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一·管道系統(tǒng)概述:
為了輸送液體或氣體,必須使用各種管道,管道中除了直管道用鋼管外,還要用到各種管配件:管道拐彎時(shí)必須用到彎頭,管道變徑時(shí)要用到大小頭,
分叉時(shí)要用到三通或者四通,管道接頭與接頭相連時(shí)要用到法蘭,為打到開(kāi)啟輸送介質(zhì)的目的,還要用到各種閥門,為熱脹冷縮或者頻繁震動(dòng)對(duì)管道系統(tǒng)
的影響,還要用到膨脹節(jié)也叫補(bǔ)償器(多種形式)。此外在管路上還有與各種儀器儀表相連接的各種接頭,堵頭等。管路內(nèi)流通介質(zhì)不同,相應(yīng)管道或管
件也要做出與技術(shù)要求相符的改變來(lái)保證管路的穩(wěn)定性與常態(tài)適應(yīng)性。我們習(xí)慣將管道系統(tǒng)中除直管意外的其他配件統(tǒng)稱為管件。
二·金屬材料常識(shí)
金屬材料是我們?nèi)粘I罴肮I(yè)上應(yīng)用最廣泛的材料。它主要分為鋼、鐵、合金及有色金屬等幾大類,而其中的鋼又是應(yīng)用最多最普遍的材料。鋼中
的主要成份是鐵元素,其余部分是人為添加的合金元素體及生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的雜質(zhì)。正是由于這些添加的合金元素的種類不同,數(shù)量不同方能形成個(gè)類
不同材質(zhì)不同用途的鋼種。例如普通碳鋼,不銹鋼,合金鋼等等,在這些添加的元素中,碳往往起著非常重要的角色。
2.1 鋼中常見(jiàn)的化學(xué)元素
各種鋼鐵中占百分比較多的為鐵元素(Fe),除此之外通常含有常見(jiàn)的幾種元素體,也是鋼中的合金元素。
?。茫ㄌ迹 。樱椋ü瑁 。停睿ㄥi)?。校祝。樱颍 。茫颍ㄣt) Ni(鎳) ?。停铮ㄣf) Ti(鈦)?。郑ㄢC)等等常見(jiàn)的元素體。
一般情況下,其中的P,S 也就是磷,硫?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)出的雜質(zhì)成份,其含量越低相對(duì)應(yīng)鋼材質(zhì)量越高。
2.2 鋼的分裂:
按照鋼中添加的合金元素不同及用量多少,我們可將鋼簡(jiǎn)單分為幾大類:碳鋼,不銹鋼,合金鋼。
?。ǎ保┨间摚浩渲泻辖鹪刂挥校谩。樱椤。停睢。小。游宸N,再按照硫磷含量不同又可分為普碳鋼(其要求硫磷含量不超過(guò)其本身百分之0.04)優(yōu)碳鋼(其要求
硫磷含量不超過(guò)其本身百分之0.03)兩種碳鋼常見(jiàn)型號(hào)有:普碳鋼(Q215A.Q235BF)優(yōu)碳鋼(20#。45#。16MN)等。
這種鋼的強(qiáng)度和韌性一般,也不耐腐蝕,但是因其成本低也在鋼中使用率最高。
?。ǎ玻┖辖痄摚撼间撝泻校捣N元素體外,還添加了百分之十以下的 Cr?。停铩。值仍貫?,常見(jiàn)的合金鋼種有15CrMo?。保玻茫颍保停铮帧。保茫颍担停锏取Ec碳鋼相比,
合金鋼的強(qiáng)度更高,耐濕性能耐熱性能也有所提高,但是其抗腐蝕性能扔較差,因此,合金鋼通常用于腐蝕程度不高的高溫高壓場(chǎng)合,如鍋爐用鋼,
電廠熱蒸汽輸送等等,使用成本處于中等水平。
?。ǎ常┎讳P鋼:通常是在碳鋼基礎(chǔ)上,增加了比例較高的Cr.Ni等合金而成,含量比例可達(dá)百分之20以上。常見(jiàn)的不銹鋼鋼種有:304?。常埃矗獭。常玻薄。常保丁?/p>
?。常保叮獭。保茫颍保福危椋梗裕榈?。前幾種用數(shù)字表示的鋼號(hào)為日本、美國(guó)鋼號(hào)表示方法,最后一種(1Cr18Ni9Ti)為國(guó)內(nèi)鋼號(hào)表示方法。下面以數(shù)字表示法鋼號(hào)
為例,說(shuō)明幾種不銹鋼成份之間的關(guān)系:作為一般性的了解,也為了便于初學(xué)者記憶,我們可以這樣認(rèn)為(但不是十分準(zhǔn)確的說(shuō)法)。
