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1、模块六 化工管路与阀门,学会正确选用管材、管件与阀门的方法能够正确分析、处理阀门与管道常见故障熟悉阀门与管道日常维护及使用的内容和要求理解管道的布置原则、连接方式及其隔热形式,学习目的与要求,任务一 常用管件,化工用管的种类很多,按材质可分为金属管和非金属管两大类。1钢管 钢管可分为有缝钢管和无缝钢管两大类。(1)有缝钢管 有缝钢管用于输送水、煤气、蒸汽、压缩空气、油等压力流体。镀锌的称为白铁管,不镀锌的称为黑铁管；(2）无缝钢管 无缝钢管是由圆钢坯加热后，经穿管机穿孔轧制(热轧)而成的。对于碳素钢和低合金钢，公称直径不超过200mm大多采用无缝钢管。此外，夹套的内管、高压管及其它重要的管道也
2、要求用无缝钢管.,子任务一 选用管件材料,2铸铁管铸铁管分普通铸铁管和硅铁管两类。(1)普通铸铁管 普通铸铁管一般用灰口铁铸造，耐蚀性好，但质脆，不抗冲击。常用于埋地给水管道、煤气管道和室内排水管道。(2)硅铁管 硅铁管可分为高硅铁管和含钼的抗氯硅铁管两种。高硅铁管能抵抗多种强酸的腐蚀，抗氯硅铁管可抵抗各种浓度和温度的盐酸的腐蚀，因而是很好的耐蚀材料。高硅合金的铸铁硬度大，只能用金刚砂轮修磨或用硬质合金刀具来加工。高硅合金制件受到轻微敲击、局部受热或急剧冷却时，皆易破裂，但是由于其耐腐蚀性好，故在化工厂中仍广泛采用。,3其它金属管（1）铜管 分为紫铜管和黄铜管，主要用于制造换热设备、制氧设备中
3、的低温管路，以及机械设备中的油管和控制系统的管路。紫铜管和黄铜管可以采用翻边活套法兰、钎焊、螺纹和活管接连接。（2）铝管 铝管是拉制而成的无缝管，它主要用来输送浓硝酸、乙酸、甲酸及其他介质，但不能用来输送碱液，不宜在压力下使用铝管，铝管可以用翻边活套法兰或熔焊连接。（3）铅管 铅管对硫酸具有良好的耐蚀性，因此广泛应用于硫酸工业中，但由于铅有强度低、密度大、抗热性差等缺点，故近来已逐渐为各种耐酸合金与塑料管所取代。,（二）、非金属管 非金属用管有陶瓷管、玻璃管、塑料管、橡胶管等,优点是耐蚀性好、质量轻、可塑性强，安装、拆卸灵活。缺点是强度低、耐热性差。适用于对压力、温度要求不高的扬合。,应遵循下
4、列原则：对于输送压力不超过0.3MPa,使用温度在-10+40的大部分酸类、碱类、盐类、碳氢化合物及有机溶剂等介质，可选用聚乙烯管或聚氯乙烯管；对于有腐蚀作用的酸、碱性液体和气体，在低温和无压下可选用铝及铝合金管道；对于中性液体和气体，如自来水、工作压力不超过0.8 MPa的压缩空气及公称通径不大于50mm的煤气管道、天然气管道等，一般采用焊接钢管；对于输送压力较高、严密性强的管道，如氨气管道、压缩空气管道、氧气管道、乙炔管道、氢气管道、水蒸气管道及输油管道等，一般采用无缝钢管。,（三）、管材选用原则选择管材时，首先应满足管内介质压力和温度的要求，然后再根据管内介质的性质选用。,子任务二 选用
5、管件,起连接管子、改变方向、接出支管和封闭管路等作用。管件有三通、四通、异径管、短节、弯头、法兰、盲板等,图6-3 短接管,图6-4 大小头,将两个不等管径的管口连通起来的管件称为异径管;通常叫大小头。有铸造、锻造异径管,也可用管子割焊而成或用钢板卷焊而成。,当管路装配中短缺一小段,或因检修需要在管路中置一小段可拆的管路时,经常采用短接管或活接头,阀门的作用与分类 阀门是通过改变其流道面积的大小而达到控制流体流量、流体压力及流向的部件。功能有接通和截断介质；调节介质压力、流量；分离、混合或分配介质；防止介质压力超过规定数值，以保证管道和设备的安全运行等。阀门的种类繁多，可按结构用途、公称压力、
6、公称通径、驱动方式等进行分类。选用阀门主要从装置的操作和经济两方面考虑。,任务二 阀门的选用与维护,1.按结构用途分(1)切断阀 用来接通或关闭管道，如截止阀、闸阀、球阀、蝶阀等。(2)止回阀 用来防止介质倒流，如止回阀、底阀。(3)调节阀 用来调节介质的压力和流量，如节流阀、减压阀。(4)分配阀 用来改变介质流向、分配介质，如三通旋塞、分配阀、滑阀等。(5)安全阀 用于锅炉、容器设备及管道上，当介质压力超过规定值时，用来排放多余的介质，保证管道系统及设备的安全。(6)其他特殊用途阀 如疏水阀、放空阀、排污阀等,2.按公称压力分(1)真空阀 工作压力小于0.1MPa(2)低压阀 公称压力PN1
