化工管道基础知识

一、管道的标注

            CWR------0930101------900--------B4C

          第一部分  第二部分  第三部分 第四部分

第一部分：介质的代号

第二部分：管道号

第三部分：管道公称直径

第四部分：管道等级

备注：

介质的代号：

-IW-生产水      -PW-生活水     -CNS-生产净下水   -SFW-过滤水

-OIL-污油管     -RW-溶气水     -CM-加药罐        -IA-仪表空气

-BA-曝气空气    ------界区线     -BW-反洗水        -CA-加酸管

-FBA-反洗空气   -LC-蒸汽冷凝液  H 防冻管道        ET 电伴热管道

-LS-低压蒸汽管   -HWS-热水管   -WW-污水管       -HWR-热水回水管

-PWW-初期污染雨水总管   -RNW-消防废水管         -SL-污泥管线

管道等级：

     B---------4------------C

第一单元 第二单元 第三单元

第一单元：压力等级A-0.6MPa B-1.0MPa C-1.6MPa D-2.5MPa

第二单元：序号

第三单元：材质   C-碳钢管 F-涂塑复合钢管 S-不锈钢 W-钢筋混凝土管P-UPVC/GRP

二、管道的分类

工业管道通常按照介质的压力、温度、性质分类，亦可按管道材质、温度和压力分类

1、按介质压力分类

工业管道按介质压力分类

低压管道：<2.5MPa

中压管道：4~6.4MPa

高压管道：10~100MPa

超高压管道：>100MPa

管道在介质压力作用下，应满足以下主要要求：

①具有足够的机械强度，管道所用管材和管路附件，以及接头构造，在介质压力作用下均须安全可靠。特别是高压管道，还会产生振动。所以高压管道还必须处理好防震加固问题。

②具有可靠的密封性，保证管道和管路附件以及连接接头在介质压力作用下严密不漏，这就必须正确地选择连接方法和密封材料，合理地进行施工安装。

2、按介质温度分类

工业管道按介质温度分类

常温管道：-40~120℃

低温管道：-40℃以下

中温管道：121~450℃

高温管道：450℃以上

管道在介质温度作用下，应满足以下主要要求：

①管材耐热的稳定性。管材在介质温度的作用下必须稳定可靠。对于同时承受介质温度和压力作用的管道，必须从耐热性和机械强度两个方面满足工作条件的要求。

②管道热应变的补偿。管道在介质温度和外界温度变化作用下，将产生热变形，并使管道承受热应力的作用。所以输送热介质的管道应设计补偿器，以便吸收管道的热变形，减少管道的热应力。

③管道的绝热保温。为了减少管道热交换和温差应力，输送热介质和冷介质的管道，管道外壁应设绝热层。

工业管道按介质性质分类

3、按管道材质、温度、压力综合分类

管道材质、介质温度和压力分类（GBJ235-82），这种分类方法是基于对管道工作状态的可靠性和介质的危险性的一种分类方法，共分为五类，具体见下表：

4、按工业用水使用程度分类

根据环境保护法和水资源法，工业用水应按规定尽可能提高重复使用程度，以节约水资源和能源并保护环境。按使用程度的不同，分为源水管道、重复用水管道、循环用水管道。

5、按制造工艺及所用管坯形状不同分类

按制造工艺及所用管坯形状不同而分为无缝钢管（圆坯）和焊接钢管（板，带坯）两大类。

（1）无缝钢管

因其制造工艺不同，又分为热轧（挤压）无缝钢管和冷拔（轧）无缝钢管两种。冷拔（轧）管又分为圆形管和异形管两种。

无缝钢管，因其用途不同而分为如下若干品种：

GB/T8162-1999（结构用无缝钢管）。主要用于一般结构和机械结构。其代表材质（牌号）：碳素钢20、45号钢；合金钢Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42CrMo等。  GB/T8163-1999（输送流体用无缝钢管）。主要用于工程及大型设备上输送流体管道。代表材质（牌号）为20、Q345等。