?。常埃矗拘弯摲N,只含(C小于百分之0.08)、Cr(成份小于百分之18)、Ni(成份小于百分之9)
?。常埃矗蹋吞迹玫模常埃础。ǎ贸煞菪∮诎俜种埃埃担┮步凶鳎常埃矗?/p>
?。常玻保常埃矗裕椋ㄆ浜坎怀^(guò)百分之0.5)
316-304+Mo(其含量不超過(guò)百分之2.5)
?。常保叮蹋吞迹玫模常保叮ㄆ涮己坎怀^(guò)其百分之0.05)也叫作316L
不銹鋼的強(qiáng)度、韌性指標(biāo)是各項(xiàng)鋼種最好的,其最特出的有點(diǎn)灰耐腐蝕性,在化工造紙等腐蝕性較強(qiáng)的場(chǎng)合必須使用不銹鋼來(lái)達(dá)到其技術(shù)再求,成本
較高。
2.3 鋼的性能表示:
一種鋼性能的好壞, 總要用一些指標(biāo)來(lái)反映出本身出現(xiàn)的問(wèn)題,再用各種實(shí)驗(yàn)證明鋼的各種性能。我們通常用其所含的化學(xué)成分和機(jī)械性能的數(shù)值來(lái)
反映本身的質(zhì)量和性能。機(jī)械性能通常有三個(gè)指標(biāo):抗拉強(qiáng)度(TS):材料在拉斷時(shí)所能承受的最大外拉力。屈服強(qiáng)度(YS):材料發(fā)生塑性變形時(shí)所
能承受的最小外拉力。延伸率(EL):材料在拉斷后,在長(zhǎng)度方向上延長(zhǎng)的百分比,比值越大,說(shuō)明材料的塑性越好。有時(shí)還會(huì)使用硬度值、沖擊韌性
值等試驗(yàn)來(lái)反映材料的具體性能。
我們常見(jiàn)的碳鋼20#、Q235及國(guó)外的SS400、SS41、St37等等諸多材料。它們的性能是非常接近的,或者說(shuō)基本可以互相取代,它們的具體元素含量參數(shù)
大致如下:C:?。埃保福ィ埃玻保ァ。樱椋海埃常埃ァ 。停睿海埃担ァ 。?、S:0.025% TS:-550Mpa ?。伲樱海玻叮埃停穑帷 。牛蹋海玻担?/p>
?。玻础 ′摰慕M織及其變化
鋼為什么會(huì)有性能的差別,其實(shí)與鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織有關(guān)。通過(guò)顯微鏡可以看出,鋼的內(nèi)部是由許多不同像細(xì)胞一樣的晶塊疊加而成,通過(guò)仔細(xì)觀察,
這些粒狀的晶體其實(shí)屬于不同類別,我們通常將】同一種類的晶塊稱為“相”或者“體”。如我們平時(shí)所說(shuō)的奧氏體、鐵素體就是指鋼中最常見(jiàn)的兩種
組織結(jié)構(gòu),也就是兩種相。一種鋼中含有哪些相,每一種相所占比例多少,相的形態(tài)如何,這些都直接影響到鋼的性能。也就是說(shuō),如果鋼中相的類型
、比例、形態(tài)發(fā)生變化,鋼的性能也會(huì)隨之改變。那么哪些因素會(huì)促使這些變化呢?顯然,鋼的成份的變化會(huì)影響到鋼的性能,而對(duì)于成份固定的某一
種鋼來(lái)說(shuō),比如20#、或者304L,當(dāng)它們被形變加工時(shí)、進(jìn)行熱處理時(shí)其性能也會(huì)發(fā)生變化。歸納起來(lái),影響鋼的性能的主要因素有成份、變形、和溫度
。
?。玻怠 ′摰臒崽幚?/p>
為了使某種鋼達(dá)到我們所希望的性能,必須使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定于某一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。在很多情況下,我們要進(jìn)行鋼的熱處理。因?yàn)槲覀兒芏喈a(chǎn)品都是
經(jīng)過(guò)變形而成的,上面提到經(jīng)過(guò)形變的鋼,其組織結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化,也就是說(shuō)鋼的性能隨之發(fā)生了變化。而這種變化往往不會(huì)使產(chǎn)品性能變的更好,
