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本文节选自 《压力管道设计及工程实例(二版) 第4章》
管件(Pipe Fitting)在管系中起着改变走向、改变标高或改变直径、封闭管端以及由主管上引出支管的作用。在石油化工装置中管道品种多,管系复杂、形状各异,简繁不等,所用的管件品种、材质、数量也就很多,选用时需要考虑的因素也复杂。 非金属管件和衬里管件的标准化程度不如钢制管件高,使用时要注意各制造厂在制造工艺、规格尺寸、各种性能等方面的差异。本节主要介绍钢制管件,需要选用非金属管件和衬里管件时可从有关的标准规范中查找。 一、 管件的用途及种类 根据管件端部连接形式可将管件分为对焊连接管件(简称对焊管件)、承插焊连接管件(简称承插焊管件)、螺纹连接管件(简称螺纹管件)、法兰连接管件以及其它管件。 压力管道设计中,常用对焊管件、支管台、承插焊及螺纹连接管件的形式。法兰管件多用于特殊场合,使用范围及数量相对比较少。需要时可根据《钢制法兰管件》(GB/T17185)的规定选用。 1. 对焊管件(Butt Welded Fitting) 对焊管件通常用于DN≥50mm的管道,广泛应用于易燃,可燃介质,以及高的温度—压力参数的其它介质管道。对焊管件比其它连接形式的管件连接可靠、施工方便、价格便宜、没有泄漏点。 管件的壁厚等级用管子表号表示,常用的管子表号为Sch40、Sch80,选用对焊管件时,管件应与其连接的管子的管子表号相同,即管件与管子等强度(而不是等壁厚),只是管件端部的壁厚与管子的壁厚相同。我国钢制对焊管件的国家标准(GB12459)、中国石油化工总公司标准(SH3408)基本与ASME B16.9、B16.28、JIS、JPI-7S、JPI-7S-1相同。 常用的对焊管件包括弯头、三通、异径管(大小头)和管帽,前三项大多采用无缝钢管或焊接钢管通过推制、拉拔、挤压而成,后者多采用钢板冲压而成。 它们通过公称壁厚等级(管子表号或壁厚值)来实现与管子等强度,至于其局部应力集中的补强,是制造厂应解决的事情。制造厂应对对焊管件的强度进行设计,并通过验证试验法进行验证。 1) 弯头(Elbow) 长半径弯头(Long Radius Elbow)(R=1.5DN):一般情况下,应优先采用; 短半径弯头(Short Radius Elbow)(R=1.0DN):多用于尺寸受限制的场合。其最高工作压力不宜超过同规格长半径弯头的0.8倍。 弯管(Bend)(R=nDN):用于缓和介质在拐弯处的冲刷和动能,可用到R=3DN、6DN、10DN、20DN 根据制造方法不同又分为推制弯头、挤压弯头和焊制斜接弯头 推制弯头和挤压弯头: 常用于介质条件比较苛刻的中小尺寸管道上 焊制斜接弯头: 常用于介质条件比较缓和的大尺寸管道上,同时要求其弯曲半径不宜小于其公称直径的1.5倍。当斜接弯头的斜接角度大于450时,不宜用于剧毒、可燃介质管道上,或承受机械振动、压力脉动及由于温度变化产生交变载荷的管道上。 图4.6.1对焊弯头 2) 三通(Tee) 等径三通(Straight Tee) 异径三通(Reducing Tee) y型三通 常常代替一般三通,用于输送有固体颗粒或冲刷腐蚀较严重的管道上。 图4.6.2三通 3) 异径管(大小头)( Reducer) 通常有同心异径管(Concentric Reducer),偏心异径管(Eccentric Reducer)。 图4.6.3异径管(大小头) 4) 管帽(封头)(Cap) 有平盖封头、标准椭圆封头。 平盖封头制造较容易,价格也较低,但其承压能力不如标准椭圆封头,故它常用于DN≤100、介质压力低于1.0MPa的条件下。标准椭圆封头为一带折边的椭圆封头,椭圆的内径长短轴之比为2:1,它是应用最广的封头。 在很多情况下,如管廊上的管子端部,不用管帽而用法兰代替,以便于管子的吹扫和清洗。 对于DN≤40的管子及其元件,因为它的壁厚一般较薄,采用对焊连接时错口影响较大,容易烧穿,焊接质量不易保证,故此时一般不采用对焊连接。但下列几种情况例外: (1) 对于DN≤40、壁厚大于等于SCH160的管道及其元件,其壁厚已比较厚,采用对焊连接时前面所述的问题已不存在,故也常用对焊连接; (2) 有缝隙腐蚀介质(如氢氟酸介质)存在的情况下,即使DN≤40、壁厚小于SCH160,也采用对焊连接,以避免缝隙腐蚀的发生,此时在焊接施工时常采用小焊丝直径、小焊接电流的氩弧焊而不用一般的电弧焊; (3) 对润滑油管道,当采用承插焊连接时,其接头缝隙处易积存杂质而对机械设备产生不利影响,此时也应采用对焊连接。 