化工管道组成件的分类识别及检验DOC.docx
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化工管道组成件的分类识别及检验DOC
管道组成件的分类、识别及检验
管道组成件是用于连接或装配管道的元件，包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及膨胀接头、挠性接头、耐压软管、疏水器、过滤器和分离器、管道混合器等。
一、管子
1.管子的分类
按用途分类
按材质分类
流体输送、长输管道、石油裂化、化肥、锅炉、换热器
普通结构、高强结构、机械结构
承压铸铁管
碳素钢管、低合金钢管、合金钢管等
铜管、铅管、铜镍合金管、钛及钛合金管等
橡胶管、塑料管、玻璃管、玻璃钢管、各种衬里管等
（铸铁管）
（钢管）
（有色金属管）
（非金属管）
2.常用钢管材料及使用温度范围
序号
钢管标准名称
钢管标准号
材料名称
外径或公称直径/mm
使用温度℃
1
输送流体用无缝钢管
GB/T8163
10
6～630
-20～425
2
输送流体用无缝钢管
GB/T8163
20
6～630
-20～425
3
高压锅炉用无缝钢管
GB5310
20G
10～530
≤575
4
石油裂化用无缝钢管
GB9948
20
10～273
-20～425
5
石油裂化用无缝钢管
GB9948
12CrMo
10～273
≤525
6
石油裂化用无缝钢管
GB9948
15CrMo
10～273
≤550
7
石油裂化用无缝钢管
GB9948
1Cr5Mo
10～273
≤600
8
低中压锅炉用无缝钢管
GB3087
20G、12Cr1MoVG
10～530
≤575
9
低压流体输送用镀锌焊接钢管
低压流体输送用焊接钢管
GB/T3091
GB/T3092
Zn+Q235A
Q235A
6～150
0～100
10
流体输送用不锈钢无缝钢管
GB/T14976
0Cr18Ni9
6～426
-196～700
11
流体输送用不锈钢无缝钢管
GB/T14976
0Cr17Ni12Mo2
6～426
-196～700
3.钢管的外径尺寸系列及壁厚等级
公称直径是表征管子、管件、阀门等口径的名义直径，通常它既不是内径也不是外径，有公制（SI）和英制两种。
公制和英制的换算关系是：
lin＝25mm。
例如DN100的钢管在英制里表述为4″。
钢管是按照外径及壁厚系列生产的，各国都有各自的钢管尺寸系列标准，目前没有统一，但DN＜14in（即DN350）以下外径尺寸差别很小，不影响互换性。
我国现行标准中，中石化标准SH3405规定的外径系列与国际标准化组织的ISO标准基本一致，即俗称的大口径钢管。
GB/T8163标准的钢管有A、B两个系列，即大口径、小口径之分，对照见下表一：
表一
公称直径
DN
钢管外径
公称直径
钢管外径
A系列
B系列
A系列
B系列
10
17.2
14
125
139.7
133
15
21.3
18
150
168.3
159
20
26.9
25
200
219.1
219
25
33.7
32
250
273
273
32
42.4
38
300
323.9
325
40
48.3
45
350
355.6
377
50
60.3
57
400
406.4
426
65
76.1
76
450
457
480
80
88.9
89
500
508
530
100
114.3
108
600
610
630
钢管壁厚以管子表号（SCH）表示，常用管子壁厚如下表：
公称直径
DN
SCH20S
SCH40S
SCH20
SCH30
SCH40
SCH80
15
2.5
3.0
3.0
4.0
20
2.5
3.0
3.0
4.0
25
3.0
3.5
3.5
4.5
40
3
4.0
4.0
5.0
50
3.5
4.0
3.5
4.0
5.5
80
8
5.5
4.5
5.5
7.5
100
4.0
6.0
5.0
6.0
8.5
150
5.0
7.0
5.5
6.5
7.0
11.0
200
6.5
8.0
6.5
7.0
8.0
13.0
250
6.5
9.5
6.5
8.0
9.5
15.0
300
6.5
9.5
6.5
8.5
10.0
17.0
350
