水管、蒸汽管、气体管、）按输送介质的种类可分为水管、蒸汽管、气体管、油管以及输送酸、碱、盐等腐蚀性介质的管路油管以及输送酸、碱、盐等腐蚀性介质的管路。3.管路的标准化 为了简化管子和管件等产品的规格，使其既满足化工为了简化管子和管件等产品的规格
4、，使其既满足化工生产的需要，又适应批量生产的要求，方便设计制造和安生产的需要，又适应批量生产的要求，方便设计制造和安装检修，有利于匹配互换，国家制订了管路标准和系列。装检修，有利于匹配互换，国家制订了管路标准和系列。管路标准是根据管路标准是根据公称直径和公称压力公称直径和公称压力两个基本参数来制订两个基本参数来制订的。根据这两个基本参数，统一规定了管子和管件的主要的。根据这两个基本参数，统一规定了管子和管件的主要结构尺寸与参数，使得具有相同公称直径和公称压力的管结构尺寸与参数，使得具有相同公称直径和公称压力的管子与管件，都可相互配合和互换使用。子与管件，都可相互配合和互换使用。(1)公称直径和
5、公称压力公称直径和公称压力公称压力（公称压力（PgPg或或PNPN）：管路、管件在一：管路、管件在一定温度范围内（碳钢在定温度范围内（碳钢在200 200 以下；合金以下；合金钢在钢在250 250 以下）的最大允许工作压力。以下）的最大允许工作压力。公称直径（公称直径（DgDg或或DNDN）：管子、管件和阀件：管子、管件和阀件的名义直径。的名义直径。般情况下，公称直径既非外径，般情况下，公称直径既非外径，亦非内径，而是与之相近的整数；某些情况下，亦非内径，而是与之相近的整数；某些情况下，如铸铁管的内径等于公称直径。如铸铁管的内径等于公称直径。优质碳素碳素钢制品公称制品公称压力（力（PNPN）
6、和最大工作）和最大工作压力的关系力的关系水、煤气输送钢管公称直径管道等级代号的确定管道等级代号的确定 第三单元，表示相同的公称压力和类 似的或相同的基本材料下的变化顺序号 第二单元，表示基本材质 第一单元，表示法兰的公称压力。例：1.6k1，2.5C3，10G1等同一管道等级下有管子、管件、阀门、法兰。2.5C3：PN2.5，材质12CrMo，阀门材质为铬钼钢。(2)管道等级管道等级(3)材料代号材料代号A铸铁及硅铸铁；B碳素钢；C普通低合金钢；D合金钢；E不锈耐酸钢；F有色金属；G非金属；H衬里管；第一节第一节 管子常用材料管子常用材料金属管金属管1、铸铁管普通铸铁管具有很好的耐腐蚀性能，特
7、别是耐普通铸铁管具有很好的耐腐蚀性能，特别是耐多种强酸腐蚀。多种强酸腐蚀。常用作埋于地下的给水总管、煤气管及污水管等，亦可用来输送矿液及浓硫酸不可用铸铁管输送蒸汽及在压力下输送爆炸性与有毒害性的气体；铸铁管的公称直径有50、75、100、125、150、200、250、300、350、400，450、500、600、700、800、900和1000mm多种，长度有2、3、4、5和6m，视管径而异。金属管在化工管路中应用极为广泛，常用的有铸铁管、钢管、有色金属管。金属管在化工管路中应用极为广泛，常用的有铸铁管、钢管、有色金属管。2、硅铁管 适用于输送公称压力2.5kgcm2以下的腐蚀性介质。高硅
8、铁能耐强酸，而含铂的抗氯硅铁更可耐各种浓度、温度的盐酸。3、水煤气管 用软钢焊成，分镀锌和不镀锌两种，镀锌的称为白铁管，不镀锌的称为黑铁管。水煤气管常用作给水、煤气、暖气、压缩空气、真空、低压蒸汽和凝液以及无侵蚀性物料管道。无缝钢管 特点是品质均匀和强度高，可用于输送有压力的物料、蒸汽、高压水、过热水以及输送燃烧性、爆炸性和有毒害性的物料，极限工作温度为435。输送强腐蚀性或高温介质(可达900950)则用合金钢或耐热钢制成的无缝钢管。4、钢管钢管 用于制造钢管的常用材料有普通碳素钢、优质用于制造钢管的常用材料有普通碳素钢、优质碳素钢、低合金钢和不锈钢等。按制造方式又可分为有碳素钢、低合金钢和
9、不锈钢等。按制造方式又可分为有缝钢管和无缝钢管。缝钢管和无缝钢管。有缝钢管又称为焊接钢管，一般由碳素钢制成。有缝钢管又称为焊接钢管，一般由碳素钢制成。表面镀锌的有缝钢管叫镀锌管或白口管，不镀锌的叫黑表面镀锌的有缝钢管叫镀锌管或白口管，不镀锌的叫黑铁管。有缝钢管常用于低压流体的输送。铁管。有缝钢管常用于低压流体的输送。按轧制方法不同，无缝钢管分为热轧管和冷轧管两种。按轧制方法不同，无缝钢管分为热轧管和冷轧管两种。无缝钢管常用规格、材料及温度见表无缝钢管常用规格、材料及温度见表8-1 不锈钢无缝钢管常用材质有不锈钢无缝钢管常用材质有0Crl3、1Crl3、1Crl8Ni9Ti、0Crl8Nil2M
