燃气工程常用设备材料基本知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,燃气工程常用材料设备基本知识,卢宗鉴,中国燃气预算采购管理部,2011,年,5,月,1,目 录,第一章,A,钢制管材,第一章,B,钢制管材的管路附件,第二章,PE,管材、,PE,管件、,PE,阀门,第三章 阀门,第四章 调压设备,第五章 计量设备,2,城市燃气压力等级分类,名称,压力,(MPa),高压燃气管道,A,2.5,P4.0,B,1.6,P2.5,次高压燃气管道,A,0.8,P1.6,B,0.4,P0.8,中压燃气管道,A,0.2,P0.4,B,0.01,P0.2,低压燃气管道,P0.01,3,第一章A,钢制管材 一、钢制管材的分类,钢制管材按照制造方式分：无缝钢管,有缝（焊接）钢管,钢制管材按照化学成分分：碳素结构钢钢管,低合金钢钢管,合金钢钢管,（包括不锈钢钢管）,无缝钢管按照制造工艺分：热轧无缝钢管,冷拔无缝钢管,4,第一章,A,钢制管材 一、钢制管材的分类,焊接钢管按照焊接工艺分：无填充金属焊接钢管,（连续炉焊钢管 电阻焊钢管）,有填充金属焊接钢管,（埋弧焊钢管 熔化极气体保护电弧焊钢管）,焊接钢管按照焊缝形式分：直缝焊接钢管,螺旋缝焊接钢管,无填充金属焊接钢管分：连续焊钢管,电阻焊钢管,有填充金属焊接钢管分：埋弧焊钢管,熔化极气体保护电弧焊钢管,5,第一章,A,钢制管材 一、钢制管材的分类,无缝钢管：,1,、采用热加工方法制造的不带焊缝的钢管叫无 缝钢管（热轧无缝钢管）。,2,、热加工后的管状产品进一步冷加工至所要求的形状叫冷拔 无缝钢管。,6,第一章,A,钢制管材 一、钢制管材的分类,无填充金属焊接钢管,3,、连续炉焊：在加热炉里对钢带进行加热，然后对已成型的 边缘采用机械加压方法焊接在一起而成形的一条焊缝的工艺。在此，将钢卷逐卷对接在一起，以保证焊管机形成一个连续的工艺（这种工艺是对焊工艺的一种）。,4,、电阻焊：通过电阻焊接或电感应焊接而形成一条焊缝的一种工艺。在此，待焊接边缘通过机械加压方法焊接在一起，焊 接热量由电阻产生。,ERW,钢管：就是高频直缝电阻焊钢管，英文,Electric Resistance Welding,，缩写简称为,ERW,。,7,第一章,A,钢制管材 一、钢制管材的分类,有填充金属焊接钢管,5,、埋弧焊：此种工艺是通过一个或几个裸金属自耗电极与工件之间的一个或数个电弧对金属加热而产生金属结合的一种焊接工艺。电弧和熔化金属被工件上的易熔小颗粒材料保护起来。不需加压，填充金属部分或全部来自电极。,6,、熔化极气体保护电弧焊：此种工艺就是通过连续的自耗电极和工件之间的一个或数个电弧对金属加热而产生金属结合的一种焊接工艺。其保护完全由外部提供的气体或混合气体来获得。不需加压，填充金属来自电极。,8,第一章,A,钢制管材 一、钢制管材的分类,燃气工程中常用的钢制管材包括：,热轧无缝钢管,冷拔无缝钢管,双面埋弧焊螺旋缝钢管,高频直缝电阻焊钢管,燃气工程中常用的镀锌钢管也是高频电阻焊钢管。,9,第一章,A,钢制管材 二、钢制管材的规格,钢制管材为了与目前国际上流行的两个不同系列的钢管外径相适应，分为两个外径系列：,A,系列为英制系列,(CLASS,系列,),，也称系列,I,管子外径按,ASME B36.10M,的规定。,ASME B36.10M,是美国国家标准中的钢管标准号。,ASME,是,American Society of Mechanical Engineers,（美国机械工程师协会）的英文缩写。,B,系列为公制系列PN,系列,),，也称系列,II,管子外径按,ISO4200,的规定。,ISO4200,是焊接和无缝平端钢管的尺寸和单位长度重量的标准。,ISO,是,International Organization for Standardization(,国际标准化组织,),的英文缩写。国际标准化组织是一个全球性的非政府组织，是国际标准化领域中一个十分重要的组织。中国是,ISO,的正式成员。,10,第一章,A,钢制管材 二、钢制管材的规格,A,系列就是俗称的大外径系列，,B,系列就是俗称的小外径系列。,但,A,系列的大外径仅限于,DN250,以下，在,DN300,以上其直径反而小于,B,系列。很多情况下两者差别是很大的：如,DN100,时差了,6.3mm,，大直径时差别达,20mm,以上。,通常情况下，焊接钢管一般选用,A,系列，无缝钢管一般选用,B,系列。