第章车间管路设计

有色金属管
铅管：铅管内径为8～150mm，壁厚为2～ 10mm，大直径的铅管很易用铅板焊成，管 件可用管子或板材制成。铅管可用对焊或套 焊联接，铅管强度低，不能承受压力，安装 时须防止变形下垂。铅管常用作硫酸管道或 酸性物料管道，但由于强度低、重度大、抗 热性差等缺点，巳逐步为耐酸合金管，尤其 是为塑料管所代替，铅管在温度大于140℃时， 不宜在压力下使用。
资 考虑化工车间的特殊要求
管路设计的具体步骤
管径的计算与选择 根据生产工艺要求选择管件、阀件、汽水
分离器及补偿器等 绘制管道布置图：表示车间内管道空间位
置等平立面布置情况 向非工艺专业提供地沟、上下水等管道及
管道要求的资料 提供管道材质、规格和数量 作出管道投资概算 编写管路施工说明书
玻璃管
玻璃管的特点是耐蚀，清洁，透明，易干清 洗，流体阻力小和价格较低；缺点是耐压低、 性脆易碎。玻璃管可用于温度为-30～150℃ 的场合，温度骤变不得超过80℃。其管径为 25～150mm，管长为1～3m，工作压力可达 4～8kg／cm2。玻璃管有平口、坡口和扩口 三种，平口的可采用刚性套筒联接、柔性套 筒联接或填料函联接，而坡口的和扩口的玻 璃管则用活套法兰联接。玄武岩玻璃管可耐 液压25kg/cm2，在中压高温下可以正常工作， 抗蚀性强，耐磨，可代替不锈钢、合金钢、 铸钢等管道
编写施工说明书
管道设计施工说明书包括施工中应注 意的问题，各种介质的管子及附件的 材料，各种管道的坡度，保温、刷油 等要求，以及安装时采用的不同种类 的管件管架的等
6.2 管子与管道附件
装管工程的标准化 管子的材料和规格 管道附件及选择
6.2.1 装管工程的标准化
公称压力和公称直径是管子、阀门 和管件的两个特性参数，采用公称 压力和公称直径的目的是使管子、 阀门和管件的连接参数统一，利于 装管工程的标准化 公称压力 公称直径
6.2.2 管子的材料和规格
铸铁管、硅铁管、水煤气管、无 缝钢管、有色金属管、有衬里的 钢管、非金属管（陶瓷管、玻璃 管、塑料管、玻璃钢管、橡胶管 等
铸铁管
铸铁管：铸铁管常用作埋于地下的给水 总管、煤气管及污水管等，亦可用来输 送矿液及浓硫酸。不可用铸铁管输送蒸 汽及在压力下输送爆炸性与有毒害性的 气体。铸铁水管可分常压及高压两种。 高压铸铁水管多用合金铸铁制造。
管道及管件的公称压力及公称直径
管道及管件的公称压力(PN)是与其机 械强度有关的设计给定压力，它一般 表示管道及管件在规定的温度下的最 大许用压力
为了简化管道直径规格统一管道器材 元件连接尺寸，对管道直径分级进行 了标准化，并以公称直径(DN)表示。 公称直径表示管子、管件等管道器材 元件的名义直径
第章车间管路设计
车间管路设计的内容
管子、管件和阀门的选择 管路布置设计 管路保温设计 管道支架的配置 管路的热补偿设计 编制管道安装材料表
车间管道布置设计的任务
确定车间中各设备的管口方位和与之相连的 管段的接口位置
确定管道的安装连接和铺设、支承方式
确定管段（包括管道、管件、阀门及控制仪 表）在空间的位置
代号 材质
代号 材质
A 铸铁及硅铸铁 E 不锈耐酸钢
B 碳素钢
F 有色金属
C 普通低合金钢 G 非金属
D 合金钢
H 衬里管
管道压力等级代号
代号
压力/MPa 代号
压力/MPa
0
0.6
4
4.0
1
1.0
6
6.4
2
1.6
7
10.0
3
2.5
管道系统试验
液压试验：内压地上钢管道及有色金属管道， 试验压力为设计压力的1.5倍，埋地钢管道 1.5倍且高于0.4MPa，外压管道，试验压力 为设计内外压之差的1.5倍
硬聚氯乙烯管的内径为6～200mm，管长在 2m以上，可用对焊、承插式接合、固定管套 合等不可拆卸联接，或用法兰的可拆卸联接。
其他塑料管