10、02Ti、0Crl8Nil2M03Ti等。冷轧管的外径为等。冷轧管的外径为6200 mm，长度为，长度为158 m；热轧管的外径为；热轧管的外径为54480mm，长度为，长度为1510m。不锈钢管常用规格、。不锈钢管常用规格、材料及温度见表材料及温度见表8-2 3有色金属管有色金属管 (1)铜管铜管 铜管有紫铜管和黄铜管两种。紫铜管含铜量为铜管有紫铜管和黄铜管两种。紫铜管含铜量为995999。黄。黄铜管材料则为铜和锌的合金。铜管的常用规格为：外径铜管材料则为铜和锌的合金。铜管的常用规格为：外径5一一155mm，长度，长度16m，壁厚，壁厚13mm。铜管导热性能好，大多用于制造换热设备、深冷管路
11、，也常用作铜管导热性能好，大多用于制造换热设备、深冷管路，也常用作仪表测量管和液压传输管路。仪表测量管和液压传输管路。(2)铝及铝合金属铝及铝合金属 铝管常用铝管常用1060、1050A、1035、1200等工业纯铝制造。铝合金管则等工业纯铝制造。铝合金管则多采用多采用5A02、5A03、5A05、5A06、3A21、2All、2A12等制成。由等制成。由于铝及铝合金于铝及铝合金具有良好的耐腐蚀性和热性，常用于输送脂肪酸、硫化具有良好的耐腐蚀性和热性，常用于输送脂肪酸、硫化氢、二氧化碳气体等介质，还可用于输送硝酸、醋酸、磷酸等腐蚀性氢、二氧化碳气体等介质，还可用于输送硝酸、醋酸、磷酸等腐蚀性介
12、质，但不能用于盐酸、碱液等含氯离子的化合物。介质，但不能用于盐酸、碱液等含氯离子的化合物。铝及铝合金属的使用温度一般不超过铝及铝合金属的使用温度一般不超过150，介质压力不超过，介质压力不超过06MPa。(3)铅管铅管 常用铅管有软铅管和硬铅管两种。软铅管用常用铅管有软铅管和硬铅管两种。软铅管用Pb2、Pb3、Pb4、Pb5等等含铅量在含铅量在9995以上的纯铅制成，最常用的是以上的纯铅制成，最常用的是Pb4铅管。硬铅管由铅管。硬铅管由锑铅合金制成，最常用的是锑铅合金制成，最常用的是PbSb4和和PbSb6铅管。铅管硬度小、重度铅管。铅管硬度小、重度大，具有良好的耐蚀性，大，具有良好的耐蚀性，
13、在化工生产中主要用来输送浓度在在化工生产中主要用来输送浓度在70以下以下的冷硫酸，浓度的冷硫酸，浓度40以下的热硫酸和浓度以下的热硫酸和浓度10以下的冷盐酸。以下的冷盐酸。由于铅的强度和熔点都较低，故使用温度一般不得超过由于铅的强度和熔点都较低，故使用温度一般不得超过140。二、非金属管二、非金属管1塑料管塑料管 在非金属管路中，应用最广泛的是塑料管。塑料管种类很多，在非金属管路中，应用最广泛的是塑料管。塑料管种类很多，分为热塑性塑料管和热固性塑料管两大类。属于分为热塑性塑料管和热固性塑料管两大类。属于热塑性热塑性的有聚的有聚氯乙烯管，聚乙烯管，聚丙烯管、聚甲醛管等；属于氯乙烯管，聚乙烯管，聚
14、丙烯管、聚甲醛管等；属于热固性热固性的的有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂管等。氧树脂管等。塑料管的主要优点是耐蚀性能好、质量轻、成型方便、加工塑料管的主要优点是耐蚀性能好、质量轻、成型方便、加工塑料管的主要优点是耐蚀性能好、质量轻、成型方便、加工塑料管的主要优点是耐蚀性能好、质量轻、成型方便、加工容易，缺点是容易，缺点是容易，缺点是容易，缺点是强度较低，耐热性差强度较低，耐热性差强度较低，耐热性差强度较低，耐热性差。2陶瓷管陶瓷管 陶瓷管结构致密，表面光滑平整，硬度较高，具有优良的耐陶瓷管结构致密，表面光滑平整，
15、硬度较高，具有优良的耐腐蚀性能。除氢氟酸和高温碱、磷酸外，几乎对所有的酸类、腐蚀性能。除氢氟酸和高温碱、磷酸外，几乎对所有的酸类、氯化物、有机溶剂均具有抗腐蚀作用。陶瓷管的缺点是质脆易氯化物、有机溶剂均具有抗腐蚀作用。陶瓷管的缺点是质脆易破裂，耐压和耐热性能差，一般用于输送温度小于破裂，耐压和耐热性能差，一般用于输送温度小于120。压。压力为常压或一定真空度的强腐蚀介质。力为常压或一定真空度的强腐蚀介质。3 3橡胶管橡胶管 橡胶管是用天然橡胶或合成橡胶制成。按性能和用橡胶管是用天然橡胶或合成橡胶制成。按性能和用途不同有纯胶管、夹布胶管、棉线纺织胶管、高压胶管等。途不同有纯胶管、夹布胶管、棉线纺
