化工管道基礎(chǔ)知識

一、管道的標注

            CWR------0930101------900--------B4C

          第一部分  第二部分  第三部分 第四部分

第一部分：介質(zhì)的代號

第二部分：管道號

第三部分：管道公稱直徑

第四部分：管道等級

備注：

介質(zhì)的代號：

-IW-生產(chǎn)水      -PW-生活水     -CNS-生產(chǎn)凈下水   -SFW-過濾水

-OIL-污油管     -RW-溶氣水     -CM-加藥罐        -IA-儀表空氣

-BA-曝氣空氣    ------界區(qū)線     -BW-反洗水        -CA-加酸管

-FBA-反洗空氣   -LC-蒸汽冷凝液  H 防凍管道        ET 電伴熱管道

-LS-低壓蒸汽管   -HWS-熱水管   -WW-污水管       -HWR-熱水回水管

-PWW-初期污染雨水總管   -RNW-消防廢水管         -SL-污泥管線

管道等級：

     B---------4------------C

第一單元 第二單元 第三單元

第一單元：壓力等級A-0.6MPa B-1.0MPa C-1.6MPa D-2.5MPa

第二單元：序號

第三單元：材質(zhì)   C-碳鋼管 F-涂塑復(fù)合鋼管 S-不銹鋼 W-鋼筋混凝土管P-UPVC/GRP

二、管道的分類

工業(yè)管道通常按照介質(zhì)的壓力、溫度、性質(zhì)分類，亦可按管道材質(zhì)、溫度和壓力分類

1、按介質(zhì)壓力分類

工業(yè)管道按介質(zhì)壓力分類

低壓管道：<2.5MPa

中壓管道：4~6.4MPa

高壓管道：10~100MPa

超高壓管道：>100MPa

管道在介質(zhì)壓力作用下，應(yīng)滿足以下主要要求：

①具有足夠的機械強度，管道所用管材和管路附件，以及接頭構(gòu)造，在介質(zhì)壓力作用下均須安全可靠。特別是高壓管道，還會產(chǎn)生振動。所以高壓管道還必須處理好防震加固問題。

②具有可靠的密封性，保證管道和管路附件以及連接接頭在介質(zhì)壓力作用下嚴密不漏，這就必須正確地選擇連接方法和密封材料，合理地進行施工安裝。

2、按介質(zhì)溫度分類

工業(yè)管道按介質(zhì)溫度分類

常溫管道：-40~120℃

低溫管道：-40℃以下

中溫管道：121~450℃

高溫管道：450℃以上

管道在介質(zhì)溫度作用下，應(yīng)滿足以下主要要求：

①管材耐熱的穩(wěn)定性。管材在介質(zhì)溫度的作用下必須穩(wěn)定可靠。對于同時承受介質(zhì)溫度和壓力作用的管道，必須從耐熱性和機械強度兩個方面滿足工作條件的要求。

②管道熱應(yīng)變的補償。管道在介質(zhì)溫度和外界溫度變化作用下，將產(chǎn)生熱變形，并使管道承受熱應(yīng)力的作用。所以輸送熱介質(zhì)的管道應(yīng)設(shè)計補償器，以便吸收管道的熱變形，減少管道的熱應(yīng)力。

③管道的絕熱保溫。為了減少管道熱交換和溫差應(yīng)力，輸送熱介質(zhì)和冷介質(zhì)的管道，管道外壁應(yīng)設(shè)絕熱層。

工業(yè)管道按介質(zhì)性質(zhì)分類

3、按管道材質(zhì)、溫度、壓力綜合分類

管道材質(zhì)、介質(zhì)溫度和壓力分類（GBJ235-82），這種分類方法是基于對管道工作狀態(tài)的可靠性和介質(zhì)的危險性的一種分類方法，共分為五類，具體見下表：

4、按工業(yè)用水使用程度分類

根據(jù)環(huán)境保護法和水資源法，工業(yè)用水應(yīng)按規(guī)定盡可能提高重復(fù)使用程度，以節(jié)約水資源和能源并保護環(huán)境。按使用程度的不同，分為源水管道、重復(fù)用水管道、循環(huán)用水管道。

5、按制造工藝及所用管坯形狀不同分類

按制造工藝及所用管坯形狀不同而分為無縫鋼管（圓坯）和焊接鋼管（板，帶坯）兩大類。

（1）無縫鋼管

因其制造工藝不同，又分為熱軋（擠壓）無縫鋼管和冷拔（軋）無縫鋼管兩種。冷拔（軋）管又分為圓形管和異形管兩種。

無縫鋼管，因其用途不同而分為如下若干品種：

GB/T8162-1999（結(jié)構(gòu)用無縫鋼管）。主要用于一般結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)。其代表材質(zhì)（牌號）：碳素鋼20、45號鋼；合金鋼Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等。  GB/T8163-1999（輸送流體用無縫鋼管）。主要用于工程及大型設(shè)備上輸送流體管道。代表材質(zhì)（牌號）為20、Q345等。

