化工管路的构成与标准化管理措施
化工管路主要由管子、管件和阀件构成，也包括一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。由于化工生产中输送的流体是多种多样的，例如，有的流体是易燃的，有很多流体很容易产生静电，有的流体是易爆的，有的流体是高黏度的，有的流体是含有固体杂质的；有的是液体，有的是气体，还有的是蒸汽等。输送条件与输送量是各不相同的，例如，有的是常温常压，有的是高温高压，有的是低温低压，有的流量很大而有的流量很小等。因此，化工管路也必须是各不相同的，以适应不同输送任务的要求。工程上，为了避免杂乱，方便制造与使用，实行了化工管路标准化。管路及管件的标志是管系安全生产的基
一 化工管路的标准化
化工管路的标准化是指制定化工管路主要构件，包括管子、管件、阀件(门)、法兰、垫片等的结构、尺寸、联接、压力等的标准并实施的过程。其中，压力标准与直径标准是制订其他标准的依据，也是选择管子、管件、阀件、法兰、垫片等附件的依据，已由国家标准详细规定，使用时可以参阅有关资料。
(1)压力标准 压力标准分为公称压力(pN)、试验压力(ps)和工作压力3种
公称压力又称通称压力，用PN+数值的形式表示，数值表示公称压力的大小，例如，pN2．45MPa表示公称压力是2．45MPa。公称压力一般大于或等于实际工作的最大压力，其数值通常指管内工作介质的温度在273—393K范围内的最高允许工作压力。
试验压力是为了水压强度试验或紧密性试验而规定的压力，用ps+数值的形式表示， 比如，》s150表示试验压力为15.0MPa。通常，试验压力ps＝1.5pN，特殊情况可以根据经验公式计算。
工作压力是为了保证管路正常工作而根据被输送介质的工作温度所规定的最大压力，用p+数值表示，为了表征相应的温度，常在户的右下角标注介质最高工作温度(℃)除以10后所得的整数。比如，p(45)1.8at表示在450°C下，工作压力是1．8at。显然工作压力随着介质工作温度的提高而降低。
(2)直径(口径)标准 直径标准是指对管路直径所作的标准，一般称为公称直径或通称直径，用DN+数值的形式表示，比如DN300mm表示管子或辅件的公称直径为300mm。通常，公称直径既不是管子的内径，也不是管子的外径，而是与管子内径相接近的整数。我国的公称直径在1—4000mm之间分为53个等级，在1～1000mm之间分得较细，而在1000mm以上，每200mm分一级。见表7-3。
二、 管子
生产中使用的管子按管材不同可分为金属管、非金属管和复合管。金属管主要有铸铁管、钢管(含合金钢管)和有色金属管等；非金属管主要有陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料管、橡胶管等；复合管指的是金属与非金属两种材料复合得到的管子，最常见的形式是衬里管，为了满足节约成本、强度和防腐的需要，在一些管子的内层衬以适当材料，如金属、橡胶、塑料、搪瓷等而形成的。随着化学工业的发展，各种新型耐腐蚀材料不断出现，如有机聚合物材料，非金属材料管正在越来越多的替代金属管。
管子的规格通常是用“Ф外径×壁厚”来表示。Ф38×2．5mm表示此管子的外径是38mm，壁厚是2．5mm。但也有些管子是用内径来表示其规格的，使用时要注意。管子的长度主要有3m，4m和6m。有些可达9m，12m，但以6m最为普遍。
(1)铸铁管 主要有普通铸铁管和硅铸铁管，在每一种公称直径下只有一种壁厚。因此，铸铁管的规格常用Ф内径表示，如Ф1000mm表示铸铁管的内径为1000mm，铸铁管除75mm和100mm两种长度是3m以外，其余都是4m长。