7、.6MPa(3)中压阀 公称压力1.6MPa PN10MPa(4)高压阀 公称压力10MPa PN100MPa(5)超高压阀 公称压力PN100MPa。,子任务一 选用阀门,常见的有安全阀、闸阀、截止阀、球阀、碟阀、旋塞阀、隔膜阀、止回阀等。,1闸阀 闸阀是利用闸板与阀座的配合来控制启闭的阀门。闸板与管内流体流动方向垂直，通过闸板的升降改变其与阀座的相对位置，从而改变流体通道的大小。,根据阀杆结构不同,有明杆和暗杆两种(图6-7、图6-8)。,平行式闸阀由两块相互平行的部分组成,平行板中间有一顶楔,当闸板下降时顶楔将两闸板撑开压紧在阀座上使阀门关严而密封;闸板上升时,顶楔松开并随闸板一起上升,
8、阀门开启。,楔式闸阀两密封面倾斜形成一夹角,利用楔形密封面的楔紧作用使闸板与阀座严密贴合而达到密封目的.,图6-8 暗杆式闸阀,2.截止阀 作用是截断和接通流体，不宜长期用于调节压力和流量，否则，密封面可能被介质冲刷腐蚀，破坏密封性能。原理：利用阀杆升降带动与之相连的圆形阀芯，改变阀芯与阀座间的距离达到控制阀门的启闭。,（a）内螺纹连接1阀座；2阀芯；3铁丝圈；4阀体；5阀盖；6阀杆；7填料；8填料压盖螺母；9填料压盖；10手轮,（b）法兰连接1阀座；2阀芯；3垫片；4开口锁片；5阀芯螺母；6阀体；7阀盖；8阀杆；9填料；10填料压盖；11、12螺栓、螺母13轭；14手轮,3.球阀结构组成：由
9、阀体、阀盖、密封阀座、球体和阀杆等组成。其结构与旋塞阀相似。工作原理：球阀是通过旋转带孔球体来控制阀门启闭的。分类：根据球体在阀体内可否浮动，分为浮动球球阀和固定球球阀。,借助于手柄和阀杆的转动，可自由地旋转球体，达到球阀开启和关闭的目的。,4.止回阀 是根据阀盘前后介质的压力差而自动启闭的阀门。在管路中，流体只能向一个方向流动，从而阻止介质的逆流。结构是在阀体内装有一个阀盘或摇板，当介质顺流时，阀盘或摇板被顶开；当介质倒流时，阀盘或摇板受介质压力作用而自动关闭。止回阀分为升降式和旋启式两种。,图（a）升降式止回阀1阀座；2阀芯；3阀体；4阀盖；5导向套筒,图（b）旋启式止回阀1阀座密封圈；2
10、摇板；3摇杆；4阀体；5阀盖；6定位紧固螺钉与锁紧螺母；7枢轴,5.隔膜阀依靠柔软的橡胶膜或塑料膜来控制流体流动的截断类阀门。,关闭时,带有隔膜的阀瓣下移,使其与阀体的脊背密封,达到切断流休的目的。,广泛应用于输送低温、低压并含悬浮和结晶颗粒的介质和腐蚀性介质。,6.节流阀 又称针形阀,靠缩小流通截面来控制流体流量和降低流体压力的手动阀.节流阀的结构与截止阀大体相同,主要不同之处是改变了阀芯形状和采用小螺距阀杆,比截止阀有更好的调节性能与耐冲刷能力。由于阀芯与阀座为线状接触,密封性能较截止阀差，故不宜作截止阀使用。,中低压外螺纹节流阀1活接管 2阀体 3阀盖 4填料座 5中填料 6上填料 7填
11、料垫 8填料压紧螺丝 9手轮 10阀杆 11阀芯,一、阀门检修的一般程序(1)清洗阀门内外表面，可用压缩空气、高压水或煤油进行清洗。(2)检查并记下阀门的铭牌及其他标志。(3)依序拆卸阀门各零部件。(4)用煤油或清洗剂清洗零件。(5)检查零件的缺陷：以水压试验检查阀体强度；检查阀座与阀体及关闭件与密封圈的配合情况，并进行严密性试验；检查阀杆及阀杆衬套的螺纹磨损情况；检验关闭件及阀体的密封圈；检查阀盖表面，消除毛刺，；检查法兰的接合面。(6)修理阀体：补焊缺陷和更换密封圈或堆焊密封面；对阀体和新换的密封圈，以及堆焊金属与阀体的连接处，进行严密性试验；修整法兰接合面；研磨密封面。,子任务二 阀门的
12、使用与维护,一、阀门检修的一般程序（续）(7)修理关闭件。焊补缺陷或堆焊密封面；车光或磨光密封面。(8)检查并修理填料室；修整压盖和填料室底部的锥面。(9)更换不能修复的零件。(10)重新组装阀门。(11)进行阀门整体的水压试验。(12)阀门涂漆并按原记录做标志。阀门在修理之前和重新组装之后要进行水压试验。,二、阀门的使用维护1.阀门阀杆的螺纹部分应保持一定的油量，以保证启闭灵活。不经常启闭的阀门，也要定期转动手轮。2.开启蒸汽阀门前，应先预热，排除凝结水，然后开启阀门，以免发生汽水冲击。当阀门全开后，应将手轮再倒转少许，使螺纹之间严密。3.对室外明杆闸阀等阀门，阀杆上应加保护套，以防风雪侵蚀