8.0
9.5
11.0
19.0
400
8.0
9.5
13.0
22.0
450
8.0
11.0
14.0
24.0
500
9.5
13.0
15.0
26.0
600
9.5
14.0
18.0
32.0
4.管子的检验：
a）输送有毒可燃介质的管子使用前应按设计文件要求核对管子的规格数量和标记
b）管子的质量证明书应包括以下内容
●产品标准号
●钢的牌号
●炉罐号批号（同钢好同炉号同规格同热处理）交货状态重量（实际重量、理论重量）和件数
●品种名称规格及质量等级
●产品标准中规定的各项检验结果（化学成分、力学性能、无损检验等）
●技术监督部门的印记
c）若到货管子的钢号炉罐号与质量证明书不符或对特性数据有异议，供货方应按相应的标准作校验性检验或追溯到产品制造单位，异议未解决前该批管子不得使用
d）有耐晶间腐蚀要求的材料产品质量证明书应注明晶间腐蚀试验结果，否则应按不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方法GB433419中的有关规定,进行补项试验
e）SHA级管道（SH3501中对剧毒、可燃介质管道有SHA、SHB的分级）中设计压力等于或大于10MPa的管子外表面应按下列方法，逐根进行无损检测，不得有线性缺陷
●外径大于12mm的导磁性钢管应采用磁粉检测
●非导磁性钢管应采用渗透检测
f）管子经磁粉或渗透检测发现的表面缺陷允许修磨，修磨后的实际壁厚不应小于管子公称壁厚的90%，且不得小于设计文件规定的最小壁厚
g）SHA级管道中设计压力小于10MPa的输送极度危害介质的管子，每批（指同批号同炉罐号同材质同规格）应抽5%且不少于一根进行外表面磁粉或渗透检测，不得有线性缺陷，抽样检验不合格时应按规定处理
h）输送毒性程度为极度危害和高度危害介质管子的质量证明书中，应有超声检测结果，否则应按现行无缝钢管超声波探伤方法GB5777或不锈钢管超声波探伤方法GB4163的规定，逐根进行补项试验（剧毒、可燃介质的划分可以查SH3501）
二、管件
在管道中改变走向、标高或改变管径以及由主管上引出支管等均需用管件，管件的定义：
管道系统中用于直接连接、转弯、分支、变径以及用作端部的零部件，包括弯头、三通、四通、异径管接头、管箍、内外螺纹接头、活接头、快速接头、螺纹短节、加强管接头、管堵、管帽、盲板等。
根据使用温度压力介质的不同，弯头、三通、异径管的管件又分为无缝管件和有缝管件。
由于管件的种类的不同，一般有四种连接方式，下面分述之。
1.对焊连接型管件
通常用于公称直径等于或大于2″（DN50）的管道，广泛使用于可燃介质和高温、压力等级的介质管道，对焊连接管件比其他连接形式可靠、价格便宜、没有泄漏点。
管件的厚度，一般用管子表号（SCH）表示，弯头、三通的管子表号与管子的表号相同，即管子与管件等壁厚，也可以按等强度选用弯头、三通的壁厚，即管件的表号至少比管子表号大一级。
管件中的弯头、三通、异径管，一般用无缝钢管热推成型或液压成型，冷压成型的管件以及热加工成型的铬钼钢和不锈钢管件必须进行消除应力热处理。
管件公称直径范围为DN15～DN600；钢板焊制对焊管件（即有缝管件）一般用于大管径连接。
管件材料一般选择与管子相同材质，成形后管件的硬度值应符合相关要求，焊缝及其热影响区的硬度不应高于管件本体硬度的120％。
2.承插焊接型管件
承插焊管件通常在小于或等于DN40的焊接连接的管道上使用（不应用于可能发生缝隙腐蚀的管道），管件制造是锻造后在进行机械加工，一般有三个等级，通常使用为SCH80。
3.螺纹连接管件
螺纹连接管件一般采用锻钢、可锻铸铁、铸钢、碳钢等材料制造，使用于压力、温度不高的管道连接。
4.法兰连接型管件
法兰型管件多用于特殊配管，如铸铁管道、衬里管道以及与设备连接等，通常以法兰连接组成法兰管件。
5.管件系列种类及代号
类型
代号
45°弯头
长半径
45E（L）
90°弯头
长半径
90E（L）
短半径
90E（S）
180°弯头
长半径
180E（L）
短半径
180E（S）
异径管
同心
R（C）
偏心
R（E）
三通
等径
T（S）
异径
T（R）
四通
等径
T（S）
异径
T（R）
管帽
C
管件的结构型式不再细述，其尺寸一般为管件的端部外径和管件中心到端面尺寸来限制。