,11,第一章,A,钢制管材 二、钢制管材的规格,公称通径：,公称通径（公称口径、公称直径）是管路系统中所有管路附件用数字表示的尺寸，公称通径是供参考用的一个方便的整数，与加工尺寸仅呈不严格的关系。公称通径用字母“,DN”,后面紧跟一个数字表示。,钢管的规格,一般用希腊字母“,”,开头加钢管的外径*壁厚，例如,219*6,，表示钢管的外径是,219mm,，壁厚是,6mm,。也有用“公称通径*壁厚”表示的，不过这种表示方法是不规范的。,12,第一章,A,钢制管材 二、钢制管材的规格,公称通径,公称通径,A,系列钢管,B,系列钢管,PE,管公称外径,1/2,15,21.3,18,20,3/4,20,26.9,25,25,1,25,33.7,32,32,1-1/4,32,42.4,38,40,1-1/2,40,48.3,45,50,2,50,60.3,57,63,2-1/2,65,76.1,76,75,3,80,88.9,89,90,4,100,114.3,108,110,125,5,125,139.7,133,140,6,150,168.3,159,180,8,200,219.1,219,200,225,10,250,273,273,250,280,12,300,323.9,325,315,14,350,355.6,377,355,13,第一章,A,钢制管材 二、钢制管材的规格,需要注意的是，有些设计图纸和技术资料，设计者和资料编制者图省事，公称通径只用一个“,D”,字母表示，例如用,D20,表示,DN20,。,钢管的“公称通径”和“钢管”的外径是两个不同的概念，部分公称通径数据和不同规格的钢管外径数相同，要注意认真区别。例如公称通径是,DN32,的钢管和外径是,32,的钢管是不一样的。公称通径是,DN32,的钢管，,A,系列钢管外径是,42.4,，,B,系列钢管外径是,38,。,此外，燃气工程中使用的燃气,PE,管，通常用,Dn,表示“公称外径”。目前对,PE,管材公称外径的表示方法有很多种，用,Dn,表示是比较规范的表示方法，由于,PE,管材通常不使用“公称通径”表示方法，所以,PE,管材的表示方法一般不容易将“公称外径”和“公称通径”混淆。,14,第一章,A,钢制管材 二、钢制管材的规格,公称通径,100,的焊接钢管，通常只写公称通径，例如,DN15,的焊接（镀锌）钢管，表示外径是,21.3mm,，壁厚是,2.8mm,的焊接（镀锌）钢管。需要注意的是，这种表示方法，通常表示壁厚符合,GB/T3091,标准的标准壁厚的焊接（镀锌）钢管。,如果是小于标准壁厚的焊接（镀锌钢管），或者是,GB/T3091标准中的壁厚加厚管，其壁厚需要在规格中表示出来或者注明“壁厚加厚管”。,GBT3091-2001.doc,15,第一章,A,钢制管材,三、钢制管材采购的数量验收,1,、无缝钢管以检重方式验收数量，无缝钢管通常不定尺交货。无缝钢管壁厚通常有正公差，实际检重数量大约是理论重量的,105108%,。,2,、焊接钢管以理论计算方式验收数量，焊接钢管通常定尺交货。,3,、钢管理论重量计算公式,0.02466*,（外径,-,壁厚）*壁厚,=kg/m,（保留,2,位小数）,例如,219*6,钢管：,0.02466*,（,219-6,）*,6 =31.52 kg/m,16,第一章,A,钢制管材 四、钢制管材的材质,1,、钢材的化学成分,钢材中除主要化学成分,Fe,以外，还含有少量的碳,(C),、硅,(Si),、锰,(Mn),、磷,(P),、硫,(S),、氧,(O),、氮,(N),、钛,(Ti),、钒,(V),等元素，这些元素虽含量很少，但对钢材性能的影响很大。,碳是决定钢材性能的最重要元素。,钢中有益元素有锰、硅、钒、钛等，控制掺入量可冶炼成低合金钢。,钢中主要的有害元素有硫、磷及氧，要特别注意控制其含量。,磷是钢中很有害的元素之一，主要溶于铁素体起强化作用。磷含量增加，钢材的强度、硬度提高，塑性和韧性显著下降。特别是温度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，从而显著加大钢材的冷脆性。磷也使钢材可焊性显著降低，但磷可提高钢的耐磨性和耐蚀性。,硫也是很有害的元素，呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中，降低钢材的各种机械性能。由于硫化物熔点低，使钢材在热加工过程中造成晶粒的分离，引起钢材断裂，形成热脆现象，称为热脆性。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。