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第一章管工基本知识
第－节常用概念
1.1温度
1）摄氏温度：
是以水的冰点为零度，沸点为100度，从冰点到沸点分为100等分，每等分为一度，摄氏温度常用t表示，其单位C
2）华氏温度
华氏温度是以水的冰点为32度，沸点为212度，从冰点到沸点分为180第分，每等分为－度。
华氏温度常用F表示,其单位F度
3）绝对温度
绝对温度是以摄氏温度零下273.15度为绝对温度的零度而算的温标.绝对温度常用T表示.其单位K
4）温度换算各种温度按以下换算式进行换算;
F=9/5t＋32
t=5/9〔F-32〕
T=t＋273
1.2湿度
1）相对湿度相对湿度是湿空气中实际水蒸汽对同样温度下的干饱和水蒸汽的比重之比.
2）绝对湿度
绝对湿度当示空气占有1米3的空间中，水蒸汽的重量。
绝对湿度常用g/m3标示。
1.3比重
比重是体积相同的物质之重量与水的重量相比。
比重常用单位是kg/m3或g/mm3
比如；铁=7.8
1.4传热传热是指热量由高温物体传递给低温物体的现象。
热量总是要自发地从温度较高的部位
传往温度低的部位，传热的基本方式有传导、对流和辐射三种。
1）传导传导也称导热,是指物体各部分没有相对位移,只通过各部分的直接接触而发生的能量传递现象。
也就是热量从物体的－部分传到另－部分，或从－个物体传到和它相接触的另－个物体。
－般来说，导热在固体.液体和气体中都可以产生,但是.单纯的导热只能在密实的固体中产生。
2）对流
对流是靠流体〔气体或液体热〕的流动,把热量由-处传递到另-处的现象。
它只能在气体和液体中产生。
3）辐射
辐射是不需要任何媒介,依靠物体表面发射可见和不可见的射线在空间传递能量的现象。
要产生辐射传热，物体之间必需是真空或气体。
在实际生产中，传热的三种基本方式经常综和在－起，单纯的－种传热方式是不存在的。
但任何传热过程并不－定会全部包括这三种基本方式，即使某－传热过程包括有三种基本方式，也有主次之分。
4）导热系数.
导热系数是表；当沿着热流方向1m距离内，温度差为1°C时，在1小时内传过1m2截面的热
量
导热系数常用入表示
5）线膨胀系数
物体温度每升高1C,其长度增长部分与原长度的比值称为线膨胀系数。
以0°C用为基点平均线膨胀系数用a表示，其单位是m/m°C或mm/m°C常用管材的线膨胀系数a值
管道材料普通钢
a值〔m/mC〕
12X10_6
管道材料铜
a值〔m/mC〕
15.96X10-6
镍钢
13.1X10^
铸铁
11X10-6
镍铬钢
11.7X10-6
青铜
18X10-6
—不绣钢
10.3X106
聚氯乙稀
70X10-6「
碳素钢
11.7X10-6
玻璃
5X10-6
铁
12.35X10-6
聚乙烯
10X10-6
1.5压力
压力是物体单位面积上所受到的作用力。
常用p表示。
工程上常说的压力是指压强，压强单位为N/m2〔牛/平方〕。
工程上取1公斤力/平方厘米写作1个压力单位一一1个公程大气压。
1工程大气压=1公斤力/平方厘米=98066P*0.098MPa
1）相对压力
相对压力是以大气压力为基准，从大气压开始起算，即压力超出大气压的数值。
相对压力也称表压力。
2）绝对压力
绝对压力是以绝对真空为基准，从绝对真空开始算，即相对压力加上大气压力的数值。
3）真空度
真空度是当绝对压力小于大气压力时，其小于大气压力的数值，即负的表压力，所以真空度也称负压。
小于1个大气压的值称为真空度或称负压。
