压力管道管件基本知识.docx

1、压力管道管件基本知识压力管道材料管道器材选用6管道器材选用6.1管子6.1.1 焊接钢管6.1.2 无缝钢管6.2管件6.2.1连接形式6.2.2对焊管件6.2.3承插焊和螺纹连接管件6.2.4 常用管件标准6.3 法兰及紧固件6.3.1法兰6.3.1法兰6.3.2螺栓/螺母6.3.3垫片6.4阀门及其它管道设备6.4.1阀门的质量要求6.4.2阀门型式的选用6管道器材选用 压力管道的管子及其元件的选用包括应用标准、材料标准、结构形式、连接形式等内容的选定。它是管道压力等级内容的延伸。压力管道的介质、操作条件种类繁多，在这里不可能对各种情况都给出选用的标准，只能给大家一个思路，在具体的设计工作

2、中还要具体分析并注意总结经验。6.1管子管子是压力管道中应用最普遍、用量最大的元件，它的重量占整个压力管道的近2/3，而投资则占近3/5。因此，管子选的好与坏、是否经济合理，直接影响着石油化工生产装置的安全和基建投资费用。在我国的钢管制造标准中，有结构用钢管和流体输送用钢管之分。结构用钢管：主要用于一般金属结构如桥、梁、钢构架等，它只要求保证强度与刚度，而对钢管的严密性不作要求。流体输送用钢管：主要用于带有压力的流体输送，它除了要保证有符合相应要求的强度与刚度外，还要求保证密闭性，即在出厂前要求逐根进行水压试验。对压力管道来说，它输送的介质常常是易燃、易爆、有毒、有温度、有压力的介质，故应选用

3、流体输送用钢管。在实际的工程设计、采购和施工中，经常发现有用结构用钢管代替流体输送用钢管的现象，这是不允许的。6.1.1焊接钢管常用的焊接钢管标准有：GB/T3091流体输送用焊接钢管GB/T9711.11997石油天然气工业输送钢管交货技术条件SY/T5038普通流体输送用螺旋缝高频焊钢管SY/T5037普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管GB12771流体输送用不锈钢焊接钢管 HG50237.14奥氏体不锈钢焊接钢管目前，常用的焊接钢管根据其生产时采用的焊接工艺不同可以分为：连续炉焊(锻焊)钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。a.连续炉焊(锻焊)钢管连续炉焊(锻焊)钢管 是在加热炉内对钢带进行加热

4、，然后对已成型的边缘采用机械加压方法使其焊接在一起而形成的具有一条直缝的钢管。特 点： 生产效率高，生产成本低；但焊缝质量差，综合机械性能差。材料牌号：Q195A、Q215A、Q235A三种用 途：适于设计温度为0100、设计压力不超过0.6MPa的水和压缩空气系统。标 准：GB/T3091流体输送用焊接钢管b.电阻焊钢管电阻焊钢管 是通过电阻焊或电感应焊焊接方法生产的，带有一条直焊缝的钢管特 点：生产效率高，自动化程度高，焊后的变形和残余应力较小。设备投资高，对焊接接头的质量要求也比较高。由于接头处难免有杂质存在，所以接头塑性和冲击韧性较低。标 准：SY/T5038普通流体输送用螺旋缝高频焊

5、钢管材料牌号：Q195A、Q215A、Q235A三种用 途：适用于设计温度200的水、煤气、空气、采暖蒸汽等标 准：GB/T9711.11997石油天然气工业输送钢管交货技术条件材料牌号：L 175、L210，L245，L290，L320，L360，L450等15种用 途：石油天然气工业中可燃流体和非可燃流体（中、低压）c.电孤焊钢管电孤焊钢管 是通过电弧焊焊接方法生产的钢管。特 点：接头达到完全的冶金结合，接头的机械性能能够完全达到或达到母材的机械性能。在经过适当的热处理和无损检查之后，电弧焊直缝钢管的使用条件可达到无缝钢管的使用条件而取代之。螺旋缝钢管材料牌号： Q195、Q215、Q23

6、5三种用 途：适用于设计温度200的水、煤气、空气、采暖蒸汽等标 准：SY/T5037普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管直缝钢管材料牌号： 1Cr18Ni9、0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2共12种用 途：设计压力小于5.0MPa，焊缝系数小于1.0时，不宜用于极度或高度危害介质标 准：GB12771流体输送用不锈钢焊接钢管 HG50237.14奥氏体不锈钢焊接钢管6.1.2 无缝钢管无缝钢管 是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。必要时，热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。目前，

7、无缝钢管（DN15600）是石油化工生产装置中应用最多的管子。a.碳素钢无缝钢管材料牌号： 10、20、09MnV、16Mn共4种标 准：GB8163流体输送用无缝钢管 GB/T9711.11997石油天然气工业输送钢管交货技术条件 GB6479化肥设备用高压无缝钢管GB9948石油裂化用无缝钢管GB3087低中压锅炉用无缝钢管GB5310高压锅炉用无缝钢管 GB/T8163：材料牌号：10、20、09MnV、16Mn适用范围：设计温度小于350、压力低于10MPa的油品、油气和公用介质GB6479：材料牌号：10、20G、16Mn共3种适用范围：设计温度40400、设计压力10.032.0M

8、Pa的油品、油气GB9948：材料牌号：10、20共2种适用范围：不宜采用GB/T8163钢管的场合。GB3087：材料牌号：10、20共2种适用范围：低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等GB5310：材料牌号：20G 1种适用范围：高压锅炉的过热蒸汽介质检验：一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。GB5310、GB6479、GB9948三种标准的钢管，除了流体输送用钢管必须进行的试验外，还要求进行扩口试验和冲击试验；这三种钢管的制造检验要求是比较严格的。GB6479标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。GB3087标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，还

