配管工作应掌握的基础知识Word文件下载.docx

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基本设计阶段的主要工作是完成配管规格书编制，对管径2″和2″以上管道进行规划布置，确定单体设备（橇）进出管道大致方位，给出料单；

详细设计是在基本设计基础上完善配管规格书，对管带、设备配管进一步细化，增加管径2″以下管道设计，确定单体设备（橇）进出管道最终方位和详细料单。

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1、必须具备的条件或资料

1.1工艺流程图

反映主要设备部件和工艺条件的示意图，在这些图上应标明流量、压力和温度。

1.2工艺管道及仪表流程图（P&

ID）

该图比工艺流程图更详细地说明工艺系统。

图中应绘出仪表和所有控制装置，注明所有设备和阀门，并给出管道尺寸、数量、管材及每条管道流动方向。

在配管设计中存在对流程图（P&

ID）提出某些调整，特别是公用工程流程图。

1.3管道表

表中列有管道编号、输送介质、起止点、管径、操作温度和压力、设计温度和压力、材料选用等级、保温拌热要求等信息。

1.4设备表

表中列出平台上所有压力、常压容器、冷换设备、过滤设备、加热炉、橇装设备等操作和设计条件、规格等。

1.5泵、压缩机数据表

表中列出泵、压缩机的型号、规格、驱动方式、数量等。

1.6安全阀和调节阀数据表

表中列出阀门型号、规格、喷嘴面积、工作温度、定压、结构尺寸、连接方式（法兰、螺纹）、接管直径、法兰压力等级和密封面标准等。

1.7单体设备和橇装设备图

由设备制造商提供的设备图要明确标明设备的尺寸、额定值、进出口法兰的位置、法兰的尺寸和压力等级、建造材料种类。

1.8设备布置平面图

表明所有设备是如何安置在平台甲板上。

按流程通过管道连接的设备间相对位置。

1.9平台甲板平面和立面结构设计图

配管设计时避免管道与结构支撑和主梁发生碰撞，并作为支吊架设计时选择生根点的依据。

1.项目通用配管规格书

2.项目配管材料规格书

3.项目管道保温规格书

4.项目管道建造规格书

5.项目管道焊接规格书

6.项目管道检验规格书

7.项目管道支吊架规格书

三、应符合有关的规范、标准和惯例

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一、设计必须遵循的规定和法规

1.《海上固定平台安全规则》国经贸安全（2000）944号

2.《海洋石油工程制图规范》SY/T10028

二、设计参考的规定和法规（最低要求）

1.《海上生产平台管道系统设计和安装的推荐作法》SY/T10042

2.《泄压和减压系统指南》SY/T10043

3.《炼油厂压力泄放装置的尺寸确定、选择和安装的推荐作法》SY/T10044

4.《钢制法兰、法兰阀和管件》ASMEB16.5

5.《工厂制造的锻钢对焊管件》ASMEB16.9

6.《锻钢管件、承插焊管件和螺纹管件》ASMEB16.11

7.《管法兰用金属垫片-金属环垫、缠绕式垫片》ASMEB16.20

8.《管法兰用非金属垫片》ASMEB16.21

9.《高温、高压环境下的碳钢、合金钢螺母、螺栓标准规格书》ASMEA194-94A

10.《工艺管道》ASMEB31.3

11.《输气和配气管道系统》ASMEB31.8

12.《焊接和无缝锻钢管》ASMEB36.10

13.《无缝不锈钢管》ASMEB36.19

14.《管道阀门规范》APISpec6D

四、应符合工艺要求

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工艺专业提供的工艺管道及仪表流程图（P&

ID）明确表示了管道连接流向，物流的引出或汇入点及其特殊要求，要求分支或汇入对称布置，管径的放大或缩小、液封的高度，要求无液袋/无气袋，指定的阀门、法兰、仪表元件、取样点、腐蚀检测点等的位置，管道材料选用级别的分界点，管道保温、伴热和人身保护范围等。