這時(shí)我們要采取熱處理的方法來(lái)消除這些變化,恢復(fù)鋼的應(yīng)力程度。
2.6 鋼號(hào)的表示方法
世界各國(guó)鋼號(hào)表示方法不盡相同,但多以兩類方法來(lái)表示,一類以含有合金之素的多少來(lái)表示,一類以鋼種代號(hào)及強(qiáng)度數(shù)值來(lái)表示。例如:20#鋼表示含
碳量為0.20%左右的優(yōu)碳鋼。45#鋼為含碳量為0.45%左右的優(yōu)碳鋼。1Cr18Ni9Ti-表示含碳量0.1%以下,Cr18%左右,Ni9%左右,Ti含少許。0Cr18Ni9-表
示含碳量極低,要小于0.08% ,Cr18%左右,Ni9%左右。Q235-表示屈服強(qiáng)度小于235MPA的普碳鋼,SS400-表示抗拉強(qiáng)度小于400MPA的優(yōu)碳鋼。
三·管道系統(tǒng)常識(shí)
?。常薄 」艿莱S貌牧?/p>
管道中長(zhǎng)用的的原材料有:板材,管材和鍛件。
?。ǎ保┌宀模撼R?jiàn)的板材有卷板、平板。和開(kāi)平板。卷板通常是成卷交貨,優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)需要任意截取長(zhǎng)度、缺點(diǎn)是必須有相應(yīng)的開(kāi)卷設(shè)備,版面平整度一
般。平板通常是成張交貨,優(yōu)點(diǎn)是板面平整,便于運(yùn)輸,使用缺點(diǎn)是有時(shí)板材使用率較低。開(kāi)平板是將卷板通過(guò)剪板機(jī)剪成一塊塊板面平整后而成的。
區(qū)分平板和開(kāi)平板的方法除了觀察其表面及邊緣平整度和光滑度外,還有一簡(jiǎn)便方法,真正的平板每張上均有鋼廠出廠時(shí)的標(biāo)記如廠家、規(guī)格、鋼號(hào)等
字樣。而在開(kāi)平板上就沒(méi)有這些印記。
板材理論重量計(jì)算公式為:
碳鋼板理論重量=長(zhǎng)※寬※厚※7.85
不銹鋼板理論重量=長(zhǎng)※寬※厚※7.91 注意兩種計(jì)算公式都是毫米為單位而計(jì)算出的重量為公斤。
例如:一張1500*6000*6的不銹鋼板:計(jì)算應(yīng)為1500*6000*6*7.91=71190000.小數(shù)點(diǎn)前移6位=71.19KG
(2)管材:這主要指圓管,可大致分為焊管(直縫焊管、螺旋焊管)以及無(wú)縫管。焊管也叫有縫焊管通常用于壓力較低(20KG/CM2)的管道,其中螺旋
焊管又主要用于大口徑如DN400以上系統(tǒng),因此壁厚一般較?。ㄍǔ#樱茫龋保耙韵拢o(wú)縫管則一般用于壓力較高的管道,由于無(wú)縫管的生產(chǎn)工藝所限,我
們常用的工業(yè)無(wú)縫管,通常是熱軋而成,因此市場(chǎng)上可供熱軋無(wú)縫管的壁厚,對(duì)于一定口徑的管材通常是有一定下限的(一般在SCH10以上)如此:φ
?。玻罚眨矗浮”诤瘛荩玻啊 ˇ眨担罚眨罚丁”诤瘛荩常啊 ˇ眨福梗眨保担埂”诤瘛荩常怠 ˇ眨保叮福眨玻保埂 ”诤瘛荩矗啊。ǎ保叮福呈袌?chǎng)有,但相對(duì)來(lái)說(shuō)較少) φ273 壁厚≥
?。叮啊 ˇ眨常玻担眨常罚贰 ”诤瘛荩福啊 ˇ眨矗埃玻眨矗玻丁”诤瘛荩梗啊 ˇ眨担常埃眨叮常啊 ”诤瘛荩保埃?/p>
管材每米理論重量計(jì)算公式為:
碳鋼管重量=(外徑-壁厚)*壁厚*0.02466 不銹鋼理論重量=(外徑-壁厚)*壁厚*0.02491 ?。ㄒ陨蠑?shù)據(jù)毫米為單位,重量為公斤)
例如:一根6米長(zhǎng)273*8的不銹鋼管每米重量為:(273-8)*8*0.02491=52.81KG?。。丁。剑常保叮福叮耍?/p>
?。ǎ常╁懠哄懠ǔS糜谥圃旆ㄌm,承插件,和某一部分接頭等
?。常病 」芟低◤郊氨诤竦谋硎痉椒ǎ?/p>
?。ǎ保┖?jiǎn)單明了的表示方法是:管道的實(shí)際外徑*實(shí)際壁厚,例如φ114.3*6.02即表示管道外徑為114.3MM,壁厚為6.02MM。但很多情況下便于設(shè)計(jì),管道