16、织胶管、高压胶管等。橡胶管质量轻、挠性好，安装拆卸方便，对多种橡胶管质量轻、挠性好，安装拆卸方便，对多种橡胶管质量轻、挠性好，安装拆卸方便，对多种橡胶管质量轻、挠性好，安装拆卸方便，对多种酸碱液具有耐蚀性能。橡胶管为酸碱液具有耐蚀性能。橡胶管为酸碱液具有耐蚀性能。橡胶管为酸碱液具有耐蚀性能。橡胶管为软软软软管，可任意弯曲，多用管，可任意弯曲，多用管，可任意弯曲，多用管，可任意弯曲，多用来作临时性管路和某些管路的挠性连接件。来作临时性管路和某些管路的挠性连接件。来作临时性管路和某些管路的挠性连接件。来作临时性管路和某些管路的挠性连接件。橡胶管不能用橡胶管不能用橡胶管不能用橡胶管不能用作输送硝酸、
17、有机酸和石油产品的管路。作输送硝酸、有机酸和石油产品的管路。作输送硝酸、有机酸和石油产品的管路。作输送硝酸、有机酸和石油产品的管路。4 4玻璃钢管玻璃钢管 玻璃钢管是以玻璃纤维及其制品为增强材料，以合玻璃钢管是以玻璃纤维及其制品为增强材料，以合成树脂为粘结剂，经过一定的成型工艺制作而成。成树脂为粘结剂，经过一定的成型工艺制作而成。玻璃钢管具有质量轻、强度高、耐腐蚀的优点，但玻璃钢管具有质量轻、强度高、耐腐蚀的优点，但玻璃钢管具有质量轻、强度高、耐腐蚀的优点，但玻璃钢管具有质量轻、强度高、耐腐蚀的优点，但易老化、易变形、耐磨性差，一般用作温度小于易老化、易变形、耐磨性差，一般用作温度小于易老化、
18、易变形、耐磨性差，一般用作温度小于易老化、易变形、耐磨性差，一般用作温度小于150150150150，压力小于压力小于压力小于压力小于1 MPa1 MPa1 MPa1 MPa的酸性和碱性介质的输送管路。的酸性和碱性介质的输送管路。的酸性和碱性介质的输送管路。的酸性和碱性介质的输送管路。5 5玻璃管玻璃管 玻璃管一般由硼玻璃或高铝玻璃制成，玻璃管一般由硼玻璃或高铝玻璃制成，具有透明、具有透明、具有透明、具有透明、耐蚀、阻力小、价格低等优点，缺点是质脆，不耐冲击和耐蚀、阻力小、价格低等优点，缺点是质脆，不耐冲击和耐蚀、阻力小、价格低等优点，缺点是质脆，不耐冲击和耐蚀、阻力小、价格低等优点，缺点是质
19、脆，不耐冲击和振动。玻璃管在化工生产中常用作监测或实验的管路。振动。玻璃管在化工生产中常用作监测或实验的管路。振动。玻璃管在化工生产中常用作监测或实验的管路。振动。玻璃管在化工生产中常用作监测或实验的管路。玻璃管可用于温度为-30150的场合，温度骤变不得超过80。第二节第二节 管径选择与壁厚确定管径选择与壁厚确定 一、影响管径大小的因素一、影响管径大小的因素 流体输送管路的直径可根据流体输送管路的直径可根据流量流量和和流速流速确定。确定。流量流量是指单位时间内，通过有效截面的流体体积或质量，是指单位时间内，通过有效截面的流体体积或质量，它一般由工艺条件所决定。它一般由工艺条件所决定。流速流速
20、是指流体单位时间内在流动方向上通过的距离，是是指流体单位时间内在流动方向上通过的距离，是影响管径的关键因素。影响管径的关键因素。若流速选得过大，虽可减小管径，但流体流过管道时阻若流速选得过大，虽可减小管径，但流体流过管道时阻力增大，消耗的动力也大，操作费用随之增加。反之，若力增大，消耗的动力也大，操作费用随之增加。反之，若流速选择过小，虽可降低操作费用，但管径增大，管路的流速选择过小，虽可降低操作费用，但管径增大，管路的基建投资上升。基建投资上升。所以在确定流速时，应在满足工艺条件的所以在确定流速时，应在满足工艺条件的前提下，在操作费用和基建费用之间通过经济权衡来确定前提下，在操作费用和基建费