2. 承插焊管件(Socket Welding Fitting;SW) 通常情况下,承插焊管件用于DN≤40mm、管壁较薄的管子和管件之间的连接。包括弯头、三通、加强管嘴、加强管接头、管帽、管箍、异径短节、活接头、丝堵、仪表管嘴、软管站快速接头、水喷头等 在我国,主要的承插焊管件标准有国家标准《锻钢制承插焊管件》(GB/T14383)、中国石油化工总公司标准《锻钢制承插焊管件》(SH3410)、化工行业标准《锻钢承插焊管件》(HG/T21634)。承插焊管件通常采用模压锻造后再机械加工成型工艺制造。 一般异径短节、螺纹短节等为插口管件;弯头、三通、管帽、加强管嘴、活接头、管箍等为承口管件。承插焊是插口与承口之间的连接,因此,在应用中应考虑这些管件之间的搭配组合以及所需的结构空间。 图4.6.4 承插焊管件图 3. 螺纹管件(Threaded Fitting; SCR‘D) 1) 常用材料有锻钢、铸钢、铸铁、可锻铸铁,石油化工装置的工艺管道大多选用锻钢制锥管螺纹管件。常用锻钢制螺纹管件的标准有HG/T21632、GB/T14626。 2) 螺纹连接也多用于DN≤40的管子及其元件之间的连接。常用于不宜焊接或需要可拆卸的场合。螺纹连接件有阳螺纹(Male Screw)和阴螺纹(Female Screw)之分。常用的管件中,螺纹短节为阳螺纹,而弯头、三通、管帽、活接头等多为阴螺纹,使用时应注意它们之间的搭配和组合。螺纹连接与焊接相比,其接头强度低,密封性能差,因此其使用时,常受下列条件的限制: (1) 螺纹连接的管件应采用锥管螺纹; (2) 螺纹连接不推荐用在大于200℃及低于-45℃的温度下; (3) 螺纹连接不得用在剧毒介质管道上; (4) 按国标GB50316,螺纹连接不得用于有缝隙腐蚀的流体工况中,不应使用于有振动的管道。 (5) 用于可燃气体管道上时,宜采用密封焊进行密封。 3) 常用的锥管螺纹可分为:55°锥管螺纹 (多用于欧洲);60°锥管螺纹 (多用于美国)。 (1) (ISO7/1)为55°锥管螺纹。日本标准同时包含55°锥管螺纹和60°锥管螺纹两种。 (2) GB7306为55°锥管螺纹 等同采用(ISO7/1) 螺纹锥度为:1:16;牙型角:55°;尺寸范围:1/16”~6”;螺纹标志代号:R(圆锥外螺纹); Rc(圆锥内螺纹)。 (3) GB12716为60°锥管螺纹等同采用(ASME B 1.20.1) 螺纹锥度为:1:16;牙型角:60°;尺寸范围:1/16”~12”;标识:NPT;两种圆锥管螺纹不能互换。 图4.6.5 螺纹管件图 4. 法兰连接管件多用于特殊配管场合,实际用量相对比较少。 5. 其它常用的管件还有加强管接头,例如螺纹加强管接头(Threadolet)、承插焊加强管接头(Sockolet)、对焊加强管接头(Weldolet)、插入加强管接头(Insert Weldolet)、斜接加强管接头(Latrolet)、弯头加强管接头(Elbolet)以及一种英文叫Sweepolet的加强管接头(这些“加强管接头”按2003年中国寰球工程公司编写的《英汉化学工程图解词汇》均称为支管台)。这些加强管接头可直接焊在主管上,与三通一样从主管上引出支管,不需另外补强,适用于高、中压管道。国内有化工行业标准《锻钢承插焊、螺纹和对焊管台》(HG/T21634)。 图4.6.7所示的插入加强管接头(Insert Weldolet)、斜接加强管接头(Latrolet)、弯头加强管接头(Elbolet)以及加强管接头(Sweepolet)与主管连接的焊缝可进行无损探伤检查,焊接可靠,克服了“马鞍焊”的角焊缝焊缝质量不宜保证、检查困难的缺点,适用于火灾危险分类为甲、乙类介质和剧毒介质的管道,是理想的管接头。目前,国内还没有制造厂生产这几种接头。图4.6.6所示是承插焊和螺纹连接的变径管接头,用于DN50以下管道及其管配件的连接。当当网购买网址:http://product.dangdang.com/23056902.html |
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