管道可以定义为由金属、塑料、木材、混凝土或玻璃纤维制成的管子。管道用于输送液体、气体、浆液或细小颗粒。管道系统通常被认为包括管道的完整互连,包括管件和法兰等在线组件。泵、热交换器、阀门和储罐也被视为管道系统的一部分。管道系统是我们工业过程的动脉,管道系统的贡献在工业化社会中至关重要。
图 1 说明了典型化工厂所需的管道数量。管道系统占工厂总成本的很大一部分,有时甚至占总投资的三分之一。布置在非常狭窄区域内的管道系统可能会给管道和支持工程师带来额外的挑战。
管道系统的初始设计是根据将流体从一点输送到另一点的功能要求确定的。详细设计取决于标准,例如输送的流体类型、允许的压降或能量损失、所需速度、空间限制、工艺要求(如自由排放或直管要求)、应力分析、流体温度等。支持管道系统的安装需要大量的工程、设计、制造和安装工作。在某些情况下,特殊结构(如结构 T 形或倒 L 形、悬臂梁、U 形入口、基座等)必须仅为支撑管道系统而建造。
必须选择用于管道制造的材料以适应管道系统的操作条件。可以从标准管道规范中获得选择正确材料的指南。例如,ASME 压力管道规范包含电力管道、工业气体和空气管道、炼油厂和石油管道以及制冷
管道系统的部分。目的是确保所使用的材料在预期的压力、温度、腐蚀和侵蚀的操作条件下是完全安全的。以下部分将讨论一些最常用于发电厂管道的材料。
钢——钢是最常用的管道材料。锻钢广泛用于配件,而铸钢主要用于特殊应用。管道主要分为两大类——无缝管和焊接管。
铸铁——铸铁具有很高的耐腐蚀性和耐磨性,用于灰处理系统、污水管线和地下水管线。然而,它非常脆,不适合大多数电厂服务。它有不同的等级,如灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。
黄铜和铜—— 有色金属材料,如铜和铜合金,用于发电厂的仪表和供水服务,其中温度不是主要因素。
商业管道以标准尺寸制成,每个标准尺寸具有几种不同的壁厚或重量。直到并包括 304.8 毫米(12 英寸)的管道,尺寸表示为标称(近似)内径。304.8mm以上,按实际外径给出尺寸。给定尺寸的所有类别的管道都具有相同的外径,
内部具有不同重量的额外厚度。例如,如果管子的尺寸指定为 152.4 毫米,这意味着它的标称或近似内径为 152.4 毫米。外径为 168.28 毫米。无论壁厚是多少,这都是一个恒定值。管道的实际内径将取决于其壁厚。对于标准墙
厚度,152.4mm管子的实际内径为154.06mm。对于超强壁厚,实际内径为 146.34 毫米。
有两种系统用于指定不同尺寸管道的各种壁厚。旧方法将管道列为标准 (S)、koko体育官网超强 (XS) 和双超强 (XXS)。取代旧方法的新方法使用明细表编号来指定壁厚。这些数字是 10、20、30、40、60、80、100、120、140 和 160。
管件在管道系统中用于连接直管段、适应不同尺寸或形状以及用于其他目的,例如调节(或测量)流体流量。管件(尤其是不常见的类型)需要金钱、时间、材料和工具来安装,并且是管道和管道系统的重要组成部分。阀门在技术上属于配件,但通常单独讨论。 配件的用途,如图 3 所示,一般可表述如下:
——用于建立紧密的联系。它们的两端都带有螺纹,整个长度上都有螺纹接头。
衬套——用于连接不同尺寸的管道。公端安装在联轴器中,然后将较小的管道拧入母端。较小的连接可以偏心地抽出以允许自由排水。
异径管——用于减小管道尺寸。有两个内螺纹连接,不同尺寸的管道适合。也可以用一个偏心连接件制成,以便自由排水。