21、用之间通过经济权衡来确定适宜流速，进而确定管子直径。适宜流速，进而确定管子直径。流体在管道中的适宜流速的大小，与流体的性质及操作流体在管道中的适宜流速的大小，与流体的性质及操作条件有关。条件有关。二、管径的计算与选用二、管径的计算与选用化工生产中所用管道通常为圆管，以A=（/4）d2代入上式，可得流量与流速截面积之间的关系为：流量与流速截面积之间的关系为：Qv=A式中 d圆筒内直径若采用质量流量，则质量流量与体积流量的关系为：Qm=Qv采用质量流量时管径计算公式为采用质量流量时管径计算公式为计算所得直径为构成流通面积的直径即内径，而选择管径的基本参数是公称计算所得直径为构成流通面积的直径即内径
22、，而选择管径的基本参数是公称直径。直径。一般情况下，管子公称直径既不等于内径，也不等于外径。一般情况下，管子公称直径既不等于内径，也不等于外径。同一公称同一公称直径，其管壁厚度不同而内径不一。因此，在根据公称直径选择管子时，应直径，其管壁厚度不同而内径不一。因此，在根据公称直径选择管子时，应使其内径与计算直径接近。使其内径与计算直径接近。三、管子壁厚计算与选用三、管子壁厚计算与选用 当管道输送流体介质时，通常管内介质具当管道输送流体介质时，通常管内介质具有一定的压力，因而要求管壁必须具有足有一定的压力，因而要求管壁必须具有足够的厚度，以保证管道系统的安全运行。够的厚度，以保证管道系统的安全运行
23、。承受介质压力的圆管，受力情况相当于承受介质压力的圆管，受力情况相当于内内压圆筒，其壁厚可参照第四章压圆筒，其壁厚可参照第四章“压力容器压力容器”中内压圆筒厚度计算公式确定。中内压圆筒厚度计算公式确定。1管子计算厚度管子计算厚度2管子壁厚选取管子壁厚选取 管子的计算厚度是满足管子承受介质压力的强管子的计算厚度是满足管子承受介质压力的强度要求所必需的，在确定管壁厚度时，还要考虑度要求所必需的，在确定管壁厚度时，还要考虑介质腐蚀和管子制造偏差可能造成的管壁厚度减介质腐蚀和管子制造偏差可能造成的管壁厚度减少的情况，故需在计算厚度的基础上加上厚度附少的情况，故需在计算厚度的基础上加上厚度附加量，并据此
24、按钢管规格标准选取管子厚度。加量，并据此按钢管规格标准选取管子厚度。第三节第三节 管件与阀门管件与阀门 在化工管路中，除了作为主体的直管外，在化工管路中，除了作为主体的直管外，还设置有短管、弯头、三通、异径管、法还设置有短管、弯头、三通、异径管、法兰、盲板等配件，用来改变管路方向，接兰、盲板等配件，用来改变管路方向，接出支管，改变管径以及封闭管路等，以满出支管，改变管径以及封闭管路等，以满足生产工艺和安装检修的需要。通常把管足生产工艺和安装检修的需要。通常把管路中各种配件总称为管件。路中各种配件总称为管件。为了控制流体介质的压力，流量，化工为了控制流体介质的压力，流量，化工管路中还使用着多种类
25、型的阀门。管路中还使用着多种类型的阀门。一、常用管件一、常用管件 1弯头弯头 弯头的作用主要是用来改变管路的走向弯头的作用主要是用来改变管路的走向。弯头可用直管弯曲而成，也可用管子组焊，弯头可用直管弯曲而成，也可用管子组焊，还可用铸造或锻造的方法制造。弯头的常用还可用铸造或锻造的方法制造。弯头的常用材料为碳钢和合金钢。材料为碳钢和合金钢。2三通三通 当管路之间需要连通或分流时，其接头处的管件称为三通。三通可用铸造或锻造方法制造，也可组焊而成。根据接人管的角度和旁路管径的不同，可分为正三通、斜三通。接头处的管件除三通外，还有四通、Y形管等。3短管和异径管短管和异径管 为了安装、拆卸的方便，在化工
26、管路中通常装有短管。短管两端面直径相同的叫等径管，两端面直径不同的叫异径管。异径管可改变流体的流速。短管与管子的连接通常采用法兰或螺纹连接方式，也可采用焊接。盘承短管盘承短管 盘插短管短管 耐酸铸铁短管耐酸铸铁短管 异径短管短管法兰 为了管路安装和检修的需要，管路中需装设管道法兰。为了管路安装和检修的需要，管路中需装设管道法兰。管法兰已标管法兰已标准化，使用时可根据公称压力和公称直径选取。准化，使用时可根据公称压力和公称直径选取。通常管路的末端装有法兰盖通常管路的末端装有法兰盖(实心法兰实心法兰)，以便于检修和清理管路。，以便于检修和清理管路。法兰盖与法兰尺寸相同，材质有铸铁和钢制两种。法兰盖