GB3087-1999（低中壓鍋爐用無縫鋼管）。主要用于工業(yè)鍋爐及生活鍋爐輸送低中壓流體的管道。代表材質(zhì)為10、20號鋼。

GB5310-1995（高壓鍋爐用無縫鋼管）。主要用于電站及核電站鍋爐上耐高溫、高壓的輸送流體集箱及管道。代表材質(zhì)為20G、12Cr1MoVG、15CrMoG等。

GB5312-1999（船舶用碳鋼和碳錳鋼無縫鋼管）。主要用于船舶鍋爐及過熱器用I、II級耐壓管等。代表材質(zhì)為360、410、460鋼級等。

GB1479-2000（高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管）。主要用于化肥設(shè)備上輸送高溫高壓流體管道。代表材質(zhì)為20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。

GB9948-1988（石油裂化用無縫鋼管）。主要用于石油冶煉廠的鍋爐、熱交換器及其輸送流體管道。其代表材質(zhì)為20、12CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni11Nb等。

GB18248-2000（氣瓶用無縫鋼管）。主要用于制作各種燃氣、液壓氣瓶。其代表材質(zhì)為37Mn、34Mn2V、35CrMo等。

GB/T17396-1998（液壓支柱用熱軋無縫鋼管）。主要用于制作煤礦液壓支架和缸、柱，以及其它液壓缸、柱。其代表材質(zhì)為20、45、27SiMn等。

GB3093-1986（柴油機用高壓無縫鋼管）。主要用于柴油機噴射系統(tǒng)高壓油管。其鋼管一般為冷拔管，其代表材質(zhì)為20A。

GB/T3639-1983（冷拔或冷軋精密無縫鋼管）。主要用于機械結(jié)構(gòu)、碳壓設(shè)備用的、要求尺寸精度高、表面光潔度好的鋼管。其代表材質(zhì)20、45鋼等。

GB/T3094-1986（冷拔無縫鋼管異形鋼管）。主要用于制作各種結(jié)構(gòu)件和零件，其材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。 

GB/T8713-1988（液壓和氣動筒用精密內(nèi)徑無縫鋼管）。主要用于制作液壓和氣動缸筒用的具有精密內(nèi)徑尺寸的冷拔或冷軋無縫鋼管。其代表材質(zhì)為20、45鋼等。

GB13296-1991（鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管）。主要用于化工企業(yè)的鍋爐、過熱器、熱交換器、冷凝器、催化管等。用的耐高溫、高壓、耐腐蝕的鋼管。其代表材質(zhì)為0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti等。

GB/T14975-1994（結(jié)構(gòu)用不銹鋼無縫鋼管）。主要用于一般結(jié)構(gòu)（賓館、飯店裝飾）和化工企業(yè)機械結(jié)構(gòu)用的耐大氣、酸腐蝕并具有一定強度的鋼管。其代表材質(zhì)為0-3Cr13、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti等。

GB/T14976-1994（流體輸送用不銹鋼無縫鋼管）。主要用于輸送腐蝕性介質(zhì)的管道。代

表材質(zhì)為0Cr13、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti等。YB/T5035-1993（汽車半軸套管用無縫鋼管）。主要用于制作汽車半軸套管及驅(qū)動橋橋殼軸管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋無縫鋼管。其代表材質(zhì)為45、45Mn2、40Cr、20CrNi3A等。

（2）焊接鋼管

焊接鋼管采用的坯料是鋼板或帶鋼，因其焊接工藝不同而分為爐焊管、電焊（電阻焊）管和自動電弧焊管。因其焊接形式的不同分為直縫焊管和螺旋焊管兩種。因其端部形狀又分為圓形焊管和異型（方、扁等）焊管。焊管因其材質(zhì)和用途不同而分為如下若干品種：

GB/T3091-1993（低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管）。主要用于輸送水、煤氣、空氣、油和取暖熱水或蒸汽等一般較低壓力流體和其他用途管。其代表材質(zhì)Q235A級鋼。

GB/T3092-1993（低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管）。主要用于輸送水、煤氣、空氣、油和取暖熱水或蒸汽等一般較低壓力流體和其它用途管。其代表材質(zhì)為：Q235A級鋼。