绝对压力二大气压力+相对压力
当绝对压力小于当地大气压时，
真空度=大气压力一绝当压力。
压力也可用水银柱高度或水柱高度比示，各种单位的换算如下表
压力单位换算
工程大气
标准大气压
水银柱高度
水柱高度
〔MPa〕
〔Kg/cm2〕
大气压
〔mm〕
〔m〕
0.1
1
0.9678
735.56
10.00
0.10337
1.0334
1
760.00
10.334
0.000136
0.00136
0.00132
1
0.0136
0.00999
0.0999
0.9670
73.49
1
2
1MPa=10kg/cm21MPa=1000kPa1kPa=1000Pa
2
1kg/cm2=0.1MPa1Pa=0.001kPa1GPa=1000MPa
1.6流速和流量
1）流速
流速是流体在单位时间内流过的距离。
-般情况下，管道内的流体呈紊量状态，在有效断面上的速度分布是比较复杂的，所以在实际应用中都是指平均流速。
流速常用u表示，其单位m/s
2）流量
流量是在单位时间内流过管道有效面积的流体量。
以流过流体的体积表示流量，称为体积流量；以流过流体的重量表示流量，称为重量流量。
－般常用体积流量。
体积流量常用Q表示，单位m3/h。
流体的流量和流速与管道的有效截面积有关，它们的关系式为Q=u.F
式中u—表示流速，F—表示管道的有效截面积。
应用此式时，应注意把它们的单位换算－致。
1.7阻力流体在管道中运动时，所产生的摩擦阻力会造成阻碍流体的运动，这种阻碍流体运动的力称为流体阻力。
因为这种阻力造成的能量损失称为阻力损失。
流体阻力因形成原因不同，又分为沿程阻力和局部阻力。
沿程阻力是由于流体和管壁之间的摩擦阻力造成的能量损失，称为沿程损失。
这种阻力发生于流体运动的全部流程。
局部阻力是由于流体运动时，局部边界急剧改变〔管道的局部突然变化〕，使流体在死角处形成旋涡而造成的能量损失，也称局部损失。
在安装.检修管道时,管道内壁要干净光滑,管道铺设尽可能走近路,而且弯尽可能少,组对管口要平直,不要错口,变径要平缓,垫片内径要小于接口的内径。
1.8力
物体之间的相互作用。
1）内力.
内力是指物体内,相邻部分之间相互作用的力。
2）应力.应力是指单位面积上的内力平均值.
3）极限应力.极限应力是指当材料某部分上的应力达到某一数值时,就会断裂或者发生较大的永久变形,此时的应力称为极限应力或危险应力.
4）许用应力.许用应力是指材料不会发生断裂或产生较大变形的,小于极限应力的最大工作应力。
许用应力比极限应力小的倍数称为安全系数，它们的关系为n=昇[门n为安全系
数。
为极限应力[c]为许用应力。
安全系数是选取的，选取过大，侧许用应力过小，会浪费材料；选取过小，许用应力过高，侧材料有被破坏的危险。
5）工作应力.工作应力是指材料单位面积上受力时产生的应力,它应小于许用应力。
工作应力常用c表示根据其定义可以用下式表示；P/F<[c]
第二节管工专业术语
2.1常用专业术语
在管工的教学和实际作业时,经常遇到专业术语的定义问题,如果没有统一的定义,就会出现词义混淆、一词异义或一义异词等现象。
1）流体输送管道系指设计单位在综合考虑了流体性质、操作条件以及其他构成管理设计等基础因素后,在设计文件中所规定的输送各种流体的管道。
所输送的流体可分为剧毒流体、有毒流体、可燃流体、非可燃流体和无毒流体。
2）配管按工艺流程.生产操作。
施工、维修等要求进行的管道组装。
3）公称直径管子和管路附件的公称直径是为了设计.制造.安装和检修方便而规定的一种标志直径,一般情况下公称的数值即不是管子的内径,也不是管子的外径,而是与管子的外径相接近的一个整数值。