27、与法兰尺寸相同，材质有铸铁和钢制两种。在化工管路中还因检修设备需要，在两法兰之间插入盲板，以切断在化工管路中还因检修设备需要，在两法兰之间插入盲板，以切断管路中的介质，确保人身安全。盲板常用材质为钢材，大小可与插入管路中的介质，确保人身安全。盲板常用材质为钢材，大小可与插入处法兰密封面外径相同，厚度一般为处法兰密封面外径相同，厚度一般为36mm。4法兰与盲板法兰与盲板二、阀门二、阀门 阀门是化工管路中用来控制管内流体流动的装置，它的用途主要有：（1）启闭作用(截断或沟通管内流体的流动)；（2）调节功能(改变管路阻力，调节流体的流动）（3）节流效应(流体流过阀门后，可产生较大的压力降)。化工厂中
28、所使用的阀门种类繁多，可根据阀门的不同性能分类。1.闸阀闸阀 原理原理：闸阀利用闸板与阀闸阀利用闸板与阀座的配合来控制启闭的阀座的配合来控制启闭的阀门。闸板与管内流体流动门。闸板与管内流体流动方向垂直，通过闸板的升方向垂直，通过闸板的升降改变其与阀座的相对位降改变其与阀座的相对位置，从而改变流体通道的置，从而改变流体通道的大小。当闸板与整个阀座大小。当闸板与整个阀座紧密配合时，流体不能通紧密配合时，流体不能通过阀门而处于关闭状态。过阀门而处于关闭状态。为了使阀门在关闭时严密为了使阀门在关闭时严密不漏，闸板与阀座之间的不漏，闸板与阀座之间的配合面需要经过研磨，通配合面需要经过研磨，通常在闸板和阀
29、座上镶有耐常在闸板和阀座上镶有耐腐蚀、耐磨的金属密封圈腐蚀、耐磨的金属密封圈(青铜、黄铜、不锈钢等青铜、黄铜、不锈钢等)。特点特点：流体阻力小，开启缓慢，易于调节，：流体阻力小，开启缓慢，易于调节，但结构复杂，造价较高，且磨损快，但结构复杂，造价较高，且磨损快，不不 易易用非金属抗腐蚀材料制造，维修更换困难。用非金属抗腐蚀材料制造，维修更换困难。闸阀在化工厂中应用较广，多用于大直闸阀在化工厂中应用较广，多用于大直径上水管道，也可用于真空管路和低压气体径上水管道，也可用于真空管路和低压气体管路，管路，但不宜用于蒸汽管路但不宜用于蒸汽管路，不得用于输送不得用于输送含用晶体和悬浮物的液体管道中含用晶
30、体和悬浮物的液体管道中。2截止阀截止阀 截止阀又叫球心阀或球形截止阀又叫球心阀或球形阀，是化工生产中应用比较广阀，是化工生产中应用比较广泛的一种阀门。泛的一种阀门。原理原理：截止阀的密封零件是：截止阀的密封零件是阀盘和阀座。通过转动手轮，阀盘和阀座。通过转动手轮，带动阀杆和阀盘作轴线方向的带动阀杆和阀盘作轴线方向的升降，改变阀盘与阀座之间距升降，改变阀盘与阀座之间距离，从而改变流体通道面积大离，从而改变流体通道面积大小，使得流体的流量改变或截小，使得流体的流量改变或截断通道。为了使截止阀关闭严断通道。为了使截止阀关闭严密，阀盘与阀座配合面应经过密，阀盘与阀座配合面应经过研磨或使用垫片，也可在密
31、封研磨或使用垫片，也可在密封面镶青铜、不锈钢等耐蚀、耐面镶青铜、不锈钢等耐蚀、耐磨材料。阀盘与阀杆采用活动磨材料。阀盘与阀杆采用活动连接，以利阀盘与阀杆严密贴连接，以利阀盘与阀杆严密贴合。阀盘的升降由阀杆控制，合。阀盘的升降由阀杆控制，阀杆上部是手轮，中部是螺纹阀杆上部是手轮，中部是螺纹及填料密封段，填料的作用是及填料密封段，填料的作用是防止阀体内部介质沿阀杆泄漏。防止阀体内部介质沿阀杆泄漏。截止阀在管路中的主要作用是截止阀在管路中的主要作用是截断和接通流截断和接通流体体，不宜长期用于调节压力和流量不宜长期用于调节压力和流量，否则，否则，密封面可能被介质冲刷腐蚀，破坏密封性能。密封面可能被介质
32、冲刷腐蚀，破坏密封性能。截止阀可用于水、蒸汽、压缩空气等截止阀可用于水、蒸汽、压缩空气等管路，但不宜用于粘度大，易结焦，易沉淀管路，但不宜用于粘度大，易结焦，易沉淀的介质管路，以免破坏密封面。的介质管路，以免破坏密封面。结构简单、维修方便、价格便宜、流量调节方便；密封性能差，开关力较大。3旋塞阀旋塞阀 原理原理：旋塞阀是利用带旋塞阀是利用带孔的锥形栓塞来控制启闭的孔的锥形栓塞来控制启闭的阀门。锥形旋塞与阀体内表阀门。锥形旋塞与阀体内表面形成圆锥形压合面相配合，面形成圆锥形压合面相配合，阀体上部用填料将旋塞与阀阀体上部用填料将旋塞与阀体之间的间隙密封。旋塞上体之间的间隙密封。旋塞上部有方榫，使用