1.统筹规划

设计时应进行全平台统筹规划，做到安全、流程通畅、经济便于施工、操作和维修。

应优先考虑大直径、合金管道等特殊管道的布置。

同时管道布置应整齐有序，尽量横平竖直，成组成排，便于支撑，但不排除局部采用斜线连接，尤其是立式容器和管壳式冷换设备的配管。

并同时考虑管道支撑的可能性和合理性。

整个平台的管道，纵向与横向的标高应错开，通常改变方向可改变标高，但特殊要求或条件允许时也可平拐。

在满足设计要求前提下，将管系的重量降到最小。

在保证管道柔性及管道对设备机泵管嘴的作用力和力矩不超出允许值的情况下紧凑布置。

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2.尽量架空

海上生产设施管系设计受空间的限制，通常采用吊架支撑管道于上一层甲板下，既能有效利用可利用的空间，又能满足安全、工艺流程、操作、维修的要求。

管道不宜直接安装在格栅或地板上。

3.不妨碍设备、机泵和控制仪表的操作与维修

在布置管道前，对有关设备、机泵和自控仪表的操作维修特点应有足够的了解，以便留出足够的空间。

对在停工大检修时，需要整体移出进行维修的设备，应留出足够的检修吊装区域和空间。

在人员通行处，管道底部的净高不宜小于2.2m。

4.满足仪表元件对配管的要求

流量计、孔板前后对直管段长度的要求，热电偶温度计套管对管径的要求等。

5.管道本身应有足够的柔性

尽量利用管道的自然形状吸收热胀自行补偿。

当管道柔性不足时，最常用的方法是改变走向或在某个方向增加管道的长度。

6.不出现或少出现气袋和液袋，尽量避免“盲肠”

管道尽量“步步高”或“步步低”不出现或少出现气袋和液袋。

尽量避免“盲肠”。

不可避免时，应于高点设排气阀，低点设排液阀。

高点排气口管径不小于1/2″，低点排液口管径不小于3/4″。

气体和蒸汽管道的支管应从主管上方引出或汇入。

为避免机械杂质进入设备、机泵、自控仪表时，支管宜从主管的侧面或上方接出或汇入。

液相管道的支管宜从主管的侧面或下方接出或汇入。

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7.尽可能采用焊接连接

除了必要的法兰或螺纹连接外，尽可能采用焊接连接。

焊接连接是保证管道避免渗漏的最佳连接。

必须采用法兰或螺纹连接的场合包括设备、机泵的管嘴，接口端为法兰或螺纹的阀门、管件、小型设备（过滤器、阻火器、视镜等）和仪表元件，镀锌管，管道材料变更点以及需设置盲板的部位等。

变径管件应紧靠需要变径的位置，以使布置紧凑，节约管材减少焊缝。

当同一地点设置两个或两个以上法兰组件时，宜直接连接以省去中间短管和法兰，法兰的位置应避免处于逃生通道、人行通道和机泵上方。

8.管道穿甲板和墙

管道穿过甲板或墙壁时，孔洞的大小应不小于管外径或隔热层外径加50mm。

管道有横向位移时孔径应适当加大。

当安装或检修且管道法兰需从孔洞抽出时，孔洞的大小应为法兰外径加50mm。

穿过墙壁和甲板的管道，必要时在穿孔处应加套管并以软质材料封堵。

甲板上的孔洞应时应设挡水堰并高出甲板面约50mm，处于顶层的必要时设防雨罩。

管道的焊缝不应位于孔洞范围内。

管道应尽量避免穿过A60或H60防火墙或甲板。

不可避免时，防火墙开口处应装钢制套管，套管壁厚≥3mm，长度900mm，套管应有防火绝缘层，该绝缘层应至少与管道通过的墙壁或甲板的耐火完整性一样。

9.直管段焊缝间距

直管段两相邻焊缝间的净距应不小于3倍管壁厚，短管净长度应不小于5倍管壁厚，且不小于75mm。

对于公称直径≥2″的管道，两邻焊缝间的净距应不小于100mm。

10.弯管

平台上需要通球清管的管道在改变走向时应采用弯管，根据清管球的形状，其最小弯曲半径为3～5倍公称直径。

高压管线一般也是算3倍半径，吹灰管线是5倍

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11.管道应予妥善支承

尽量利用平台结构和设备支撑管道，即使这样会增加管道的拐弯和长度。

应根据不同的需要选用具有不同功能的支吊架和支撑部件。

有隔热层的管道应加管鞋。

成排的主管或成排的上下重叠布置的水平管可以采取管外壁对齐的敷设方法，以便支撑。

支吊架所生根的设备、结构应能承受支吊架所施加的荷载，还应考虑生根点产生位移对管道的影响。

生根在合金或需热处理的设备上的支吊架应事先焊好支耳等生根件。

支吊架的布置应做到检修时不致因拆除或部分管道后使其余管道处于无支撑状态。

由于小直径管道的跨距小，要特别注意小直径管道的布置，当设备、结构不能提供足够的支撑点以满足小管的跨距时，可将小管布置在大管附近，以便利用大管支撑小管。

对于多根小管，宜成组布置以便支撑，同时也较美观。

12.海管紧急关断阀

海底油（气）管道在进或出平台时，均要设置紧急关断阀以确保平台和海管的安全。

海管紧急关断阀通常要求安置在水下，但由于经济缘故，关断阀也常常被安装在平台工作甲板以下的地方，但要考虑对关断阀进行防火、防撞保护，同时海管紧急关断阀下游尽量避免开孔或接支管。