1)普通铸铁管 由上等灰铸铁铸造而成，其主要特点是价格低廉，但拉伸强度、弯曲强度和紧密性差，性脆而不宜焊接及弯曲加工。因此，主要用于地下供水总管、煤气总管、下水管或料液管，不能用于有压、有害、爆炸性气体和高温液体的输送。
2)硅铁管 分为高硅铁管和抗氯硅铁管。前者指含硅14％以上的合金硅铁管，具有抗硫酸、硝酸和573K以下温度时盐酸等强酸腐蚀的优点。后者指含有硅和钼的铸铁管，具有抗各种浓度和温度盐酸腐蚀的特点。两种管子的硬度很高，只能用金刚砂轮磨修或用硬质合金刀具来加工；性脆，在敲击、剧冷或剧热的条件下，极易破裂；机械强度低于铸铁，只能在0.25MPa(表压)下使用。
(2)钢管 主要有有缝钢管和无缝钢管。
1)有缝钢管 是用低碳钢焊接而成的钢管，又称为焊接管，分为水、煤气管和钢板电焊钢管。水、煤气管的主要特点是易于加工制造，价格低廉，但因为有焊缝而不适宜0．8MPa(表压)以上的压力条件下使用。目前主要用于输送水、蒸汽、煤气、腐蚀性低的液体、压缩空气及真空管路。表7—4摘录丁焊接钢管规格。钢板电焊钢管是由钢板焊制而成的，只在直径相对较大，壁相对较薄的情况下使用。因此，只作为无缝钢管的补充。
2)无缝钢管 是用棒料钢材经穿孔热轧(热轧管)和冷拔(冷拔管)制成的，因为没有接缝，故称为无缝钢管。用于制造无缝钢管的材料主要有普通碳钢、优质碳钢、低合金钢、不锈钢和耐热铬钢等。无缝钢管的主要特点是质地均匀、强度高、管壁薄，少数特殊用途的无缝钢管的壁厚也可以很厚，比如锅炉及石油工业专用的一些管子的壁就比较厚。由于无缝钢管的材料及壁厚很多，工业生产中，无缝钢管能用于在各种温度和压力下输送流体，广泛用于输送有毒、易燃易爆、强腐蚀性流体和制作换热器、蒸发器、裂解炉等化工设备。
无缝钢管的规格以Ф45× 2.5× 4／20的形式表示，其中45表示外径为45mm，2.5表示壁厚为2.5mm，4表示管长4m，20表示材料是20钢。
(3)有色金属管 是用有色金属制造的管子系统，主要有铜管、黄铜管、铅管和铝管。在化工生产中，有色金属管主要用于一些特殊用途场合。
1)铜管与黄铜管 是由紫铜或黄铜制成的。由于铜的导热能力强，适用于制造换热器的换热管；因其延展性好，易于弯曲成型，故常用于油压系统、润滑系统来输送有压液体；由于其低温性好，故也适用在低温管路中使用；在海水管路中也广泛使用；但当操作温度高于523K时，不宜在高压下使用。
2)铅管 用铅制作的管子具有良好的抗蚀性，能抗硫酸及10％以下的盐酸。故工业生产中主要用于硫酸工业及稀盐酸的输送，但不适用于浓盐酸、硝酸和乙酸的输送。其最高工作温度是413K，由于其机械强度差，性软而笨重、导热能力小，因此已正在被合金管塑料管所取代。
铅管的规格习惯上用Ф内径X壁厚表示。
3)铝管 用铝制造的管子也有较好的耐酸性，其耐酸性主要由其纯度决定，但耐碱性差，且导热能力强，质量轻。工业生产中广泛用于输送浓硫酸、浓硝酸、甲酸和醋酸；也用于制作换热器；小直径铝管可以代替铜管来输送有压流体。但当温度超过433K时，不宜在较高的压力下使用。
(4)非金属管 用各种非金属材料制作而成的管子的统称。
1)陶瓷管 陶瓷管特点是耐腐蚀性高，除氢氟酸以外的所有酸碱物料均是耐腐蚀的，但性脆、机械强度低、承压能力弱、不耐温度剧变。因此，工业生产中主要用于输送压力小于0．2MPa、温度低于423K的腐蚀性流体。
主要规格有DN50、DNl00、DNl50、DN200、DN250及DN300mm等。