13、和尘土锈污。4.刚投运的管道和长期开启着的阀门，由于管道内部粘有污物，关闭时，可将阀门先行轻轻关闭，再开启少许，这样可以利用介质的高速流动将杂质污物冲掉再轻轻关闭(不能快关猛田，以防残留杂质损伤密封面），新投产的管道，可如此重复多次，冲净脏物，再投入正常生产。,二、阀门的使用维护（续）5.阀门零件，如手轮、手柄等损坏或丢失，应尽快配齐，不可用活扳手代替，以免损坏阀杆头部的四方，导致启闭不灵，发生事故。6.减压阀、调节阀、疏水阀等自动阀门启用时，均要利用冲洗阀将管路冲洗干净。未装旁路和冲洗管的疏水阀，将疏水阀拆下，吹净管路，再装上使用。7.长期闭停的水阀、汽阀，应注意排除积水，阀底如有丝堵，可将
14、它打开排水。8.应经常保持阀门的清洁。9.不能依靠阀门来支持其他重物。,三、阀门常见故障及消除方法 阀门有关闭件损坏、阀杆升降不灵活、泄露等常见故障。其原因及消除方法 见表6-3。,密封填料安装技术要求 1.切割盘根时最好将盘根绕在和阀杆(拉杆)直径相同的圆钢棒上切割，以保证尺寸准确，切口平行。切口应齐整，无松散的石棉线头，切口呈30一45。2.每个盘根圈应单独压入盘根箱。在压装阀门盘根时，每圈之间应放少量的鳞状干石灰粉。3.为了便于安装，压装铝箔(铅箔)包石棉盘根时，应在盘根内缘涂一薄层用机油调制的鳞状石墨粉。4.选用盘根的宽度，应与盘根箱的尺寸一致，或者大l2mm。5.压装油浸石棉盘根时，
15、第一圈及最后一圈最好压装干石棉盘根，以免油渗出。6.压装盘根时，盘根圈的接口必须错开，一般接口交错120或180；盘根不宜压得紧。7.压盖压入盘根箱的深度，一般为一圈盘根的高度，但不得小于5mm，并应留下再旋的余地。8.安装压盖时应使盘根压盖和阀杆(拉杆、轴)的间隙保持一致，防止压偏，使盘根受力不均匀而很快磨损。一般应保持间隙不大于0.10.15mm。,任务三 管路的安装,一、化工管路的种类化工管路在生产中的作用主要是用来输送各种流体介质。常见的分类有：.按介质压力分(1)真空管道 设计压力小于0.1MPa(2)低压管道 设计压力0.1MPaP1.6MPa(3)中压管道 设计压力1.6MPa
16、P10MPa(4)高压管道 设计压力10MPa P100 MPa（5）超高压管道 设计压力P100 MPa.按介质温度分：(1)低温管道工作温度t-20(2)常温管道工作温度-20t200(3)高温管道工作温度t200,二、管路的标准化管道标准化的目的是为了大批量生产，使管子、管件具有互换性降低成本，公称直径和公称压力是两个最基本的技术标准。1.公称直径 一般情况下，公称直径的数值既不是管子的内径，又不是管子的外径，而是与管子的内径相接近的整数。管道工程中最常用有15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、500、600、80
17、0、1000(单位均为mm)20种规格,2.公称压力公称压力是为了设计、制造和使用的方便而规定的一种标准压力，用PN表示，其后附加压力数值。例如，公称压力1OMPa，用PN1O表示。管道工程中最常用0.25、0.4、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10、16、20、32(单位均为MPa)12个级别。,子任务一 安装管路,一、管道布置布置管道时应按照有关的标准、规范和规定，并满足施工、操作、维修的要求，一般应注意以下几方面的要求。1.距离：管底距车行通道路面一般不能小于4.5m；距人行通道路面不能小于2.2m；距铁道路轨面不能小于6 m。管廊下没有布置泵和其他设备时，管廊下层管子
18、和管底标高一般不应低于4m，管廊上下两层管道标高差一般采用1m、1.2m或1.4m沿建筑物敷设的管道应考虑不挡门、窗。2.空间位置：不妨碍设备、阀门、附件以及吊车、行车的操作和检修；塔和容器附近的管道不能从人孔、手孔或其他开孔的正前方通过，以免影响人孔、手孔以及其他开孔的使用；尽量避免通过电动机、配电盘、仪表盘的上空。3.管道间距：带法兰不保温管道的管间距，应按其突出部分净空不小于50m；不带法兰不保温、保温、保冷管道的管间距，按其突出部分（包括保温、保冷层）之间的净空不小于80m；管子的最突出部分（包括管件、阀件、其他附件、保温及保冷层等）与墙壁、柱边及管架横梁端部的距离均不应小于100m.
