配管专业配管知识.docx
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配管专业配管知识
配管加工设计技术
配管加工设计工作主要包括以下内容:
一、管道系统的各种程序和技术要求的设计:
1、管线施工程序
2、管线系统水压试验程序
3、管线系统气密程序
二、管道系统图纸的设计,主要包括:
4、单管预制图
5、试压图
6、气密图
7、弯管加工图
8、管鞋加工图
9、地漏加工图
10、各类典型加工图
11、管道系统各类材料汇总,编制采办\施工料单,料单主要包括:
12、各类采办追加料单
13、施工料单
14、试压料单
15、出海备料单
16、现场技术服务工作
1.管线的加工设计
需要的一些资料如下:
总图和设备布置图———了解工程的总体布置和设备间的关系。
设计规格书/技术要求——了解工程的要求，使用规范标准，有无特殊规定等。
P&ID图———了解工艺系统、流程及介质流向、管线级别、特殊要求等。
管线平面布置图——了解、核对三维图的连接、尺寸、走向、坐标、标高、有无碰撞等问题，是管线定位的依据之一。
管道支架布置图——将根据详细设计的支架布置图进行管支架制作图纸的设计。
管线三维图———进行管线三维图加工设计。
平台结构图———核对管线有无穿、碰结构的筋、梁的现象，支吊架是否座在结构筋、梁上，以及确定支吊架类型，计算支吊架和管鞋尺寸，辅助支吊架设计，管鞋加工设计。
设备橇块的详细资料——了解设备的工艺流程，结构尺寸，及详细的橇内管线的开口位置，这是管线定位的重要依据之一。
电气仪表托架图——核对管线有无穿、碰电气仪表托架.
在详细设计三维图的基础上对管线进行预制单管的分段设计，主要内容包括：
标注单管号、预制焊口号、现场焊口号、管件标识、管段标识、单管的净长、适当地补充管系上的高点放空和低点排放、对材料单进行修改和补充。
在上述工作完成后，就可以汇总材料表，建议材料表应先按系统汇总后，再绘制总的施工材料表。
1.1加工设计前的准备工作。
a.检查相关三维图与p&id的连接是否一致,是否漏项；
b.检查每张图纸上料表中的材料与配管材料规格书是否一致；
c.做好记录单管号的表格；
每个平台的单管号应顺排，在表格上应记录每个单管号的主管尺寸及所在三维图的页号。
d.做好记录现场焊接号的表格；
每个平台的现场焊接号应分级别，每个级别的现场焊接号顺排，在表格上应记录每个现场焊接号所在管线的尺寸及三维图的页号。
1.2单管图设计的原则
1.2.1对非预制管线的加工设计
a.原则上对插焊和丝扣管线不做单管预制的加工设计;（主要指：
热浸锌碳钢管线、小口径CuNi合金管线、小口径不锈钢管线）。
b.对于在三维图单个管长度超过6米的管线，需相应增加管箍或由任（根据具体情况考虑应增加的是管箍还是由任），并应在图纸上标出其所在的位置，在图纸的材料表中将增加的材料添加进去。
c.根据每根管线的具体情况增加高点放空和低点排放,在上口袋和下口袋管处必须加放空和排放;并应在图纸上标出其所在的位置，在图纸的材料表中增加相应的材料。
1.2.2预制管线的加工设计
a.在每根管线上标明现场焊接点，和预制焊接点
b.每一张三维图上每根自然断开的管线、在一个或几个现场焊接点之间形成的可断开的管线为一根预制单管。
在每一根单管的主管线上标注单管号。
d.根据每个系统或管线的情况适当地增加高点排放和低点放空;在图纸上标明其具体位置和尺寸;标注每一根单管的净管长，在三维图的材料表中增加相应的材料。
e.标明预制焊口号
f.做管件、管段标识
g.做好单管号、现场焊接号的记录工作
h.汇总系统材料表
1.2.3焊接后需热锓锌的金属管线
1）除上述应注意的原则外，还应根据热锓锌厂家的加工能力来进行加工设计;不应将单管分得过长，或拐弯太多。
2）每根单管与其他单管或设备连接处应用法兰连接
1.2.4焊接后需镀塑的金属管线
要求同1“焊接后需热锓锌的管线”.