除硬聚氯乙烯管以外，塑料管还有用软聚氯 乙烯塑料、酚醛塑料、聚甲基丙烯酸甲酯(有 机玻璃)、增强塑料(玻璃钢)与聚乙烯等制成 的管材。用酚醛树脂与石棉等组成的石棉-酚 醛塑料，通称“法奥利特”，法奥利特管的 公称直径为32～200mm，管长为1～2m，试 验压力为3～6kg/cm2，主要用以输送酸性介 质，可用法兰联接。织物层压塑料(用浸渍过 树脂的棉布卷成)管的公称直径为25~150mm， 管长为1.5～2m，在低于3kg/cm2及低于80℃ 时使用。
综合材料表：安装材料、管架材料，设备支撑材
料、保温防腐材料
设备管口方位图
本章的主要内容
管道设计基础 管子与管道附件 管道的保温热膨胀及其补偿 管道的布置设计与安装
6.1 管道设计基础
管道设计的基础资料 管道的分类与等级 管道设计的内容和方法
6.1.1 管道设计的基础资料
车间管路设计的最终文件
管路布置图：管路布置平面图和剖视图 管段图：表示一段管段在空间的位置，立体图 管件和非标准管件图 管段表：列出管子的材料、规格尺寸和长度，管件、
阀门名称、型号、规格和数量，及管道的试压、涂色 和保温要求
管架表：列出标准或非标准管架的编号、标准号、
名称、数量
管道的分类：按设计压力分类，按输送 介质的性质、工作温度及压力分类
管道及管件的公称压力及公称直径 管道等级 管道系统试验 管道连接
管道分级
级别名称
真空管道 低压管道 中压管道 高压管道
设计压力(MPa)
p<0 0≤p≤ 1.6 1.6≤p≤ 10 p>10
工作压力≥ 9.0MPa，且工作温度≥500oC的 蒸汽管道可升级为高压管道
1. 带控制点的流程图 2. 公用工程系统流程图 3. 设备平面和立面布置图 4. 非标设备施工图、定型设备样本或详细安
装图 5. 建筑物的平立面布置图 6. 工程规范和管道等级表 7. 设备一览表 8.其他技术参数(如水源、锅炉房蒸汽压力和
压缩空气站空气压力等)
6.1.2 管道的分类与等级
提出有关设计资料
(1)将各种断面的地沟尺寸条件提交土建； (2)将车间上水、下水、冷冻盐水、压缩空气
及蒸汽等管道管径及要求(如温度、压力等条 件)提交公用系统； (3)各种介质管道(包括管子、管件及阀件等) 的材料、规格和数量、长度与重量； (4)补偿器及管架等的材料、制作与安装费用； (5)作出管道投资概算。
据管材不同公称直径公称压力的壁 厚表凭经验选用，较高压力的管道， 需要按壁厚计算公式求出 结合管子的市场生产情况和供应情 况作出决定
地沟断面的确定
地沟断面的大小及坡度应按管 子的数量、规格和排列方法决 定
管道的配置
管道布置图应完整的表达车间内全部管道、 阀门、管道上的仪表控制点、管件等的布置 安装情况，以及设备的简单形式，建筑物轮 廓等。包括平面图和立面图： (1)须注明各种管道内介质的名称、管子材料 和规格、介质流动方向以及标高和坡度。标 高以地平面为基准面，或以楼板为基准面； (2)同一水平面或同一垂直面上有数种管道安 装时应注明； (3)介质名称、管子材料和规格、介质流向以 及管件、阀件、汽水分离器、补偿器等用代 号或符号表示； (4)绘出地沟的轮廓线。
水煤气管：用软钢焊成，镀锌的称为白铁管， 不镀锌的称为黑铁管。水煤气管常用作给水、 煤气、暖气、压缩空气、真空．低压蒸汽和 凝液以及无侵蚀性物料管道。水煤气管的极 限工作温度为175℃，且不得用以输送爆炸性 及有毒害性的介质。水煤气管分为普通与加 强两级，公称管径为8～150mm，长度为4～ 12m。水煤气管常采用螺纹连接。
有色金属管
铜管与黄铜管：铜管与黄铜管多用来制造换 热设备，亦有用作低温管道、仪表的测压管 线或传送有压力的流体(如油压系统、润滑系 统)。当温度大于250℃时，不宜在压力下使 用。铜管与黄铜管的联接可用法兰联接、钎 焊联接和活管接联接，个别的厚壁管亦可用 螺纹联接。
铝管：铝管可用卷边活套法兰联接，或对焊 联接。铝管常用来输送浓硝酸、醋酸、蚁酸 等物料，或用作换热管，但铝管不能抗碱。 在温度大于160℃时，不宜在压力下操作，极 限工作温度为200℃。
硬聚氯乙烯管