13.不同压力等级和材质管道连接分界面

对于不同压力等级而材质相同的管道，其压力等级分界面通常是管道上第一个阀门下游法兰；

不同材质的管道连接应避免焊接，而采用法兰连接，分界面法兰应为绝缘法兰或普通法兰加绝缘垫片以防止不同材质产生电化学腐蚀。

五、专业知识

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前面提到的软件、英语只是我们工作的工具，专业知识才是最关键的.配管专业的知识比较烦琐。

3.1钢管、管件的基础知识

1、管道的分级

1）按设计压力分级

真空管道P＜0（低于绝对压力0.1MPa）;

低压管道0≤P≤1.6MPa

中压管道1.6≤P≤10MPa

高压管道P＞10MPa

以上划分是基于《工业管道施工及验收规范》GBJ235-82，但该规范已经被《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-1997，现为2000取代，取消这一划分。

2）按公称压力分级

低压管道P≤2.5MPa

中压管道4≤P≤6.4MPa

高压管道10≤P≤100MPa

超高压管道P＞100MPa

关于公称压力的定义见后。

3）按管道材质、工作温度、工作压力分类

仅对流体输送管道由设计单位综合流体性质、操作条件等因素规定各种流体管道，流体可分为剧毒流体、有毒流体、可燃流体、非可燃流体、无毒流体。

4）按管道工作温度分类

常温管道-40℃~120℃低温管道-40℃以下

中温管道121-450℃高温管道＞450℃

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1、国产常用钢管

输送流体用无缝钢管GB8163-1999规格尺寸：

热扎、冷拔，

石油裂化用无缝钢管GB9948-8820#优质碳素钢、15CRMO合金钢、1CR5MO（耐热钢）

流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T14976-94

0cr18ni9\0cr17ni12mo\0cr17ni14mo2\1cr18ni9ti\奥氏体不锈钢

化肥设备用高压无缝钢管GB6479-8616MN

2、国内外配管用钢管材料标准对照

GB

ASTM

钢管标准

钢号

钢管

钢材

GB8163

GB9948

20

A106B

A105

GB/T14976

0CR18NI9

A312-TP304

A182-F304

00CR19NI10

A312-TP304L

A182-F304L

0CR17NI12MO2

A312-TP316

A182-F316

00CR17NI14MO2

A312-TP376L

A182-F316L

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3、钢管的壁厚系列

钢管壁厚的系列，在不同标准中所表示的方法也不同。

在欧美、日本一般用管子表号表征管壁厚。

3.1以管子表示（SCH）表示壁厚系列

管子表号（Sch）用来表示壁厚系列

1938年美国国家标准协会ANSIB36.10标准规定的，适用于焊接钢管和无缝钢管

管子表号（Sch）是设计压力与设计温度下材料的许用应力的比值乘以1000，并圆整得到的数值

Sch=p/K*1000

P----设计压力，Mpa；

K----设计温度下材料的许用应力，Mpa

管子表号（Sch）并非壁厚值，但与壁厚有关，同一直径的管子，每种表号均有相对应的壁厚值

利用管子的表号可以算出在某设计温度下所适应的设计压力，即

P=Sch*K/1000

由上式，同一材料、同样温度、表号相同的管子的设计压力是相同的

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3.2以管子重量表示壁厚的系列

美国ANSI和MSS规定的以管子重量表示壁厚方法，将管壁厚度分为三种：

（1）标准重量管，STD

（2）加厚管XS

（3）特厚管XXS