2)水泥管 水泥管主要用于下水道的排污水管。通常无筋混凝土管用作无压流体的输送。预应力混凝土管可在有压情况下输送流体，并用以代替铸铁管和钢管。水泥管的内径范围在100—1500mm，规程常用Ф内径X壁厚表示。
3)玻璃管 用于化工生产中的玻璃管主要是由硼玻璃和石英玻璃制成的。用玻璃制作的管子具有透明、耐腐蚀、易清洗、阻力小和价格低的特点和性脆、热稳定性差和不耐压力的缺点，对除氢氟酸、含氟磷酸、热浓磷酸和热碱外的绝大多数物料均具有良好的耐腐蚀性。但玻璃的性脆易产静电积累限制了其用途。
4)塑料管 是以树脂为原料经加工制成的管子，主要有聚乙烯管、聚氯乙烯管、酚醛塑料管、聚甲基丙烯酸甲酯管、增强塑料管(玻璃钢管)、ABS塑料管和聚四氟乙烯管等。其共同优点是抗腐蚀性强、质量轻、易于加工，热塑性塑料管还能任意弯曲和加工成各种形状，但都具有强度低、不耐压和耐热性差无法导出积累静电的缺点。每一种管子均有各自的特点，使用中可根据情况，参阅有关资料合理选择。应该指出，由于塑料种类繁多，有的专项性能优于金属管，因此用途越来越广泛，有很多原来用金属管的场合均被塑料管所代替。
5)橡胶管 橡胶管按结构分为纯胶小口径管、橡胶帆布挠性管和橡胶螺旋钢丝挠性管等。按用途分为抽吸管、压力管和蒸汽管。橡胶管的特点是能耐酸碱，但不耐硝酸、有机酸和石油产品。主要用作临时性管路连接及一些管路的挠性连接，如水管、煤气管的连接。通常不用作永久连接。近年来，由于聚氯乙烯软管的使用，橡胶管正逐步为聚氯乙烯软管所替代。
三 管件
管件是用来连接管子、改变管路方向或直径、接出支路或封闭管路的附件总称。一种管件能起到上述作用中的一个或多个，例如弯头既是连接管路的管件，又是改变管路方向的管件。化工生产中的管类型很多，管件根据管材类型分为5种，即水、煤气钢管件、铸铁管件、塑料管件、耐酸陶瓷管件和电焊钢管管件。
(1)水、煤气管件 通常采用锻铸铁(白口铁经可锻化热处理)制做而成，也有些是用钢材制成，适用于要求相对较高的场合。水、煤气管件的种类很多，但已经标准化，可以从有关手册中查取，其名称与作用列于表7—5。
(2)铸铁管件 铸铁管件已经标准化，使用时可从手册中查取。
普通灰铸铁管件主要有弯头(90°、60°、30°及10°)、三通、四通和异径管(俗称大小头)等，使用时主要采用承插式连接、法兰连接和?昆合连接。图7—l是普通铸铁管件。
高硅铸铁和抗硅铸铁管件主要有弯头、三通、四通、异径管、管帽、中继管和嵌环等。管件上铸的凸肩用于对开式松套法兰连接。其结构可以参考产品手册。
(3)塑料管件 塑料管件的材料是与管子的材料一致的，有些塑料管件已经标准化。如酚醛塑料管件，ABS塑料管件；有些塑料管件则是由短管弯曲及焊制而成的。比如聚氯乙烯塑料管件。塑料管件除采用其他管件的联接方法外，还常常采用胶黏剂粘接的方法连接，这是与其他材料管件所不同的。
(4)耐酸陶瓷管件 主要有弯头(90°、45°)、三通、四通和异径管等，其形状与铸铁管件相似，已经标准化，用途可查取，主要连接方式是承插式连接和法兰连接。
(5)电焊钢管管件 由短管或钢板焊制成，常用在不需经常拆装的场合，尚未完成标准化工作。
四、 阀件(门)
阀件是用来开启、关闭和调节流量及控制安全的机械装置，也称阀门，截门或节门。阀门是化工安全生产的关键组件。阀门的开启与关闭；阀门的畅通与隔断；阀门的质量好与坏；阀门的严密与渗漏等均关系到安全运行，由于阀门引起的火灾、爆炸中毒事故数不胜数，国际，国内许多重大的灾害物是由于阀门引起的。化工生产中，通过阀门可以调节流量、系统压力、流动方向，从而确保工艺条件的实现与安全生产。
