昆山全家福拍照:管件知识

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/03/29 05:39:26

一.     管道系统概述:­

     为了输送液体或气体,必须使用各种管道,管道中除直管道用钢管以外,还要用到各种管配件:   管道拐弯时必须用弯头,管道变径时要用大小头,分叉时要用三通,管道接头与接头相连接时要用法兰,为达到开启输送介质的目的,还要用各种阀门,为减少热膨冷缩或频繁振动对管道系统的影响,还要用膨胀节。此外,在管路上,还有与各种仪器仪表相连接的各种接头﹑堵头等。我们习惯将管道系统中除直管以外的其它配件统称为管配件。­

二.     金属材料常识:­

      金属材料是我们日常生活及工业上应用最广泛的材料。它主要分为钢﹑铁           及有色金属等几类,而其中的钢又是应用最多最普遍的材料,钢中主要成份是铁元素,其余部分是人为添加的合金元素及各种杂质。正是由于这些添加的合金元素的品种不同.数量不同才形成了各种各样的钢,如普通碳钢,不锈钢,合金钢等等,在这些添加元素中,碳C起着非常重要的作用。­

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2.1 钢中常见化学元素:­

   各种钢中占多数百分比的为铁元素(Fe     ),除之以外,通常还含有下列几种元素(通常称之为钢中的合金元素):­

C(碳) Si(硅)Mn(锰)P(磷)S(硫)以及­

Cr(铬)Ni(镍)Mo(钼)Ti(钛)V(钒)等等。­

一般情况下,其中P, S 为杂质成份,越低钢材质量越好。­

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   2.2 钢的分类:­

    按照钢中添加的合金元素品种的不同,我们可以将钢简单地分为三大类:碳钢.合金钢.不锈钢.­

⑴碳钢:其中合金元素只有C, Si, Mn, P, S五种,其按照P, S杂质含量高低,又分为普碳钢(P, S 一般≤0.040%),和优碳钢(P, S一般≤0.03%),常见钢种有:­

             普碳钢: Q215A.Q235BF.­

             优碳钢: 20#.45#.16Mn等.­

这种钢强度及韧性一般,不耐腐蚀,可用于要求不高的场合,成本最低.­

⑵合金钢:除碳钢中含有的5种元素以外,还添加了10%以下的Cr Mo V 等元素,常见的钢种有:­

               15CrMo   12Cr1MoV   1Cr5Mo 等.­

与碳钢相比,合金钢强度更高,耐温性能也提高,但抗腐蚀性能仍较差,因此,合金钢通常用于腐蚀不大的高温高压场合,如锅炉用钢,电厂热蒸汽输送等等,使用成本处于中等水平.­

   ⑶不锈钢:通常是在碳钢基础上.增加了高比例的Cr, Ni等合金而成,含量比例可达20%以上。常见钢种有:304 ,304L, 321, 316,316L,1Cr18Ni9Ti,前几种用数字表示的钢号为日本、美国钢号表示方法,最后一种(1Cr18Ni9Ti)为国内钢号表示方法。下面以数字表示法钢号为例,说明几种不锈钢成分之间的关系:   作为一般性的了解,也为了便于初学者记忆,我们可以这样认为(但不是十分准确的说法):­

            304-------基本型钢种,只含(C<0.08%)、 Cr(~18%)、 Ni(~9%)­

            304L-----超低碳C的304(C<0.05%)就叫 304L­

            321------- 304 +   Ti(~0.5%)­

            316------- 304 +   Mo(~2.5%)­

            316L-----超低碳C的316(C<0.05%)就叫 316L­

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不锈钢的强度、韧性指标是各种钢中最好的,其最特出的优点是抗腐蚀,在化工造纸等腐蚀性较强的场合就必须使用不锈钢,当然,其成本也是最高的。­