,氧是钢中有害元素，主要存在于非金属夹杂物中，少量熔于铁素体内。非金属夹杂物降低钢的机械性能，特别是韧性。氧有促进时效倾向的作用。氧化物所造成的低熔点亦使钢的可焊性变差。,17,第一章,A,钢制管材 四、钢制管材的材质,2,、钢材的力学性能,钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。,燃气用钢管主要的力学性能有：屈服强度、抗拉强度、伸长率,1,）屈服强度,钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。钢材的屈服强度是指材料在出现屈服现象时所能承受的最大应力。屈服强度值用,MPa,表示。需要注意的是，不能片面追求材料的高屈服强度，因为随着材料屈服强度的提高，材料的抗脆断强度会降低，材料的脆断危险性会增加。,屈服强度不仅有直接的使用意义，在工程上也是材料的某些力学行为和工艺性能的大致度量。例如材料屈服强度增高，对应力腐蚀和氢脆就敏感；材料屈服强度低，冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此，屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。,2,）抗拉强度,钢材或试样在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。抗拉强度值用,MPa,表示。,3,）伸长率,材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。伸长率用表示。,18,第一章,A,钢制管材 五、按照化学成分分类的几个钢种,1,、碳素结构钢,含碳量约,0.05,0.70,，个别可高达,0.90,。可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类。,普通碳素结构钢含杂质较多，价格低廉，用于对性能要求不高的地方，它的含碳量多数在,0.30,以下，含锰量不超过,0.80,，强度较低，但塑性、韧性、冷变形性能好。除少数情况外，一般不作热处理，直接使用。普通碳素结构钢用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。,这类钢主要保证力学性能，故其牌号体现其力学性能，用,Q+,数字表示，其中“,Q”,为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服点数值，例如,Q275,表示屈服点为,275Mpa,。若牌号后面标注字母,A,、,B,、,C,、,D,，则表示钢材质量等级不同，含,S,、,P,的量依次降低，钢材质量依次提高。,燃气工程用钢管中的,Q235B,属于普通碳素结构钢。,19,第一章,A,钢制管材 五、按照化学成分分类的几个钢种,优质碳素结构钢钢质纯净，杂质少，力学性能好，可经热处理后使用。根据含锰量分为普通含锰量,(,小于,0.80,),和较高含锰量,(0.80,1.20,),两组。含碳量在,0.25,以下，多不经热处理直接使用，或经渗碳、碳氮共渗等处理，制造中小齿轮、轴类、活塞销等；含碳量在,0.25,0.60,，典型钢号有,40,，,45,，,40Mn,，,45Mn,等，多经调质处理，制造各种机械零件及紧固件等；含碳量超过,0.60,，如,65,，,70,，,85,，,65Mn,，,70Mn,等，多作为弹簧钢使用。,燃气工程中使用的螺栓一般选用,35,、,35CrMo,，螺母选用,30,、,30CrMo,。,燃气工程用钢管中的,20,、,20g,，,L175245,管线钢系列，属于优质碳素结构钢。,20,第一章,A,钢制管材 五、按照化学成分分类的几个钢种,碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。通常,Q195,、,Q215,、,Q235,钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通螺钉、螺母等零件。,Q255,和,Q275,钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。钢制管材一般不选用这两种钢号。,21,第一章,A,钢制管材 五、按照化学成分分类的几个钢种,2,、低合金钢,低合金钢与碳素钢、低合金钢与合金钢之间，明确划出的概念是不存在的。