这些方法中的每一种都有一定的优点和缺点,每一种都将在以下各节中进行讨论。
在这种方法中,在管道的每一端切割螺纹,并使用接头、接头和弯头等螺纹配件连接管段。此方法通常用于尺寸小于 101.6 毫米(4 英寸)的低压和中压管道。它的优点是管道可以很容易地拆卸或组装。然而,螺纹连接
这种方法在管端使用法兰,这些法兰面对面地用螺栓固定在一起,koko体育官网通常在两个面之间有一个垫圈。法兰连接比焊接连接具有可拆卸的优点,并且比螺纹连接更便于装拆。为了防止法兰连接处的泄漏,对接在一起的法兰面必须绝对平坦和光滑。虽然理论上可以将表面打磨到这种状态,但这是一项耗时且昂贵的提议。因此法兰面之间通常使用垫片。垫圈由相对较软的材料制成,当法兰连接拧紧时,垫圈将填充法兰面中的任何小凹陷,从而防止泄漏。
在这种方法中,管段直接焊接到彼此,并直接焊接到可能需要的任何阀门或配件。与使用螺纹连接或法兰连接相比,将这些焊接接头用于管道有几个优点:
管道必须以这样一种方式支撑,以防止其重量被其所连接的设备承载。使用的支架必须防止管道过度下垂,同时必须允许管道因膨胀或收缩而自由移动。支撑装置的设计必须能够承受管道、阀门、管件和绝缘材料的重量加上管道内所含流体的重量。
在蒸汽管道的情况下,有必要不断地从管道中排出任何冷凝水。如果不这样做,那么冷凝水将与蒸汽一起携带,并可能产生 水锤并可能导致管道或配件破裂。此外,携带蒸汽的水分进入涡轮机或发动机是最不希望的。各种设备用于从管线中去除这种冷凝物和水分,这些将在以下部分中讨论。
蒸汽分离器,有时也称为蒸汽净化器,是安装在蒸汽管线中时可去除蒸汽中的水滴和其他悬浮杂质的装置。为此,分离器要么使蒸汽突然改变其流动方向,要么使蒸汽产生旋转运动。这两者都会导致水分和其他颗粒被甩出蒸汽流。
蒸汽疏水阀的目的是排出蒸汽管道、分离器和其他设备中的冷凝水,而不让蒸汽逸出。此外,大多数疏水阀设计用于排放管路或设备中存在的任何空气。疏水阀应安装在冷凝水积聚必须尽快排出的管线中,以及必须回收冷凝水用于加热、热水需求或返回锅炉的管线中。它们是蒸汽管道、分离器和所有蒸汽加热或蒸汽操作设备的“必需品”。
大多数管道系统用于输送温度远高于周围空气温度的物质。示例包括主蒸汽管道和给水管道。为了减少从热物质散失到周围空气中的热量,管道覆盖有绝缘材料。隔热材料不仅可以保留热线中的热量,还可以防止加工厂建筑物内的温度变得令人不适。此外,热管线的绝缘将防止因接触管道的表面而对人员造成伤害。
如果管道输送的物质温度低于周围空气的温度,则对管道进行绝缘可以防止管道出汗以及随之而来的滴落和腐蚀。返回搜狐,查看更多
硅藻土—— 这种材料与粘土和石棉粘合在一起,适用于高达 1030ºC 的温度。
石棉 –管道覆盖部分由石棉纤维模制而成,可用于高达 650ºC 的温度。
硅酸钙 – 这种绝缘材料由二氧化硅和石灰制成,适用于高达 650ºC 的温度。
蜂窝玻璃—— 这种材料是玻璃,经过熔化和发泡,然后模制成管道覆盖物形式。它可用于高达 430ºC 的温度。
氧化镁 (85%) – 这种材料由碳酸镁和石棉纤维组成。它以模制形式提供,用于管道覆盖,也以粉末形式提供,与水混合形成绝缘水泥,用于覆盖管道配件。氧化镁管道覆盖层适用于高达 315ºC 的服务。
玻璃纤维—— 这是一种玻璃,经过加工成纤维,然后形成管道覆盖部分,适用于高达 190ºC 的温度。
塑料泡沫—— 这些塑料在制造过程中被加工成泡沫,然后形成管道覆盖部分。它们适用于低至 -170ºC 和高达 120ºC 的温度。