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2.3.钢的性能表示:­

    一种钢性能的好坏,总要用一些指标来反映,来表示.对于钢,我们通常用其所含的化学成份,机械性能的数值来反映其质量和性能。机械性能通常有三个指标:­

    抗拉强度(σb, TS):材料在拉断时能承受的最大外拉力。­

.    屈服强度(σs, YS):材料发生塑性变形能承受的最小外拉力。­

    延伸率( ψ, EL):材料在拉断后,在长度方向上延长的百分比,此值越大,说明材料的塑性越好。有时,还用硬度值、冲击韧性值等反映材料性能。­

我们最常见的碳钢20#,Q235 及国外的 SS400,SS41, St37 等等,它们的性能是非常接近的,或者说基本可以相互替代,它们的有关参数大致如下:­

C:0.18-0.21%    Si: 0.30%   Mn:0.5%    P,S 0.025%­

TS: ~550Mpa     YS: ~260Mpa     EL: ~ 25%­

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2.4 钢的组织及其变化­

钢为什么会有性能的差别,其实与钢的内部组织结构有关。通过显微镜可以看出,钢的内部是由许多不同的象细胞一样的小块块叠积而成的,再仔细观察,这些小块块其实归属于几种不同类别,我们通常将同一类的小块块称为一种“相”或一种“体”。如我们平时所说的奥氏体、铁素体就是指钢中最常见的两种组织结构,也就是两种相。一种钢中含有哪些相,每一种相所占的比例多少,相的形态如何,这些都直接影响钢的性能。也就是说,如果钢中相的类型,比例,形态发生变化,钢的性能就要跟着发生变化。那末,哪些因素会促使这些年变化呢?显然,钢的成分的变化肯定会影响钢的性能的变化,而对于成份固定的某一种钢来说,比如 20#钢,或者304L,当它们被进行形变加工,进行热处理时,其性能也会发生变化。归纳起来,影响钢的性能的主要因素是:成份,变形和温度。­

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2.5钢的热处理:­

      为了使某种钢达到我们所希望的最佳性能,必须使其内部组织结构稳定于某一种稳定的结构状态。­

     在很多情况下,我们都必须对钢进行热处理。因为我们的很多产品都是经过加工变形而成的,上面提到经变形的钢,其组织结构就要发生变化,也就是说,钢的性能就发生了变化,而这种变化往往是我们所不愿意的,这时我们就必须采取热处理的办法来消除这些变化,恢复钢的本来特性。当然,我们还有因为其他考虑,进行其它方式的热处理。几种钢经冷,热变形后的热处理方法参见附表1 。­

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2.6 钢号表示方法:­

世界各国钢号表示方法不尽一样,但多数按两类方法来表示:一类以含有的合金之素及其含量来表示,一类以钢种代号及强度数值来表示。例如:­

20#--表示含碳量为0.20%左右的优碳钢­

45#--表示碳量为0.45%左右的优碳钢­

1Cr18Ni9Ti—表示含碳量:0.1%以下­

                        Cr18%左右­

                        Ni   9%左右­

                        Ti: 含少许­

0Cr18Ni9—表示含碳量极低,≤0.08%­

                        Cr   18%左右­

                        Ni   9%左右­

Q235-----表示屈服强度>235MPA的普碳钢­

SS400---表示抗拉强度>400MPA的优碳钢­

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2.7常用钢铁代号,成份性能  ­

   按照碳钢、合金钢、不锈钢三大类,我们汇总如附表2:­

三.管道系统常识­

3.1 管道常用材料:­

   管道中常用的原材料有:板材、管材和锻件。­

⑴板材:常见板材有卷板、平板和开平板.卷板通常成卷交货,优点是可根据需要任意截取长度,缺点是必须有相应的开卷设备,板面平整度一般.平板通常是成张交货,优点是板面平整,便于运输,使用缺点是有时板材使用率较低.开平板是将卷板通过剪板机剪成一块块经板面平整后而成的.区分平板和开平板的方法,除观察其表面及边缘平整度,光滑度外,还有一简便方法:真正的平板,每张上均有钢厂出厂时的标记,如厂家、规格、钢号等字样,而在开平板上就没有这些记号.­