目前低合金钢的基本含义是：合金元素总量在,1.23,（,5,）,%,，屈服强度在,275Mpa,以上，具有良好的可加工性和耐腐蚀性，型、带、板、管等形状，在热轧状态直接使用的钢材。,燃气工程用钢管中的,Q345B L290555,管线钢，属于低合金钢。,需要说明的是，按照,GB/T9711.2,标准制造钢管用的管线钢钢板，必须经过热处理工艺。,经过热处理工艺的管线钢钢板，用,NB,和,MB,表示。,NB,形变正火交货状态为,N,。,MB,形变热处理交货状态为,M,。,22,第一章,A,钢制管材 五、按照化学成分分类的几个钢种,3,、合金钢,合金钢与碳素结构钢相比含有较多其他元素。,合金钢是指钢中除含硅和锰作为合金元素或脱氧元素外，还含有其他合金元素（如铬、镍、钼、钒、钛、铜、钨、铝、钴、铌等），有的还含有某些非金属元素（如硼、氮等）的钢。根据钢中合金元素含量的多少，又可分为低合金钢，中合金钢和高合金钢。,燃气工程用钢管中的不锈钢管，属于特殊性能合金钢，这是一种低碳高合金钢，抗腐蚀性好，用做高压和耐低温材料。,23,第一章,A,钢制管材 六、,钢号表示方法和常用的燃气工程钢制管材钢号,钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言。我国的钢号表示方法，根据国家标准,钢铁产品牌号表示方法,（,GB/T2212000,）中规定，并于,2000,年,11,月,1,日开始实施。,钢号的表示，一般采用采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。即：,钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如,Si,Mn,Cr,等。,产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示，钢中主要化学元素含量（,%,）采用阿拉伯数字表示。,采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表产品名称的汉语拼音中选取第一个字母。当和另一个产品所选用的字母重复时，可改用第二个字母或第三个字母，或同时选取两个汉字中的第一个拼音字母。暂时没有可采用的汉字及汉语拼音的，采用符号为英文字母。,24,第一章,A,钢制管材 六、,钢号表示方法和常用的燃气工程钢制管材钢号,1,）,20,20,钢属于优质碳素结构钢，是国产无缝钢管最常用的材质，钢制法兰也多采用这个材质。强度比,15,号钢稍高，很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，气焊时厚度小，外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不大而韧性要求高的。,25,第一章,A,钢制管材 六、,钢号表示方法和常用的燃气工程钢制管材钢号,2)20g,(2008,年标准改为,Q245R),g,为锅炉板中“锅”的第一个字母。,20g,钢管是,GB/5310,国标钢号，为最常用锅炉钢管用钢，化学成分和力学性能与,20,板材基本相同。该钢有一定常温和中高温强度，含碳量较低，有较佳塑性和韧性，其冷热成型和焊接性能良好。,20#(20,号钢,),无缝钢管和,20g,高压无缝钢管的区别是：它们除含碳量一样外，,20g,还有一些微量元素更适合用作锅炉压力容器使用的特性。另外,20g,还着重考核它的物理性能。比如弯曲、冲击和抗拉性能,。,26,第一章,A,钢制管材 六、,钢号表示方法和常用的燃气工程钢制管材钢号,3,）,Q235B,Q235,相当于国产老钢号,A3,Q,代表的是这种材质的屈服强度，后面的,235,，就是指这种材质的屈服强度值,235MPa,。,Q235A,，,Q235B,，,Q235C,，,Q235D,。这是等级的区分，指的是它们性能中冲击试验的温度不同。分别为：,Q235A,级，是不做冲击；,Q235B,级，是,200C,常温冲击；,Q235C,级，是,00C,冲击；,Q235D,级，是,-200C,冲击。,元素含量：,A,、,B,、,C,、,D,硫含量依次递减；,A,和,B,的磷含量相同，,C,的磷含量次之，,D,磷含量最少。,27,第一章,A,钢制管材 六、,钢号表示方法和常用的燃气工程钢制管材钢号,4Q345B,Q345,相当于国产老钢号,16Mn,Q345B,属于低合金钢。钢号含义是指这种材质的屈服强度值,345MPa,。与,Q235B,的主要区别是锰（,Mn,）含量较高，约为,1.6%,。,ABCD,的含义与,Q235B,相同。