另外管件的尺寸偏差和形位公差应符合相关标准。
石化管道施工中常用的管件标准有国标GB12459、石化标准SH3408-96。
对于超出极限偏差以及形位公差的管件在施工中会引起焊接错边、强力组对等问题，影响管线施工质量。
管件尺寸极限偏差：
管件尺寸形位公差：
6.管件标注识别
国标GB12459的标注举例如下。
例如1：
公称通径100mm，外径系列为A系列、壁厚等级Sch40、材料为15CrMo的90°长半径标注为90E（L）-100-Sch40-15CrMo
例如1：
公称通径100×80mm，外径为B系列、壁厚等级Sch40、材料为20＃的异径接头标注为R（C）-100×80B-Sch40-20
石化标准SH3408-96中管件的标注同上，不同之处是管件的外径系列不分AB系列，全部为大外径系列。
7.管道组成件检验
1）管道组成件的制造单位应具有质量技术监督行政部门颁发的压力管道元件制造单位安全注册证书
2）有毒可燃介质管道工程使用的管道组成件，应符合设计文件规定及相应标准规范的有关要求
3）管道组成件必须具有质量证明书或合格证，无质量证明书或合格证的产品不得使用
4）产品在使用前应对质量证明书认真审查，若对证明书中的特性数据有异议应进行必要的分析检验
5）管道组成件在使用前应进行外观检查，其表面应符合下列要求
a）无裂纹缩孔夹渣折叠重皮等缺陷
b）锈蚀凹陷及其他机械损伤的深度不应超过产品相应标准允许的壁厚负偏差
c）螺纹密封面坡口的加工精度及粗糙度应达到设计文件要求或制造标准
d）有产品标识
6）合金钢管道组成件主体的关键合金成分，应逐件采用快速光谱分析或其他方法复查并作好标记
7）设计文件有低温冲击值要求的材料产品质量证明书应有低温冲击韧性试验值，否则应按金属低温夏比冲击试验方法GB4159的规定进行补项试验
8）凡按规定作抽样检查或检验的样品中若有一件不合格，必须按原规定数加倍抽检，若仍有不合格则该批管道组成件不得使用，并应作好标记和隔离
9）管道组成件应分区存放，不锈钢与非合金钢低合金钢管道组成件不得接触。
三、法兰
1.法兰标准概况：
国际上主要有两个体系，即以原苏联、德国为代表的欧洲管法兰体系和以美国ANSI管法兰为代表的美洲法兰体系。
不同的标准，其法兰螺栓孔数量、螺栓孔中心圆直径也不尽相同，使用中应选用合适的法兰标准。
目前我们常用的法兰标准如下表（考虑阀门配套）：
欧洲体系
美洲体系
标准
钢管外径
化工部标准法兰
√
√
HG20592（欧洲）
HG20613（美洲）
A、B系列
石化部标准法兰
√
SH3406-96
A系列
国标标准法兰
√
√
GB/T9112
A、B系列
机械部标准法兰
√
JB/T81-94
JB/T82.1-94
JB/82.2-94
B系列
欧洲体系公称压力PN包括十个等级（MPa）：
0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0
美洲体系公称压力PN包括六个等级（MPa）：
2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0，公称压力MPa与Class对照如下：
PN（MPa）
Class
2.0
150
5.0
300
11.0
600
15.0
900
26.0
1500
42.0
2500
法兰的结构型式以及结构尺寸：
承插焊与平焊焊接结构尺寸不同：
2.化工部欧洲系列常用法兰类型及类型代号：
法兰类型
法兰类型代号
标准号
密封面型式
压力等级PN,MPa
板式平焊法兰
PL
HG20593
突面（RF）
0.25-2.5
全平面（FF）
0.25-1.6
带颈平焊法兰
SO
HG2054
突面（RF）
0.6-4.0
凹凸面（MFM）
1.0-4.0
全平面（FF）
0.6-1.6
带颈对焊法兰
WN
HG20595
突面（RF）
1.0-25.0
凹凸面（MFM）
1.0-16.0
全平面（FF）
1.0-1.6
整体法兰
IF
HG20596
突面（RF）
0.6-25.0
凹凸面（MFM）
1.0-16.0
承插焊法兰
SW
HG20597
突面（RF）
1.0-10.0
凹凸面（MFM）
1.0-10.0
螺纹法兰
Th
HG20598
突面（RF）
0.6-4.0
对焊环松套法兰
PJ/SE
HG20599