1.2.5FRP管线
a.对于在三维图中单个管长度超过3米的管线（FRP管线的长度一般为3米/根），需相应增加管箍，并应在图纸上标出其所在的位置，在图纸的材料表中将增加的材料添加进去。
1.2.6在采办材料时应适当增加一些管箍和短节的采办，以便于现场修改。
1.2.7高点放空和低点排放的形式，按每个项目的要求去做。
一般情况下高点放空使用1/2”或3/4”的管线和阀门，低点排放使用3/4”的管线和阀门。
气管线（airline）不加放空.
对于低压系统和高压系统的高低点排放连接形式不同（见图）,低压系统指小于等于600LB,高压系统指大于等于900LB.
1.3编号的形式及要求
1.3.1单管号：
a.每个工程整体或平台统一顺排;或按系统排号.
b.每一页图纸上单管号的排列原则：
·数应从小到大，顺排；
·先主管后支管；
·尽量从左往右；或根据介质的流向顺排；
c.其字体的大小应比管件的标识大，但不应超过轴线的字体大小；
d.单管号的形式：
可以用数字表示（如：
BD0001∽BD0999）
1.3.2现场焊接号：
a.每个工程按压力级别分别编号
b.每个压力级别统一顺排
c.每一页图纸上现场焊接号的排列原则：
·数应从小到大，按压力级别分别顺排；
·先主管后支管；
·尽量从左往右；
d.其字体和大小应与管件的标识一样
e.现场焊接号的标注形式
FW（XX—XX—XXXX）
介质压力级别
1.3.3预制焊口号：
a.每个单管上的预制焊口号按从小到大的顺序排列
b.每个单管上预制焊口的排列原则：
·数应从小到大，顺排；
·先主管后支管；
·尽量顺着流向排列；
c.其字体的大小应比管件的标识略小
e.预制焊口号的标注形式：
①、②、③
1.3.4分预制单管段的具体作法和注意事项:
表示法兰点焊,且管子加余量
表示管子加余量
表示法兰点焊
a.分单管时应在考虑现场安装的情况下，尽量减少现场焊口数
b.对于靠近上甲板的管线，分单管时应在考虑现场结构梁及电缆托架的位置，尽量避免在梁或托架下焊接。
c.所有的焊点应与管支架错开,至少间隔75mm。
d.每根单管中的直管净管长最长不应超过6000mm，每根单管的总长应大于6500mm;单管的总长最好在4000mm左右,其中长大,宽小;或长小,宽大.
e.尽量避免在同一根单管中出现三维方向的角度;一维或二维的单管可再加个弯头。
f.对于有特殊角度的管线，在分单管时应尽量避免在同一根单管中出现多个方向的角度。
g.如果同一根单管中有N段管，每一段管都应标出其净管长。
h.与设备口相连的法兰，由设备提供，此片法兰现场焊接。
i.与设备口相连的管线，在分段时应尽量在其三维方向上留出加长段（100mm），,且这三个方向上的余量都靠近同一个设备口,以便现场改动;。
j.对于法兰与阀门、法兰与法兰连接的管线，在分段时应使其一端的法兰与管线或附件是现场焊接，并加余量100mm,另一端的焊接为预制焊。
k.对于穿甲板的管线应注意：
·单管不能太长，要考虑到层间的高度。
·穿甲板处最好是直管
·要考虑现场焊接的位置,大约在甲板上1000mm左右;并加余量100mm。
l.与主管连接的对焊管附件及管座,在主管上的焊接为预制焊,而与支管连接的焊点为现场焊（无论插焊和对焊）.
n.主管和支管的尺寸相差大时,余量加在支管上;主管和支管的尺寸相差不大时;随便加在哪个管上.
m.安全阀和角阀的一端必为点焊,因为不好安装.
O.如设备出口为阀门,其后的法兰与相接的管子间为点焊.