9、要求进行冷弯试验。GB/T8163标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，据协议要求进行扩口试验和冷弯试验。这两种管子的制造要求不如前三种严格。制造：GB/T/8163和GB3087标准的钢管多采采用平炉或转炉冶炼，其杂质成分和内部缺陷相对较多。GB9948多采用电炉冶炼。大多加入了炉外精炼工艺，成分和内部缺陷相对较少。GB6479和GB5310标准本身规定了炉外精炼的要求，其杂质成分和内部缺陷最少，材料质量最高。上述几个钢管标准的制造质量等级从低到高的顺序：GB/T8163GB3087GB9948GB5310图61 管道法兰与管子的连接方式密封面型式 法兰密封面有全平面、凸台面、凹凸

10、面、榫槽面、环槽面等五种。见图62。/P图62 法兰密封面型式 法兰代号不同的标准其法兰的密封面及型式的名称、代号略有区别。见表61、表62。表61 密封面名称及代号对照表序号SH 340696HG205922063597JB/T749094GB911220001全平面（FF）全平面（FF）平面（FF）2凸台面（RF）突面（RF）凸面突面（RF）3凹凸面（MF）凹凸面（MFM）凹凸面凹凸面（MF）4榫槽面（TG）榫槽面（TG）榫槽面榫槽面（TG）5榫槽面（TG）环连接面（RJ）环连接面环连接面（RJ）表62 结构型式代号对照表序号SH 340696HG205922063597JB/T74909

11、4GB911220001对焊（WN）对焊（WN）对焊（）对焊（）2承插焊（SW）承插焊（SW）承插焊（）3平焊（SO）平焊（SO）平焊（）平焊（）4螺纹（PT）螺纹（Th）螺纹（）5松套（LJ）松套（PJ/LF）松套（）松套（）6法兰盖（）法兰盖（BL）法兰盖（）法兰盖（）7整体法兰（IF）整体法兰（）整体法兰（）b结构型式的选用：平焊法兰：多用于介质条件比较缓和的情况下，如低压非净化压缩空气、低压循环水，它的优点是价格比较便宜；对焊法兰：最常用的一种，它与管子为对焊连接，焊接接头质量比较好，而且法兰的颈部利用锥度过渡，可以承受较苛刻的条件；承插焊法兰：常用于PN10.0MPa，DN40的管道

12、中；松套法兰：常用于介质温度和压力都不高而介质腐蚀性较强的情况。当介质腐蚀性较强时，法兰接触介质的部分(翻边短节)为耐腐蚀的高等级材料如不锈钢等材料，而外部则利用低等级材料如碳钢材料的法兰环夹紧它以实现密封；整体法兰：常常是将法兰与设备、管子、管件、阀门等做成一体，这种型式在备和阀门上常用。b.密封面型式的选用：全平面密封面：常与平焊型式配合以适用于操作条件比较缓和的(PNg1.0)工况下；常用于铸铁法兰或与铸铁连接的钢法兰；凸台面密封面：是应用最广的一种型式，它常与对焊和承插焊型式配合使用，在美式法兰中，常用在PN2.0、PN5.0和部分PN10.0MPa压力等级中；在欧式法兰中则常用在PN

13、1.6、PN2.5MPa压力等级；凹凸面密封面：常与对焊和承插型式配合使用，在美式法兰中不常采用，在欧式法兰中常用在PN4.0、PN6.4MPa等级中。但它不便于垫片的更换；榫槽面密封面：使用情况同凹凸面法兰；环槽面密封面：常与对焊连接型式配合(不与承插焊配合)使用，主要用在高温、高压或二者均较高的工况。在美式法兰中，常用在PN10.0(部分)、PN15.0、PN25.0、PN42.0MPa压力等级中。在欧式法兰中常用在PNl0.0、PN16.0、PN25.0、PN32.0、PN42.0。6.3.2螺栓/螺母选择法兰连接用紧固件材料时，应同时考虑管道操作压力、操作温度、介质种类和垫片类型等因素

14、。垫片类型和操作压力、操作温度一样，都直接对紧固件材料强度提出了要求。例如，采用缠绕式垫片密封的低压剧毒介质管道的法兰连接，尽管管道的操作压力和温度都不高，但因为使缠绕式垫片形成初始密封时所需要的比压力较大，从而要求紧固件的承受载荷也大，因此，在这种情况下就要求紧固件采用高强度合金钢材料。合金钢螺柱均应采用高级优质钢.即材料牌号后均应加字母A，如35CrMoA、25CrMoVA根据结构型式的不同，螺栓可分为六角头螺栓和双头螺栓(又称为螺柱)两类，而双头螺栓又分为通丝和非通丝两种。六角头螺栓：常与平焊法兰和非金属垫片配合用于操作较缓和的工况下。六角头螺栓常用材料是BL3或者是Q235B；双头螺栓

15、：常与对焊法兰配合使用在操作条件比较苛刻的工况下，其中，因为通丝型双头螺栓上没有截面形状的变化，故其承载能力强。而非通丝型双头螺栓则相对承载能力较弱。螺母材料常根据与其配合的螺栓材料确定，这些组合在一般的标准中都有规定。一般情况下，螺母材料应稍低于螺栓材料，并保证螺母硬度比螺栓硬度低HB30左右。6.3.3垫片垫片是借助于螺栓的预紧载荷通过法兰进行压紧，使其发生弹塑性变形，填充法兰密封面与垫片间的微观几何间隙，增加介质的流动阻力，从而达到阻止或减少介质的泄漏的目的。垫片性能的好坏以及选用的合适与否对密封副的密封效果影响很大。常用的垫片可以分为三大类，即非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。a.非金属垫片：石棉橡胶垫片，它是通过向石棉中加入不同的添加剂