管道设计

制作人:王志祥等
2.4 管件
管件是管与管之间的连接部件，延长管路、
连接支管、堵塞管道、改变管道直径或方向等
均可通过相应的管件来实现，如利用法兰、活
接头、内牙管等管件可延长管路，利用各种弯
头可改变管路方向，利用三通或四通可连接支 管，利用异径管或内外牙可改变管径，利用管 帽或管堵可堵塞管道等。
图7 止回阀
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(6) 疏水阀 疏水阀的作用是自动排除设备或管道中的 冷凝水、空气及其它不凝性气体，同时又能 阻止蒸汽的大量逸出。因此，凡需蒸汽加热
的设备以及蒸汽管道等都应安装疏水阀。
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表示，可分为12级。
表1 公称压力等级 序号
公称 压力/ 1 2.5
0.25
2 6
0.59
3 10
0.98
4 16
1.57
5 25
2.45
6 40
3.92
7 64
6.28
8
9
10
11
12
kgf cm-2
MPa
100 160 200 250 320
9.8 15.7 19.6 24.5 31.4
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图6 截止阀
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(5) 止回阀 内有一圆盘或摇板，当介 质顺流时，阀盘或摇板即升起打开；
当介质倒流时，阀盘或摇板即自动关
升降式止回阀 闭。因此，止回阀是一种自动启闭的
单向阀门，用于防止流体逆向流动的
场合，如在离心泵吸入管路的入口处
常装有止回阀。止回阀一般不宜用于 摇板式止回阀 高粘度或含固体颗粒的介质。
偿。补偿器的种类很多。
(a) U形
(b) 波形(单波) 图2 常用补偿器
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4. 管道油漆及颜色
彻底除锈后的管道表层应涂红丹底漆两道，
油漆一道。
需保温的管道应在保温前涂红丹底漆两道，
保温后再在外表面上油漆一道。
敷设于地下的管道应先涂冷底子油一道， 再涂沥青一道，然后填土。 不锈钢或塑料管道不需涂漆。
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表2 无缝钢管的公称直径与外径
公称直 径
外径 壁厚 10 14 3 15 18 3 20 25 3 25 32 3.5 32 38 3.5 40 45 3.5 50 57 3.5 65 76 4
单百度文库：mm
80 89 4 100 125 108 133 4 4
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2.公称直径 公称直径是管子、阀门或管件的名义内直径， 常用符号 Dg 表示，如公称直径为 100mm 可表示为 Dg100。 公称直径并不一定就是实际内径。例如，管子 的公称直径既不是它的外径，也不是它的内径， 而是小于管子外径的一个数值。管子的公称直径 一定，其外径也就确定了，但内径随壁厚而变。
能因为管子短而忽视热应力。
为减弱或消除热应力对管道的破坏作用，在管道 布置时应考虑相应的热补偿措施。
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一般情况下，管道布置应尽可能利用管道自然弯
曲时的弹性来实现热补偿，即采用自然补偿。有热
补偿作用的自然弯曲管段又称为自然补偿器。
(a) L形补偿器
7.2.1 公称压力和公称直径 7.2.2 管道 7.2.3 阀门 7.2.4 管件
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2.1 公称压力和公称直径
公称压力和公称直径是管子、阀门及管件尺寸标准化 的两个基本参数。
1.公称压力
公称压力是管子、阀门或管件在规定温
度下的最大许用工作压力 (表压)。公称压力常用符号 Pg
蒸汽 /kPa
49 98 176.4 264.6 294 392 490 588 686 784 882 980
管长 65 57 50 45 42 40 37 32 30 /m
27 27 27 25 25 24 24 24 24
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当自然补偿不能满足要求时，应考虑采用补偿器补
公称直 150 175 200 225 250 300 350 400 450 500 径 外径 壁厚 159 194 219 245 273 325 377 426 480 530 4.5 6 6 7 8 8 9 9 9 9
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对法兰或阀门而言，公称直径是指与其相 配的管子的公称直径。如Dg100的管法兰或阀 门，指的是连接公称直径为 100mm 的管子用 的管法兰或阀门。 各种管路附件的公称直径一般都等于其实
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1.2 管道设计的内容
管道设计一般包括以下内容：
选择管材
管路计算
管道布置设计
管道绝热设计
管道支架设计
编写设计说明书
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2. 管道、阀门及管件
图3 旋塞阀
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图4 球阀
(2) 球阀 内有一可绕自 身轴线作 900 旋转的球形 阀瓣 , 阀瓣内设有通道。 球阀结构简单 ,操作方便 , 旋转 900 即可启闭。球阀 的使用压力比旋塞阀高 , 密封效果较好 , 且密封面 不易擦伤 , 可用于浆料或 粘稠介质。
际内径。
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2.2 管道
1. 常用管子
2. 管道连接
3. 管道的热补偿 4. 管道油漆及颜色
5. 管道验收
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1. 常用管子