P.一根单管上,最多有六个预制焊口.
Q.平面45度的弯头可以都是预制焊口;立体的45度要来一个现场焊.
1.3.5对在三维加工图上的材料表中,预制时要用的材料（包括所有须对焊的管、管附件、法兰，及管座等）应分别以数字作标识，并在图纸上相应的材料上作相同的标记。
2料单（分采办材料单和施工料单）
当完成管线三维图的加工设计，经检查无误后，应立即汇总材料单。
材料单的种类：
阀门材料单、管线和附件料单、保温材料单、管支架的材料单。
每个工程应有分平台、分系统的材料单和总的材料单。
材料单的格式和顺序应按要求做。
由于施工图纸上统计出来的材料为净料，在提交采办料单适当地考虑余量。
序号
名称
尺寸
范围
建议采办余量
备注
1
管线
≥8”
15%
4”-≤8”
20%
2”,3”
20%~25%
≤1-1/2”
25%
2
管附件
≥6”
2%
4”-≤6”
5%
2”-3”
5%~10%
≤1-1/2”
10%
3
法兰
2%
除特殊法兰,用于修改
4
阀门
≥4”
0%
3”-≤2”
2%
用于井口和放空
≤1-1/2”
10%
用于放空
连接件
5%
特殊件
0%
支架材料
10%~20%
2.1保温材料：
保温材料的统计一般根据各工程要求，和设计者的经验计算。
下面推荐一种使用岩棉管、铝皮为保温的主材，管线保温材料的计算方法：
在三维图中找出需保温的系统，累加，对阀、法兰以及整个保温管线计算表面积，乘以系数就得到不同的保温材料量。
阀和法兰是做盒子保温。
保温材料包括：
铝皮、岩棉、铁丝、绑带、带扣、硅胶等。
保温管的厚度:
≤2”保温厚度30mm
3”-8”保温厚度50mm
≥10”保温厚度60mm
绑带有两种规格:
OD≤150mm12mmWx0.5mmTHK
其余19mmWx0.5mmTHK
总结出以下公式:
岩棉管Y=P
铝皮L=P**（D+2d）
铁丝T=P*（D+2d）/1米
不锈绑带B=T
带扣D=4T
硅胶G=0.01P+L/0.914
其中P——保温管线总长
D——管径
d——保温厚度
0.01——系数
0.914——铝皮规格
法兰和阀近似为最大镑级照规格书对各项材料进行估算保温板。
最后，把所有材料分类相加，乘系数1.2就得到保温材料的估算值，经过实践检验证明这套算法误差较小，是合理的。
2.2螺栓长度
手算查表的螺栓长度要加0.25”,才是实际采办的长度;三维图料表中的螺栓长度已加0.25”（要确认）.
2.3变级处法兰的料,其壁厚与管子相同,但磅级随着高磅级走.
2.4镀锌管和非金属管穿防火墙时,要有穿舱件.（见详设标准图文件）
3.水压试验
多数情况下，管道的水压试验用洁净水进行，当生产工艺有特殊要求时可采用其它液体,如液压油,润滑油用油试验。
排海管线（即与大气连通的管线）不用做水压试验,但做灌水试漏.
3.1试验压力
液压试验时，试验压力不得小于1.5倍的设计压力，计算公式为：
式中：
PT──最小试验压力，kPa;
P──设计压力，kPa;
ST──试验温度下材料的许用应力，kN/m2;
S──设计温度下材料的许用应力，kN/m2;
3.2插扳厚度应按以下公式计算：
式中：
dg──凸面法兰或平面法兰的垫片内径，mm;
P──试验压力，kPa；
S──许用应力；
E──质量系数；
C──腐蚀裕量，mm；
此计算结果会在试压程序中列出.
3.3水压试验进出口通常选取管线最低点;为了便于扫线水及杂质的流出，扫线出口一般选择在管线低点，而且出口直径最好在50～100mm之间，在出口处，应临时外接一个扫线阀门;扫线出口最好远离设备和仪表。
选择试压、扫线进出口时，应注意单向阀的安装方向.
