基本上分为:
流体输送用无缝钢管和带有专用性的无缝钢管两大类。前者是工艺管道常用的钢管,后者如锅炉专用钢管、裂化炉管和热交换器用钢管等。
按材质可分为:
碳素无缝钢管、铬钼无缝钢管和不锈、耐酸无缝钢管。
按公称压力可分为:
低压(0≤1.0MPa)、中压(1.0<10MPa=、高压(≥10MPa)三类。
工艺管道常用的是流体输送用无缝钢管。
分类如下:
❶碳素无缝钢管
常用的制造材质为10号、20号、16Mn钢。
其规格范围为:热轧外径φ32~630mm,冷拔外径φ6~200mm,单根管长度4~12m,容许操作温度为-40~450℃。
广泛用于输送各种对钢无腐蚀性的介质,如输送蒸汽、氧气、压缩空气、油品和油气等。
❷低合金钢无缝钢管
系指含一定比例合金元素的合金钢管。
通常分为两种:
一种是含有锰元素的低合金钢管,称为普通低合金钢管,如16Mn、15MnV等;另一种是含有铬、钼等元素的低合金钢管,称铬钼钢管。
常用的有12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo、1Cr5Mo等,其规格范围为外径φ10~φ273mm,单根管长度4~12m,铬钼钢管适用温度范围为-40~550℃。
低合金无缝钢管,多用于输送各种温度较高的油品、油气和腐蚀性不强的盐水、低浓度有机酸等。
❸不锈耐酸无缝钢管
根据铬、镍、钛各种金属的不同含量,品种很多,有Cr13、00Cr17Ni14Mo2、1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni9Ti等。
这些钢号中用量最多的是1Cr18Ni9Ti,在施工图上常用简化材质代号18-8来表示,适用温度范围为-196~700℃。
在化工生产中用来输送各种腐蚀性较强的介质,如硝酸、醋酸和尿素等。
❹高压无缝钢管
其制造材质与上述无缝钢管基本相同,只是管壁比中低压无缝钢管厚,最厚的管壁达40mm。
如化肥设备用高压无缝钢管规格为φ14×4(mm)~273×40(mm),单根管长度4~12m,适用压力范围10~32MPa,工作温度-40~400℃。
在石油化工装置中用以上高压无缝钢管输送原料气、氢氮气、合成气、水蒸气、高压冷凝水等介质。
❺低温钢管
在引进工程项目的冷区用量较多,其材料牌号为STPL-39、STPL-46,工作温度可达-105℃。
低温钢管分为无缝钢管和有缝钢管两种,无缝低温钢管公称直径为15~400mm,壁厚同碳钢管;有缝低温钢管公称直径为400~1100mm,壁厚为6~10mm,单根管标准长度6m。
适用于输送各种无腐蚀性低温介质管道,目前国内还没有批量生产与这种标准相应的钢管。
3
钢板卷板管
钢板卷板管,是由钢板卷制焊接而成,分为直缝卷焊钢管和螺旋缝卷焊钢管两种。
直缝卷焊钢管:
- 多数在施工现场制造或委托加工厂制造,专业钢管厂不生产。
- 钢板材料有Q235A、10号、20号、16Mn、20g等,其规格范围为公称直径200~3000mm,最大的有4000mm,壁厚一般为4~16mm。
- 公称直径200~900mm的单根管长度为6.4m;公称直径1000~3000mm的为4.8m。
- 适用工作温度:Q235A为-15~300℃,10号、20号、16Mn、20g为-40~450℃,均适用于低压范围。
螺旋缝卷焊钢管:
- 由钢管制造厂生产,材质有Q235A,16Mn。
- 其规格范围为公称直径200~700mm,壁厚7~10mm,单根管长度8~18m。
- 适用工作温度:Q235A为-15~300℃,16Mn为-40~450℃,操作压力:Q235A为2.5MPa,16Mn为4MPa。
直缝卷焊钢管和螺旋缝卷焊钢管,多用于输送常温低压腐蚀性不强的介质,如低压蒸汽、地下循环水、煤气和油气等。螺旋缝卷焊钢管单根管较长,特别适用于长距离输送管道。
根据工程所需,还有直缝不锈钢板卷焊管,都是在施工现场卷制,制造厂不生产。所用材质多为1Cr18Ni9Ti钢板。其规格范围公称直径为200~1000mm,公称直径200~400mm的壁厚为4mm,公称直径700~1000mm的壁厚为6~8mm,单根管长度为4.5m。适用温度和输送的介质范围同低压不锈钢管。