钢管 钢管包括焊接(有缝)钢管和无缝钢管两大类。 焊接钢管：通常由碳钢板卷焊而成，以镀锌管较为 常见。焊接钢管的强度低，可靠性差，常用作水、压 缩空气、蒸汽、冷凝水等流体的输送管道。 无缝钢管可由普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合 金钢、合金钢等的管坏热轧或冷轧 ( 冷拨 ) 而成，其中 冷轧无缝钢管的外径和壁厚尺寸较热轧的精确。无缝 钢管品质均匀、强度较高，常用于高温、高压以及易 燃、易爆和有毒介质的输送。
第7章
管道设计
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1. 管道设计概述
在药品生产中，水、蒸汽以及各种流体物 料通常采用管道来输送。管道布置是否合理,不 仅影响装置的基建投资,而且与装置建成后的生 产、管理、安全和操作费用密切相关。因此,管 道设计在制药工程设计中占有重要的地位。
(b) Z形补偿器
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若使用温度低于 1000C 或公称直径不超过 50mm 的管 道，一般可不考虑热补偿。
表3 可不装补偿器的最大直管长度
热水 60 70 80 90 95 100 110 120 130 140 143 151 158 164 170 175 179 183 /0C
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表4 常见管道油漆颜色 介质 颜色 介质 一次用水 深绿色 冷冻盐水 二次用水 浅绿色 压缩空气 清下水 淡蓝色 真空 酸性下水 黑色 物料 蒸汽 白点红圈色 排气 冷凝水 白色 油管 软水 翠绿色 生活污水 污下水 黑色 颜色 银灰色 深蓝色 黄色 深灰色 黄色 橙黄色 黑色
物料。
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无机非金属管 非金属管 有机非金属管
玻璃管、搪玻 璃管、玻璃钢 管、陶瓷管等
橡胶管、聚 丙烯管、硬聚氯 乙烯管、聚四氟 乙烯管、耐酸酚 醛塑料管、不透 性石墨管等
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3. 管道的热补偿
管道的安装都是在常温下进行的，而在实际生产
中被输送介质的温度通常不是常温，此时，管道会因
温度变化而产生热胀冷缩。当管道不能自由伸缩时，
其内部将产生很大的热应力。管道的热应力与管子的
材质及温度变化有关，而与管道长度无关。所以，不
2. 管道连接
卡套连接 常用于小直径(≤40mm)管道、阀门及 常用于仪表、控制系统等管道的连接。
管件间的连接，具有连接简单、拆装方便等优点， 螺纹连接 常用于小直径(≤50mm)低压钢管或硬
聚氯乙烯管道、管件、阀门间的连接。具有连接 简单、拆装方便、成本较低等优点,但连接的可靠 易爆和有毒介质输送管道之间的连接。
管道设计的基础资料 管道设计的内容
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1.1 管道设计的基础资料
管道设计已具备的基础资料有： 施工阶段带控制点的工艺流程图 设备一览表 设备的平面布置图和立面布置图 定型设备样本或安装图,非定型设备设计简图和安装图 物料衡算和能量衡算资料 水、蒸汽等总管路的走向、压力等情况 建(构)筑物的平面布置图和立面布置图 与管道设计有关的其它资料 , 如厂址所在地区的地质、 水文资料等。
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(4) 截止阀 其阀座与流体的流动 方向垂直，流体向上流经阀座时 要改变流动方向，因而流动阻力 较大。截止阀结构简单，调节性 能好，常用于流体的流量调节， 但不宜用于高粘度或含固体颗粒 的介质，也不宜用作放空阀或低 真空系统阀门。
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1. 常用阀门
(1) 旋塞阀 具有结构简单、启闭 方便快捷、流动阻力较小等优点。 旋塞阀常用于温度较低、粘度较 大的介质以及需要迅速启闭的场 合，但一般不适用于蒸汽和温度 较高的介质。由于旋塞很容易铸 上或焊上保温夹套，因此可用于 需要保温的场合。此外，旋塞阀 配上电动、气动或液压传动机构 后，可实现遥控或自控。
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有色金属管
在药品生产中，铜管和黄铜管、铅管和铅合金管
、铝管和铝合金管都是常用的有色金属管。
铜管和黄铜管可用作换热管或真空设备的管道
铅管和铅合金管可用来输送15~65%的硫酸
铝管和铝合金管可用来输送浓硝酸、甲酸、醋酸等
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图5 闸阀
(3) 闸阀 内有一与介质的流动方向 相垂直的平板阀心，利用阀心的升 起或落下可实现阀门的启闭。其优 点是不改变流体的流动方向，因而 流动阻力较小。闸阀主要用作切断 阀，常用作放空阀或低真空系统阀 门。闸阀一般不用于流量调节，也 不适用于含固体杂质的介质。缺点 是密封面易磨损，且不易修理。
性较差,螺纹连接处易发生渗漏,因而不宜用作易燃、
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焊接 药品生产中最常用的一种管道连接方法， 具有施工方便、连接可靠、成本较低的优点。凡 是不需要拆装的地方，应尽可能采用焊接。所有 的压力管道，如煤气、蒸汽、空气、真空等管道 应尽量采用焊接。 法兰连接 常用于大直径、密封性要求高的管道 连接,也可用于玻璃管、塑料管、阀门、管件或设 备之间的连接。法兰连接的优点是连接强度高 ,密 封性能好，拆装比较方便。缺点是成本较高。
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5. 管道验收
安装完成后的管道需进行强度
及气密性试验。 水压试验
气密性试验
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2.3 阀门
常用阀门
阀门的选择
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2. 阀门的选择
一般情况下，阀门可按以下步骤进行选择：
(1) 选择阀门材质。
(2) 确定阀门的公称压力。
(3) 选择密封面材质。密封面材质的最高使用温
度应高于工作温度。 (4) 确定阀门的公称直径。 (5) 选择阀门的连接形式。 (6) 确定阀门的类别、结构形式和型号。
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