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板材理论重量计算公式为:­

         碳 钢 板理重 =长*宽*厚*7.85/106 (毫米为单位, 重量为公斤)­

         不锈钢板理重 =长*宽*厚*7.91/106 (毫米为单位, 重量为公斤)­

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例如: 一张 1500*6000*6 的不锈钢板:­

          理重=1500*6000*6*7.91=71190000, 小数点前移6位=71.19Kg­

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⑵管材:这主要指圆管,可分为焊管(直缝焊管、螺旋焊管)及无缝管.焊管(也叫有缝管)通常用于压力较低(20KG/CM2)的管道,其中螺旋焊管又主要用于大口径(如DN400以上)系统,因此,其壁厚一般较薄(通常SCH10以下).无缝管则一般 用于压力较高的管道,由于无缝管生产工艺所限,我们常用的工业无缝管,通常是热轧而成,因此市场上可供热轧无缝管的壁厚,对于一定口径的管材,通常是有一定下限的(一般在SCH10以上),此如:­

   Φ27-Φ48     壁厚 ≥2.0­

   Φ57-Φ76     壁厚 ≥3.0­

   Φ89-Φ159    壁厚 ≥3.5­

   Φ168-Φ219   壁厚 ≥4.0(Φ168*3市场有,但较少)­

   Φ273         壁厚 ≥6.0­

   Φ325-Φ377   壁厚   ≥8.0­

   Φ402-Φ426   壁厚   ≥9.0­

   Φ530-Φ630   壁厚   ≥10.0­

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管材每米理论重量计算公式为:­

         碳 钢 管理重 =(外经-壁厚)*壁厚*0.02466 (毫米为单位, 重量为公斤)­

         不锈钢管理重 =(外经-壁厚)*壁厚*0.02491 (毫米为单位, 重量为公斤))­

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例如: 一根6米长 273*8的不锈钢管:­

          每米理重=(273-8)*8*0.02491=52.81Kg­

          6米一根理重=52.81*6=316.86Kg­

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(3)锻件:锻件通常用于制造法兰,承插件及某些接头。­

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3.2 管系通径及壁厚的表示方法:­

   (1) 最简单明了的表示方法是: 管道的实际外径*实际壁厚,例如:Φ114.3*6.02 即表示管道外径为114.3mm,壁厚为6.02mm。但在很多情况下,为便于设计,管道口径多用公称通径来表示,例如DN100,4”等。壁厚用管标号SCH××表示,如SCH80来表示。这些数值不代表实际外径或实际壁厚,它们只是一种标识。由于世界各国使用上的习惯,某种公称通径(如DN100)所代表示实际外径并不是唯一的,归纳起来,主要有两种,一种称公制系列(B系列),一种称为英制系列(A系列)。因此,如果只知道公称通径,而不知道属于A系列还是B系列,通常我们不能唯一确定它的实际外径。例如DN100,如为A系列,则其代表管道外径为114.3mm,如果采用B系列,则某代表外径为108mm。但DN100A就代表外径为114.3、DN100B就代表外径为108。至于壁厚通常按照给出的管标号(如SCH20、STD、XS),查询相关标准中的有关表格,即可查到其代表的实际壁厚。­

(2) 有些老设计部门,尚沿用这样的习惯,以DN××表示的即为公制(B系列),以英寸表示的即表示英制(A系列)。但根据目前实际情况,后一种情况,即“以英寸表示公称通径时,一般代表英制系列(A系列)”通常是正确的,但前一种情况已不再准确了。目前较为流行的做法是。不论公制英制均以DN××表示。因此,凡以DN××表示通径而又未指出A系列、B系列的,必须明确其采用的管道系列,否则,就可能发生错误,如可能误将114.3的管道错成108管道。­

(3)     管道常用规格详见附表3,其中详细介绍了,公称通径,实际外径(分A系列、B系列),不同管标号(如SCH30、STD)所对应的实际壁厚。­

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3.3 管件的分类:­

一般地讲,在整条管线中,除直管以外的各种配件可以统称为管配件。不过习惯地,我们将弯头、三通、大小头、管帽及各种管接头径称为管件,同时将法兰、阀门、膨胀节、管道支架等分别称呼。以下主要就管件进行细分:­