其中SCH40DN≤250MM的管子相当于STD管

其中SCH80DN≤250MM的管子相当于XS管

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1、配管专业各类常见材料：

通常把除钢管（或FRP管、CU/NI管、PVC管等）、阀门和其它特殊件（过滤器、软管、阻火器等）除外，管道上安装的其它材料统称为管件（PIPEFITTING）。

1）钢管（PIPE）：

配管专业材料中除穿墙件、管支架外，一般均采用无缝钢管。

2）弯头：

ELLBOW，缩写ELB，弯头有长短半径、角度之分，通常料表中所列的90ELB是指1.5倍公称直径的90°

弯头；

45ELB指1.5倍公称直径的45°

另外有1.0倍公称直径的短半径弯头偶尔也在配管工程中出现，但很少使用，多用在一些空间局限、90°

弯头放不下的场所，采办料单描述：

S90ELB。

另外还有一些60°

、30°

的弯头，但很少采用，如果现场确实需要该类弯头，工人通常用90°

、45°

的弯头切割。

海上平台配管有时会采用5DN的弯管，例如海管上平台段管线一般中间设计弯管，另外对于输送固体颗粒介质、或液体中还有固体颗粒较多的管线，为减少摩擦、堵塞，通常也在转弯处采取大半径弯管。

该类弯管需要由详细设计提交弯管加工图，外委加工。

BW对焊SW承插焊

NPT螺纹连接

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3）法兰（FLANGE）

就法兰与管子端连接形式而言有如下几种连接方式：

SW（承插焊SOCKETWELD）、WN（带颈对焊WELDNECK）、NPT（螺纹连接）、LAPPED（活套法兰）、SO（SLIDEON平焊）。

海上常采用前三项，后三项在陆地化工厂中有应用。

法兰的密封面有以下几种：

RF（凸面RAISEDFACE）；

FF（俗称全光面FULLFACE）、RTJ（环连接榫槽面）、RFM（F）（榫槽面）。

注意事项：

对于SW及NPT连接的法兰，在提料时常常有人描述为：

FLANGE3000LB16MNJB4726-2000，SW-RF，这是不对的。

应为FLANGE150LB16MNJB4726-2000，SW-RF。

WN-RF带颈对焊法兰–凸面SO-RF平焊法兰–凸面

NPT-RF螺纹法兰–凸面SW-RF承插焊法兰–凸面

WN-RTJ带颈对焊法兰–环连接面

4）三通

三通分等径三通（TEE）和变径三通（R-TEE），对于R-TEE，描述材料时要注意壁厚的描述顺序。

对焊三通承插焊三通

5）异径管（大小头）

大小头分同心（REDC）、偏心大小头（REDE），偏心大小头多应用在设备的进口，或者管线标高特定需要的场所。

尤其偏心大小头在泵进口管线上的应用十分普遍。

另外对于两端都是插焊或螺纹的大小头，有时采办材料时称为SWAGE或BUSHING补芯。

REDCREDE

6）管座（OLET）

管座分承插焊接管座（S-OLET）、螺纹管座（T-OLET）、对焊管座（W-OLET）、弯头管座（E-OLET）。

其中S-OLET应用极其普遍，用于在口径较大的主管上开分支线；

T-OLET主要用于镀锌管线（大口径管线开分支线）；

对焊管座主要用于主管开分支线但没有相应R-TEE三通场所，并且分支线尺寸通常≥2″;

至于弯头管座,顾名思义,主要用于在弯头部位开分支线,很少使用.

W-OLETT-OLETS-OLETE-OLET

7）管帽CAP:

管帽的作用与盲法兰类似,主要用于管线的盲端.其也区分为NPT、BW、承插焊三种。

对焊管帽螺纹管帽承插焊管帽

8）盲法兰B-FLANGE：

同上，但区分为插焊、对焊、螺纹三种。

9）双丝头（NIPPLE）

一个75MM长的管子如果两端套有NPT螺纹，就是一个双丝头。

10）八字盲板SPECTACALBLIND：

其应用主要是防止阀门内漏或便于检修时快速将系统盲死隔离，主要应用于严格防止疏忽时发生泄漏，例如PY钻机模块泥浆罐底部泄放口安装八字盲板，其作用在于防止由于阀门内漏或阀门被人无意开启造成泥浆浪费。

