工艺管道阀门基础知识及安装要点.docx

1、管道的分类：按最高工作压力、最高工作温度、介质、管道材质等因素分类。设计压力、介质：管道级别适用范围A1.剧毒介质管道2.设计压力大于或等于10Mpa的易燃、可燃介质管道B1.介质闪点低于28的易燃介质管道2.介质爆炸下限低于10%的管道3.操作温度高于或等于介质自然点的C级管道C1.介质闪点28-60的易燃、可燃介质管道2.介质爆炸下限高于或等于10的管道管道名称设计压P，MpaG真空管道0低压管道0P1.6中压管道1.6P10高压管道10P35低温管道：-20；常温管道：-20200；高温管道：200。公称直径：用符号DN表示，其后附加公称直径的数值。公称直径为100mm，用DN100表示

2、。对于引进装置习惯用英寸表示。公称直径50mm时，2表示。公称直径的作用是：凡是公称直径相同的管子、管件(法兰、阀门等)均能互相联接。公称压力：公称压力是为了设计、制造和使用的方便而规定的一种压力等级指管内工作介质温度在0120范围内的最高允许工作压力用符号PN表示，其后附公称压力的数值公称压力为2.5MPa，用PN2.5表示(老产品有用“kgf/cm2单位，注意识别)，或PN25 bar。当介质温度大于120时，材料的强度下降，实际允许的工作压力要小于公称压力。如铸铁阀门的公称压力为1MPa，在200工作时，其工作压力不能大于0.9MPa。用于高温介质的管子及管件选用时应查阅有关手册，不能只

3、凭公称压力为选用依据。壁厚：常用的管子壁厚表示法有管子表号(Sch.）、壁厚尺寸两种方法。管子表号(Sch.）是设计压力与设计温度下材料的许用应力的比值乘以1000，并经圆整后的数值表号越大，壁厚越厚。中国、ISO等钢管标准采用壁厚尺寸表示钢管壁厚系列。表示方法为管外径壁厚。例如：60.53.5mm。管道材料等级：根据设计温度、设计压力和输送介质要求及材料的性能和经济合理性确定管道和管道组成件的材质、品种和规格型号根据PID上的管道材料等级规定选用材料等级编码由6部分组成：J A J R 61J-项目代码A-压力等级(ASME/ANSI B16.5)J-材料代码R-法兰面(ASME/ANSI

4、B16.5)61-序列号工厂管道应用条件：涉及介质种类，有LNG、MDEA、CO2、乙烯、丁烷、低温工艺物料、其他化学物等介质有一定腐蚀性。环境温度低。冷区部分管线温度极低。管道设计压力Pmax=7.2MPa，设计温度Tmin= -196，Tmax=260。管道直径规格为1/2”48”。管道材料主要是各种与设计温度相对应的碳钢材料，深冷温度时则采用奥氏体不锈钢。低温管道的材料应用：碳钢管在5至19内处于延性状态，可正常使用，如果使用温度低于或等于20，碳钢管就逐渐变为以脆性状态为主。低于或等于20的管道属于低温管道。低温管道选择材料：第一是“低温脆性”，合理选择“冲击韧性”高的钢板，同时从配管

5、设计和管系制作上防止脆断和脆裂。第二是管道的保冷结构设计和满足保冷的设计要求，它直接关系到能耗和设备管道的操作、施工、检修等。低温管道的布置：管道有足够的柔性，利用管道的自然补偿或设置补偿器。避免管道振动：泵、压缩机和排气管须防整条管道的振动。机械振源处的管道设置弹性元件，如波纹补偿器隔断振源。装有安全阀、排气管或排污阀的支管，在容易结冰范围内采用奥氏体不锈钢材料，再使用法兰连接不同材质的支管。弯头处应力最大，最容易脆裂，不应焊接支吊架。靠近弯头或三通处需要接一短管后再焊接法兰（留出保冷厚度）。对接法兰中只需保证法兰一端留有装卸螺栓的间距。阀门组的配管能顺利卸下其中任一阀不影响管道保冷结构。低