,Q235A,，,Q235B,，,Q235C,，,Q235D,。这是等级的区分，指的是它们性能中冲击试验的温度不同。分别为：,Q235A,级，是不做冲击；,Q235B,级，是,200C,常温冲击；,Q235C,级，是,00C,冲击；,Q235D,级，是,-200C,冲击。,元素含量：,A,、,B,、,C,、,D,硫含量依次递减；,A,和,B,的磷含量相同，C,的磷含量次之，,D,磷含量最少。,28,第一章,A,钢制管材 六、,钢号表示方法和常用的燃气工程钢制管材钢号,5,）,GB/T9711.1,和,GB/T9711.2,标准中的,L,系列管线钢,按照,GB/T9711-1997,石油天然气工业输送钢管交货技术条件,标准制造,L175555,钢管是,A,级钢管；,按照,GB/T9711-1997,石油天然气工业输送钢管交货技术条件,标准制造,L175555MB(NB),钢管是,B,级钢管。,GB9711.2,包括的质量和试验要求在总体上高于,GB9711.1,的规定，,GB9711.2,使用的管线钢钢板必须是经过热处理工艺的钢板（,MB,、,NB,）,GB/T9711.1,和,GB/T9711.2,标准中的,L,系列管线钢规定的钢级与,ANSI/API spec 5L,（输送钢管规范）规定的钢级对比表。,American National Standards Institute,（,ANSI-,美国国家标准学会）；,American Petroleum Institute(API-,美国石油协会,),29,第一章,B,钢制管材管路附件 一、法兰,管道法兰和压力容器法兰是管路附件中品种最多、使用面最广的一种零件，他和密封垫片、紧固螺栓三者一起组成一个法兰接头，起着连接管子和管子、管子和设备的作用。,法兰接头既是一种可拆卸连接件，又是一种承压密封件，它主要是借助连接螺栓穿过法兰的螺栓孔，在螺栓预紧力作用下对法兰密封面施加压紧力，压紧夹在法兰中间的密封垫片，使垫片在螺栓压紧力的作用下发生塑性变形或弹性变形，从而填塞住法兰密封面的微几何间隙来实现密封目的。,法兰作为法兰接头中的一个单元，通常以一个独立的标准零件出现，但它和密封垫片及法兰用螺栓又有密切的联系。,30,第一章,B,钢制管材管路附件 一、法兰,1,、法兰型式,按法兰的结构及其与管子的连接方式，法兰的型式分为：整体法兰、平焊法兰、承插焊法兰、对焊法兰、螺纹法兰、松套法兰及法兰盖（盲板）。,整体法兰系指法兰与泵、阀、机等设备的进出口管道连接的法兰，通常和这些管道设备制造成一个整体，作为管道设备的一部分。法兰通常与设备一起铸造成型，少数为锻造成型，如锻钢阀门的端法兰。,31,第一章,B,钢制管材管路附件 一、法兰,平焊法兰与管子的连接是先将管子插入法兰内孔至适当位置，然后再搭焊，其优点在于焊接装配时较易对中，且价格便宜，因而得到广泛的应用。按内压计算，平焊法兰的强度约为相应的对焊法兰的,2/3,，疲劳寿命约为对焊法兰的,1/3,。所以，平焊法兰只适用于压力等级比较低，压力波动、震动及震荡均不严重的管道系统中。,右,为带颈平焊法兰,32,第一章,B,钢制管材管路附件 一、法兰,对焊法兰又称高颈法兰，他与其他法兰的不同之处在于法兰与管子焊接处到法兰盘有一段长而倾斜的高颈，此段高颈的壁厚沿高度方向逐渐过渡到管壁厚度，改善了应力的不连续性，因而增加了法兰强度。对焊法兰主要用于工况比较苛刻的场合，如管道热膨胀或因其它载荷而使法兰处受的应力较大或应力变化反复的场合；压力、温度大幅度波动的管道或高温、高压及零下低温的管道。,右为螺纹法兰,33,第一章,B,钢制管材管路附件 一、法兰,松套法兰由法兰与法兰附属元件组合而成。松套法兰的连接实际上也是通过焊接实现的，只是法兰是套在已与管子焊接在一起的附属元件上，法兰可以旋转，因而称松套法兰。法兰（即松套）本身则不接触介质，只是通过连接螺栓将附属元件和垫片压紧以实现密封。松套法兰的优点在于不仅可以旋转，而且易于对准螺栓孔易于安装。松套法兰用于在对准法兰螺栓孔时仅需要转动法兰而不必旋转管子之处,中为承插焊平焊法兰,右为法兰盖（盲板）,34,第一章,B,钢制管材管路附件 一、法兰,法兰密封面主要有平面、突面、凹凸面、榫槽面、环连接面,5,种型式，燃气工程常用的是平面、突面、凹凸面三种形式，其中突面形式最为常用。,35,第一章,B,钢制管材管路附件 一、法兰,平面密封面主要用于宽面法兰及低压管道系统中，与之相配的密封垫片接触面分布于法兰螺栓中心园的内外两侧，对应的垫片材质多为石棉橡胶等非金属软质材料，垫片所需的最小压紧应力（或预紧比压）较低。