对于任何浓度的各种酸类、碱类和盐类浓液 都是稳定的，但对强氧化剂是不稳定的。可 用来输送60℃以下的介质，亦可用于输送0℃ 以下的液体。常温下轻型管材的工作压力不 超过2.5kg/cm2，重型管材(管壁较厚)工作压 力不超过6kg/cm2。它的优点是重度小，抗蚀 性良好，易于加工；缺点是耐热性差。
6.1.3 管道设计的内容和方法
施工说明书 管道配置图 管架、特殊管件制造图及其安装图
管道设计的具体内容、深度和方法
1．管径的计算和选择 2．地沟断面的决定 3．管道的配置 4．提出有关设计资料 5．编写施工说明书
管径的计算和选择
管径：d=(4v/πu)1/2 管壁厚：一般低压管道的壁厚可依
有衬里的钢管
有衬里的钢管：衬里的金属材料有铝、 铅等，亦可用非金属材料如搪瓷、橡胶 或塑料等
非金属管
陶瓷管：管子内径为25～300mm，壁 厚为10～28mm，管段的长度为300、 500、700、1000及1500mm等，陶瓷 管耐蚀性能很好，耐酸陶瓷管可用以输 送压力小于2kg/cm2及温度在150℃以 下的腐蚀性介质，氢氟酸除外。它的缺 点是陶瓷性脆、机械强度低和不能耐温 度剧变．陶瓷管的联接有活塞法兰联接 和插套法兰联接两种。
画出管道布置图，表示出车间中所有管道在 平面、立面的空间位置，作为管道安装的依 据
编制管道综合材料表，包括管道、管件、阀 门、型钢等的材质、规格和数量
车间管道布置设计的要求
符合生产工艺流程的要求 便于操作管理，并能满足安全生产要求 便于管道的安装和维护 要求整齐美观，并尽可能节约材料和投
管道级别
管道级别 适用范围
SHA
Baidu Nhomakorabea
1毒性程度为极度危害介质的管道
2设计压力≥10MPa的SHB介质管 道
SHB SHB1 1毒性程度为高度危害介质的管道
2设计压力<10MPa的甲乙类可燃 气体和甲类液化烃，甲B类可燃液 体介质管道
乙A类可燃液体介质管道
SHB2 1乙B类可燃液体介质管道
2丙类可燃液体介质管道
气压试验：一般在液压试验合格后进行，对 内压设计压力小于0.6MPa的钢管和有色金 属管道，气压试验压力为设计压力的1.15倍， 真空管道的试验压力为0.2MPa
管道的连接
焊接：所有压力管道，如煤气、蒸汽、空气、真空等 尽量采用焊接
承插焊：密封性要求高的管子连接 法兰连接：适用于大管径、密封性要求高的管子连接，
无缝钢管
无缝钢管：在化工厂中广泛应用，特点是品 质均匀、强度高，可用于输送有压力的物料、 蒸汽、高压水、过热水以及输送有燃烧性、 爆炸性和有毒害性的物料，极限工作温度为 435℃。 输送强腐蚀性或高温介质(可达 900～950℃)则用合金钢或耐热钢制成的无缝 钢管，如镍铬钢能耐HN03与H3PO4等，但 具有还原性的介质不宜采用。无缝钢管还可 用作各种设备的换热管。无缝钢管可用法兰 或焊接联接，两种连接方法通常混合采用
管道等级
管道等级号：由两个英文字母及一个 或两个数字组成。如管道等级B2A， 首位英文字母表示材质，中间数字表 示压力等级，末尾英文字母表示顺序 号
管道等级材料表：根据管道内介质的 操作压力、温度确定管道的压力等级， 按不同等级号所选用的管道、阀门、 垫片等材料规格列成管道等级表
管道材质代号
如真空管 螺纹连接：一般用于管径小于50mm低压钢管或硬塑
料管的连接 承插连接：适用于埋地或沿墙敷设的给排水管，如铸
铁管、陶瓷管、石棉水泥管，压力小于0.3MPa，温 度小于60C 承插粘接：适用于各种塑料管 卡套连接：适用于管径<40mm的金属管与金属管件 或与非金属管件、法件的连接，一般用于仪表、控制 系统等处 卡箍连接：适用于洁净物料管道的连接，具有拆卸方 便、安装可靠、经济耐用等特点
联接方式有承插式、单端法兰式和双端 法兰式三种，联接零件和管子一起铸出。 承插式多用于地下或不常检修的地方， 法兰式则敷设于便于检修的地方。
硅铁管、水煤气管
硅铁管：高硅铁管与抗氯硅铁管的内径为 32～300mm，管长0.15-2m，适用于输送公 称压力2.5kg/cm2以下的腐蚀性介质。高硅铁 能耐强酸，而含铂的抗氯硅铁更可耐各种浓 度、温度的盐酸。