GB3087-1999（低中压锅炉用无缝钢管）。主要用于工业锅炉及生活锅炉输送低中压流体的管道。代表材质为10、20号钢。

GB5310-1995（高压锅炉用无缝钢管）。主要用于电站及核电站锅炉上耐高温、高压的输送流体集箱及管道。代表材质为20G、12Cr1MoVG、15CrMoG等。

GB5312-1999（船舶用碳钢和碳锰钢无缝钢管）。主要用于船舶锅炉及过热器用I、II级耐压管等。代表材质为360、410、460钢级等。

GB1479-2000（高压化肥设备用无缝钢管）。主要用于化肥设备上输送高温高压流体管道。代表材质为20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo等。

GB9948-1988（石油裂化用无缝钢管）。主要用于石油冶炼厂的锅炉、热交换器及其输送流体管道。其代表材质为20、12CrMo、1Cr5Mo、1Cr19Ni11Nb等。

GB18248-2000（气瓶用无缝钢管）。主要用于制作各种燃气、液压气瓶。其代表材质为37Mn、34Mn2V、35CrMo等。

GB/T17396-1998（液压支柱用热轧无缝钢管）。主要用于制作煤矿液压支架和缸、柱，以及其它液压缸、柱。其代表材质为20、45、27SiMn等。

GB3093-1986（柴油机用高压无缝钢管）。主要用于柴油机喷射系统高压油管。其钢管一般为冷拔管，其代表材质为20A。

GB/T3639-1983（冷拔或冷轧精密无缝钢管）。主要用于机械结构、碳压设备用的、要求尺寸精度高、表面光洁度好的钢管。其代表材质20、45钢等。

GB/T3094-1986（冷拔无缝钢管异形钢管）。主要用于制作各种结构件和零件，其材质为优质碳素结构钢和低合金结构钢。 

GB/T8713-1988（液压和气动筒用精密内径无缝钢管）。主要用于制作液压和气动缸筒用的具有精密内径尺寸的冷拔或冷轧无缝钢管。其代表材质为20、45钢等。

GB13296-1991（锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管）。主要用于化工企业的锅炉、过热器、热交换器、冷凝器、催化管等。用的耐高温、高压、耐腐蚀的钢管。其代表材质为0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti等。

GB/T14975-1994（结构用不锈钢无缝钢管）。主要用于一般结构（宾馆、饭店装饰）和化工企业机械结构用的耐大气、酸腐蚀并具有一定强度的钢管。其代表材质为0-3Cr13、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti等。

GB/T14976-1994（流体输送用不锈钢无缝钢管）。主要用于输送腐蚀性介质的管道。代

表材质为0Cr13、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti等。YB/T5035-1993（汽车半轴套管用无缝钢管）。主要用于制作汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。其代表材质为45、45Mn2、40Cr、20CrNi3A等。

（2）焊接钢管

焊接钢管采用的坯料是钢板或带钢，因其焊接工艺不同而分为炉焊管、电焊（电阻焊）管和自动电弧焊管。因其焊接形式的不同分为直缝焊管和螺旋焊管两种。因其端部形状又分为圆形焊管和异型（方、扁等）焊管。焊管因其材质和用途不同而分为如下若干品种：

GB/T3091-1993（低压流体输送用镀锌焊接钢管）。主要用于输送水、煤气、空气、油和取暖热水或蒸汽等一般较低压力流体和其他用途管。其代表材质Q235A级钢。

GB/T3092-1993（低压流体输送用镀锌焊接钢管）。主要用于输送水、煤气、空气、油和取暖热水或蒸汽等一般较低压力流体和其它用途管。其代表材质为：Q235A级钢。