,36,第一章,B,钢制管材管路附件 一、法兰,突面密封面主要用于窄面法兰，即与之相配的垫片的接触面位于法兰螺栓孔所包围的圆周内测，也就是突面密封面对应的垫片外径正好与法兰连接螺栓的内切圆直径相当，安装时可借助螺栓使垫片固定在法兰面中央。适用于突面密封面的法兰垫片有各种非金属垫片、缠绕式金属垫片（含带外环和带内外环）等。,凹凸面密封面由凹面和凸面组成，其特点是垫片嵌在凹面的凹槽中，减少垫片被压力冲击的可能性，装配时便于对中，和突面密封面法兰相比，这种密封面常常可以用在密封要求比较严的场合，其缺点是一对法兰两种密封面，密封面加工较突面复杂，因此不像突面法兰那样应用广泛。凹凸面密封面适用的密封垫片有：各种非金属平垫片、基本型或者带内环型金属缠绕垫片等。,法兰密封面型式代号见书中图表。,37,第一章,B,钢制管材管路附件 一、法兰,法兰的公称压力和公称通径,法兰公称压力是指与管法兰的机械强度有关的设计给定压力。它是由字母和后跟无因次的数字组合成的一个标识。法兰公称压力的定义及公称压力系列与,GB/T1048-2005,管道元件,PN,（公称压力）的定义和选用,相符合。,钢制管法兰国家标准规定了属于欧洲管法兰体系和美洲管法兰体系的,15,个公称压力等级。两个体系的公称压力等级用,PN,标记如下：,欧洲体系,9,个公称压力,PN0.25MPa,（,2.5bar,）；,PN0.6MPa,（,6bar,）；,PN1.0MPa,（,10bar,）；,PN1.6MPa,16bar,）；,PN2.5MPa,（,25bar,）；,PN4.0MPa,（,40bar,）；,PN6.3MPa,（,63bar,）；,PN10.0MPa,（,100bar,）；,PN16.0MPa,（,160bar,）。,美洲体系,6,个公称压力,PN2.0MPa,（,20bar,）；,PN5.0MPa,（,50bar,）；,PN11.0MPa,（,110bar,）；,PN15.0MPa,（,150bar,）；,PN26.0MPa,（,260bar,）；,PN42.0MPa,（,420bar,）。,以上两个体系中，比较常用的是欧洲体系。,法兰公称通径与钢制管道公称通径相同。钢管外径不是钢制管法兰的结构尺寸，但它是法兰设计和使用中不可缺少的一个重要配套参数，直接影响着法兰尺寸。在订购、保管和使用法兰时，一定要注意同一公称通径,A,系列和,B,系列的区别。,38,第一章,B,钢制管材管路附件 一、法兰,钢板法兰、铸钢法兰、锻钢法兰以及法兰的材质。,钢制管法兰按照其毛坯的来源分为钢板法兰、铸钢法兰和锻钢法兰。钢板法兰是直接用钢板切割成法兰毛坯，然后机加工而成；铸钢法兰是先用铸造方式制成法兰毛坯，然后机加工而成；锻钢法兰是用锻造方式制成法兰毛坯，然后机加工而成。,适用于燃气工程的钢法兰，只有两种材质，常温管道法兰的材质是,20#,钢，低温（,LNG,）管道法兰的材质是,0Cr18Ni9(304),。,39,第一章,B,钢制管材管路附件 一、法兰,关于凹凸面密封面法兰,工程实践中，选用凹凸面法兰是因为订购了有凹凸面法兰的设备如阀门、压力容器等，为了和设备配套不得不选用。阀门制造企业在制造,DN40MPa,阀门时，如果用户无特殊要求，通常是制造成凹面法兰型式，这就需要我们必须十分注意法兰的匹配。,实际上，在金属缠绕垫片普遍使用的今天，凹凸面密封形式比起突面密封型式，已经没有了明显的优点，反而是有诸多缺点。,凹凸面法兰的缺点反映在：,1,、凹凸面法兰的设备给拆卸和维修带来很多不便。,2,、如果碰到设备是凹面、阀门也是凹面，阀门又需要直接安装在设备上的情况，非常麻烦。,3,、如果一个管路系统有很多凹凸面设备和阀门，非常容易造成订货、安装的混乱。,如果有可能，建议最好不选用凹凸面法兰的设备和阀门，以突面（,RF,）法兰的设备和阀门而代之。,40,第一章,B,钢制管材管路附件 二、垫片,垫片是法兰接头主要的密封元件。,燃气工程中常用的垫片有橡胶垫片、石棉橡胶垫片、聚四氟乙烯垫片和金属缠绕垫垫片。其中以聚四氟乙烯垫片和金属缠绕垫垫片最为常用。,橡胶垫片是最基本并且适用于广大范围需求的垫片，它以聚合物加以硫化、添加填料、颜料及各种添加剂构成合成橡胶。橡胶垫片具有相当优异的压缩性及回弹性，只需要最低的紧固力就能在低温低压的工况下发挥有效的作用，从法兰上拆除时也不会分裂，对不平均和有损伤的法兰面亦可达到良好的密封效果。由于橡胶具有优秀的扩张性和抗渗透性，对于抵抗气体及流体的通过形成非常有效的密封。,41,第一章,B,钢制管材管路附件 二、垫片,石棉橡胶板垫片由石棉橡胶板裁制而成。