公称直径用符号DN表示，其后附加公称直径的数值，数值的单位为毫米（mm）。
如DN100.DN200.mm等
4）公称压力公称压力是为了设计.制造和使用的方便而规定的一种标准压力（在数值上它正好等于第一级工作温度下的最大工作压力），用PN表示，其后附加压力数值，数值的单位为兆帕（MPa）,女口.4MPa6.4MPa
10MPa。
5）工作压力工作压力是为了保证管路工作时的安全,而根据介质的各级最高工作温度所规定的一种最大压力。
最大工作压力是随着介质工作温度的升高而降低的，用P表示，单位为兆帕（MPa）。
6）设计压力在正常操作过程中，在相应设计温度下，管道可能承受的最高工作压力。
7）压力试验以液体或气体为介质，对管道逐步加压，达到规定的压力，以检验管道强度和严密性的试验。
8）强度实验压力管道强度试验的规定压力。
9）泄漏性试验以气体为介质，在设计压力下，采用发泡挤.显色挤.气体分子感测仪或其他专门手段检查管道系统中泄漏点的试验。
10）密封试验压力（严密性试验压力）管道密封试验的规定压力。
11）稳压指在压力试验达到规定压力时，在规定时间内以泵或压缩机维持规定的压力。
12）停压指在压力试验达到规定压力时，切断气源（或液源），以检查管道泄漏状况。
13）复位已安装合格的管道，拆开后重新恢复原有状态的过程。
14）工作温度管道在正常操作条件下的温度。
15）设计温度在正常操作过程中，在相应设计压力下，管道可能承受的最高或最低温度。
16）适用介质在正常操作过程中，适合于管道材料的介质。
17）剧毒流体如有极少量这类物质泄漏到环境中，被人吸入或与人体接触，即使迅速治疗，也能对人体造成严重的和以治疗的伤害的物质。
相当于现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中I级危害程度的毒物。
18）有毒流体这类物质泄漏到环境中，被人吸入或与人体接触，如治疗及时才不至于对人体造成不易恢复的危害。
相当于现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中U级及以下危害程度的毒物。
19）可燃流体在生产操作条件下，可以点燃和连续燃烧的气体或可以汽化的液体。
2.2管子与管道
1）管子一般为长度远大于直径的园筒体,是管道的主要组成部分。
一般管子习惯表示方法是用管子外径X壁厚和材料种类来表示，如；©114X5©219X8无缝钢管20号钢©406X6©325X10螺旋焊缝钢管16Mn
2）管道由管道组成件和管道支承件组成,用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制或制止流动的管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门和其他组成件或受压部件的装配总成。
3）管道组成件用于连接或装配管道的元件。
它包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及膨胀接头、饶性接头、耐压软管、疏水器、过虑器和分离器等。
4）管道系统（简称‘‘管系'‘）设计条件相同的互相联系的一组管道。
5）安装件将负荷从管子或管道附着件上传递至支承结构或设备上的元件。
它包括吊杆、弹簧支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支杆、链条、导轨、锚固件、鞍座.垫板、滚柱.托座和滑动支架等。