多用公稱通徑來(lái)表示。例如DN100,4”等。壁厚用管標(biāo)號(hào)SCH××表示,如SCH80來(lái)表示。這些數(shù)值不代表實(shí)際外徑或者實(shí)際壁厚,它們只是一種標(biāo)識(shí)。
由于世界各國(guó)使用上的習(xí)慣,某種公稱通徑(如DN100)所代表實(shí)際外徑不是唯一的,歸納起來(lái),主要有兩種,一種公制系列(B系列)一種英制管(A
系列)。因此,如果只知道公稱通徑,而不知道屬于哪種系列,通常我們不能確定它的實(shí)際外徑。至于壁厚通常按照給出的標(biāo)號(hào),查詢相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)
知識(shí),即可查到它所代表的實(shí)際壁厚。
?。ǎ玻┯行├系脑O(shè)計(jì)部門,尚沿用這種習(xí)慣。以DN××表示為公制管(B系列),以英寸表示為英制管為A系列。但根據(jù)目前實(shí)際情況,后一種情況以英寸
表示公稱通徑時(shí),一般代表英制管為A系列。但是前一種情況已經(jīng)不能確定。目前較為準(zhǔn)確的做法是,不論公制管還是英制管都以DN××來(lái)表示。需要
溝通需方來(lái)確定所使用的管道系列,否則可能發(fā)生錯(cuò)誤造成不必要的損失。
?。常场 」芗姆诸悾?/p>
一般來(lái)講,在整條管線中,除直管外的各種配件統(tǒng)稱為管件。不過(guò)習(xí)慣的,我們將彎頭,三通,大小頭,管帽及各種管接頭等統(tǒng)稱管件,同時(shí)將法蘭
閥門,膨脹節(jié),管道支架等分別稱呼。以下主要就管件進(jìn)行細(xì)分。依據(jù)直管與管件焊接時(shí)焊接方式不同,可將管件分為兩大類:管件對(duì)焊類(BW),承插
(SW),螺紋類(TH)。產(chǎn)品有彎頭,三通,大小頭,管帽,變徑管,各種管接頭(由任,考貝侖,單頭絲,雙頭絲,不申,堵頭等等。)依據(jù)管件表
面是否帶有焊縫,可將管件分為有縫管件和無(wú)縫管件兩大類。GB/T12459-2005為無(wú)縫管件。GB/T13401-2008為有縫管件。
3.4 管件標(biāo)識(shí):
所謂管件標(biāo)識(shí),也就是對(duì)某一種管件品種,要知道哪些參數(shù)才能確定這種管件的特征。一般的講,必須知道一下參數(shù)。1類別(彎頭還要知道角度,彎曲
半徑,大小頭要知道同心還是偏心) 2材質(zhì)?。惩◤酱笮〖肮苤啤。幢诤窕蚬軜?biāo)號(hào)?。祱?zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號(hào)
3.5 有關(guān)管道及管件的英文代號(hào)匯總:
為了設(shè)計(jì)及書(shū)寫(xiě)時(shí)方便,經(jīng)常用英文字母來(lái)代表有關(guān)內(nèi)容?,F(xiàn)就常見(jiàn)的一些代號(hào)匯總?cè)缦?/p>
3.6 管件常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)
管件中最常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)由四種。GB/T12459-2005 無(wú)縫對(duì)焊國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ?。牵拢裕保常矗埃保玻埃埃负缚p管件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ?。粒危樱伞。拢保叮埂∶罉?biāo)對(duì)焊管件標(biāo)準(zhǔn) ANSI?。拢保叮保?/p>