,石棉橡胶垫片以石棉纤维、橡胶为主要原料再辅以橡胶配合剂和填充料，经过混合搅拌、热辊成型、硫化等工序制成。石棉橡胶垫片根据其配方、工艺性能及用途的不同，可分为普通石棉橡胶垫片和耐油石棉橡胶垫片。根据使用的温度和压力不同可以分为低压石棉橡胶垫片，中压石棉橡胶垫片和高压石棉橡胶垫片。石棉橡胶垫片主要应用在中低压法兰连接的密封中。,42,第一章,B,钢制管材管路附件 二、垫片,聚四氟乙烯垫片,聚四氟乙烯以其耐化学性、耐热性、耐寒性、耐油性优越于现在任何塑料而有“塑料之王”之称，它不易老化，不燃烧，吸水近乎为零。其组织致密，用作垫片，接触面可以做到平整光滑，对金属法兰不粘着。除受熔融碱金属以及含氟元素气体侵蚀外，它能耐多种酸、碱、盐、油脂类溶液介质的腐蚀。聚四氟乙烯垫片、垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其它塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的特点。它已被广泛地应用作为密封材料。,43,第一章,B,钢制管材管路附件 二、垫片,金属缠绕垫为半金属密合垫中回弹性最佳的垫片，由,V,形或,W,形薄钢带与各种填充料交替缠绕而成，其结构密度可依据不同的锁紧力要求来制作，并利用内外钢环来控制其最大压紧度，垫片接触的法兰密封面的表面精度要求不高。特别适用于负荷不均匀、接合力易松弛，温度与压力周期性变化、有冲击或震动的场合。是阀门、泵、换热器、塔、人孔、手孔等法兰连接处的静密封原件，广泛地用于石化、机械、电力、冶金、造船、医药、原子能和宇航等部门,44,第一章,B,钢制管材管路附件 二、垫片,金属缠绕垫片（基本型）采用优质,SUS304,、,SUS316,（“,V”,形或“,W”,形,),金属带及其它合金材料与石墨、石棉、聚四氟乙烯、无石棉等软性材料相互重叠螺旋缠绕而成，在开始及末端用点焊方式将金属带固定,用于燃气工程的金属缠绕垫分为基本型金属缠绕垫、带外环金属缠绕垫、带内环金属缠绕垫、带内外环金属缠绕垫,4,种型式。,45,第一章,B,钢制管材管路附件 二、垫片,基本型金属缠绕垫适用于凹凸面法兰和榫槽面法兰；带外环金属缠绕垫适用于突面法兰；带内环金属缠绕垫适用于凹凸面法兰；带内外环金属缠绕垫适用于突面法兰。,根据,GB/T4622.2-2003,缠绕式垫片管法兰用垫片尺寸,规定，依照法兰公称通径的由小到大，金属缠绕垫的定位环分为,2.0mm,、,3.0mm,、,4.0mm 3,种厚度；金属缠绕垫的密封环分为,3.2mm,、,4.5mm,、,6.6mm 3,种厚度。,常用的金属缠绕垫定位环厚度,3.0mm,，密封环（垫片主体）厚度,4.5mm,。,46,第一章B,钢制管材管路附件 三、钢制对焊管件,钢制对焊无缝管件通常采用弯曲、挤压、推制、模压、机械加工等冷加工或热加工方法成型，管件端部与钢制管道采用对焊方式连接。这类管件的规格范围一般为,DN15DN800mm,；钢材包括碳钢、合金钢和不锈钢。钢制对焊无缝管件按照,GB/T12459-2005,钢制对焊无缝管件,制造。,钢制对焊管件的公称通径与钢管的公称通径相同，要注意,A,系列钢管和,B,系列钢管外径的区别。为了不发生,A,系列钢管和,B,系列钢管的混淆，钢制管件的规格通常用“外径*壁厚”的方式表示，钢制异径管（大小头）和不等径钢制三通、不等径钢制四通用“大头外径*大头壁厚,+,小头外径*小头壁厚”的方式表示。,通常情况下，钢制管道上的对焊管件的壁厚要比管道的壁厚大,10%,。,管道工程中选用的各种钢制管件，一定要与管道钢管同材质,。,47,第一章,B,钢制管材管路附件 三、钢制对焊管件,钢制无缝弯头,钢制弯头的原料是无缝钢管，采用热加工冲压、推制工艺制作。推制弯头外形美观，壁厚均匀，推制成型后椭圆度及弯头肘部减薄率都很小。现在有规模的弯头制造企业大都采用推制工艺制作弯头。,燃气工程中一般选用,R=1.5D,的,900,弯头和,450,弯头。,R,为曲率半径，,D,为弯头外径（或者弯头公称通径）。,48,第一章,B,钢制管材管路附件 三、钢制对焊管件,钢制无缝三通、四通通常是热加工模压成型的。异径钢制无缝三通、四通，不同通径的出口，壁厚也不相同，订货时要注意对不同通径出口的壁厚要求。钢制无缝三通、四通的长度应符合,GB/T12459-2005,钢制对焊无缝管件,的要求。,49,第一章,B,钢制管材管路附件 三、钢制对焊管件,钢制异径管俗称钢制大小头，通常是热加工制作的。