突面（RF）
0.6-4.0
平焊环松套法兰
PJ/PR
HG20600
突面（RF）
0.6-1.6
法兰盖
BL
HG20601
突面（RF）
0.25-25.0
凹凸面（MFM）
1.0-16.0
全平面（FF）
0.25-1.6
衬里法兰盖
BL（S）
HG20602
突面（RF）
0.6-4.0
密封面型式及代号见下表：
密封面形式
突面
凹凸面MFM
榫槽面TG
全平面
环连接面
凹面
凸面
榫面
槽面
代号
RF
FM
M
T
G
FF
RJ
法兰标记：
a法兰（法兰盖）bc–defgh
其中a指法兰标准号
b指法兰类型
c指法兰公称通径，A系列钢管标注为DN（A），B系列钢管管径系列可省略
d法兰公称压力
e密封面型式
f用户提供的钢管壁厚
g材料牌号
h其他要求
例如：
公称通径300mm、公称压力2.5MPa、使用英制管的凸面带颈平焊钢法兰，材料为20＃，标记为：
HG20592法兰SO300（A）-2.5M20
3.化工部美洲系列法兰类型及类型代号同上，不同之处是标准号及压力等级。
4.石化部法兰类型及类型代号
公称直径DN共33个，DN15～DN1500；
公称压力等级共分八个：
1.0、2.0、5.0、6.8、10.0、15.0、25.0、42.0；
连接型式及密封面型式代号：
连接型式
代号
密封面型式
代号
对焊
WN
突面
RF
承插焊
SW
全平面
FF
平焊
SO
凹凸面
MF（凹面LF,凸面LM）
螺纹
PT
榫槽面
TG（槽面GF,榫面TF）
松套
LJ
环槽面
RJ
法兰盖
不标注
法兰标注示例：
公称直径100mm，公称压力5.0MPa，材料20＃，管子表号SCH40的对焊法兰标注为：
SH3406法兰PN5.0DN100WN/LF-SCH40-20
5.法兰的检验见上述管道组成件，另外还要注意以下几点。
a）法兰密封面不得有径向划痕，不得有毛边、加工程度不足等缺陷，加工完后应涂防锈油并对密封面采取保护措施。
b）法兰锻件符合JB4276～4278-94中Ⅱ级锻件要求，锻件表面应光滑、不得有锻造伤痕及裂纹等缺陷。
c）法兰外缘有钢印，注明制造标准、规格型号材质等。
d）SH3406给出了法兰尺寸的极限偏差见下表：
e）施工中连接法兰的螺栓应能在螺栓孔中顺利通过法兰密封面间的平行偏差间距应符合下表
管道级别
平行偏差
间距
DN≤DN300
DN＞300
DN300
SHA
0.4
0.7
垫片厚+1.5
SHB
0.6
1.0
垫片厚+2.0
c）施工中与机器连接的管道及其支吊架安装完毕后应卸下接管上的法兰螺栓在自由状态下所有螺栓应能在螺栓孔中顺利通过。
法兰密封面间的平行偏差径向偏差及间距不应超过下表规定：
机器旋转速度
r/min
平行偏差
mm
径向偏差
mm
间距
mm
＜3000
≤0.40
≤0.80
垫片厚+1.5
3000～6000
≤0.15
≤0.50
垫片厚+1.0
＞6000
≤0.10
≤0.20
垫片厚+1.0
四、垫片
1.垫片密封原理：
法兰的密封面具有微观不平度，必须在两片法兰之间压上垫片，垫片受压后表面产生塑性变形将法兰密封面的微观不平度充填严密，以阻止流体漏出，达到密封目的。
2.垫片的分类与识别：
常用法兰垫片有非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。
非金属垫片一般以石棉为主体配以橡胶等材料制成，使用于一般介质、操作温度、压力较低的工况；半金属垫片由金属材料和非金属材料组合而成，常作为缠绕垫片和金属包垫片，比非金属垫片所承受的温度、压力范围广；金属垫片全部由金属制作，有波形、齿形、椭圆形、八角形和透镜垫等，主要用于半金属垫片所不能承受的高温、高压管道法兰上。
a）石棉垫片
石棉橡胶橡胶板共有三个牌号：
XB450（紫色）、XB350（红色）、XB200（灰色），数字表示它的使用温度。
耐油石棉橡胶橡胶板有四个牌号：
NY150（灰色）、NY250（浅兰）、NY400（石墨色）、HNY300（绿色）。
中石化目前对石棉垫片逐渐限制使用，只允许使用XB450和NY400两种。
b）金属缠绕垫片
缠绕垫片主体由“V”形或“M”形金属带填不同的软填料用缠绕机螺旋绕制而成，为加强垫片主体和精确定位，设有金属内环和外环，缠绕垫片具有多道密封作用，所需螺栓紧固力小，由于其特殊结构，当操作温度压力波动时，螺栓松弛或有机械振动时，垫片弹性大能够回弹，仍能保持密封。