GB/T14291-1992（礦用流體輸送焊接鋼管）。主要用于礦山壓風、排水、軸放瓦斯用直縫焊接鋼管。其代表材質(zhì)Q235A、B級鋼。

GB/T14980-1994（低壓流體輸送用大直徑電焊鋼管）。主要用于輸送水、污水、煤氣、空氣、采暖蒸汽等低壓流體和其它用途。其代表材質(zhì)Q235A級鋼。

GB/T12770-1991（機械結(jié)構(gòu)用不銹鋼焊接鋼管）。主要用于機械、汽車、自行車、家具、賓館和飯店裝飾及其他機械部件與結(jié)構(gòu)件。其代表材質(zhì)0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb等。

GB/T12771-1991（流體輸送用不銹鋼焊接鋼管）。主要用于輸送低壓腐蝕性介質(zhì)。代表

材質(zhì)為0Cr13、0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、00Cr17、0Cr18Ni11Nb、0017Cr17Ni14Mo2等。

三、管道工程常用的材質(zhì)、管件及連接方式

一、            常用管材

常用管材分為金屬管、非金屬管、襯里管三大類。

（一）金屬管。

金屬管在管道中的應(yīng)用極為廣泛。其種類有：鋼管、鑄鐵管和有色金屬管等。

1、鋼管。

主要用于輸送水、煤氣、熱水、壓縮空氣等介質(zhì)，以及用作采暖管道。

依據(jù)表面狀態(tài)，鋼管又可分為鍍鋅管和不鍍鋅管兩類。

鍍鋅管習慣上稱為白鐵管，不鍍鋅管習慣上稱為黑鐵管。

2、鑄鐵管。

一般由灰口鐵鑄造，也叫生鐵管。

常用于給水、排水及煤氣輸送等。

3、有色金屬管。

包括銅及銅合金管、鋁及鋁合金管等。

有色金屬管主要用于空調(diào)、高純水設(shè)備以及現(xiàn)代高檔次建筑的給水、熱水供應(yīng)管道等。

（二）非金屬管

在管道中的應(yīng)用越來越廣泛，有逐漸取代金屬管的趨勢。

主要種類有陶瓷管、玻璃管、塑料管、橡膠管、玻璃鋼管、混凝土管和鋼筋混凝土管等。

塑料管與金屬管相比，具有獨特的優(yōu)異性，它質(zhì)量精、耐腐蝕、絕緣性好、成型工藝簡單，在建筑業(yè)和市政工程中有著越來越廣泛的應(yīng)用。排水管道、給水管道、熱水管道、供暖管道和雨水管道都大量使用塑料管。

在建筑業(yè)中，最常使用的塑料管主要是PVC管，包括硬聚氯乙烯管（UPVC管）、氯化聚氯乙烯管（CPVC管）。

二、            常用管件

管件是管道中的重要元件，它起著連接管子、改變管線管向、接通支管和分配管路的作用。

常用管件主要有：（1）用于管子連接的接頭、對絲、管枯、異徑管、法蘭等；（2）用于改變管線走向的普通彎頭、異徑彎頭等；（3）用于接通彎管的三通、四通等；（4）用于封閉管路的管堵、管帽等。

一般，不同材質(zhì)的管子均配有與其材質(zhì)相同的管件，使用時，應(yīng)根據(jù)管子的材質(zhì)進行選擇。

三、            常用輔助材料

在管道工程施工中，常用的輔助材料主要有：（1）在管路連接中起密封作用的密封材料；（2）為防止金屬管道在各種環(huán)境下受到腐蝕、延長管道使用壽命的防腐材料；（3）為減少管道內(nèi)熱介質(zhì)散熱和冷介質(zhì)吸熱，而對管道進行保溫的保溫材料；（4）用于制作設(shè)備、管道基座、支架等的型鋼材料。

（一）密封材料

1、麻絲。一般用于管螺紋的填充材料，也可作為鑄鐵管承插口的第一層材料。

2、白鉛油。通常與麻絲共同使用，可作螺紋缺口的密封材料。

3、水泥。是常用的建筑材料，在管道工程中的支架安裝、埋地管道工程中均會用到水泥。

水泥的種類很多，管道工程中常用的水泥有硅酸鹽水泥，特殊情況下也可用到膨脹水泥。

（二）防腐及保溫材料

1、防銹漆。種類很多，常用的有紅丹漆、鐵紅防銹漆、各種調(diào)和漆、青油等。

2、銀粉漆。銀粉漆是由銀粉、青漆和汽油三種原料調(diào)配而成。多用于面漆。

3、聚苯乙烯泡沫制品。主要用于空調(diào)管道的保溫材料。

四、            常用閥門

閥門是用來啟閉管道，使被輸送的介質(zhì)行、止、或改變流向，調(diào)解被輸送介質(zhì)的壓力、流量和間接調(diào)解溫度，以達到控制介質(zhì)流動，滿足使用要求的重要管道部件。