6、温保冷管道支架，防止产生“冷桥”的措施。管道水平敷设，底部垫有木块或硬质隔热材料块，避免管道冷损。管道垂直敷设，支架生根设备和管道均垫木块或硬质隔热材料块。阀门的基础知识：阀门主要功能是：接通和截断介质；防止介质倒流；调节介质压力、流量；分离、混合或分配介质；防上介质压力超过规定数值，以保证管道或设备安全运行等。阀门投资约占装置配管费用的4050。选用阀门主要从装置无故障操作和经济两方面考虑。阀门-选择原则：迅速接通和截断介质：-闸阀、蝶阀、球阀；防止介质倒流：-止回阀；调节介质压力、流量：-截止阀、调节阀；分离、混合或分配介质：-旋塞阀、闸阀、调节阀；防止介质压力超过规定数值，以保证管道或设

7、备安全运行：-安全阀。阀门-选择原则：输送流体的性质；阀门的功能；阀门的尺寸；阀门的阻力损失；阀门的工作温度和工作压力；（对可为两条）阀门的材质。阀门的分类：使用场所不同：高温阀、低温阀、高压阀和低压阀；材料的不同：铸钢阀、铸铁阀。阀门类型的选择：根据介质的性质、操作条件及对阀门的要求等因素确定。物料状态-物性、气/液比、挥发性、凝点、粘度、腐蚀性、毒性、易燃易爆性。操作条件-温度、压力、开停工或再生、允许压降。阀门功能：阀门在结构设汁、材料选用和制造技术、加工精度和性能检验也比较严格。注：符号表示：O适用；可用；适当可用；不适用。闸阀结构特点及应用：闸阀由阀体、阀盖、闸板、阀杆、手轮等零件组

8、成。明杆闸阀：闸板随阀杆一起作直线运动。暗杆闸阀：闸板随阀杆启闭只是旋转使闸板升降，阀杆位置无变化。DN50以下的低压的无腐蚀介质阀门常采用暗杆。闸阀只能作全开和全关 , 不能作调节和节流。截止阀结构特点及应用：截止阀的启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿流体的中心线作直线运动。允许作调节和节流。直通式和直流式的截止阀、节流阀可安装在水平或垂直管道上，角式截止阀和节流阀需安装在垂直相交的管道上。安装时要注意阀体的指示方向与介质的流向一致。止回阀结构特点及应用：止回阀用于需要防止流体逆向流动的场合，介质顺流时开启，逆流时关闭。旋启式，升降式，轴流式（喷咀）。旋启式止回阀：阀内通道成流线

9、形，流动阻力比直通式升降止回阀小，适用于大口径的场合。密封性能不如升降式，适用于低流速和流动不常变动的场合，不宜用于脉动流。升降式止回阀：按管道的安装位置分为两种：直通式：介质停止流动时，阀瓣靠自重降落在阀座上可阻止介质倒流。立式升降式：介质进出口通道方向与阀座通道方向相同，其流动阻力小。轴流式止回阀（喷咀）：在管道系统中防止流体倒流危害，保护机械设备。止回阀的应用：直通式升降止回阀安装在水平管道上。立式升降止回阀和底阀安装在垂直管道上，要求介质自下而上流动。旋启式止回阀安装在水平管道上，也可安装在垂直管道或倾斜管道上。小口径管道上选用升降式止回阀，大口径管道上选用旋启式止回阀。安装止回阀时要

10、注意介质流动方向与止回阀箭头指示方向一致。球阀工作原理：球阀的阀瓣为一中间有通道的球体，球体围绕自己的轴心线作90旋转以达到启闭。由阀体、球体、密封圈、阀杆及驱动装置组成。用于需要快速启闭或要求阻力小的场合；用于高压管道和低压力降的管道；其使用寿命长，启闭省力。适用于较大口径及压力较高的场合。由于节流可能造成密封件或球体的损坏，一般不用球阀节流。全通道球阀不适用于调节流量。蝶阀工作原理：蝶阀是由阀体、圆盘、阀杆和手柄组成。在许多场合蝶阀取代了截止阀和自控系统的调节阀，特别是在大流量调节场合。可广泛用于操作压力2.0Mpa，工作温度200以下的输送各种介质。水、油品、气体、液体、浆液、悬浮液的管

