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配管基础知识
配管基础知识
(1)
张红志
1、概要
本篇将通过文字、图形详细介绍配管专业设计中经常遇到的材料。
2、配管专业各类常见材料:
通常把除钢管(或FRP管、CU/NI管、PVC管等)、阀门和其它特殊件(过滤器、软管、阻火器等)除外,管道上安装的其它材料统称为管件(PIPEFITTING)。
1)钢管(PIPE):
配管专业材料中除穿墙件、管支架外,一般均采用无缝钢管。
2)弯头:
ELLBOW,缩写ELB,弯头有长短半径、角度之分,通常料表中所列的90ELB是指1.5倍公称直径的90°弯头;45ELB指1.5倍公称直径的45°弯头;另外有1.0倍公称直径的短半径弯头偶尔也在配管工程中出现,但很少使用,多用在一些空间局限、90°弯头放不下的场所,采办料单描述:
S90ELB。
另外还有一些60°、30°的弯头,但很少采用,如果现场确实需要该类弯头,工人通常用90°、45°的弯头切割。
海上平台配管有时会采用5DN的弯管,例如海管上平台段管线一般中间设计弯管,另外对于输送固体颗粒介质、或液体中还有固体颗粒较多的管线,为减少摩擦、堵塞,通常也在转弯处采取大半径弯管。
该类弯管需要由详细设计提交弯管加工图,外委加工。
BW对焊SW承插焊
NPT螺纹连接
3)法兰(FLANGE)
就法兰与管子端连接形式而言有如下几种连接方式:
SW(承插焊SOCKETWELD)、WN(带颈对焊WELDNECK)、NPT(螺纹连接)、LAPPED(活套法兰)、SO(SLIDEON平焊)。
海上常采用前三项,后三项在陆地化工厂中有应用。
法兰的密封面有以下几种:
RF(凸面RAISEDFACE);FF(俗称全光面FULLFACE)、RTJ(环连接榫槽面)、RFM(F)(榫槽面)。
注意事项:
对于SW及NPT连接的法兰,在提料时常常有人描述为:
FLANGE3000LB16MNJB4726-2000,SW-RF,这是不对的。
应为FLANGE150LB16MNJB4726-2000,SW-RF。
WN-RF带颈对焊法兰–凸面SO-RF平焊法兰–凸面
NPT-RF螺纹法兰–凸面SW-RF承插焊法兰–凸面
WN-RTJ带颈对焊法兰–环连接面
4)三通
三通分等径三通(TEE)和变径三通(R-TEE),对于R-TEE,描述材料时要注意壁厚的描述顺序。
对焊三通承插焊三通
5)异径管(大小头)
大小头分同心(REDC)、偏心大小头(REDE),偏心大小头多应用在设备的进口,或者管线标高特定需要的场所。
尤其偏心大小头在泵进口管线上的应用十分普遍。
另外对于两端都是插焊或螺纹的大小头,有时采办材料时称为SWAGE或BUSHING补芯。
REDCREDE
6)管座(OLET)
管座分承插焊接管座(S-OLET)、螺纹管座(T-OLET)、对焊管座(W-OLET)、弯头管座(E-OLET)。
其中S-OLET应用极其普遍,用于在口径较大的主管上开分支线;T-OLET主要用于镀锌管线(大口径管线开分支线);对焊管座主要用于主管开分支线但没有相应R-TEE三通场所,并且分支线尺寸通常≥2″;至于弯头管座,顾名思义,主要用于在弯头部位开分支线,很少使用.
W-OLETT-OLETS-OLETE-OLET
7)管帽CAP:
管帽的作用与盲法兰类似,主要用于管线的盲端.其也区分为NPT、BW、承插焊三种。
对焊管帽螺纹管帽承插焊管帽
8)盲法兰B-FLANGE:
同上,但区分为插焊、对焊、螺纹三种。
9)双丝头(NIPPLE)
一个75MM长的管子如果两端套有NPT螺纹,就是一个双丝头。
10)八字盲板SPECTACALBLIND:
其应用主要是防止阀门内漏或便于检修时快速将系统盲死隔离,主要应用于严格防止疏忽时发生泄漏,例如PY钻机模块泥浆罐底部泄放口安装八字盲板,其作用在于防止由于阀门内漏或阀门被人无意开启造成泥浆浪费。
11)管箍COUPLING
主要用于小口径管线,两个直管之间的连接。
分承插焊管箍、螺纹管箍两种。
螺纹管箍用于镀锌管线。
承插焊管箍螺纹管箍
12)由壬UNION
用于镀锌小口径管线。
许多参考资料指出,由于由壬强度相对较低,在满足维修、操作的前提下尽量少用由壬,尤其在工艺管线上。
以上是配管专业经常碰到的材料,主要针对碳钢、不锈钢管线而言。
需要注意近年来海洋工程中往往特意制造一些特殊管件,一端对焊,一端NPT或插焊,主要用于尺寸跨越配管材料规格书中对焊、承插焊分界线的场所。
另外许多人对于什么时候选用管座,什么时候选用变径三通R-TEE很迷茫,其实很好处理,对于加工设计,严格按照规格书选用即可;对于详细设计,编写配管材料规格书时应注意:
有些PID图上的R-TEE三通是不存在的(即没有该产品);如果既有该规格的R-TEE三通,又有管座,怎么办呢?