33、专门的方孔部有方榫，使用专门的方孔扳手转动栓塞，通过旋转一扳手转动栓塞，通过旋转一定角度来开闭阀门。定角度来开闭阀门。旋塞阀与管路的连接方式有旋塞阀与管路的连接方式有螺纹连接和法兰连接两种。螺纹连接和法兰连接两种。根据通道结构不同，旋塞阀又可分根据通道结构不同，旋塞阀又可分为直通式和三通式。直通式旋塞上为直通式和三通式。直通式旋塞上开有一直孔，流体流向不变。三通开有一直孔，流体流向不变。三通式旋塞的流体流向则决定于旋塞的式旋塞的流体流向则决定于旋塞的位置。可以使三路全通，三路全不位置。可以使三路全通，三路全不通或任意两路相通。通或任意两路相通。旋塞阀结构简单，外形尺旋塞阀结构简单，外形尺寸小，
34、启闭快速，流体流动阻力小，寸小，启闭快速，流体流动阻力小，但密封面加工、维修较困难。旋塞但密封面加工、维修较困难。旋塞阀适应公称压力阀适应公称压力PN16 MPa，公称通径公称通径DN15200 mm，温度，温度150的场合。的场合。装置简单、启闭迅速、流体阻力小，可用于输送含有晶体和悬浮物的液体管路中；不适于调节流量；磨光旋塞费人工、旋转旋塞较费力，在高温时会由于膨胀而旋转不动。蝶阀主要由手柄、齿轮、阀杆、阀板、阀体等组成。当旋转手柄时，通过齿轮、阀杆、杠杆和松紧弹簧传动，使阀板门开启。当手柄反向转动时，使蝶阀关闭。蝶阀除手动外，还有电动、气动等方式。阀门板呈圆盘状，可绕阀杆的中心线作旋转运
35、动。蝶阀上都有表示蝶板位置的指示机构和保证蝶板在全开和全关位置的极限位置的限位机构。4蝶阀蝶阀蝶阀结构简单，维修方便，常用作截断阀，可用于大口径的水、空气、油品等管路。蝶阀结构简单，维修方便，常用作截断阀，可用于大口径的水、空气、油品等管路。5止回阀止回阀(止逆阀/单向阀)止回阀是根据阀盘前后介质的压力差而自动启闭的阀门。如止回阀是根据阀盘前后介质的压力差而自动启闭的阀门。如将它装在管路中，流将它装在管路中，流体只能向一个方向流动，从而阻止介质的逆流。体只能向一个方向流动，从而阻止介质的逆流。它的结构是在阀体内装有一个阀盘或它的结构是在阀体内装有一个阀盘或摇板，当介质顺流时，阀盘或摇板被顶开；
36、当介质倒流时，阀盘或摇板受介质压力作摇板，当介质顺流时，阀盘或摇板被顶开；当介质倒流时，阀盘或摇板受介质压力作用而自动关闭。用而自动关闭。根据结构不同，止回阀分为升降式和旋启式两种。升降式止回阀的阀盘垂直于阀体根据结构不同，止回阀分为升降式和旋启式两种。升降式止回阀的阀盘垂直于阀体通路作升降运动，一般应装在水平管道上，立式的升降式止回阀可装在垂直管道上。通路作升降运动，一般应装在水平管道上，立式的升降式止回阀可装在垂直管道上。旋启式止回阀的摇板一侧与轴连接并绕轴旋转。旋启式止回阀的摇板一侧与轴连接并绕轴旋转。立立式式升升降降式式止止回回阀阀 止回阀结构简单，不用驱动装置。但不适宜于含有固体颗粒
37、和粘度大的介质。止止回阀结构简单，不用驱动装置。但不适宜于含有固体颗粒和粘度大的介质。止回阀常用于泵、压缩机、排水管等不允许介质逆向流动的管路上。回阀常用于泵、压缩机、排水管等不允许介质逆向流动的管路上。(1)升降式升降式：阻漏性能好，但阻力大；阻漏性能好，但阻力大；(2)摇板式（旋启式）：阻力小。摇板式（旋启式）：阻力小。旋启式旋启式止回阀止回阀升降式升降式6节流阀节流阀 节流阀结构与截止阀节流阀结构与截止阀相似，仅启闭件形状相似，仅启闭件形状不同。截止阀的启闭不同。截止阀的启闭件为盘状，而节流阀件为盘状，而节流阀启闭件为锥状或抛物启闭件为锥状或抛物线状。线状。单向节流阀节流阀属于调节类阀门
38、。通过转动手轮，改变流体通道的截节流阀属于调节类阀门。通过转动手轮，改变流体通道的截面积，从而调节介质流量与压力的大小。节流阀启闭时，流面积，从而调节介质流量与压力的大小。节流阀启闭时，流通面积变化缓慢，调节性能好，适应需较准确调节流量或压通面积变化缓慢，调节性能好，适应需较准确调节流量或压力的氨、水、蒸汽和其他液体的管路，但不宜作截断阀使用。力的氨、水、蒸汽和其他液体的管路，但不宜作截断阀使用。7隔膜阀隔膜阀 隔膜阀是在阀杆下面固隔膜阀是在阀杆下面固定一个特别橡胶膜片构成隔定一个特别橡胶膜片构成隔膜，并通过隔膜来进行启闭膜，并通过隔膜来进行启闭工作。橡胶隔膜的四周夹在工作。橡胶隔膜的四周夹在