GB/T14291-1992（矿用流体输送焊接钢管）。主要用于矿山压风、排水、轴放瓦斯用直缝焊接钢管。其代表材质Q235A、B级钢。

GB/T14980-1994（低压流体输送用大直径电焊钢管）。主要用于输送水、污水、煤气、空气、采暖蒸汽等低压流体和其它用途。其代表材质Q235A级钢。

GB/T12770-1991（机械结构用不锈钢焊接钢管）。主要用于机械、汽车、自行车、家具、宾馆和饭店装饰及其他机械部件与结构件。其代表材质0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb等。

GB/T12771-1991（流体输送用不锈钢焊接钢管）。主要用于输送低压腐蚀性介质。代表

材质为0Cr13、0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、00Cr17、0Cr18Ni11Nb、0017Cr17Ni14Mo2等。

三、管道工程常用的材质、管件及连接方式

一、            常用管材

常用管材分为金属管、非金属管、衬里管三大类。

（一）金属管。

金属管在管道中的应用极为广泛。其种类有：钢管、铸铁管和有色金属管等。

1、钢管。

主要用于输送水、煤气、热水、压缩空气等介质，以及用作采暖管道。

依据表面状态，钢管又可分为镀锌管和不镀锌管两类。

镀锌管习惯上称为白铁管，不镀锌管习惯上称为黑铁管。

2、铸铁管。

一般由灰口铁铸造，也叫生铁管。

常用于给水、排水及煤气输送等。

3、有色金属管。

包括铜及铜合金管、铝及铝合金管等。

有色金属管主要用于空调、高纯水设备以及现代高档次建筑的给水、热水供应管道等。

（二）非金属管

在管道中的应用越来越广泛，有逐渐取代金属管的趋势。

主要种类有陶瓷管、玻璃管、塑料管、橡胶管、玻璃钢管、混凝土管和钢筋混凝土管等。

塑料管与金属管相比，具有独特的优异性，它质量精、耐腐蚀、绝缘性好、成型工艺简单，在建筑业和市政工程中有着越来越广泛的应用。排水管道、给水管道、热水管道、供暖管道和雨水管道都大量使用塑料管。

在建筑业中，最常使用的塑料管主要是PVC管，包括硬聚氯乙烯管（UPVC管）、氯化聚氯乙烯管（CPVC管）。

二、            常用管件

管件是管道中的重要元件，它起着连接管子、改变管线管向、接通支管和分配管路的作用。

常用管件主要有：（1）用于管子连接的接头、对丝、管枯、异径管、法兰等；（2）用于改变管线走向的普通弯头、异径弯头等；（3）用于接通弯管的三通、四通等；（4）用于封闭管路的管堵、管帽等。

一般，不同材质的管子均配有与其材质相同的管件，使用时，应根据管子的材质进行选择。

三、            常用辅助材料

在管道工程施工中，常用的辅助材料主要有：（1）在管路连接中起密封作用的密封材料；（2）为防止金属管道在各种环境下受到腐蚀、延长管道使用寿命的防腐材料；（3）为减少管道内热介质散热和冷介质吸热，而对管道进行保温的保温材料；（4）用于制作设备、管道基座、支架等的型钢材料。

（一）密封材料

1、麻丝。一般用于管螺纹的填充材料，也可作为铸铁管承插口的第一层材料。

2、白铅油。通常与麻丝共同使用，可作螺纹缺口的密封材料。

3、水泥。是常用的建筑材料，在管道工程中的支架安装、埋地管道工程中均会用到水泥。

水泥的种类很多，管道工程中常用的水泥有硅酸盐水泥，特殊情况下也可用到膨胀水泥。

（二）防腐及保温材料

1、防锈漆。种类很多，常用的有红丹漆、铁红防锈漆、各种调和漆、青油等。

2、银粉漆。银粉漆是由银粉、青漆和汽油三种原料调配而成。多用于面漆。

3、聚苯乙烯泡沫制品。主要用于空调管道的保温材料。

四、            常用阀门

阀门是用来启闭管道，使被输送的介质行、止、或改变流向，调解被输送介质的压力、流量和间接调解温度，以达到控制介质流动，满足使用要求的重要管道部件。

阀门的种类繁多，（1）按照构成材质可分为铸铁阀、铸钢阀和锻钢阀等；（2）按连接形式可分为螺纹连接阀门、法兰连接阀门和焊接阀门等；（3）按驱动方式可分为手动阀门、动力驱动阀门；（4）按阀门作用可分为切断阀、止回阀、节流阀、蝶阀、安全阀、减压阀和疏水阀等。

