管道设计课后作业

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资源描述

1.查阅《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》和《GB/T20801.1-2006压力管道规范工业管道第1部分:总则》等标准规范,并简述压力管道的设计类别、级别的划分方法。答:压力管道设计类别、级别的划分(一)长输管道为GA类,级别划分为:1.符合下列条件之一的长输管道为GA1级:(1)输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P>1.6Mpa的管道;(2)输送有毒、可燃、易爆液体介质,输送距离(指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离)≥200km且管道公称直径DN≥300mm的管道;(3)输送桨体介质,输送距离≥50km且管道公称直径DN≥150mm的管道;2.符合下列条件之一的长输管道为GA2级:(1)输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P≤1.6Mpa的管道;(2)GA1(2)范围以外的管道;(3)GA1(3)范围以外的管道。(二)公用管道为GB类,级别划分为:1.GB1:燃气管道;2.GB2:热力管道。(三)工业管道为GC类,级别划分为:1.符合下列条件之一的工业管道为GC1级:(1)输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中,毒性程度为极度危害介质的管道;(2)输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P≥4.0MPa的管道;(3)输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力P≥4.0MPa且设计温度大于等于400℃的管道;(4)输送流体介质且设计压力P≥10.0Mpa的管道。2.符合下列条件之一的工业管道为GC2级:(1)输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P<4.0Mpa的管道;(2)输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力P<4.0Mpa且设计温度大于等于400℃的管道;(3)输送非可燃流体介质,无毒液体介质,设计压力P<10Mpa且设计温度大于等于400℃的管道;(4)输送液体介质,设计压力P<10.0Mpa且设计温度<400℃的管道。2.简述:何谓应用标准体系?管子系列标准如何分类?法兰系列标准如何分类?管子分两种A系列B系列A系列通常说是美标口径2”就是60B系列通常说是国标口径2“就是57法兰分类方式很多按国内行业分有化工HG机械JB石化SH等等。按国家分ANSI美标GB国标JIS日标DIN德标等按法兰类型分有平焊PL活套SO对焊WN盲板BL松套LJ等按材质分碳钢不锈钢合金钢铸钢等3简述:管道压力等级的概念?管道设计时设计压力和设计温度如何确定?什么条件是最苛刻条件?GA1,GA2,GB1,GB2,GC1,GC2低压管道公称压力不超过2.5MPa中压管道公称压力4-6.4MPa高压管道公称压力10-100MPa超高压管道公称压力超过100MPa压力管道级别的划分6.1长输管道为GA类,级别划分为:6.1.1符合下列条件之一的长输管道为GA1级:a)输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P1.6MPa的管道;b)输送有毒、可燃、易爆液体介质,输送距离(注1)≥200Km且管道公称直径DN≥300mm的管道;c)输送浆体介质,输送距离≥50Km且管道公称直径DN≥150mm的管道。6.1.2符合下列条件之一的长输管道为GA2级:a)输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P≤1.6Mpa的管道;b)GA1b)范围以外的长输管道;c)GA1c)范围以外的长输管道。6.2公用管道为GB类,级别划分为:GB1、燃气管道;GB2、热力管道。6.3工业管道为GC类;级别划分为:6.3.1符合下列条件之一的工业管道为GC1级:a)输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中,毒性程度为极度危害介质的管道;b)输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P≥4.0MPa的管道;c)输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力P≥4.0MPa且设计温度大于等于400℃的管道;d)输送流体介质且设计压力P≥10.0MPa的管道。6.3.2符合下列条件之一的工业管道为GC2级:a)输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P4.0MPa的管道;b)输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力P4.0MPa且设计温度≥400℃的管道;c)输送非可燃流体介质、无毒流体介质,设计压力P10.0MPa且设计温度≥400℃的管道;d)输送流体介质,设计压力P10.0Mpa且设计温度400℃的管道;注1:输送距离指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离第二问=======2管道设计温度系指管道在正常工作过程中,在相应设计压力下可能达到的管道材料温度。工艺系统专业人员根据化工工艺专业提供的正常工作过程中各种工况的工作温度,按“最苛刻条件下的压力温度组合”来选取管道设计温度。由工艺系统专业提出的管道设计温度(本节中即是管道中介质的最高工作温度)可由以下方法确定:2.6.1以传热计算或实测得出的正常工作过程中介质的最高工作温度下的管道壁温,作为设计温度。