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依据直管与管件焊接时的焊接方式不同,可将管件分为两大类:­

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             对焊类(BW):­

管件­

                 承插(SW)及螺纹(TH)类­

            对焊类(BW)                承插(SW)类­

                                      及 螺纹(TH)类­

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        弯头、三通、大小头、管帽    弯头、三通、变径管、管帽­

                                  各种管接头(由令、考贝仑、­

                                  单头丝、双头丝、卜申、堵­

                                  头等)­

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依据管件表面是否带有焊缝,可将管件分为有缝管件和无缝管件两大类,. GB12459-90即为无缝管件标准, GB/T13401-92 即为有缝管件标准.­

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3.4      管件标识:­

所谓管件标识,也就是对某一种管件品种,要知道哪些参数才能唯一确定,这种管件的特征。一般地讲。必须知道以下参数:­

⑴类别(弯头还要知道角度,弯曲半径;大小头还要知道是同心或偏心)­

⑵材质 ­

⑶通径大小及管制(以公称直径表示时,必须确认公制、英制)、­

⑷壁厚或管标号。­

⑸标准号(有时在标准号后加A或B表示管系为英制或公制)­

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例如:45°弯头 R=1.5D,   304L,   DN100,SCH20,   GB12459B­

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     偏心大小头,    20# ,    DN150B   STD    ANSI   B16.9­

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            三通      316TI   φ610*168*4   GB/T13401­

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      当然,对生产计划,订单,询价单还必须知道数量。 ­

