第七章管道与阀门的使用与维护.

第七章管道与阀门的使用与管理第一节化工管路的使用与维护第二节阀门化工管路与阀门是化工生产中不可缺少的组成部分，是各类化工设备的纽带，其主要作用是输送和控制各种流体，如气体、液体等。正确合理设计管路对减少工程投资、节约钢材，对便于安装、操作和维修，对确保安全生产以及车间布置整齐美观都起着十分重要的作用。第一节化工管道的使用与维护一、管道的分类（一）管道的类型（按不同分类方法有不同的类型）根据管道的用途分：工艺管道、辅助管道根据管路中介质压力的高低分：高压、中压、低压、真空管道见P151表7-1根据加强安全技术管理和监察的《工业金属管道工程施工及验收规范》，将管道分为五类，见P151表7-2原石油化工总公司颁布的《石油化工剧毒、易燃、可燃介质管道施工及验收规范》根据被输送介质的温度、闪点、爆炸下限、毒性及管道的设计压力将石油化工管道分为A、B、C三级,见P151表7-3(二)公称压力和公称直径公称压力和公称直径是管子、阀门和管件的两个特性参数，其采用的目的是使管子、阀件和管件的连接参数统一，利于装管工程的标准化。1、公称压力用符号PN表示,单位为MPa,（例：PN4.0)。通常公称压力大于或等于实际工作压力。2、公称直径用符号DN表示,它与管子的实际内径相近,但不一定相等。凡是同一公称直径的管子，外径必定相同，但内径因壁厚不同而异。常用钢管的公称直径用mm表示；水煤气钢管的公称直径用英寸表示。（三）化工用管管子的规格以Ø外径×壁厚（mm）表示例：Ø38mm×2.5mm管子长度主要有3m、4m和6m，有些可达9m、12m，但以6m长的管子最普遍。1、铸铁管常用做埋于地下的给水总管及污水管，化工厂用来输送碱液及浓硫酸，但铸铁管由于性脆及连接紧密性较差，不能用于输送蒸汽及在压力下输送爆炸性与有毒的气体。铸铁管的规格以Ø内径×壁厚（mm）表示。2、水煤气管常用做给水、煤气、暖气、压缩气体、真空、低压蒸汽和凝液以及无侵蚀性物料的管道。不得用以输送有爆炸性及有毒性介质。镀锌的叫白铁管或镀锌管。不镀锌的叫黑铁管。其规格以公称直径表示。最小公称直径6mm，最大公称直径150mm。3、无缝钢管在化工生产中应用广泛，可用来输送有压力的物料、水蒸气、高压水、过热水，也可输送可燃性和有爆炸危险及有毒性的物料。不宜输送有还原性的介质。无缝钢管的规格以Ø内径×壁厚（mm）表示。无缝钢管按用途分为一般无缝管和专用无缝管，如石油裂化无缝管、锅炉无缝管、化肥无缝管等。4、有色金属管（1）钢管与黄铜管多用做低温管道、仪表的测压系统或输送有压力的液体，当温度高于250℃时不宜在压力下使用。（2）铝管常用来输送浓硝酸、醋酸、甲酸等物料，但不能抗碱腐蚀，在温度高于160℃时不宜在压力下使用，极限工作温度为200℃。铝在低温下具有较好的机械性能，故在空气分离装置中大都采用铝及铝合金管。（3）铅管常用做硫酸管道或酸性物料管道，但由于强度低，密度大，抗热性差等缺点，已逐步为耐酸合金管，尤其为塑料管所代替。5、非金属管（1）陶瓷管化工陶瓷与玻璃相近，耐腐蚀性好，除氢氟酸、氟硅酸和强碱外，能耐各种浓度的无机酸、有机酸和有机溶剂的腐蚀，由于强度低、性脆，一般用于排除腐蚀性介质的下水道和通风管道。（2）硬聚氯乙烯管优点是耐蚀性好、质量轻、成型方便、容易加工。缺点是强度低，耐热性差。可用来输送60℃以下的介质，也可用于输送0℃以下的液体。(3)橡胶管橡胶管具有较好的耐腐蚀性能，质量轻，有良好的可塑性，安装、拆卸灵活方便。常用的橡胶管一般由天然橡胶或合成橡胶制成，适用于对压力要求不高的场合。(4)玻璃管玻璃管具有耐腐蚀、透明、易于清洗、阻力小、价格低等优点，缺点是性脆、不耐压。常用于检测或实验性工作场合。(5)水泥管主要用于对压力要求、接管密封不高的场合，如地下排污、排水管等。