6）自由管段在管道预制加工前，按照单线图选择确定的可以先行加工的管段。
7）封闭管段在管道预制加工前，按照单线图选择确定的、经实测安装尺寸后再行加工的管段。
8）非金属管用玻璃、陶瓷、石墨、塑料、橡胶、石棉水泥等非金属材料制成的管子。
9）金属管是指以铁、碳、铜、铅、铝、钛等有色金属为材质的管道。
10）衬里管在管道内壁设置保护层或隔热层的管道。
11）总管（主管）由支管汇合的或分出支管的管道。
12）支管（分管）从总管上分出的或向总管汇合的管道。
13）工艺管道输送原料、中间物料、成品、催化剂、添加剂等工艺介质的管道。
14）公用系统管道工艺管道以外的辅助性管道，包括水、蒸汽、压缩空气、惰性气体等的
15）低压管道
16）中压管道
17）高压管道
18）真空管道
19）A级管道介质的管道。
2
管内介质表压力为0〜1.57NPa（0〜16kgf/cm）的管道
管内介质表压力为1.57〜9.81MPa（16〜100kgf/cm2）的管道。
管内介质表压力大于9.81MPa（100kgf/cm2）的管道。
管内压力低于绝对压力0.1MPa（—个标准大气压）的管道
管内为剧毒介质，或设计压力大于或等于9.81MPa（100kgf/cm2）的易燃、可燃
20）B级管道管内为闪点低于28T的易燃介质或爆炸下限低于5.5%的介
质或操作温度高于或等于自燃点的管。
21）C级管道管内为闪点28〜60C的易燃、可燃介质或爆炸下限高于或等于5.5%的介质的管道。
22）取样管为取出管道或设备内介质用于分析化验而设置的管道。
23）排液管为管道或设备低点排液而设置的管道。
24）放气管为管道或设备高点放气而设置的管道。
2.3常用管件
1）管件管道系统中用于直接连接、转弯、分支、变径以及用作端部等的零部件，包括弯头、三通、四通、异径管接头、管箍、内外螺纹接头、活接头、快速接头、螺纹短节、加强管接头、管堵、管帽、盲板等（不包括阀门、法兰、紧固件）。
2）弯头管道转向处的管件。
3）异径弯头两端直径不同的弯头。
4）长半径弯头弯曲半径等于1.5倍管子公称直径的弯头。
5）短半径弯头弯曲半径等于管子公称直径的弯头。
6）450弯头使管道转向450的弯头。
7）900弯头使管道转向900的弯头。
8）1800弯头（回弯头）使管道转向1800的弯头。
9）三通一种可连接三个不同方向管道的呈T形的管件。
10）等径三通直径相同的三通。
常用T（S）表示。
女口DN600—L360T（S）DN1000-L450T
（S）。
11）异径三通直径不相同的三通。
常用T（R）表示。
女口DN1000X1000X850—L450T（R）
DN600X600X400—L360T（R）
12）四通一种可连接四个不同方向管道的呈十字形的管件。
13）等径四通直径相同的四通。
14）异径四通直径不同的四通。
15）异径管接头（大小头）两端直径不同的直通管件。
16同心异径管接头（同心大小头）两端直径不同但中心线重合的高接头。
17）偏心异径管接头（偏心大小头）两端直径不同、中心线不重合、一侧平直的管接头。
18管箍用于连接两根管段的、带有内螺纹或承口的管件。
19）双头螺纹管箍两端均有螺纹的管箍。
20）单头螺纹管箍一端有螺纹的管箍
21）双承口管箍两端均有承括的管箍
22）单承口管箍一端有承口的管箍。
23）内外螺纹接头（内外丝）用于连接直径不同的管段，小端为内螺纹，大端为外螺纹的管接头。
24）活接头由几个元件组成的用于连接管段，便于装拆管道上其他管件的管接头。
25）管堵（丝堵）用于堵塞管子端部的外螺纹管件，有方头管堵、六角管堵等。