39、阀体与阀盖的接合面间，将阀体与阀盖的接合面间，将阀体与阀盖隔离开来。在隔阀体与阀盖隔离开来。在隔膜中间凸起的部位，用螺钉膜中间凸起的部位，用螺钉或销钉与阀盘相连接，阀盘或销钉与阀盘相连接，阀盘与阀杆通过圆柱销连接起来。与阀杆通过圆柱销连接起来。旋转手轮，使阀杆作上下轴旋转手轮，使阀杆作上下轴线方向移动，通过阀盘带头线方向移动，通过阀盘带头橡胶隔膜作升降运动，从而橡胶隔膜作升降运动，从而调节隔膜与阀座的间隙，控调节隔膜与阀座的间隙，控制介质的流速或切断通道。制介质的流速或切断通道。介质流经隔膜阀时，只在橡介质流经隔膜阀时，只在橡胶隔膜以下阀腔通过，橡胶胶隔膜以下阀腔通过，橡胶隔膜片将阀杆与介质完
40、全隔隔膜片将阀杆与介质完全隔绝，绝，所以阀杆处无需填料密所以阀杆处无需填料密封。封。隔膜阀结构简单，便于检修，介质流动阻力小，调隔膜阀结构简单，便于检修，介质流动阻力小，调节性能较好，常用于输送酸、碱等腐蚀性介质和带节性能较好，常用于输送酸、碱等腐蚀性介质和带悬浮物的介质的管路，而不宜用于有机溶剂、强氧悬浮物的介质的管路，而不宜用于有机溶剂、强氧化剂和高温管路上。化剂和高温管路上。8球阀球阀 球阀主要由阀体、阀盖、密封阀座、球体和阀杆等组成。其结构与旋塞阀相似。球阀是通过旋转带孔球体来控制阀门启闭的。根据球体在阀体内可否浮动，分为浮动球球阀和固定球球阀。价格比旋塞贵，比闸阀便宜，操作极为价格比
41、旋塞贵，比闸阀便宜，操作极为可靠，易密封，可靠，易密封，易调节流量易调节流量；流体阻力；流体阻力大，不得用于输送含结晶和悬浮物的管大，不得用于输送含结晶和悬浮物的管道中，因固体悬浮物会积聚在阀盘、阀道中，因固体悬浮物会积聚在阀盘、阀座间，阻止阀盘和阀座的闭合。座间，阻止阀盘和阀座的闭合。可用于水、汽油等介质，也可可用于水、汽油等介质，也可用于浆性和粘性介质的输送管用于浆性和粘性介质的输送管路。路。9阀门的选用原则阀门的选用原则 化工类工厂中常用的阀门有多种，即使同一类型的阀门，由化工类工厂中常用的阀门有多种，即使同一类型的阀门，由于使用场合不同也有高温阀与低温阀，高压阀与低压阀之分。于使用场合
42、不同也有高温阀与低温阀，高压阀与低压阀之分。而且同一结构的阀门，也可用不同材质制造。阀门大多都有而且同一结构的阀门，也可用不同材质制造。阀门大多都有系列产品，选用时应考虑下列因素。系列产品，选用时应考虑下列因素。输送流体的性质。如液体、气体、蒸汽、浆液、悬浮液、输送流体的性质。如液体、气体、蒸汽、浆液、悬浮液、粘稠液等。粘稠液等。阀门的功能。选用时应考虑各种阀门的特性及使用场合。阀门的功能。选用时应考虑各种阀门的特性及使用场合。阀门的尺寸。应根据流量大小和允许的压降范围选定，一阀门的尺寸。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。般应与工艺管道尺寸相配。阻力损失。根据阀门的
43、功能和可能产生的阻力来选定阀门阻力损失。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。的结构形式。根据操作条件，来确定阀门的压力等级和材质。根据操作条件，来确定阀门的压力等级和材质。阀门类型选择表阀门类型选择表作业P236 1 4 5 6复习巩固1、说说铜管的特性及用途、说说铜管的特性及用途2、说说铝管及铝合金管的特性及用途、说说铝管及铝合金管的特性及用途3、说说铅管及铅合金管的特性及用途、说说铅管及铅合金管的特性及用途4、说说塑料管的特性及用途、说说塑料管的特性及用途5、说说陶瓷管的特性及用途、说说陶瓷管的特性及用途6、说说玻璃钢管的特性及用途、说说玻璃钢管的特性及用途7、说说玻璃管的
44、特性及用途、说说玻璃管的特性及用途8、影响管径的大小的因素有哪些？、影响管径的大小的因素有哪些？9、简述管径的确定过程、简述管径的确定过程10、简述管子壁厚的确定过程、简述管子壁厚的确定过程11、简述弯头、三通、异径管、盲板的作用、简述弯头、三通、异径管、盲板的作用12、常见的阀门类型有哪些？、常见的阀门类型有哪些？第四节第四节 管路的连接管路的连接管路的连接包括管子与管子的连接、管子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，还包括设备接与各种管件、阀门的连接，还包括设备接口处等的连接口处等的连接。管路连接的常用方法有管路连接的常用方法有焊接、法兰连接、焊接、法兰连接、螺纹连