19、,二、管道安装的要求,1.所有的管道安装有关的建筑物、构筑物等工程已基本设施工完毕，检查管子、管件、阀门等已合格；型号、规格、数量已按设计要求核对无误，内部已清理。2.安装时应保持横平、竖直、排列整齐，且符合设计要求。管道敷设需坡度时一般为2/1000。3.同心大小头宜用在垂直管道上，偏心大小头宜用在水平管道上。输送蒸汽和气体介质的管道应使管道平齐，以利于排放。4.排列时应遵循(1)热介质的管路在上，冷介质的管路在下；(2)无腐蚀性介质的管路在上，有腐蚀性介质的在上；(3)气体管路在上，液体管路在下；(4)不经常检修的管路在上，检修频繁的管路在下；（5）高压介质的管路在上，低压介质的管路在下；
20、(6)保温管路在上，不保温管路在下的原则。5.管道安装过程中，如遇到管道敷设位置相矛盾时（如相碰、重叠等）可按下列原则避让：一般是低压让高压；常温管道让高温或低温管道；辅助管道让物料管道；支管让主管；管道让梁柱。6.管道安装完毕后，应对整个系统进行详细的外观检查，检查管道布置、质量是否符合设计要求，有无遗漏等；进行全面检查后，再按规定进行强度及严密性试验。在试验未合格前，焊缝及接头处不得涂漆及保温。,三、管道的连接管道连接的方法很多，常用的有焊接连接、法兰连接、螺纹连接、承插连接、卡套连接五种。,可根据管材、管径、壁厚、工艺要求以及施工单位的具体条件等分别选用。,子任务一 管道的吹洗和试压一、
21、管道试压 管道安装完毕后，应对管道系统进行压力试验。试压的目的是检查已安装好的管道系统的强度和严密性是否达到设计要求，是检查管道安装质量的一项重要措施。按试验时所采用的介质可分为用液体作介质的液压试验、用气体作介质的气压试验和渗透试验。通向大气的无压管，排液管等，一般可不进行试压。,任务四 管道的使用与维护,二、管道系统的吹洗 目的：为保证管道系统内部的清洁，除安装前必须清除内部杂物外，安装完毕强度合格后或严密性试验前，还应分段进行吹扫和清洗(简称吹洗)，以便清除遗留在管壁的铁锈、焊渣、尘土及其他污物，以免这些杂物随流体沿着管道流动时堵塞阀门和设备仪表，碰撞管壁发生火花而引起事故。分类：吹扫可采用人工清扫、水冲洗、空气吹扫等方法。选用：公称直径大于600mm的管道，宜用人工清扫；公称直径小于600mm的管道，宜用洁净水或空气进行冲洗或吹扫。,管道系统吹扫前，应符合下列要求：,1不应安装孔板、法兰连接的调节阀、节流阀、安全阀、仪表件等。对已焊在管道上的阀门和仪表，应采取相应的保护措施。2不参与系统吹扫的设备及管道系统，应与吹扫系统隔离。3管道支架、吊架要牢固，必要时应予以加固。4吹洗介质的压力不得超过容器和管道系统的设计压力。,管道吹洗所用的介质有水、蒸汽、空气、氮气等。液体介质的管道用水冲洗，目测出口处的水色和透明度与入口处的一致为合格。,谢谢,