4
铜管
铜管分紫铜管和黄铜管两种:
- 制造紫铜管所用的材料牌号有T2、T3、T4和TUP等,含铜量较高,占99.7%以上;
- 黄铜管的制造材料牌号有H62,H68等,都是锌和铜的合金,如H62黄铜管,其材料成份铜为60.5%~63.5%,锌为39.6%,其他杂质小于0.5%。
铜管的制造方法分为拉制和挤制两种:
- 拉制铜管外径为φ3~φ200mm,挤制铜管外径为φ32~φ280mm,壁厚1.5~5mm;
- 铜板卷焊铜管的规格范围为外径φ155~φ505mm,供货方式有单根的和成盘的两种。
铜管的适用工作温度在250℃以下,多用于油管道、保温伴管和空分氧气管道。
5
钛管
钛管是近年来新出现的一种管材,由于它具有重量轻、强度高、耐腐蚀性强和耐低温等特点,常被用于其他管材无法胜任的工艺部位。
钛管是用TA1、TA2工业纯钛制造,适用温度范围为-140~250℃,当温度超过250℃时,其机械性能下降。
常用钛管的规格范围为公称直径20~400mm。适用于低中压,低压管壁厚2.8~12.7mm,中压管壁厚3.7~21.4mm。
钛管虽然具有很多优点,但因价格昂贵,焊接难度较大,尚未被广泛采用。
管 件
在管系中改变走向、标高或改变管径以及由主管上引出支管等均需用管件。由于管系形状各异、简繁不等,因此,管件的种类较多。
常用的管件有弯头、三通、异径管、管接头、管帽等。
▲ 管件按用途分类
1
弯头
弯头是用来改变管道的走向。
常用弯头的弯曲角度为90°、45°和180°,180°弯头也称为U型弯管,也有特殊角度的弯头,但为数极少。
❶玛钢弯头
玛钢弯头,也称可锻铸铁弯头,是最常见的螺纹弯头。
玛钢弯头的规格比较小,常用的规格范围为1/2~4英寸,按其不同的表面处理分镀锌和不镀锌两种。
这种玛钢管件,主要用于采暖,上下水管道和煤气管道上。在工艺过程中,除需要经常拆卸的低压管道外,其他物料管道上很少使用。
❷压制弯头
压制弯头,也称冲压弯头或无缝弯头,是用优质碳素钢、不锈耐酸钢和低合金钢无缝管等,在特制的模具内压制成型的。
- 其弯曲半径为公称直径的一倍半(R=1.5DN),在特殊场合下也可采用弯曲半径等于公称直径的弯头(R=1DN)。
- 其规格范围在DN20~600mm以内。
- 其壁厚范围与无缝钢管的表号一致。
- 压制弯头一般由专业制造厂或加工厂用标准无缝钢管冲压加工而成,出厂时弯头两端应加工好坡口。
❸冲压焊接弯头
冲压焊接弯头,是采用板材经模具冲压成半块环形弯头,然后将两块半环弯头进行组对焊接成型。
其弯曲半径同无缝管弯头,规格范围为公称直径200mm以上。
❹焊接弯头
焊接弯头,也称虾米腰或虾体弯头。
制作方法有两种:
- 一种是在加工厂用钢板下料,切割后卷制焊接成型,多数用于钢板卷管的配套。
- 另一种是用管材下料,经组对焊接成型,其规格一般在200mm以上。使用温度不能大于200℃,一般可在施工现场制作。
❺高压弯头
高压弯头,是采用优质碳素钢或低合金钢锻造而成。
根据管道连接形式,弯头两端加工成螺纹或坡口,加工的精密度很高,要求管口螺纹与法兰口螺纹能紧密配套自由拧入并不得松动。
适用于压力22.0、32.0MPa的石油化工管道,常用规格范围为DN6~200mm。
2
三通
三通是主管道与分支管道相连接的管件,根据制造材质和用途的不同,划分为很多种。
从规格上划分:
可分为同径三通和异径三通,同径三通也称为等径三通;
- 同径三通是指分支接管的管径与主管的管径相同
- 异径三通是指分支接管的管径小于主管的管径,所以也称为不等径三通,异径三通用量要多一些
❶玛钢三通
玛钢三通的制造材质和规格范围,与玛钢弯头相同,在石油化工工艺管道中用量不多,主要用于室内采暖、上下水和煤气管道。
❷钢制三通
20世纪七十年代以前,我国工业生产技术发展的速度比较缓慢,工艺管道方面的工程技术也比较落后。
在各种中低压钢管的设计中,管道需要使用三通管件时,一般都是采用挖眼接管的办法来解决,即在需要接支管的主管上,按支管的直径先挖出一个孔,再将支管焊上。这种办法有很多缺点,焊接质量不易保证,焊接后管道容易变形,主管内容易进入杂质。