2.6.2在不便于传热计算或实测管壁温度的情况下,以正常工作过程中介质的最高(或最低)工作温度作为管道设计温度。2.6.2.1金属管道a)不保温管道1)介质温度<38℃管道管道设计温度=介质最高温度2)介质温度≥38℃管道管道设计温度=95%介质最高温度b)外部保温管道管道设计温度=介质最高温度c)内保温管道(用绝热材料衬里)管道设计温度=传热计算管壁温度或试验实测的管壁温度d)介质温度≤0℃时设计温度=介质最低温度2.6.2.2非金属管道及非金属衬里的金属管道a)无环境温度影响的管道管道设计温度=介质最高温度b)安装在环境温度高于介质最高温度的环境中的管道(除已采取防护措施者以外)管道设计温度=环境温度2.6.3以化工工艺专业提出的正常工作过程中介质的正常工作温度加(或减)一定裕量作为设计温度,按下式确定:介质正常工作温度为0~300℃,设计温度≥介质正常工作温度+30℃介质正常工作温度大于300℃,设计温度≥介质正常工作温度+15℃2.6.4当流体介质温度接近所选材料允许使用温度界限时,应结合具体情况慎重选取设计温度,以免增加投资或降低安全性。如:按2.6.3计算结果会引起更换高一档的材料时,从经济上考虑,允许按工程设计要求,将15℃附加量减小,但工艺必须有措施,使运行中不至于超温。2.7其它说明当工作压力和对应工作温度有各种不同工况或周期性的变动时,工艺系统设计者应将化工工艺专业提出的各种工况数据列出,并向管道材料专业加以说明。设计的基础就是:一定要管道的,是什么材质的需要选择,重要的是细节的东西:上面的一些配件三通,四通,弯头,阀门,温度计,伸缩节,过滤器,压力表,温度计,流量计,阻火圈等等等等安全阀,通气阀,减压阀,疏水器等等等等等安装专业,设备动力专业用的就是:管道和介质外加设备,以及介质的源泉(量的东西)要做就是选择配件和型号例如电就是利用电缆,空气开关,开关,熔断器,漏电保护4管道应力分析主要包括哪些内容,各种分析的目的是什么?1.进行应力分析的目的是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。2.管道应力分析主要包括哪些内容?各种分析的目的是什么?答:管道应力分析分为静力分析和动力分析。1)静力分析包括:(l)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。2)动力分析包括:(l)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;力分析的目的是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。2.管道应力分析主要包括哪些内容?各种分析的目的是什么?答:管道应力分析分为静力分析和动力分析。1)静力分析包括:(l)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。2)动力分析包括:(l)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;5常见的管道连接方法有哪些?各自的适宜使用条件如何1、管道丝扣连接(镀锌钢管、衬塑镀锌钢管)2、管道法兰连接(需要拆卸、与设备阀门等连接)3、管道焊接,(工作压力在0.1MPa以上的蒸汽管道、一般管径在32mm以上的采暖管道以及高层建筑消防管道可采用电、气焊连接。)4、管道承插口链接(一般用于室内、外铸铁排水管道的承插口连接)5、管道粘接连接(管道粘接不宜在湿度很大的环境中进行,操作场所应远离火源,防止撞击),6、管道卡套式链接(铝塑复合管)7、管道热熔链接(目前,多用于室内生活给水PP—R管、PB管的安装)8、铜管连接(在建筑供水系统中使用铜管,其连接方式主要有卡套式和焊接两种)9、沟槽式链接(用钢管切割机将钢管按所需长度切割,切口应平整,切口毛刺应用砂轮机磨平,使其端面平整光滑)10、柔性排水铸铁管链接(A型承插橡胶圈法兰压盖连接W型不锈钢卡箍内衬橡胶圈连接)11、薄壁钢管链接12、HDPE埋地排水管道热收缩带链接6.简答压力管道工程材料选用的一般原则?压力管道金属材料的选用原则①满足操作条件的要求首先应根据使用条件判断该管道是否承受压力,属于哪一类压力管道。不同类别的压力管道因其重要性各异,发生事故带来的危害程度不同,对材料的要求也不同。同时应考虑管道的使用环境和输送的介质以及介质对管体的腐蚀程度。例如插入海底的钢管桩,管体在浪溅区腐蚀速度为海底土中的6倍;潮差区腐蚀速度为海底土中的4倍。在选材及防腐蚀措施上应特别关注。②可加工性要求材料应具有良好的加工性和焊接性。③耐用又经济的要求压力管道,首先应安全耐用和经济。一台设备、一批管道工程,在投资选材前,必要时进行可行性研究,即经济技术分析,拟选用的材料可制定数个方案,进行经济技术分析,有些材料初始投资略高,但是使用可靠,平时维修费用省;有的材料初始投资似乎省,但在运行中可靠性差,平时维修费用高,全寿命周期费用高。7简述常用阀门类型并回答应从哪些方面评定阀门质量?“阀”的定义是在流体系统中,用来控制流体的方向、压力、流量的装置。阀门是使配管和设备内的介质(液体、气体、粉末)流动或停止并能控制其流量的装置。阀门是管路流体输送系统中控制部件,它是用来改变通路断面和介质流动方向,具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。用于流体控制的阀门,从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门,其品种和规格繁多,阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀。阀门可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等各种类型流体的流动,阀门的工作压力可从0.0013MPa到1000MPa的超高压,工作温

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