11）管箍COUPLING

主要用于小口径管线，两个直管之间的连接。

分承插焊管箍、螺纹管箍两种。

螺纹管箍用于镀锌管线。

承插焊管箍螺纹管箍

12）由壬UNION

用于镀锌小口径管线。

许多参考资料指出，由于由壬强度相对较低，在满足维修、操作的前提下尽量少用由壬，尤其在工艺管线上。

以上是配管专业经常碰到的材料，主要针对碳钢、不锈钢管线而言。

需要注意近年来海洋工程中往往特意制造一些特殊管件，一端对焊，一端NPT或插焊，主要用于尺寸跨越配管材料规格书中对焊、承插焊分界线的场所。

另外许多人对于什么时候选用管座，什么时候选用变径三通R-TEE很迷茫，其实很好处理，对于加工设计，严格按照规格书选用即可；

对于详细设计，编写配管材料规格书时应注意：

有些PID图上的R-TEE三通是不存在的（即没有该产品）；

如果既有该规格的R-TEE三通，又有管座，怎么办呢？

这是可以考虑具体情况，本着满足设计要求、降低项目投资的考虑合理选用，本人更倾向于选管座，即节约材料，又减少现场焊接工作量。

3.2阀门知识

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2、阀门

配管工程中阀门的种类很多，主要有以下几种：

1）球阀BALLVALVE

球阀有一点值得注意，球阀有缩孔（ReducedBore）、通孔（Fullbore）之分，通常使用的球阀为缩孔球阀。

在安全阀的出口以及一些特定场所，要求必须安装通孔球阀。

就安全阀出口要求安装通孔球阀考虑，其出发点是避免缩孔球阀对安全阀泄放压力产生不良影响。

球阀的优点是：

开关迅速，便于迅速切断或打开。

缺点：

成本高，有时会发生内漏。

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2）闸阀GATEVALVE

闸阀与球阀对用于管路内介质的切断或开启，二者的最大区别在于：

球阀启闭迅速，适合用于要求快速启闭的场所，但由于密封球为不锈钢材质，价格比较高，而且不耐磨损，容易内漏；

闸阀价格比球阀低，而且密封紧密，但开启或关闭比较慢。

其最大特点是密封严密，所以平台配管高点放空阀、低点放净阀多采用闸阀。

闸阀有一个很大的缺点，容易产生水击现象。

阀门开关时冲击比较大。

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3）截止阀GLOBEVALVE

截止阀带有方向性，可防止介质倒流（其实不可能完全防止倒流），在平台上多用于调节阀组旁通管线上和其它场所。

截止阀一般在阀体上标有流向箭头，防止装反。

截止阀的流向通常会标在阀体上，有时厂家标识箭头不清楚，正常情况，可以通过外型判断，低进高出，但现在也有一些厂家做成高进低出。

截止阀有一种功能很有代表性：

可以手动调节流量，所以经常安装在控制阀的旁路上，一旦控制阀不能正常使用，可以用截止阀手动调节。

许多新人经常把GLOBEVALVE理解为球阀，这是错误的。

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4）止回阀CHECKVALVE

止回阀又称单流阀、单向阀，用于防止介质倒流的场所。

分为弹簧式单流阀、旋启式单流阀两种。

通常大口径单流阀选用旋启式。

对于安装在立管上的旋启式单流阀，要切记不能应用在自上向下流动的场所，否则阀门将失效，如同未安装一样。

切记。

大多数止回阀采用对夹式安装，要注意螺栓的长度。

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5）碟阀BUTTFLYVALVE

碟阀的优点：

尺寸短，节省安装空间，价格相对球阀、闸阀便宜。

容易内漏，强度低，所以在平台上碟阀多用于消防水管线的环行主管上或其他压力不高、对密封性要求不是很苛刻的场所。

蝶阀都是对夹式安装，所以其螺栓长度比较特殊，要按照相关表格选用。

蝶阀的描述里有两个英文词汇：

WAFERTYPE（对夹式）；

LUGTYPE（凸缘穿孔）。

采办蝶阀时要注意提醒厂家，如果其制作时按照壁厚较小的管子内径，安装在S壁厚较大的管线上会发生阀瓣不能关紧或全开的现象。

蝶阀分类：

中心对称式、单偏心、双偏心、三偏心，其中中心对称式蝶阀是应用最普及的，成本最低。

双偏心蝶阀开启、关闭时所需要的力矩比较小，密封性能比较好。

三偏心阀门是高性能的蝶阀，开关阻力很小，可以达到零泄漏。

在需要双向密封的场所，不要选择单偏心蝶阀。

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6）针形阀NEEDLEVALVE

针形阀多用于平台的化学药剂系统或取样管线，多为不锈钢针阀，值得注意的是，800LB的针阀并不容易采办，经常用1500LB的针阀代替。

7）减压阀CHOCKVALVE

减压阀主要用于系统上设备下游附近管线上，该类设备出口压力较大，容易对下游管线产生冲击，所以设计减压阀减少甚至杜绝这类冲击。

减压阀属于配管专业的阀门，由配管专业提交采办料单。

但需要工艺专业提交阀