45、接、承插连接螺纹连接、承插连接等方式等方式。一、焊接连接一、焊接连接 焊接连接属于焊接连接属于不不可拆连接方式可拆连接方式。优点：采用焊接连接密封性能好、结构简单、优点：采用焊接连接密封性能好、结构简单、连接强度高；连接强度高；适用范围：可适用于承受各种压力和温度适用范围：可适用于承受各种压力和温度,不需拆卸的管路上，故在化工生产中得到广泛应用。的管路上，故在化工生产中得到广泛应用。常用的焊接形式见图常用的焊接形式见图8-15。在进行焊接连接时，应对焊口处进行清理，以露出金在进行焊接连接时，应对焊口处进行清理，以露出金属光泽为宜；属光泽为宜；在管口处所开坡口的角度和对口同心度应符合技术要求；在
46、管口处所开坡口的角度和对口同心度应符合技术要求；应根据管道材质选取合适的焊接材料；应根据管道材质选取合适的焊接材料；对于厚壁管应分层焊接以确保质量。对于厚壁管应分层焊接以确保质量。在化工管路中常用的焊接方法有电焊、气焊、在化工管路中常用的焊接方法有电焊、气焊、钎焊等。钎焊等。二、法兰连接二、法兰连接 法兰连接是管路中应用最多的法兰连接是管路中应用最多的可可拆连接方式拆连接方式。优点：优点：结合强度高，密封可靠，拆卸方便，适应范范围广,费用高，适用于大管径、密封性要求高的管道连接。在法兰连接中，法兰盘与管子的连接方法多种在法兰连接中，法兰盘与管子的连接方法多种多样，常用的有多样，常用的有整体式法
47、兰、活套式法兰和介于整体式法兰、活套式法兰和介于二者之间的平焊法兰等二者之间的平焊法兰等。根据介质压力大小和密。根据介质压力大小和密封性能的要求，法兰密封面有平面、凸凹面、锥封性能的要求，法兰密封面有平面、凸凹面、锥面等。面等。管道法兰设计、制造已标准化，需要时可根据公管道法兰设计、制造已标准化，需要时可根据公称压力和公称直径选取。称压力和公称直径选取。法法兰的密封面的密封面宽面、光面、凹凸面、榫槽面和面、光面、凹凸面、榫槽面和梯形槽面等。梯形槽面等。管道法管道法兰均按公均按公称称压力力选用用三、螺纹连接三、螺纹连接 螺纹连接接是通过内外管螺纹拧紧而实现螺纹连接接是通过内外管螺纹拧紧而实现的，
48、螺纹连接的管子两端都加工有外螺纹，的，螺纹连接的管子两端都加工有外螺纹，通过加工有内螺纹的连接件、管件或阀门相通过加工有内螺纹的连接件、管件或阀门相连接。常用的螺纹连接有三种形式。连接。常用的螺纹连接有三种形式。(1)内牙管连接内牙管连接(2)长外牙管连接长外牙管连接(3)活管接连接活管接连接四、承插式连接四、承插式连接 化工管路中，承插连接适用于压力不大，密封化工管路中，承插连接适用于压力不大，密封性要求不高的场合。常用作铸铁水管的连接方式，性要求不高的场合。常用作铸铁水管的连接方式，也可用作陶瓷管、塑料管、玻璃管等非金属管路也可用作陶瓷管、塑料管、玻璃管等非金属管路的连接。的连接。承插连接
49、时，在插口和承口接头处应留有一承插连接时，在插口和承口接头处应留有一定的轴间间隙，以便于补偿管路受热后的伸长。定的轴间间隙，以便于补偿管路受热后的伸长。为了增加承插连接的密封性为了增加承插连接的密封性，在承口和插口之间，在承口和插口之间的环形间隙中，应填充油麻绳或石棉水泥等填料，的环形间隙中，应填充油麻绳或石棉水泥等填料，在填料外面的接口处应涂一层沥青防腐层，以增在填料外面的接口处应涂一层沥青防腐层，以增加抗蚀性。加抗蚀性。承插连接密封可靠性差，且拆卸比较困难，承插连接密封可靠性差，且拆卸比较困难，只适宜于低压管路。只适宜于低压管路。卡箍连接：适用于金属管插入非金属管的连接。化工管道都是在室温
50、下安装的，当操作温度与安装时的温度不同时，管子的长度就有伸缩。管道因温度变化t而引起的伸长为:式中:线膨胀系数，钢为1210-6/。1温差应力温差应力五、温差补偿装置五、温差补偿装置 若管道两端固定，管道受到拉伸或压缩时，由温度变化而引起的热应力为：（kg/cm2）式中：E弹性模数，钢为2.1106kg/cm2。L管路长度变化量，管路长度变化量，m 管子材料线膨胀系数，管子材料线膨胀系数，m/m L 管路长度，管路长度，mt安装温度与工作温度之差，安装温度与工作温度之差，温差应力，温差应力，MpaE 管材弹性模量，管材弹性模量，MPa 管子长度相对变形管子长度相对变形 许用应力许用应力 对钢管