五、            管道施工

（一）管道连接。

常见的管道连接方式有：螺纹连接、承插连接、法兰连接、焊接等。

此外，随着管道施工技术的不断发展，出现了不少新的连接方式，如套箍连接、热溶连接等。

1、螺纹连接。

也称丝扣连接，是指在管段端部加工出螺纹，然后拧上带内螺纹的管件，如管箍、三通、弯头等，再和其他管段端部带螺纹的管段连接起来，从而构成管路系统。

镀锌钢管和采暖系统中的立管、支管等管径较小的管道常采用此种方法连接。连接时应注意连接不易过松，也不易使用过多的密封材料，以免引起管路渗露或堵塞。

2、承插连接。

就是把管子或管件的插口插入另一根管子或管件的承口内，在承插口之间填入适当的填料，或涂抹有机粘接剂等，使管道连接起来，以形成管路系统。

此方法多用于塑料管，如建筑排水中使用的PVC管。

操作时，先用干布或酒精将承口擦干、擦净，然后在管件的承口内侧涂抹上粘合剂，再在管子的插口外侧涂抹上粘合剂，涂抹应迅速、均匀、适量，不得漏涂。粘合剂涂抹结束后，应立即将管子插入承口，施压，使管材插入事先画出的插入深度标记处，并将管道旋转90度。

注意：在管道的承插过程中，不得使用锤子击打，多余或挤出的粘合剂应及时擦除，以免影响管道外壁美观，承插结束后，应根据粘合剂性能，及外界气候条件，静止至接口固化。

3、法兰连接

由一对法兰、一个垫片及若干螺栓螺母组成，是一种可拆式链接，法兰连接很少是因强度不足而遭破坏的，但常由于密封不好导致泄漏。因此，密封问题已成为法兰连接中的主要问题，而法兰密封面与垫片又直接影响到法兰的密封。

法兰密封面即法兰接触面，简称法兰面。一般均需经过比较精密的加工，以保证足够的精度和光洁度，才能达到预期的密封效果。常用的法兰密封面有平面型、凹凸型、榫槽型和自紧型等数种。

3.1.1平面型密封面只有一个光滑的平面，为改善密封性能，常在密封面上车出几道宽约1mm、深约0.5mm的同心圆沟槽，如同锯齿。这种密封结构简单，容易加工，但安装时垫片不易装正，紧螺栓时也易挤出，一般用于低压、无毒介质的容器上。

3.1.2凹凸形密封面是一对法兰的密封面分别为凹面和凸面，且凸面高度略大于凹面深度。安装时把垫片放在凹面上，因此容易装正，且紧螺栓时也不会挤出。其密封性能优于平面型，但加工较困难，一般用于中压容器。

3.1.3榫槽型密封面是在一对法兰的密封面上，将其中一个加工出一圈宽度较小的榫头，将另一个加工出与榫头相配合的榫槽，安装时垫片放在榫槽内。这种密封面因垫片被固定在榫槽内，不可能向两边挤出，所以密封性能更好。且垫片较窄，减轻了压紧螺栓的负荷。但这种密封面结构复杂，加工困难，且更换垫片比较费事，榫头也容易损坏。所以，一般只用于易燃或有毒的工作介质或工作压力较高的中压容器上。（NH₃）

3.1.4自紧式密封面是将密封面和垫片加工成特殊形状，承受内压后，垫片会自动紧压在密封面上确保密封效果。故称为自紧式密封面。这种密封面的接触面积小，垫片在内压作用下有自紧能力，密封性能好，减少了螺栓的紧力，也就减少了螺栓和法兰的尺寸。这种密封面结构适用于高压及压力、温度经常波动的容器上。