(1)阀件的型号 阀件的种类与规格很多，为了便于选用的识别，规定了工业管路使用阀门的标准，对阀门进行了统一编号。阀门的型号由七个部分组成，其形式如下：
XlX2X3X4X5—X6X7
Xl—X7为字母或数字，可从有关手册中查取。
①阀门类别代号Xl，用阀门名称的第一个汉字的拼音字首来表示。如截止阀用J表示。
②阀门传动方式代号X2，用阿拉伯数字表示，如气动为6，液动为7、电动为9等。
③阀门连接形式代号X3，用阿拉伯数字表示，如内螺纹为1、外螺纹为2等。
④阀门结构形式代号X4，用阿拉伯数字表示，以截止阀为例，直通式为1，角式为4、直流式为5等；
⑤阀座密封面或衬里材料代号Xs，用材料名称的拼音字首来表示，如铜合金材料为T，氟塑料为F、搪瓷为C等。
⑥公称压力的数值X6，是阀件在基准下能够承受的最大工作压力，可从公称压力系列表选取。
⑦阀体材料代号X7，用规定的拼音字母表示，如铸铜为T，碳钢为C、Cr5Mo钢为I等。
例如，有一阀门的铭牌上标明其型号为Z941T—1。OK，则说明该阀为闸阀，电动，法兰连接，明杆楔式单闸板，阀座密封面的材料为铜合金，公称压力为1．0MPa，阀体材料为可锻铸铁。
(2)阀门的类型 阀门的种类很多，按启动力的来源分他动启闭阀和自动作用阀。在选用时，应根据被输送介质的性质、操作条件及管路实际进行合理选择。
1)他动启闭阀 有手动、气动和电动等类型，若按结构分则有旋塞、闸阀、截止阀、节流阀、气动调节阀和电动调节阀等，表7—6介绍了几种常见的他动化工用阀门。
2)自动作用阀 当系统中某些参数发生变化时，自动作用阀能够自动启闭。主要有安全阀、减压阀、止回阀和疏水阀等。
安全阀 是为了管道设备的安全保险而设置的截断装置。它能根据工作压力而自动启闭，从而将管道设备的压力控制在某一数值以下，从而保证其安全。主要用在蒸汽锅炉及高压设备上。
减压阀 是为了降低管道设备的压力，并维持出口压力稳定的一种机械装置，常用在高压设备上。例如，高压钢瓶出口都要接减压阀，以降低出口的压力，满足后续设备的压力要求。
止回阀 也称止逆阀或单向阀，是在阀的上下游压力差的作用下自动启闭的阀门。其作用是使介质按一定方向流动而不会反向流动。常用在泵的进出口管路中，蒸汽锅炉的给水管路上。例如，离心泵在开启之前需要灌泵，为了保证液体能自动灌人，常在泵吸人管口装一个单向阀。
疏水阀 是一种自动间歇排除冷凝液，并能自动阻止蒸汽排出的机械装置。蒸汽是化工生产中最常用的热源。只有及时排除冷凝液，才能很好的发挥蒸汽的加热功能。几乎所有使用蒸汽的地方，都要使用疏水阀。
(3)阀门的维护 阀门是化工生产中最常用的装置，数量广，类型多，其工作情况直接关系到化工生产的好坏与优劣。为了使阀门正常工作，必须做好阀门的维护工作。
①保持清洁与润滑良好，使传动部件灵活动作。
②检查有无渗漏，如有应及时修复。
③安全阿要保持无挂污与无渗漏，并定期校验其灵敏度。
④注意观察减压阀的减压效能。若减压值波动较大，应及时检修。
⑤阀门全开后，必须将手轮倒转少许， 以保持螺纹接触严密。不损伤。
⑥电动阀应保持清洁及接点的良好接触，防止水、汽和油的沾污。
⑦露天阀门的传动装置必须有防护罩，以免大气及雨雪的侵蚀。
⑧要经常测听止逆阀阀芯的跳动情况，以防止掉落。
⑨做保温与防冻工作，应排净停用阀门内部积存的介质。
⑩及时维修损坏的阀门零件，发现异常及时处理，处理方法见表7—7。
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