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压力管道技术 管道元件应用 PAGE 104 第五章 管道元件应用 压力管道的管子及其元件的选用包括应用标准、材料标准、结构形式、连接形式等内容的选定，它是管道压力等级内容的延伸。前面几章已经就压力管道应用标准体系、材料的选用以及管道压力等级的确定进行了论述，本章将就压力管道及其元件的型式选用、材料标准的选用以及相关的问题进行介绍。为了简化内容，突出重点，就以SH标准体系为例，以石油化工生产装置常用的压力管道及其元件为主进行介绍。 第一节 管子 管子是压力管道中应用最普遍、用量最大的元件，它的重量占整个压力管道的近2/3，而投资则占近3/5。因此，管子选用的好与坏、是否经济合理，直接影响着石油化工生产装置的生产安全和基建投资费用。管子的应用标准（是“大外径系列”还是“小外径系列“）又是决定压力管道其它元件应用标准的基础。例如，如果选用“小外径系列”管子的应用标准，它只能与JB法兰或HG法兰相配，而阀门则必须用JB系列阀门，否则，各管道元件之间是无法连接的。前文已经讲到，SH标准体系中的管子应用标准属于“大外径系列”，它与ANSI、ISO以及GB标准均能配套使用，同时又能与API阀门配套使用，因此代表着目前管子应用标准的潮流。 需要说明的是，在我国的钢管制造标准中，有结构用钢管和流体输送用钢管之分。结构用钢管主要用于一般金属结构如桥梁、钢构架等，它只要求保证强度与刚度，而对钢管的严密性不作要求。流体输送用钢管主要用于带有压力的流体输送，它除了要保证有符合相应要求的强度与刚度外，还要求保证密闭性，即钢管在出厂前要求逐根进行水压试验。对压力管道来说，它输送的介质常常是易燃、易爆、有毒、有温度、有压力的介质，故应当采用流体输送用钢管。在实际的工程设计、采购和施工中，经常发现用结构用钢管代替流体输送用钢管的现象，这是不允许的。 一、焊接钢管 在目前的石油化工生产装置中，大量使用的是无缝钢管，而焊接管子仅在一些介质条件比较低或者因管子直径比较大而无无缝钢管供货的情况下才使用焊接钢管，这是因为焊接钢管质量比较差的缘故。随着现代工业生产技术的发展，焊接钢管的生产技术水平和质量在不断提高，其应用范围也在不断扩大。焊接钢管与无缝钢管相比，其价格便宜，材料利用率高，尺寸偏差小，设备投资也较少，尤其是在大直径（DN≥600）钢管生产上，无缝钢管的生产已比较困难。因此，目前新建或改建的石油化工生产装置中，焊接钢管应用的越来越多，尤其对一些不锈钢钢管应用较多的生产装置，采用焊接钢管代替无缝钢管，投资可以节省近1/4，这对工程建设者来说无疑是一个较大的吸引力。 目前，常用的焊接钢管根据其生产时采用的焊接工艺不同可以分为连续炉焊（锻焊）钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。 1、连续炉焊（锻焊）钢管 连续炉焊（锻焊）钢管是在加热炉内对钢带进行加热，然后对已成型的边缘采用机械加压方法使其焊接在一起而形成的具有一条直缝的钢管。其特点是生产效率高，生产成本低，但焊接接头冶金结合不完全，焊缝质量差，综合机械性能差。目前炉焊管在压力管道中仅用于水和压缩空气系统。 GB/T3091《低压流体输送用镀锌焊接钢管》、GB/T3092《低压流体输送用焊接钢管》标准的钢管一般为炉焊钢管（有时也用电阻焊制造），它们除了流体输送用钢管的必检项目外，只附加了弯曲试验要求，故此类管子的制造、检验要求是比较低的。它们的规格范围为1/8”～6”，壁厚有普通级和加厚级两种，材料牌号有Q195A、Q215A、Q235A三种，适用于设计温度为0℃～100℃、设计压力不超过0.6MPa的水和压缩空气系统。 当输送介质为仪表用净化压缩空气时，因为仪表驱动芯子孔径比较小，若有较小的固体杂质进入就会引起操作故障，因此它采用的管子应为符合GB/T3091标准的镀锌管，而且其管道组成件应是螺纹连接而不是焊接。实际上这点是很难做到的，因为DN≥50的管子及其元件均采用螺纹连接是不合适的。通常，将仪表用净化压缩空气输送用的干管（一般DN≥50）采用无缝钢管，连接为焊接，而支管（一般DN≤40）则采用镀锌管，且支管从干管的上部引出，这样处理的结果基本上能保证仪表用净化压缩空气的干净度要求。 2电阻焊钢管 电阻焊钢管是通过电阻焊或电感应焊焊接方法生产的、带有一条直焊缝的钢管，其特点是生产效率高，自动化程度高，焊接时不需要焊条和焊药，对母材损伤小，焊后的变形和残余应力也较小。但它的生产设备较复杂，设备投资高，对焊接接头的表面质量要求也比较高。由于接头处难免有杂质存在，所以接头处的塑性和冲击韧性较低，不宜用于高温情况下和重要的场合。一般规定电阻焊钢管应使用在不超过200