缺点是焊点不牢易发生松散，主体焊点数量规范里有明确规定。
柔性石墨带物理、机械性能和化学成分指标：
化工部标准垫片识别：
HG20610缠绕垫C100-4.01220
垫片型式
型式
代号
适用密封面型式
基本型
A
榫槽面
带内环型
B
凹凸面
带外环型
C
突面
带内外环型
D
石化部标准垫片识别：
SH3407-GSW-5.0-150-D1211
型式
代号
适用密封面型式
基本型
A
榫槽面
带内环型
C
凹凸面
带外环型
B
突面
带内外环型
D
垫片尺寸公差：
c）金属波齿垫
由整张钢板制成的金属齿形环和软性覆盖层组成，既有金属的强度又有软性覆盖层的密封性，且弹性好。
金属材料一般为OCr13、OCr18Ni9（304）或OCr17Ni12Mo2（316），覆盖层材料为柔性石墨（G）或聚四氟乙烯（F4）。
垫片识别：
HG20611齿形垫RF100-6.3304G
HG20611齿形垫MFM200-2.510F4
d）金属环垫
适用于高温高压的法兰密封，有金属平垫片、椭圆垫、八角垫、透镜垫。
金属平垫片与法兰接触面大，紧固力大；椭圆垫和八角垫与密封面呈线接触，紧固力小且密封好；透镜垫当管内流体压力升高而使垫圈向外撑大时，垫圈与端面密封之间的接触压力可随之变大，即有一定的自紧能力，可以承受较大的压力和较大的压力波动。
椭圆垫、八角垫
3.垫片安装要点
e）用得对。
按设计规定，不得随意改变，对于允许使用的金属垫片，需要作表面研磨处理。
f）查得细。
安装前要仔细检查法兰垫片的型式、材料、规格尺寸和质量，仔细检查管道、法兰安装情况，有无过大的偏口、错口、张口、错孔等现象。
g）清得静。
法兰密封面的刻痕、划伤、锈斑及污物必须清除干净，垫片表面及螺栓螺纹不允许粘有杂质。
h）装得正。
垫片不得装偏，保证受压均匀。
i）上得匀。
拧紧螺栓时应均匀用力，当有规定时应用力矩扳手，分数次对称地拧紧使垫片受压均匀。
j）对高温设备，在开工升温至200℃需进行第一次热紧，升至350℃二次热紧；对低温设备，应进行冷态紧固。
工作温度
一次热紧冷紧温度
二次热紧冷紧温度
250～350
工作温度
—
＞350
350
工作温度
-70～-29
工作温度
—
＜-70
-70
工作温度
五、紧固件
1.分类：
分单头螺栓（六角头螺栓）和双头螺栓，双头螺栓由于制造方法的不同有多种形状，有全螺纹螺栓、中间粗或中间细螺栓。
根据适用温度的不同选用不同的螺栓材质：
螺柱用钢
螺母用钢
使用温度℃
Q235-A
Q215-A,Q235-A
>-20~300
35
Q235-A
>-20~300
20,25
>-20~350
40MnB
35,40Mn,45
>-20~400
40Cr
35,40Mn,45
>-20~400
35CrMoA
40Mn,45
>-20~400
30CrMoA,35CrMoA
-100~500
1Cr5Mo
1Cr5Mo
>-20~600
0Cr18Ni9
1Cr13
>-20~600
0Cr18Ni9
-253~700
化工部常用压力等级不同公称通径的螺栓长度及数量见相关标准HG20613-97、HG20634-97、SH3404-96等。
下表是PN1.6、PN2.5常用螺栓长度明细，仅供参考。
老装置中所用机械部法兰，其螺栓规格与化工部有所不同，更换时注意。
螺栓的标注为：
公称直径×长度
2.紧固件检验：
a）有原材料质量证明书；
b）机械性能符合规范要求，见下页表；
c）螺纹牙侧的表面粗糙度不大于Ra6.3；
d）尺寸与形位公差符合相关标准；
e）表面缺陷符合相关规定；
碳钢及合金钢紧固件应进行发兰发黑处理，不锈钢紧固件不作表面处理。
六、阀门
阀门型号由7个单元组成：
1234567如下分述：
1.阀门类型代号
类型
代号
类型
代号
闸阀
Z
止回阀
H
截止阀
J
疏水阀
S
球阀
Q
节流阀
L
碟阀
D
安全阀
A
2.阀门的传动方式代号
传动方式
代号
电磁动
0
气动
6
液动
7
电动
9
手动（安全阀、疏水阀、减压阀）
（省略）
3.
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