26）管帽（封头）于管子端部焊接或螺纹连接的帽状管件。
2.4管法兰、垫片
1）法兰用于连接管子、设备等的带螺栓孔的突缘状元件。
2）平焊法兰需将管子插入法兰内圈焊接的法兰。
3）对焊法兰带颈的、有园滑过渡的、与管子对焊连接的法兰。
4）承插焊法兰带有承口的、与管子承插焊连接的法兰。
5）螺纹法兰带有螺纹、与管子螺纹连接的法兰。
6）松套法兰活套在管子上的法兰，与翻边短节组合使用。
7）特殊法兰非园形的法兰，如菱形法兰、方形法兰。
8）异径法兰（大小法兰）同标准法兰连接，但接管公称直径小于该标准法兰接管公称直径的法兰。
9）平面法兰密封面与整个法兰面为同一平面的法兰。
10）凸台面法兰（光滑面法兰）密封面略高出整个法兰面的法兰。
11）凹凸面法兰一对法兰，其密封面，一个呈凹形，一个呈凸形。
12）榫槽面法兰一对法兰，其密封面，一个有榫，一个有与榫相配的槽。
13）环连接面法兰法兰的密封面上有一环槽。
14）法兰盖（盲法兰）与管道端法兰连接，将管道封闭的园板。
15）垫圈垫在连接件与螺母子间的零件，一般为扁平的金属环。
16）垫片为防止流体泄漏设置在静密封面之间的密封元件。
17）非金属垫片用石棉、橡胶、合成树脂等非金属材料制成的垫片。
18）非金属包垫片在非金属垫外包一层合成树脂的垫片。
19）半金属垫片用金属和非金属材料制成的垫片，如缠绕式垫片，金属包垫片等。
20）缠绕式垫片由V形或W形断面的金属带夹非金属带螺旋缠绕而成的垫片。
21）内环设置在缠绕式垫片内圈的金属环。
22）外环设置在缠绕式垫片外圈的金属环。
23）金属包垫片在非金属内芯外包一层金属的垫片。
24）金属垫片用钢、铜、铝、镍或蒙乃尔合金等金属制成的垫片。
2.5常用阀门
1）阀门用以控制管道内介质流动的、具有可动机构的机裓产品的总称。
2）闸阀启闭件为闸板，由阀杆带动，沿阀座密封面做升降运动的阀门。
3）截止阀启闭件为阀瓣，由阀杆带动，沿阀座（密封面）轴线做升降运动的阀。
4）节流阀通过启闭件（阀瓣）改变通路截面积，以调节流量、压力的阀门。
5）球阀启闭件为球体，绕垂直于通路的轴线转动的阀门
6）蝶阀启闭件为蝶板，绕固定轴转动的阀门。
7）隔膜阀启闭件为隔膜，由阀杆带动，沿阀杆轴线做升降运动，并将动作机构与介质隔开的阀门。
8）旋塞阀启闭件呈塞状，绕其轴线转动的阀门。
9）止回阀启闭件为阀瓣，能自动阻止介质逆流的阀门。
10）安全阀当管道或设备内介质的压力超过规定值时，启闭件（阀瓣）自动开启排放，低于规定值时自动关闭，对管道或设备起保护作用的阀门，
11）减压阀通过启闭件（阀瓣）的节流，将介质压力降低，并借阀后压力的直接作用，使阀后压力自动保持在一定范围的阀门。
12）疏水阀自动排放凝结水并阻止蒸汽通过的阀门。
13）调节阀根据外来信号或流体压力的传递推动调借机构，以改变流体流量的阀门。
14）延伸杆阀降阀门的阀杆接长以便操作的阀门。
2.5阀门的压力－温度等级及型号识别
1）阀门的最大允许工作压力随工作温度的升高而降低。
压力－温度等级是阀门设计和选用的
基准，在选用阀门时应特别注意。
采用GB9112〜GB9122标准法兰的钢制阀门在不同工作温
度下的最大允许工作压力按下式计算
卩二①PN©—系数（请查有关阀门手册）；PN—阀门的公称压力MPa。
目前我国阀门厂生产的高、中、低压阀门采用的ANSI美国国家标准。
磅力/平方英寸
2
（Ibf/in）有1501b200Ib3001b4001b6001b900Ib15001b25001b35001b。
公称压
力（MPa）有1.01.62.04.05.06.4