七十年代后期,随着冶金、石油化工等大型现代化生产装置的引进,促进了工艺管道工程技术的发展,目前,我国已能生产中低压管道钢制定型三通,已形成系列产品,无缝三通规格为DN20~600mm,钢板焊制三通规格为DN150~1500mm。
定型三通的制作,是以优质管材为原料,经过下料、挖眼,加热后用模具拔制而成,再经机加工,成为定型成品三通。中低压钢制成品三通,在现场安装时都是采用焊接。钢板卷管所用的三通,有两种情况,一种是在加工厂用钢板下料,经过卷制焊接而成;另一种是在安装现场挖眼接管。
❸高压三通
高压三通,常用的有两种,一种是焊制高压三通,一种是整体锻造高压三通。
焊制高压三通,选用优质高压钢管为材料,制造方法类似挖眼接管,主管上所开的孔,要与相接的支管管径相一致。焊接质量要求严格,通常要求焊前进行预热,焊后进行热处理。其规格范围为DN16~200mm,压力22MPa、32MPa。
整体锻造高压三通,一般是采用螺纹法兰连接。其规格范围为表号SCH160、DN15~600mm,表号外加有“XXS”,其管径范围DN15~300mm。
3
异径管
异径管的作用是使管道变径,从流体运动方向来看,多数是由大变小,也有的由小变大,如蒸汽回水管道和下水管道的异径管就是由小变大。异径管俗称大小头。
❶玛钢异径管
玛钢异径管,大体上分两种,一种是内螺纹异径管也称外接头;另一种是内螺纹和外螺纹结合的管件,称作补芯,它虽然不叫做异径管,但起到异径管的作用。
❷钢制异径管
钢制异径管,分为无缝和有缝两种,无缝异径管用无缝钢管压制,有缝异径管用钢板下料,经卷制焊接而成,也称为焊制异径管。
这两种异径管都有同心和偏心两种规格。偏心异径管的底部有一个直边,使用时能使管底成一个水平面,便于停产检修时排放管中物料。
无缝异径管的规格范围为DN25~600mm,有缝焊接异径管的规格范围为DN200~1500mm。
钢制异径管,作为管道上的成品管件,是七十年代以后才开始有的,早期工艺管道上的变径,大部分是在现场制作。管径变化很大的是在管端抽条焊接,直接加工成异径管;
管径变化不大的在管端加热直接摔制而成。抽条焊接制作异径管,花费人工多,焊缝多,焊接质量不易保证,目前,焊接质量要求很高的工艺管道已禁止采用此种办法。
4
其他管件
❶封头
封头,是用于管端起封闭作用的堵头。常用的封头有椭圆形和平盖形两种。
椭圆形封头也称为管帽,其规格范围为DN25~600mm,多用于中低压管道上。
平盖封头,按其安装位置分为两种,一种是平盖封头略大于管外径,在管外焊接。
另一种是平盖封头略小于管内径,把封头板放入管内焊接。常用的规格范围为DN15~200mm,这种封头多用于压力较低的管道上。
❷凸台
凸台,也称管嘴,是自控仪表专业在工艺管道上的一次部件,是由工艺管道专业来安装,所以把凸台也列为管件。
工艺管道用的单面管接头也属这一种,都是一端焊在主管上,另一端或者是安装其它部件,或者是另外再接管,其规格范围为DN15~200mm,高中低压管道都使用。
❸ 盲板
盲板,其作用是把管道内介质切断,根据使用压力和法兰密封面的形式分以下几种:
- 光滑面盲板,与光滑密封面法兰配合使用,其适用压力范围为1.0~2.5MPa。
- 凸面盲板,其本身一面带凸面,另一面带凹面,与凹凸密封面法兰配合使用。使用压力4.0MPa,规格范围为DN25~400mm。
- 梯形槽面盲板,与梯形槽密封面法兰配合使用,使用压力范围为6.4~16.0MPa。规格范围为DN25~300mm。
- “8”字盲板,也分为光滑面,凹凸面和梯形槽面三种,使用压力与以上三种盲板相同,“8”字盲板所不同的是,它把两种用途结合在一个部件上,即把盲板和垫圈相连接固定在一起。法兰内垫入盲板时,外面露出的垫圈作为管道是否切断的直观标志。
- “8”字盲板的制造材料有多种,根据输送的介质温度和压力来选择。一般低压管道,温度不超过450℃时,所用的材质有Q235A、20号钢和25号钢;温度在450~550℃时,所用的材料有15CrMo、1Cr5Mo。当压力在4.0~16.0MPa,温度大于550℃时,要用不锈钢。
法 兰、垫 片 及 螺 栓