11、道上的截流和调节流量。低温阀门：低温阀门主要用于介质温度-40 -196的阀门。低温球阀、低温闸阀、低温截止阀。输送介质易燃、易爆、渗透性强的介质，如乙烯，液化天然气、LNG储罐。介质在升温时要气化，气化时体积可膨胀数百倍。低温条件下，材料的抗拉强度和硬度提高，塑性和韧性降低，呈现低温脆性材质不合格，会造成壳体及密封面的外漏或内漏；零部件的综合机械性能、强度和钢度满足不了使用要求甚至断裂。导致介质泄漏引起爆炸。基木要求：所有低温材料部件在精加工之前必须进行深冷处理，以减小低温阀门在低温工况下的收缩变形。阀体、阀盖、阀座、启闭件：温度高于-100选用铁素体不锈钢，温度低于-100时选用奥氏体不锈

12、钢。阀杆：奥氏体不锈耐酸钢制造，经热处理，以提高抗拉强度，镀硬铬（镀层厚度0.040.06mm），或进行渗氮处理，以提高表面硬度。紧固件：温度高于-100时，螺栓采用Ni、Cr-Mo等合金钢，经热处理，以防止螺纹咬伤；温度低于-100时，螺栓材料用奥氏体不锈钢。螺母材料采用Mo钢或Ni钢。垫片：使用温度高于-196，低温最高使用压力为5MPa时，采用不锈钢带石棉缠绕式垫片、不锈钢带聚四氟乙烯缠绕式垫片或不锈钢带膨胀石墨缠绕式垫片。阀门安装一般规定：阀门应根据管道及仪表流程图（PID）上所示类型及数量设置。当PID对某些阀门安装位置有具体要求时，应按工艺要求设置。阀门的类型和温压等级应按照各工程

13、规定中的配管材料等级来选用。对于不需要经常操作的阀门（只在开停车时使用），如果在地面上无法操作时，也应布置在能架设临时梯子的地方。阀门手轮的中心距操作面的高度为7501500mm之间，最佳高度为1200mm，不需经常操作的阀门安装高度可达15001800mm。当安装高度无法降低且又需要经常操作时，设计时应考虑设操作踏步。不同方位上阀门的安装高度和距离详见下图。阀门手轮中心距操作面的高度超过1800mm时，应设置链轮挂钩，链轮的链距地面宜为800mm左右。为不影响应链轮操作，将链子下端挂在靠近的墙上或柱子上。安装在管沟内的阀门，当打开沟盖板能够操作时，阀门的手轮不应低于沟盖板下300mm，当低于

14、300mm以下时，应设阀门伸长杆，使其手轮在沟盖板下100mm以内。安装在管沟内的阀门需要在地面上操作的，或安装在上一层楼面（平台）下方的阀门，可设阀门伸长杆使其延伸至沟盖板、楼板、平台上面进行操作。伸长杆的手轮距操作面1200mm左右为宜。小于等于DN40及丝扣连接的阀门不应使用链轮或伸长杆进行操作，以免损坏阀门。通常情况下，应尽量少使用伸长杆和链轮来操作阀门。布置在平台周围的阀门手轮距平台边缘的距离不宜大于450mm。当阀杆和手轮伸入平台内的上方且高度小于2000mm时，应使其不影响操作人员的操作和通行，以免造成人身伤害。阀门相邻布置时，手轮间的净距不宜小于100mm。除了因工艺需要用于沉

15、淀物料或固体放料阀门外，一般阀门的手轮不得朝下，尤其是危险介质管道上的阀门严禁手轮朝下，以免操作时泄漏危及人身安全。阀门手轮的方位依次为：垂直向上，水平，垂直向上左右倾斜45，垂直向下左右倾斜45（最好不用）。塔、反应器、立式容器等设备底部管道上的阀门不得布置在裙座内。工艺管道及仪表流程图（P&ID）上与设备管口画在一起的阀门，应当直接与设备管口相连接。通常情况下切断设备用的阀门，在条件允许时宜与设备设备管口直接相接，或尽量靠近设备。与装有剧毒介质的设备相连接的管道上的阀门，应与设备管口直接相接，该阀门不得使用链轮操作。与设备管口直接相接的阀门，设计时应特别注意阀门侧的法兰必须与设备管口上的法