閥門的種類繁多，（1）按照構(gòu)成材質(zhì)可分為鑄鐵閥、鑄鋼閥和鍛鋼閥等；（2）按連接形式可分為螺紋連接閥門、法蘭連接閥門和焊接閥門等；（3）按驅(qū)動方式可分為手動閥門、動力驅(qū)動閥門；（4）按閥門作用可分為切斷閥、止回閥、節(jié)流閥、蝶閥、安全閥、減壓閥和疏水閥等。

五、            管道施工

（一）管道連接。

常見的管道連接方式有：螺紋連接、承插連接、法蘭連接、焊接等。

此外，隨著管道施工技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了不少新的連接方式，如套箍連接、熱溶連接等。

1、螺紋連接。

也稱絲扣連接，是指在管段端部加工出螺紋，然后擰上帶內(nèi)螺紋的管件，如管箍、三通、彎頭等，再和其他管段端部帶螺紋的管段連接起來，從而構(gòu)成管路系統(tǒng)。

鍍鋅鋼管和采暖系統(tǒng)中的立管、支管等管徑較小的管道常采用此種方法連接。連接時應(yīng)注意連接不易過松，也不易使用過多的密封材料，以免引起管路滲露或堵塞。

2、承插連接。

就是把管子或管件的插口插入另一根管子或管件的承口內(nèi)，在承插口之間填入適當?shù)奶盍?，或涂抹有機粘接劑等，使管道連接起來，以形成管路系統(tǒng)。

此方法多用于塑料管，如建筑排水中使用的PVC管。

操作時，先用干布或酒精將承口擦干、擦凈，然后在管件的承口內(nèi)側(cè)涂抹上粘合劑，再在管子的插口外側(cè)涂抹上粘合劑，涂抹應(yīng)迅速、均勻、適量，不得漏涂。粘合劑涂抹結(jié)束后，應(yīng)立即將管子插入承口，施壓，使管材插入事先畫出的插入深度標記處，并將管道旋轉(zhuǎn)90度。

注意：在管道的承插過程中，不得使用錘子擊打，多余或擠出的粘合劑應(yīng)及時擦除，以免影響管道外壁美觀，承插結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)粘合劑性能，及外界氣候條件，靜止至接口固化。

3、法蘭連接

由一對法蘭、一個墊片及若干螺栓螺母組成，是一種可拆式鏈接，法蘭連接很少是因強度不足而遭破壞的，但常由于密封不好導(dǎo)致泄漏。因此，密封問題已成為法蘭連接中的主要問題，而法蘭密封面與墊片又直接影響到法蘭的密封。

法蘭密封面即法蘭接觸面，簡稱法蘭面。一般均需經(jīng)過比較精密的加工，以保證足夠的精度和光潔度，才能達到預(yù)期的密封效果。常用的法蘭密封面有平面型、凹凸型、榫槽型和自緊型等數(shù)種。

3.1.1平面型密封面只有一個光滑的平面，為改善密封性能，常在密封面上車出幾道寬約1mm、深約0.5mm的同心圓溝槽，如同鋸齒。這種密封結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，但安裝時墊片不易裝正，緊螺栓時也易擠出，一般用于低壓、無毒介質(zhì)的容器上。

3.1.2凹凸形密封面是一對法蘭的密封面分別為凹面和凸面，且凸面高度略大于凹面深度。安裝時把墊片放在凹面上，因此容易裝正，且緊螺栓時也不會擠出。其密封性能優(yōu)于平面型，但加工較困難，一般用于中壓容器。

3.1.3榫槽型密封面是在一對法蘭的密封面上，將其中一個加工出一圈寬度較小的榫頭，將另一個加工出與榫頭相配合的榫槽，安裝時墊片放在榫槽內(nèi)。這種密封面因墊片被固定在榫槽內(nèi)，不可能向兩邊擠出，所以密封性能更好。且墊片較窄，減輕了壓緊螺栓的負荷。但這種密封面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，且更換墊片比較費事，榫頭也容易損壞。所以，一般只用于易燃或有毒的工作介質(zhì)或工作壓力較高的中壓容器上。（NH₃）

3.1.4自緊式密封面是將密封面和墊片加工成特殊形狀，承受內(nèi)壓后，墊片會自動緊壓在密封面上確保密封效果。故稱為自緊式密封面。這種密封面的接觸面積小，墊片在內(nèi)壓作用下有自緊能力，密封性能好，減少了螺栓的緊力，也就減少了螺栓和法蘭的尺寸。這種密封面結(jié)構(gòu)適用于高壓及壓力、溫度經(jīng)常波動的容器上。