这是可以考虑具体情况,本着满足设计要求、降低项目投资的考虑合理选用,本人更倾向于选管座,即节约材料,又减少现场焊接工作量。
3、配管的一些基本知识及通俗说法
对于管件或钢管的公称直径,大学课程里也有说明,既不是管子的内径,也不是管子的外径,而是一个介于两者之间的一个值。
配管专业文件设计时对于管件、阀门等的公称直径用英制单位(英寸″),其它尺寸采用SI国际单位MM毫米,其对照关系如下:
英制公制所对应外径
1/4″DN8Φ13.7mm;
3/8″DN10Φ17.1mm
1/2″DN15Φ21.3mm
3/4″DN20Φ26.7mm
1″DN25Φ33.4mm
1.1/4″DN32Φ42.2mm
1.1/2″DN40Φ48.3mm
2″DN50Φ60.3mm
2.1/2″DN65Φ73mm
3″DN80Φ88.9mm
3.1/2″DN90Φ101.6mm
4″DN100Φ114.3mm
5″DN125Φ141.3mm
6″DN150Φ168.3mm
8″DN200Φ219.1mm
10″DN250Φ273mm
12″DN300Φ323.9mm
另外现场技术支持时,工人常说的4分管、6分管是一种通俗的说法,人们将一英寸当8分考虑,所以4分管就是(4/8=1/2″),6分管就是6/8=3/4″。
另外对于通常所用的1.5DN的90度对焊弯头,存在以下近似关系,其心长L=1.5DN,所以工人下料时很少测量弯头的长度。
4、阀门
配管工程中阀门的种类很多,主要有以下几种:
1)球阀BALLVALVE
球阀有一点值得注意,球阀有缩孔(ReducedBore)、通孔(Fullbore)之分,通常使用的球阀为缩孔球阀。
在安全阀的出口以及一些特定场所,要求必须安装通孔球阀。
就安全阀出口要求安装通孔球阀考虑,其出发点是避免缩孔球阀对安全阀泄放压力产生不良影响。
球阀的优点是:
开关迅速,便于迅速切断或打开。
缺点:
成本高,有时会发生内漏。
2)闸阀GATEVALVE
闸阀与球阀对用于管路内介质的切断或开启,二者的最大区别在于:
球阀启闭迅速,适合用于要求快速启闭的场所,但由于密封球为不锈钢材质,价格比较高,而且不耐磨损,容易内漏;闸阀价格比球阀低,而且密封紧密,但开启或关闭比较慢。
其最大特点是密封严密,所以平台配管高点放空阀、低点放净阀多采用闸阀。
闸阀有一个很大的缺点,容易产生水击现象。
阀门开关时冲击比较大。
3)截止阀GLOBEVALVE
截止阀带有方向性,可防止介质倒流(其实不可能完全防止倒流),在平台上多用于调节阀组旁通管线上和其它场所。
截止阀一般在阀体上标有流向箭头,防止装反。
截止阀的流向通常会标在阀体上,有时厂家标识箭头不清楚,正常情况,可以通过外型判断,低进高出,但现在也有一些厂家做成高进低出。
截止阀有一种功能很有代表性:
可以手动调节流量,所以经常安装在控制阀的旁路上,一旦控制阀不能正常使用,可以用截止阀手动调节。
许多新人经常把GLOBEVALVE理解为球阀,这是错误的。
4)止回阀CHECKVALVE
止回阀又称单流阀、单向阀,用于防止介质倒流的场所。
分为弹簧式单流阀、旋启式单流阀两种。
通常大口径单流阀选用旋启式。
对于安装在立管上的旋启式单流阀,要切记不能应用在自上向下流动的场所,否则阀门将失效,如同未安装一样。
切记。
切记。
大多数止回阀采用对夹式安装,要注意螺栓的长度。
5)碟阀BUTTFLYVALVE
碟阀的优点:
尺寸短,节省安装空间,价格相对球阀、闸阀便宜。
缺点:
容易内漏,强度低,所以在平台上碟阀多用于消防水管线的环行主管上或其他压力不高、对密封性要求不是很苛刻的场所。
蝶阀都是对夹式安装,所以其螺栓长度比较特殊,要按照相关表格选用。
蝶阀的描述里有两个英文词汇:
WAFERTYPE(对夹式);LUGTYPE(凸缘穿孔)。
采办蝶阀时要注意提醒厂家,如果其制作时按照壁厚较小的管子内径,安装在S壁厚较大的管线上会发生阀瓣不能关紧或全开的现象。
蝶阀分类:
中心对称式、单偏心、双偏心、三偏心,其中中心对称式蝶阀是应用最普及的,成本最低。
双偏心蝶阀开启、关闭时所需要的力矩比较小,密封性能比较好。
三偏心阀门是高性能的蝶阀,开关阻力很小,可以达到零泄漏。
在需要双向密封的场所,不要选择单偏心蝶阀。
6)针形阀NEEDLEVALVE
针形阀多用于平台的化学药剂系统或取样管线,多为不锈钢针阀,值得注意的是,800LB的针阀并不容易采办,经常用1500LB的针阀代替。
7)减压阀CHOCKVALVE
减压阀主要用于系统上设备下游附近管线上,该类设备出口压力较大,容易对下游管线产生冲击,所以设计减压阀减少甚至杜绝这类冲击。
减压阀属于配管专业的阀门,由配管专业提交采办料单。
但需要工艺专业提交阀门数据表,明确阀门的进出口操作压力、公称直径。
8)其它仪表类阀门
除以上所列需要配管专业出俱采办料单的阀门外,还有以下阀门由仪表专业采办。
PCV(自力式压力调节阀)、LV、PV、TV、SDV、BDV、PSV(安全阀)等,在此不做细述。
阀门总结:
采办阀门时要注意:
1、对于闸阀、截止阀及其它有阀杆的阀门,为避免海洋环境对阀杆的腐蚀,要求选用暗杆。
2、部分阀门对防火性能有特殊要求,采办时要向厂家表明。
3、对于用于加厚管上的碟阀,要提醒厂家注意阀瓣外径,避免出现卡塞现象。
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7、(注:
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