承插及螺紋管件標(biāo)準(zhǔn)(美標(biāo))有時(shí)也會(huì)用到以下標(biāo)準(zhǔn):HG514-87 化工部標(biāo)準(zhǔn) ?。樱龋剩矗埃福梗啊≈惺芗?biāo)準(zhǔn) ?。剩桑印。拢玻常保薄?,?。剩桑印。拢玻常保?,JIS?。拢玻常保度毡?/p>
管件標(biāo)準(zhǔn)還有德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)等等。
四· 法蘭常識(shí)
法蘭是管道中起連接作用的重要部分,種類多,標(biāo)準(zhǔn)繁雜。其主要的作用是連接,因此法蘭的主要特性是連接方式和密封面,主要影響參數(shù)是管道壓力
?。ń橘|(zhì)不同影響材質(zhì)選定);一般的講。低壓系統(tǒng)(PN<2.5MPA)采用平焊或板式法蘭,普通突面(RF)密封,中壓系統(tǒng)(2.5-64MPA)采用對(duì)焊法蘭
,RF或凹凸面(FM/M)密封,高壓系統(tǒng)(100MPA以上),通常采用對(duì)焊法蘭,梯形槽(RJ)密封。在低壓不銹鋼法蘭系統(tǒng)中,有時(shí)為了節(jié)約成本及維修
方便,還采用松套法蘭或活套環(huán)法蘭。
?。矗薄 £P(guān)于法蘭的標(biāo)準(zhǔn)
目前,法蘭的標(biāo)準(zhǔn)較多,國(guó)內(nèi)有GB(國(guó)家系列)JB(機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn))HG(化工部標(biāo)準(zhǔn))等,國(guó)外有ANSI(美標(biāo)),JIS(日標(biāo)),DIN(德標(biāo))等。但是目
前使用較多的標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類別:(1)以DIN標(biāo)準(zhǔn)為主的歐洲體系(包括DIN,GB,JB,HG20592);(2)以ANSI標(biāo)準(zhǔn)為主的美洲體系(ANSI,GB,HG20615)
??;此二大類法蘭可通過(guò)表示方法區(qū)分壓力等級(jí)區(qū)分標(biāo)識(shí)。(JIS標(biāo)準(zhǔn)為另一種標(biāo)準(zhǔn)不屬于此前兩類)
4.2 法蘭的類型和標(biāo)識(shí)
?。ǎ保┓奖阌谠O(shè)計(jì)及表述,世界各地習(xí)慣用字母符號(hào)表示法蘭種類及密封面形式,如在HG20592,ANSI?。拢保叮?,?。模桑渭埃剩桑訕?biāo)準(zhǔn)中均有下述表達(dá)。SO 平焊法蘭
WN 對(duì)焊法蘭 ?。校贪迨椒ㄌm ?。校剩校一颍校剩遥省』钐篆h(huán)法蘭 LP 松套法蘭 ?。裕嚷菁y法蘭 密封面形式 普通突面密封RF M凸面密封 ?。疲桶济婷芊狻。蚤久婷?/p>
封 TG槽面密封 ?。遥侍菪尾勖芊狻 。疲迫矫婷芊?/p>
?。ǎ玻┐_定一種法蘭的全部特征需要知道以下幾個(gè)方面:
?。狈ㄌm的制造標(biāo)準(zhǔn) 如:ANSI?。拢保叮?/p>
?。卜ㄌm類型
3公稱通徑及管制
?。磯毫Φ燃?jí)
5密封面形式
?。恫馁|(zhì)
幾點(diǎn)說(shuō)明:1 某些法蘭標(biāo)準(zhǔn)與法蘭類型,密封面形式是一一對(duì)應(yīng)的,即給出標(biāo)準(zhǔn)就知道了法蘭類型和密封面形式。
?。病£P(guān)于管制,一般來(lái)講目前世界較為通行的是英制管,公制管系列在國(guó)內(nèi)的一些老標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用較多,因此一些老標(biāo)準(zhǔn)中只含有公制,另外,如果
通徑以英寸表示,一般代表英制管。
?。场£P(guān)于字母代號(hào),國(guó)內(nèi)一些老標(biāo)準(zhǔn)未與采用,而HG20592-97則全面與國(guó)際接軌,采用了通用符號(hào)?!?/p>
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