二、管道的布置、安装及连接（一）管道的布置1、管道布置的一般要求在进行管道布置时一般应遵循以下原则：P155~156:(1)~(14)2、机、泵管道的布置各类压缩机和泵管道布置时应注意以下几点：P156:(1)~(5)（二）管道的安装1、管道安装的一般要求安装时应注意以下几个方面P156~157:(1)~(8)2、管道的连接管道的连接方式有焊接、法兰连接、螺纹连接和承插连接四种。（1）焊接连接这是一种不可拆连接结构，是用焊接的方法将管道和各管件、阀门直接连成一体的。这种连接密封非常可靠、结构简单、便于安装，但给检修工作带来不便。管路的焊接有对接、搭接、带衬环的对接、加管箍焊接等，如图所示。可根据管路材料和施工要求选用。（2）法兰连接这是一种可拆式的连接，它与设备法兰相同。法兰盘与管道固定在一起，且采用与设备法兰相同的密封面型式及垫片实现可靠的密封。（3）螺纹连接这种连接常用白漆加麻丝或四氟膜缠绕在螺纹表面，然后将螺纹配合拧紧，主要依靠锥管螺纹的咬合和在螺纹之间加敷的密封材料来达到密封。这种连接方法可以拆卸，但没有法兰连接那样方便，且密封可靠性较低，其使用压力、使用温度不宜过高。目前，螺纹连接大多用于水煤气钢管、自来水管路及一般生活用管路和机器润滑油管路中。（4）承插连接它的管口是特制的，管端套入后，在承插处的空隙中填入密封材料如麻、水泥、铅等填料以达到密封目的。这种连接常用于公称压力0.6MPa以下的管路中，同时对于铸铁管道和非金属管道（如水泥管、陶瓷管等）在密封要求不高的情况下也可采用这种连接。3、管道的保温、防腐普通的地面架空管道：采用涂料使金属与周围大气、水分、灰尘等腐蚀性介质隔绝。通常管外壁先除锈，再涂刷一层红丹底漆，然后再刷一层醇酸磁漆。有保温要求的管道：在保温层外再加一层玻璃布或镀锌铁皮，铁皮表面刷两遍醇酸磁漆。埋于地下的管道：防止电化学腐蚀，应根据土壤性质采用不同措施。一般涂沥青防腐层。三、管道配件1、弯头弯头主要用来改变管路的走向，可根据弯头弯曲的程度不同来分类，常见的有90°、180°、360°弯头。180°、360°弯头又称U形弯管。另外还有工艺配管需要的特定角度的弯头。弯头可用直管弯曲或用管子拼焊而成，也可用模压后焊接而成，或用铸造和锻造等方法制成，如在高压管路中的弯头大都是优质碳钢或合金钢锻制而成的。2、三通当两条管路之间相互连通或需要有旁路分流时，其接头处的管件称为三通。根据接入管的角度不同，有垂直接入的正接三通、斜接三通。斜接三通按斜接角度来定名称，如45°斜三通等。此外按出入口的口径大小分别称谓，如等径三通等。除常见的三通管件外，还常以接口的多少称，例如四通、五通、斜接五通等。常见的三通管件，除用管子拼焊外，还有用模压组焊、铸造和锻造而成。3、短接管与异径管当管路装配中短缺一小段，或因检修需要在管路中置一小段可拆的管段时，经常采用短接管。短接管有带连接头（如法兰、丝扣等），或仅仅是一直短管，也称为管垫。将两个不等管径的管口连通起来的管件称为异径管。通常叫大小头。这种管件有铸造异径管，也有用管子割焊而成或用钢板卷焊而成。高压管路中的异径管是用锻件或用高压无缝钢管缩制而成。四、管道的使用与维护1、管道的投用①在使用前必须进行清洗和吹扫。②对清扫后的管道进行耐压试验。耐压试验应以水作为试压介质，对不宜做水压试验的可做气压试验，但应做好安全措施。2、管道的检查管道的检查分为外部检查、重点检查和全面检查，检查的周期应根据管道的综合分类等级确定。各类管道每年至少进行一次外部检查，每6年至少进行一次全面检查；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类管道每年至少进行一次重点检查，Ⅳ、Ⅴ类管道每2年至少进行一次重点检查。外部检查项目：观察管道外表面有无裂纹、腐蚀及变形等缺陷，连接法兰有无偏口，紧固件是否齐全、有无腐蚀、松动等现象，用听声法检查管内有无异物的撞击、磨擦声等。重点检查项目：外部检查的全部项目；对管道及配件中易受腐蚀的部位进行重点测厚，一般每个测厚的部位至少应选３点进行测量；对ⅠⅡ类的管道的弯头应１００％进行测厚；Ⅳ类管道的弯头至少抽测５０％；检查管道的焊缝有无裂纹、渗漏现象，管道中的阀门是否严密、有无被腐蚀的现象，管道中的压力表、温度计、减压阀、止回阀等是否正常；对输送易燃易爆介质的管道还应每年检查一次防静电接地措施。