化工人都在圍觀的壓力管道布置設計問題

壓力管道在工業生產中扮演著十分重要的角色，是工廠物料的搬運工，是長途運輸的儲存室，還幫忙處理工廠裡的熱交換。這麼重要的管道，不懂壓力管道，不會佈置設計怎麼行？跟小編 一起來學學吧！

什麼是壓力管道？

壓力管道屬於特種設備，根據《特種設備安全監察條例》的定義，是指利用一定的壓力，用於輸送氣體或者液體的管狀設備。其範圍規定為最高工作壓力大於或者等於0.1MPa(表壓)的氣體、液化氣體、蒸汽介質或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高於或者等於標準沸點的液體介質，且公稱直徑大於25mm的管道。

工作原理

對於單條壓力管道而言，是依靠外界的動力或者介質本身的驅動力將該條壓力管道源頭的介質輸送到該條壓力管道的終點的。

壓力管道特點

1. 壓力管道是一個系統，相互關聯相互影響，牽一髮而動全身。
2. 壓力管道長徑比很大，極易失穩，受力情況比壓力容器更復雜。
3. 壓力管道內流體流動狀態複雜，緩衝餘地小，工作條件變化頻率比壓力容器高（如高溫、高壓、低溫、低壓、位移變形、風、雪、地震等都有可能影響壓力管道受力情況）。
4. 管道組成件和管道支承件的種類繁多，各種材料各有特點和具體技術要求，材料選用複雜。
5. 管道上的可能洩漏點多於壓力容器，僅一個閥門通常就有五處。
6. 壓力管道種類多，數量大，設計，製造，安裝，檢驗，應用管理環節多，與壓力容器大不相同。

壓力管道的用途

• 輸送介質（主要用途）
• 儲存功能（用於長輸管道）
• 熱交換（用於工業管道）

壓力管道設計步驟

1. 根據介質種類、壓力、溫度選擇管道材料。
2. 進行管徑、管壁厚度計算，編制或確定管道等級表。
3. 進行管道佈置方案、確定管道走向、敷設方式。
4. 繪製管道佈置圖、軸側圖。
5. 編制管道特性表。
6. 進行應力、熱補償、支架推力計算。
7. 向有關專業提供土建資料。
8. 完成設計圖紙、圖紙會籤。

壓力管道佈置設計中的問題

設計步驟中有你想具體瞭解的知識點嗎?

如何確定設計壓力？

如何確定設計溫度？

管道的佈置要求

1. 管道應儘可能架空敷設，必要時也可埋地或者管溝敷設。（便於安裝、生產和維修）
2. 儘量使用吊架設計，使管道盡量靠近已有的建築物和構築物，但應避免柔性大的構件承受較大荷載。
3. 在建築物吊裝孔範圍內、設備內件抽出區域及法蘭拆卸區內不應佈置管道。
4. 管道佈置應成列平行敷設，儘量走直線少走拐彎、少交叉，這樣可減少管架數量，節約材料，美觀且便於安裝。
5. 管道應儘量集中成排佈置，裸管的管底與管托地面取齊，以便設計支架。

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2. 當管道改變標高或走向時，應避免管道形成積聚氣體或液體的“袋子”，如果不可以避免，應在高點設置排氣閥，低點設置排液閥。
3. 管道平面敷設應有坡度，坡度方向一般與物料流向相同，但也有例外，根據具體工藝確定。
4. 道路、鐵路的上方的管道不應安裝可能洩露的組成件，如法蘭、螺紋接頭、帶有填料的補償器等。
5. 當管道穿越屋面、樓板、平臺及牆壁時，一般需要加套管保護。
6. 埋地管道應該考慮車輛荷載的影響，穿越道路時應加套管，管頂與路面的距離不小於0.6m，且在凍土深度一下。

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2. 從水平的氣體主管上引接支管時，應該從主管的頂端接出。
3. 對於多層共架管道的佈置，氣體管道、熱管道、公用工程管道及電氣儀表槽架宜在上層，腐蝕性介質管道、低溫管道宜在下層。
4. 易燃、易爆、有毒及有腐蝕性物料的管道不應敷設在生活間、樓梯、走廊等地方。放空管應該引至室外指定地點，或高出屋面2m。
5. 無絕熱層的管道不用管託或者支座。大口徑薄壁裸管及有絕熱層的管道應採用管託或支座支撐。
6. 管道直接埋地佈置的條件是：

• 輸送介質無毒、無腐蝕性、無爆炸危險的管道，由於某種原因無法在地上敷設的。
• 與地下儲槽或地下泵房有關的工藝介質管道。
• 冷卻水及消防水或泡沫消防管道。
• 操作溫度小於150℃的熱力管道。

壓力管道常用管子材料選用原則？

壓力管道常用管子材料的使用是根據所輸送介質的操作條件（如壓力、溫度）及其在該條件下的介質特性決定的。考慮如下因素：

優先選用的管材

在選用管子材料時，一般先考慮採用金屬材料，金屬材料不適用時，再考慮非金屬材料。金屬材料優先選擇鋼製管材，後考慮選用有色金屬材料。鋼製管材中，先考慮採用碳鋼，不適用時再選用不鏽鋼。在考慮碳鋼材料時，先考慮焊接鋼管，不適用時再選用無縫鋼管。

介質壓力的影響

輸送介質的壓力越高，管子的壁厚就越厚，對管子材料的要求一般也越高。

1. 介質壓力在1.6MPa以上時，可選用無縫鋼管或有色金屬管子。
2. 壓力很高時，如在合成氨、尿素和甲醇生產中，有的管子介質壓力高達32MPa，一般選用材料為20鋼或15MnV的高壓無縫鋼管。
3. 真空設備上的管子及壓力大於10MPa時的氧氣管子，一般採用銅和黃銅管。
4. 介質壓力在1.6MPa以下時，可考慮採用焊接鋼管、鑄鐵管或非金屬管子。但鑄鐵管子承受介質的壓力不得大於1.0MPa。非金屬管子所能承受的介質壓力，與非金屬材料品種有關，如硬聚氯乙烯管子，使用壓力小於或等於1.6MPa；增強聚丙烯管子，使用壓力小於或等於1.0MPa；ABS管子，使用壓力小於或等於0.6MPa。
5. 對水管，當水的壓力在1.0MPa以下時，通常採用材料為Q235A的焊接鋼管；當水的壓力大於2.5MPa時，一般採用材料為20鋼的無縫鋼管。

介質化學性質的影響主要體現在腐蝕上，應予以高度重視。

1. 介質呈中性，一般對材料要求不高，可選用普通碳鋼管。
2. 介質呈酸性或鹼性，就要選擇耐酸或耐鹼的管材。
3. 輸送水及水蒸汽，採用碳鋼材料的管子。

管子本身功能的影響

有些管子除需具備輸送介質的功能外，還要具有吸震的功能、吸收熱脹冷縮的功能，在工作狀況下，能經常移動的功能。

壓力降的影響

管子的材料初步選定以後，還要進行管道壓力降的計算，確定管子內徑。通過壓力降的計算，看選用的材料是否符合要求。特別在初步選用塑料管子時，更要重視壓力降的複核。

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關鍵字: 特種設備 有色金屬 管道