法兰密封面即使经过精密的加工，法兰面之间也会存在微小的间隙，而成为介质泄漏的通道。垫片的作用就是在螺栓的压紧力作用下产生塑性变形，以填充法兰密封面之间存在的微小间隙，堵塞介质泄漏通道，从而达到密封的目的。

3.2.1非金属软垫片是用弹性较好的板材按法兰密封面的直径及宽度剪成一个圆环。所用材料主要有橡胶板，石棉橡胶板和石棉板等，根据容器的工作压力、温度以及介质的腐蚀性来选用。一般低压、常温（≤100℃）和无腐蚀性的介质的容器多用橡胶板（经过硫化处理的硬橡胶工作温度可达200℃）；介质温度较高（对水蒸气∠450℃，对油类∠350℃）的中、低压容器通常用石棉橡胶板或耐油石棉橡胶板；一般的腐蚀性介质的低压容器常采用耐酸石棉板；压力较高时则用聚乙烯板或聚四氟乙烯板。

3.2.2缠绕垫片是用石棉带与薄金属带（低碳钢或合金钢带）相间缠绕制成。因为薄金属带有一定的弹性，而且是多道密封，所以密封性能较好。用于压力或温度波动较大，特别是直径较大的低压容器上最为适宜，因为这种垫片直径再大也可以没有接口。

3.2.3金属包垫片又称为包合式垫片，是用薄金属板（一般是用白铁皮，介质有腐蚀性的用薄不锈钢板或铝板）内包石棉材料等卷制而成的圈环。这种垫片耐高温、弹性好，防腐能力强，有较好的密封性能。但制造较为费事，一般只用于直径较大、压力较高的低压容器或中压容器上。

4、套箍连接。

就是使用金属套箍将两根管子进行对接连接，此方法多用于管径较大的镀锌钢管，操作方法比较简单（略）。

（二）管道试压

管道安装完毕后，应按照设计的规定或规范要求，对系统进行压力试验，以检查工程的质量、材料及设备质量等。

应用最广，无论是室内的隐蔽或埋地的排水管在隐蔽前，还是室外的排水管道在埋设前，都必须先进行严密性试验。

严密性试验的主要方法是灌水试验，其操作程序为：封死各卫生器具、短管管口及排出管管口，自一层立管检查口灌水，至检查口成口面，其灌水高度应不低于底层卫生器具的上边沿，或底层地面高度，满水15分钟，水面下降后再观察5分钟，液面不降、接口无渗漏为合格。

（三）管道保温

将管路和设备的外表用保温材料加以覆盖、包扎，称为管道保温。

管道保温的目的是为了减少管道内蒸汽、热水的散热及冷冻水的吸热。

管道工程中，使用的保温材料种类很多，保温形式主要有两种：对于管径较小的管子可使用保温套管，对于管径较大的管道或管子可使用保温瓦片或保温贴板。

使用保温套管时，可先将套管套在管子上，两端预留出管子连接的位置，再将管子连接好后，用保温套管包扎在管子的连接处。

使用保温贴板时，可在管道工程完工后进行，先将管子外壁清理干净，保证外表面的清洁，然后再在管子的外表面上涂抹上胶贴材料，将按一定大小裁剪好的泡沫塑料保温板覆盖在管子的外壁上轻压，以使保温板与管子的外壁粘联。

四、化工管道颜色标准

注：1）对于采暖装置一律涂刷银漆，不注字。

2）通风管道（塑料管除外）一律涂灰色。

3）对于不锈钢管、有色金属管、玻璃管、塑料管以及保温外用铅皮薄护照时，均不涂色。

4)对于室外地沟的管道不涂色，但在阴井内接头处按介质进行涂色。

5）对于保温涂沥青的防腐管道，均不涂色。