法蘭密封面即使經(jīng)過精密的加工，法蘭面之間也會存在微小的間隙，而成為介質(zhì)泄漏的通道。墊片的作用就是在螺栓的壓緊力作用下產(chǎn)生塑性變形，以填充法蘭密封面之間存在的微小間隙，堵塞介質(zhì)泄漏通道，從而達到密封的目的。

3.2.1非金屬軟墊片是用彈性較好的板材按法蘭密封面的直徑及寬度剪成一個圓環(huán)。所用材料主要有橡膠板，石棉橡膠板和石棉板等，根據(jù)容器的工作壓力、溫度以及介質(zhì)的腐蝕性來選用。一般低壓、常溫（≤100℃）和無腐蝕性的介質(zhì)的容器多用橡膠板（經(jīng)過硫化處理的硬橡膠工作溫度可達200℃）；介質(zhì)溫度較高（對水蒸氣∠450℃，對油類∠350℃）的中、低壓容器通常用石棉橡膠板或耐油石棉橡膠板；一般的腐蝕性介質(zhì)的低壓容器常采用耐酸石棉板；壓力較高時則用聚乙烯板或聚四氟乙烯板。

3.2.2纏繞墊片是用石棉帶與薄金屬帶（低碳鋼或合金鋼帶）相間纏繞制成。因為薄金屬帶有一定的彈性，而且是多道密封，所以密封性能較好。用于壓力或溫度波動較大，特別是直徑較大的低壓容器上最為適宜，因為這種墊片直徑再大也可以沒有接口。

3.2.3金屬包墊片又稱為包合式墊片，是用薄金屬板（一般是用白鐵皮，介質(zhì)有腐蝕性的用薄不銹鋼板或鋁板）內(nèi)包石棉材料等卷制而成的圈環(huán)。這種墊片耐高溫、彈性好，防腐能力強，有較好的密封性能。但制造較為費事，一般只用于直徑較大、壓力較高的低壓容器或中壓容器上。

4、套箍連接。

就是使用金屬套箍將兩根管子進行對接連接，此方法多用于管徑較大的鍍鋅鋼管，操作方法比較簡單（略）。

（二）管道試壓

管道安裝完畢后，應(yīng)按照設(shè)計的規(guī)定或規(guī)范要求，對系統(tǒng)進行壓力試驗，以檢查工程的質(zhì)量、材料及設(shè)備質(zhì)量等。

應(yīng)用最廣，無論是室內(nèi)的隱蔽或埋地的排水管在隱蔽前，還是室外的排水管道在埋設(shè)前，都必須先進行嚴密性試驗。

嚴密性試驗的主要方法是灌水試驗，其操作程序為：封死各衛(wèi)生器具、短管管口及排出管管口，自一層立管檢查口灌水，至檢查口成口面，其灌水高度應(yīng)不低于底層衛(wèi)生器具的上邊沿，或底層地面高度，滿水15分鐘，水面下降后再觀察5分鐘，液面不降、接口無滲漏為合格。

（三）管道保溫

將管路和設(shè)備的外表用保溫材料加以覆蓋、包扎，稱為管道保溫。

管道保溫的目的是為了減少管道內(nèi)蒸汽、熱水的散熱及冷凍水的吸熱。

管道工程中，使用的保溫材料種類很多，保溫形式主要有兩種：對于管徑較小的管子可使用保溫套管，對于管徑較大的管道或管子可使用保溫瓦片或保溫貼板。

使用保溫套管時，可先將套管套在管子上，兩端預(yù)留出管子連接的位置，再將管子連接好后，用保溫套管包扎在管子的連接處。

使用保溫貼板時，可在管道工程完工后進行，先將管子外壁清理干凈，保證外表面的清潔，然后再在管子的外表面上涂抹上膠貼材料，將按一定大小裁剪好的泡沫塑料保溫板覆蓋在管子的外壁上輕壓，以使保溫板與管子的外壁粘聯(lián)。

四、化工管道顏色標準

注：1）對于采暖裝置一律涂刷銀漆，不注字。

2）通風管道（塑料管除外）一律涂灰色。

3）對于不銹鋼管、有色金屬管、玻璃管、塑料管以及保溫外用鉛皮薄護照時，均不涂色。

4)對于室外地溝的管道不涂色，但在陰井內(nèi)接頭處按介質(zhì)進行涂色。

5）對于保溫涂瀝青的防腐管道，均不涂色。