工艺设计之管道的布置原则(25)
yj蓝天
yj蓝天 Lv.16
2023年05月19日 07:28:05
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6、热胀冷缩管道布置的时候要考虑热胀冷缩效应,尤其是管道会在长度方向上发生热胀冷缩,需要考虑管道端头发生的较大程度位移。管道内输送较冷或较热介质时,由于管道外部有保温,因此外部辅助设施温度变化不大,内部热胀冷缩但是外部辅助设施没有进行相应程度的涨缩,因此在设计管道辅助设施及配件时需要考虑这种情况。例如,因为热胀冷缩而导致的撕裂保温层。必要时需要计算热胀冷缩导致的长度变化率,下表列出了常见材料的线性热膨胀系数:

6、热胀冷缩

管道布置的时候要考虑热胀冷缩效应,尤其是管道会在长度方向上发生热胀冷缩,需要考虑管道端头发生的较大程度位移。管道内输送较冷或较热介质时,由于管道外部有保温,因此外部辅助设施温度变化不大,内部热胀冷缩但是外部辅助设施没有进行相应程度的涨缩,因此在设计管道辅助设施及配件时需要考虑这种情况。例如,因为热胀冷缩而导致的撕裂保温层。必要时需要计算热胀冷缩导致的长度变化率,下表列出了常见材料的线性热膨胀系数:

常用材料的线膨胀系数

材料名称

温度范围(℃)

10-6/℃


12.3


10.5


17.5


6.2


6


6.5


23


13


19.5


23.2


29.3


41


12.2


14.2


26


5.2


9


2

灰铸铁

0~100

10.4

球墨铸铁

0~100

10.4

磷铜钛铸铁

20~50

9.17

45钢

20~100

11.59

T10A

20~100

11.0

20Cr

20~100

11.3

40Cr

25~100

11.0

65Mn

25~100

11.1

2Cr13

20~100

10.5

60Si2Mn

20~100

11.5~12.4

1Cr18Ni9Ti

20~100

16.6

Ni5820


11.5

Ni32Co4Vu

20~100

1.5

GCr15

100

14.0

CrMoAl

A20~100

12.3

镍钼合金(磁尺用)

20~100

11.0

铁锰合金(磁尺用)

20~100

11.0

紫铜

0~100

17.2

黄铜

20~100

18.0

铝青铜

20~100

17.6

锡青铜

20~100

18.0

0~100

23.8

0~100

13.0

光学玻璃

20~100

11.0

有机玻璃

20≈100

120~130

水泥、混凝土

20

10~14

纤维、夹布胶木


30~40

聚氯乙烯管材

10~60

50~80

尼龙

0~100

110~150

硬橡胶、胶木

17~25

64~77

20

9.5

赛璐珞

20~100

100

辉绿岩板


1

耐酸陶砖、陶板


4.5~6

不透性石墨板〔浸渍型〕


5.5

玻璃管道

0~500

≤5

玻璃

20~100

4~11.5

粘土质耐火制品

20~1300

5.2

硅质耐火制品

20~1670

7.4

高品质耐火制品

20~1200

6

刚玉制品


8.1

陶瓷、工业瓷(管)


3~6

石英玻璃


0.51

花岗石


<8×10

聚酰胺(尼龙6)


110~140

聚酰胺(尼龙1010)


14-16

聚四氟乙烯(纯)


110~256

注意:埋地管道也要考虑其热胀冷缩效应,否则会导致开裂,地下管道开裂难以定位,需要借助专门设备。

7、伴热

当管道因防凝需要进行伴热时,管道布置要考虑伴热的布置,对于加热丝的布置要考虑加热丝接线位置的合理性和方便性;对于导热油、盐水等其它冷热介质伴热的,对于同样伴热介质的管道,要尽可能的布置到一起,减少配管的复杂度。伴热要考虑测温点的需求,通常情况下为了保险,测温点应该在热传导最不利和最有利的地方分别设置,设置数量根据实际情况进行设计。注意:电热伴热带之间不要交叉,否则可能导致局部温度过高;电伴热带应当以金属材料捆扎到管道上,以实现电位平衡;SHT 3097-2017 石油化工静电接地设计规范 5.3.5 当工艺管道与伴热管之间有隔离块时(防止局部温度过热和接触腐蚀),加热伴管除应利用金属丝捆扎连接外,尚应使伴管进汽口及回水口与工艺管道等点位连接。 8、阀门等管件

在上一条保温中已经提及了,管道布置要考虑管件的影响,尤其是阀门、仪表等空间位置占据较大的管件,在管道布置时要考虑管道阀门与其它装置、墙壁、顶板等的位置关系,避免发生安装问题。管件要除了要考虑空间影响之外,还需要考虑操作的可达性与方便性;尽可能的避免将需要经常操作的管件放在不方便到达和安装的位置。管件的安装要遵循简便与美观的要求,仪表、阀门尽可能的排放到统一位置,实现统一操作,美观实用。

9、导淋、排气

管道要设置导淋和排气装置,用于排净内部物料。排净用的导淋阀要设置在一段管道的最低点,排气阀需要设置在一段管道的最高点,这段管道仅有一个峰或谷。当一段管道有下U型弯时,必定要设置导淋阀;当管道有下降或上升时,在最低点设置导淋阀。排气和导淋阀的设置可以:实现维修更换时没有物料可以降低风险;在北方冬季排净物料以实现防冻防凝效果;定期排净管道内积存的污物、杂质,降低对工艺运行的影响;接入反吹或清洗管道,用以反吹管道或清理管道;排净管道内的影响工艺运行的气体。

10、材质变化

通常情况同一根管道应该采用相同的材质,但是在某些特殊情况,管道直接的材质不同,当不同材质之间管道的连接时要考虑材质的影响,需要采取措施确保不产生其它后果。比如铁与铜之间产生的电化学腐蚀现象,不要焊接,采用法兰连接;不容热熔性材料管道连接时应采用特殊处理,避免两者膨胀系数等因素不同而导致热熔接头断裂。

 


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