,钢制异径管可以分为同心钢制异径管和偏心钢制异径管，偏心钢,制异径管用于要求不同管径的钢管连接管底标高必须一致的情况。,右为钢制管帽（钢制封头,),50,第一章,B,钢制管材管路附件 三、钢制对焊管件,热煨弯管和冷管弯管,当钢制燃气管道的公称,DN150mm,，在投入运营前需要做通球试验，以保证管道内的杂物被清理出来。需要做通球试验的钢制管道，管道弯曲部位应选用曲率半径,R=56D(,钢管外径或钢管公称通径的倍数,),的热煨弯管或者曲率半径,R=5060D,的冷弯弯管。热煨弯管按照,SY/T5257-2004,油气输送用钢制弯管,标准制造，冷弯弯管通常由施工单位现场制作。,12,度的弯管选用热煨弯管，热煨弯管的曲率半径通常是,56D,工厂采用中频加热工艺弯曲制作；,12,度的弯管选用冷弯弯管，冷弯弯管的曲率半径通常是,4050D,由管道施工单位用油压弯管设备在管道工程施工现场或者离施工现场距离较近的预制场加工制作。,51,第一章,B,钢制管材管路附件 三、钢制对焊管件,如果施工单位不具有加工冷管弯管的能力，且弯管需用量又不是很大的情况下，,5,度可以选用热煨弯管，,5,度的弯管在施工现场处理，处理方式包括长距离弹性敷设和钢管与钢管连接处适当斜面处理。,热煨弯管制造应符合,SY/T5257-2004,油气输送用钢制弯管,标准要求。,热煨弯管两端应有长度,1D,的直管段，这个长度可以是一个钢管外径的长度，也可以是一个公称通径的长度。,52,第一章,B,钢制管材管路附件 三、钢制对焊管件,热煨弯管长度（管子中心）的计算：,钢管外径*,2+,钢管外径*曲率半径度数的,2,倍*,360*,弯管度数,=,热煨弯管中心长度,例如：计算,508 R=6D 80,热煨弯管的中心长度。,计算：,5082+508*12*360*80,=1016+19151 360*80,=1016+4256,=5272 mm,计算结果：,508 R=6D 80,热煨弯管的中心长度是,5272 mm,53,第一章,B,钢制管材管路附件 四、钢制承插管件,钢制承插管件是由圆钢或钢锭模锻成型后机加工的管道连接件，它的连接形式是螺纹连接或承插焊接。承插焊接是将钢管插入承插孔内进行焊接，因此，被称为“承插管件”，承插管件按照,GB/T14383-2008,锻制锻制承插焊和螺纹管件,标准制造。,钢制承插管件的品种包括,45o,弯头、,90o,弯头、三通、四通、,45,斜三通、双承口管箍、单承口管箍、管帽、活接头、支管座等。其中，三通和四通有等径和异径之分；双承口管箍同样有等径和异径之分，异径的双承口管箍还有同心和偏心之分。,54,第一章,B,钢制管材管路附件 四、钢制承插管件,钢制承插管件通常适用于,DN80,的管径比较小的高温、高压管路系统中。钢制承插管件的材质必须与管路钢管的材质一致。,钢制承插管件的承口公称通径与钢管的公称通径一致，由于焊接式承插管件通常是和无缝钢管配套的，所以焊接式承插管件的承口公称通径系列通常和,B,系列钢管的公称通径一致。,55,第一章,B,钢制管材管路附件 五、可锻铸铁管件,可锻铸铁管件是将白口铸铁坯件通过石墨化或脱碳热处理，改变其金相组织或成分，而获得具有较高韧性的铸铁材料和灰铸铁相比，可锻铸铁不但具有一定的强度，还具有灰铸铁材料所不具有的韧性，因而在水、油、燃气和蒸汽管路上，常常采用可锻铸铁管件。,由于制造可锻铸铁的条件限制，通常采用可锻铸铁材料制造的管件，其规格都比较小。,GB/T3287-2000,可锻铸铁管路连接件,所适用的公称通径,DN,为,6150mm,。,可锻铸铁管件按其表面状态可以分为黑品管件的热镀锌管件两类。中国燃气集团的燃气工程只选用热镀锌管件。,56,第一章,B,钢制管材管路附件 五、可锻铸铁管件,在中国燃气集团材料采购分工中，目前可锻铸铁管件一般是由施工单位采购的。作为工程施工甲方，一定要严把质量关，质量不好的可锻铸铁管件不能用于中国燃气集团的城市燃气工程中。,57,第一章,B,钢制管材管路附件 五、可锻铸铁管件,可锻铸铁管件质量把关需要注意以下几个方面：,1,、选择企业规模大，检测设备全、市场占有率高的有资质的企业的产品。,2,、所有管件几何尺寸须符合,GB/T3287-2000,可锻铸铁管路连接件,的规定要求。,3,、要求生产厂提供当地技术监督部门的检验报告等质量资料。,4,、货比三家，要求可锻铸铁管件表面光滑无毛刺，镀锌均匀。,58,第一章,B,钢制管材管路附件 五、可锻铸铁管件,59,第一章,B,钢制管材管路附件 五、可锻铸铁管件,60,第二章,PE,管材、,PE,管件、,PE,球阀 一、,PE,材料概述,一、,P