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3.5 .有关管道及管件的英文代号汇总:­

为了设计及书写的方便,经常用英文字母来代表有关内容。现就常见的一些代号汇总如下:­

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类别     代号     全称     含义­

通用     CS     Carbon   Steel     碳钢­

     SS     Stainless Steel     不锈钢­

     BW     Butt Welding     对焊­

     SW     Socket Welding     承插焊­

     THD     Threaded      螺纹­

     NPT     Normal Pipe Thread     普通管螺纹­

     NPTM     NPT   Male     普通外管螺纹­

     NPTF     NPT   Female     普通内管螺纹­

     SQ     Square     方型,方头­

     HEX     Hex     六角头­

管件     E(S)     Elbow(s)     短半径弯头­

     E(L)     Elbow(l)     长半径弯头­

     RC     Conc.reducer     同心大小头­

     RE     Ecc.reducer     偏心大小头­

     TR     Tee ( R )     异径三通­

     TC     Tee (C )     等径三通­

     C     Cap     管帽­

     Union     Union     由令,活接头­

     Coupling     Coupling     考贝伦,束接­

     Half   coupling     Half   coupling     半考贝仑­

     Plug     Plug     堵头­

     Bushing     Bushing     仆申,内外丝­

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举例如下:­

①45E(L)150B SCH40,20#, GB12459­

        45°1.5D无缝弯头 φ159*7.11,20#钢,标准 GB12459-90­

②90E(S)-300-SCH10S, 304L, ANSI B16.9 ­

       90°1.0D无缝弯头 φ323.9*4.57, 304L,标准 ANSI B16.9­

③RC500*300B   SCH20 ,15CrMo, GB/T13401-92­

       焊缝同心大小头 φ529*10/325*6.3 , 材质 15CrMo 标准 GB/T13401­

④TR100*100*80   STD ,20#, GB12459­

        无缝异径三通 114.3*114.3*6.02/88.9*5.74, 20#,   GB12459­

(为简便见,主管也可用一个数据表示, 如:­

        TR100*80   STD, 100表示主管,80表示支管)­

⑤C200B SCH80, 316L,ANSI B16.9  ­

         管帽 219*12.7   316L , ANSI B16.9­

⑥90E(L) 2” 1500LB SW , 304, ANSI B16.11­

        90°承插弯头 2” 1500磅   20#钢 , 标准: ANSI B16.11­

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3.6   管件常见标准:­

    管件中最常见的标准主要有四种:­

GB12459-90    无缝对焊管件国家标准 (无缝)­

GB/T13401-92    焊缝管件国家标准    (有缝)、­

ANSI   B16.9     美标对焊管件标准(有缝或无缝)­

ANSI   B16.11    承插及螺纹管件标准(美标)­

有时下列标准也会用到:­

HG514-87      化工部管件标准­

SHJ408-90      中石化管件标准­

JIS B2311、JIS B2312、JIS B2316、 日本管件标准­

还有德国DIN标准等等。­

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四.法兰常识:­

   法兰是管道中起连接作用的重要部分,种类多,标准繁杂。由于其主要起连接作用,因此,法兰的主要特性就是连接方式及密封形式,主导影响参数是管道压力(介质不同影响材质选定):一般地讲,低压系统(PN<2.5MPA)采用平焊或板式法兰,普通突面(RF)密封,   中压系统(2.5-64MPA)采用对焊法兰,RF或凹凸面(FM/M)密封,高压系统(10.0MPA以上),通常采用对焊法兰,梯型槽(RJ)密封。在低压不锈钢系统中,有时为节约成本及检修方便,还采用松套法兰或活套环法兰。­

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4.1关于法兰标准:­

目前,法兰标准比较多,国内有GB(国家标准),JB(机械部标准),HG(化工部标准)等,国外有ANSI(美标),JIS(日标),DIN(德标)等。但目前使用较多的标准分为两大类别:(1) 以DIN标准为主的欧洲体系(包括DIN,GB,JB,HG20592);(2)以ANSI标准为主的美洲体系(包括 ANSI,GB,HG20615)。此二大类法兰可通过表示法兰压力等级的标识来区分。       (JIS标准为另一类体系的标准,不属此二类)­

4.2法兰类型及标识:­

(1)为便于设计及表述,世界各地习惯用字母符号表示法兰种类及密封面形 式, 如在 HG20592,   ANSI B16.5, DIN 及 JIS标准中均有如下表述:­

                  代      号     意义            说明­

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法兰类型     SO     平焊法兰     Slip-on­

     WN     对焊法兰     Weld-neck­

     PL     板式法兰     Plate­

     PJ/PR(或PJ/RJ)     活套环法兰     不锈钢焊环 + 碳钢法兰­

     LP     松套法兰     不锈钢翻边 + 碳钢法兰­

     TH     螺纹法兰    ­

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密封面形式     -RF     普通突面密封     Rased face­

     -M     凸面密封     配对使用­

     -FM     凹面密封    ­

     -T     榫面密封     配对使用­

     -TG     槽面密封    ­

     -RJ     梯型槽密封     Ring Joint­

     -FF     全平面密封     Flate Face­

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(2) 确定一种法兰的全部特征需知道以下几个方面:­

1 法兰制造标准                如: ANSI B16.5­

2 法兰类型                    如: 对焊法兰­

       3 公称通经及管制(英制或公制)   如: DN150B  ­

       4   压力等级                   如: PN10 或 600LB­

       5   密封面形式                 如: RF­

       6   材质                       如:   304L­

      几点说明:­

       1 某些法兰标准与法兰类型,密封面形式是一一对应的, 即给出标准就­

         知道了法兰类型和密封面形式.如: JB81-59, HG5010-58.­

       2 关于管制, 一般讲,目前世界较通行的是英制,公制系列在国内的一些­

         老标准中应用较多. 因此,一些老标准中仅含有公制. 另外, 如果通经­

         以英寸表示,一般就代表英制.­

       3 关于字母代号,国内一些老标准未予采用, 而 HG20592-97则全面与­

         国际接轨,采用了通用符号.­

4.3     法兰类型举例:­

(1)     法兰 DN100 PN1.6 RF ,20#, HG5010-58­

                 口径DN100,压力1.6MPA,普通突面,20#钢,配公制管平焊法兰­

(2)     WN-4” 300LB RF ,304, ANSI B16.5­

                 口径4”,压力300磅,普通突面,材质304,配英制管平焊法兰­

(3)     PJ/PR DN300(A)   PN4.0 RF, 304/20#,   HG20592-97­

                 口径DN300,压力4.0MPA,普通突面,304/20#钢,配英制管­

                 活套环法兰