6.810.015.025.042.059.0MPa
2）阀门型号阀门型号编制方法主要参照JB308〜75标准。
由7个单元表示，按以下顺序排列，
rr第七单元用汉语拼音表示阀体材料第六单元用阿拉伯数字表示阀门的公称压力
第五单元用汉语拼音字母表示密封面或衬里材料
第四单元用一位阿拉伯数字表示阀门的结构形式
第三单元用一位阿拉伯数字表示阀门的连接形式
第二单元用一位阿拉伯数字表示驱动方式
第一单元用汉语拼音字母表示阀门的类别
如Z940H-1.6CZ表示闸阀9表示电动驱动4表示法兰连接
0表示弹性闸板H表示密封面为不锈钢1.6表示公称压力为1.6MPaC表示阀体材
料为碳钢。
阀门类型表示时，第二单元驱动方式为在手轮手柄或扳手驱动或自动的阀门，可省略。
第七单元阀体材料，当为公称压力PNW1.6MPa的铸铁阀体和公称压力PN>2.5MPa
的碳素钢阀体,可省略本单元。
例如：
J11H-1.0表示截止阀，内螺纹连接，直通式，密封面
为不锈钢，公称压力为1.6MPa的铸铁阀。
式中第二单元、第七单元都省略没写
第一单元阀门类型代号
阀门类型代号阀门类型
代号1
:
安全阀A球阀
Q「
蝶阀
D
疏水阀
S
隔膜阀
G
柱塞阀
U
［止回阀
H
旋塞阀
X:
截止阀
J
减压阀
Y
排污阀
P
第二单元阀门驱动方式及方代号
驱动方式
代号
驱动方伞式
代号'
电磁动
0
伞齿轮
5
电磁-液动
1
气动
6
电-液动
2
液动
7
蜗轮
3
气-液动
8
正齿轮
4
电动
9
第三单元阀门连接形式及代号
连接形式
代号
连接形式
代号丨
内螺纹
1
对夹—
7
外螺纹
2
卡箍
8
法兰
4
卡套:
9「
焊接
6
第四单元各种阀门结构形式及代号
表1闸板阀结构形式及代号
结构
形式
明杆
暗杆
楔式
平行式
楔式
弹性闸板
刚性
单闸板
双闸板
单闸板
双闸板
单闸板
双闸板
代号
0
1
2
3
4
5
6
表2截止阀和节流阀的结构形式和代号
结构形式
直通
角式
直流式
平衡
直通式
角式
代号
1
4
5
6
7
表3球阀的结构形式和代号
结构形式
浮动球
固定球
直通式
二通式
直通式
代号
1
4
5
7
表4旋塞阀的结构形式和代号
结构形式
填料
油封
直通式
T形三通式
四通式
直通式
T形三通式
代号
3
4
5
7
8
表5蝶阀的结构形式和代号
结构形式
杆杠式
垂直板式
斜板式|
代号
0
1
3
表6隔膜阀的结构形式和代号
结构形式
屋脊式
截止式
闸板式
代号
1
3
7
表7安全阀的结构形式和代号
结构形式
弹簧
脉冲式
封闭
不封闭
带散
微启
全启
带板手
带控
热片
式
式
制机
构
全启
式
全启
式
双弹簧微启式
微启
式
全启
式
全启
式
全启
式
代号
0
1
2
0
3
7
8
5
6
9
表8止回阀和底阀的结构形式和代号
结构形式
|升降
微启
直通式
立式
单瓣式
多瓣式
升瓣式
代号
1
2
4
5
6
表9减压阀的结构形式和代号
结构形式
薄膜式
弹簧薄膜式
活塞式
波纹管式
杆杠式
代号
1
2
3
4
5
表10疏水阀的结构形式和代号
结构形式
浮球式
钟形浮子式
脉冲式
热动力式
代号
1
5
8
9
第五单元阀门密封面或衬里材料及代号
密封面或衬里材料
代号
密封面或衬里材料
代号
铜合金
T
渗氮钢
D
橡胶
X
硬质合金
Y
尼龙塑料
N
衬胶
J
氟塑料
F
衬铅
Q
巴氏合金（锡基轴承合金
B
搪瓷
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