压力表数量至少为两块，可在系统的最高和最低处安装;或在系统原有压力表口位置安装;便于观察的地方。
所有在线阀门都应该设置为全开状态，除非有特殊要求;系统内安装孔板调节阀、安全阀、流量计、仪表、滤器和重要阀门等部件，应采取用短管替代等;用法兰或管帽堵上仪表口。
水压试验的环境温度必须大于等于2度;水温为7度.
3.4气压试验
对于不能进行水压试验和有具体要求的系统要进行气压试验，例如仪表气系统、公用气系统;气源采用干燥压缩空气或氮气。
3.4.1试验压力
气压试验时，试验压力不得小于1.1倍设计压力，计算公式为：
式中：
PT──最小试验压力，kPa;
P──设计压力，kPa;
ST──试验温度下材料的许用应力，kN/m2;
S──设计温度下材料的许用应力，kN/m2;
4.气密试验
对于油气系统要进行气密试验,如CR;气源采用干燥压缩空气或氮气。
试验压力取1.1倍设计压力或700kPaG,哪个小取哪个.
试验进出口各一个;压力表两块.
5.管鞋
保温管的管鞋高度:
≤4”90mm
≥6”110mm
S1:
固定型,S3:
导向型,S5:
活动型
F2:
弯头F13:
三通UZ1:
法兰
不保温管用U1（U型夹）
1）对于玻璃钢管,与U型夹和支架间用橡胶垫隔开;
2）对于不锈钢管,用PVC垫隔开管子和碳钢托.
修改管线时需要注意:
1.配管时须注意一些需操作和维修的仪表和对安装有特殊要求的仪表﹑调节阀，如孔板流量计需要前10倍﹑后5倍直径的直管段;关断阀和调节阀上的执行机构很大,要留空间.
2.泵入口的偏心大小头布置成,上进液体下平,下进液体上平.容器到泵之间不能设计成门型管，以防止管线内存留有空气而产生气蚀。
为了使入口管线内介质流动稳定﹑减少偏流，应在入口处留有3—5倍D的直管段；对于双吸泵要有10倍D的直管段（具体要求与机械专业商定）。
3.为了不使设备接口承受配管重量，在接口配管附近安装固定支架.
4.短管的长度:
≤2”75-100mm
≥21/2”大于其直径
5.对法兰连接的管道采用双头螺栓，材质为ASTMA193B7，螺母为ASTMB1942H（螺母硬度比螺栓的低），使用温度在-29°C—400°C之间。
国产材质一般用35Cr-MoA∕35#钢。
螺母应该是重形六角形半精制的。
螺栓和螺母应该考虑防腐蚀，目前使用的是镀镉（CAD）。
6.法兰端部形式:
法兰端部形式分三种，即平面（FF）突面（RF）钢圈槽面（RTJ）。
一般非金属法兰用平面（FF）形式，300lb（PN50）以下用突面（RF）形式，600lb（PN100）以上用钢圈槽面（RTJ）形式。
7.垫圈的作用是使法兰接触面处达到气密的要求，垫圈应由对管线系统中流体有害影响具有抵抗力的材料制成，硬度要小于法兰的材质硬度，并能承受使用中遇到的压力和温度，并必需满足ANSIB16.20或ANSIB16.21的规定。
垫圈从材料方面分类可分为非金属软密封（用于-20—100°C，2MPa以下）﹑金属密封（用于-270—1000°C，超真空或超高压状况）﹑非金属和金属材料组合密封（用于-200—600°C，10mPa以下）。
8.阀门
阀门的费用占整个配管成本的一半左右，在配管中它占有极重要的位置。
海上油田开发工程中所用的阀门有球阀﹑闸阀﹑蝶阀﹑截止阀﹑针阀和止回阀六种。
铸铁阀门因抗冲击性能低，不能用于烃类的输送。
非铁阀门也不适用于处理烃类介质。
铸铁和青铜阀门可用来输送水。
具体可查阅APIRP14E中3.5节。
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