全面检查项目：包括重点检查的全部内容，其次对外部检查和重点检查中管道母材表面可疑的部位进行磁粉和着色检测，对管道上焊颖还要进行射线或超声波检测抽查，抽检中如发现有超过检测标准的焊缝缺陷，则应按原检测比例加倍抽检，若再发现超标缺陷则应对全部剩余焊缝进行检测。3、输油管道的维护伴热管：油品由于粘度增高或凝结而影响输送，在输送管内安装小直径的蒸汽管或把蒸汽管和输油管用保温材料包扎在一起，这些用来加热油品的辅助性管道称为伴热管。若蒸汽不足，油品凝固，应利用伴热管将输油管内的油品化开，严禁用明火烘烤，当油品停运时应用蒸汽及时吹扫排空，在伴热管的低处应设置放水点，多条油管的伴热管都应单独排水，不可连接在同一条排水管上，以防止阀门不严凝结水串入停运的伴热管而使管路冻结。管道进行修补或切除重焊时，应先将与储罐一侧连接的管道或室外供油管网连接处的管道拆开通往大气，并用绝缘物分离；管内积油要用蒸汽吹扫干净并排净余气，取样化验确认无可燃气体方可作业。第二节阀门一、阀门的分类与型号（一）阀门的分类1、按用途分类（1）通用阀门：工业企业中各类管道中普遍采用的阀门。（2）专用阀门：用做专门用途的阀门。2、按结构特征分类根据启闭件相对于阀座的移动方向可分为：截门形、闸门形、旋塞和球形、旋启形、蝶形和滑阀形3、按压力分类真空压、低压阀、中压阀、高压阀、超高压阀（二）阀门的型号表7-10阀门结构形式代号表7-11阀门型号中各单元代号（三）阀门的标识在缺少阀门图纸资料的情况下，可根据阀门上的铭牌和标志及涂漆的颜色，识别阀门的类别、结构型式及适用情况等。表7-12阀体上标志含义表7-13阀体材料涂色规定二、常用阀门的结构及特点（一）常用阀门的结构及特点1、闸阀靠与介质流动方向垂直的一块或两块平板，同阀体密封面相配合达到封闭的目的。阀板的升起就使阀门开启。平板随阀杆的旋转而升降，用开启的大小调节流体的流量。这种阀门阻力小、密封性能好、开关省力，特别适用于大口径的管路上，但闸阀的结构比较复杂、种类较多。根据阀杆结构不同，有明杆和暗杆之分；根据阀板的结构形式又分为楔式、平行式等。一般楔式阀板为单阀板，平行式多用两块阀板。平行式比楔式容易制造，好修理，使用中不易变形，但不宜用于输送含有杂质的流体管路中，多用于输送水、干净气体，油类等管路中。2、截止阀因结构简单，制造维修方便，在中低压管路中应用广泛。它是利用装在阀杆下面圆形阀盘（阀头）与阀体内凸缘部分（阀座）相配合来达到截止流体流动的目的。阀杆靠螺纹升降可调节阀门的开启程度，起到一定的调节作用。由于阀门的截流作用是依靠阀头与阀座平面接触密封，不适合用于含有固体颗粒流体的管路上。截止阀可按使用介质特性选用合适的阀头、阀座、壳体的材料。对于使用中因密封不好或阀头、阀座等零件损坏的阀门，可以采取光刀、研磨、堆焊镶套等办法修复使用，以延长阀门使用寿命。3、蝶阀是靠管内一个可以转动的圆盘（或椭圆盘）来控制管路启闭。它结构简单，外形尺寸小。由于密封结构及材料问题，该阀门封闭性能较差，只适用于低压、大口径管路中的调节，常用在输送水、空气、煤气等介质的管路中。4、旋塞阀旋塞俗称考克，它是利用阀体内插入一个中央带孔的锥形栓塞启闭管路。旋塞根据密封形式不同，可分填料旋塞、油密封式旋塞和无填料旋塞等。旋塞的结构简单，外形尺寸小，启闭迅速，操作方便，流体阻力小，便于制成三通路或四通路的分配或切换阀门。旋塞的密封面大，容易磨损，开关时费力，不易调节流量，但切断迅速。旋塞可用于压力和温度较低或介质中含有固体颗粒的流体管路中，但不宜用于压力较高、温度较高或蒸汽管路中。5、球阀又称球心阀，是近几年发展较快的一种阀门。它利用一个中间开孔的球体作阀心，依靠球体的旋转来控制阀门的开或关。它和旋塞相仿，但比旋塞的密封面小，结构紧凑，开关省力，远比旋塞应用广泛。随着球阀制造精度的提高，球阀不仅在中低压管路