16、兰配对。当阀门上是凹面法兰时，要提请设备专业在相应的管口配置凸面法兰。从干管上引出支管时，其切断阀应尽量靠近干管并装在支管水平段的最高点上，以便流体向阀门两侧排净。管廊上的支管切断阀不经常操作（仅在停车检修时用），若没有设永久性梯子时，设计时应考虑留出使用临时梯子的空间位置。大型阀门的操作应使用带齿轮传动机构，安装时应考虑齿轮传动机构所需空间位置。通常，阀门的尺寸大于下列等级的尺寸应考虑使用带齿轮传动机构的阀门。对于蒸汽加热设备，可在蒸汽入口处设一小的旁通线，以免开始送汽时加热太快。当阀门两侧压差大时，为方便阀门的开启需设置压力平衡旁通阀，旁通阀尺寸可按下表选用。DN600以上的阀门，其旁通管

17、和旁通阀为DN40。旁通阀尺寸选用表阀门安装时，应尽量不要使阀门承受外加载荷，以免应力过大损坏阀门。除非经过应力分析，否则低压阀门不可用于厚壁钢管的管道上。较大的阀门应在阀门的一侧或两侧设置支架，设置的原则为拆下阀门时不应影响管道的支撑，一般支架距法兰300mm左右。高压阀门开启时启动力大，必须设置阀架以支承阀门和减少启动应力，其安装高度以6001200mm为宜。在进出装置界区处的管廊上的切断阀应集中布置并设置操作平台。对夹式阀门或蝶阀不得与其它阀门和管道附件直接连接，中间应设一短管。装置界区的消防水和消防蒸汽的阀门应布置在发生事故时，操作人员易接近的安全地带。升降式止回阀应安装在水平管道上,

18、立式升降式止回阀可装在垂直管道上。升降式止回阀一般适用于干净的流体上。旋启式止回阀应优先安装在水平管道上，也可安装在介质自下向上流动的垂直管道上。管道上安装丝扣连接的阀门时，设计时在阀门邻近必须安装活接头，以便拆装。加热炉灭火蒸汽管道的阀组应便于操作，距炉体不得小于15m。水管道上阀门的安装，在寒冷地区要考虑防冻问题，要避免阀前出现积液造成停工时水排不净冻坏阀门，同时还要采取必要的防冻措施，如加防冻排液阀及防冻循环阀等。减压阀的安装：在蒸汽管道和压缩空气管道上，当系统压力比较高，而用户要求较低压力时，可采用减压阀减压的办法来满足用户的要求。减压阀应布置在易检修、振动小、周围较空的地方，不应布置

19、在靠近移动设备和易受冲击的地方。减压阀可布置在距地面（楼面）12m以下的地方，靠墙设置，但占地较大。减压阀也可布置在距地面（楼面）3m左右的空中，但要设平台。蒸汽系统减压阀组前应设汽水分离罐和疏水阀。为了检修需要，减压阀组应加切断阀和旁路阀，旁路阀应选截止阀。为了避免管道中杂质对减压阀的磨损，可在减压阀前设置Y型过滤器。减压阀前后应装压力表指示压力，以便于调节。为保证安全，减压阀组后应设置安全阀，当压力超过时能起到泄压作用。减压阀前后应设置直管段，阀前直管长度约600mm，阀后直管长度约1500mm。当减压比（阀后压力比阀前压力之比）小于25时，阀后管径可扩大为阀前的两倍。减压阀均应直立安装在

20、水平管道上。安全阀的布置：在设备或管道上的安全阀一般应直立垂直安装，但对设置的液体管道、换热器或容器等处的安全阀，当阀门关闭后，可能由于热膨胀而使压力升高的场所，可水平安装。安全阀不应安装在长的水平管道的死段，以免积聚固体物或液体。安全阀一般应安装在易于检修和调节之处，周围要有足够的工作空间，如：立式容器的安全阀，DN80以下者，可安装在平台内靠外侧；DN100以上者安装在平台外靠平台处，借助平台可以对阀门进行维修。由于大直径安全阀重量大，故在布置时要考虑大直径安全阀卸开后吊装的可能，必要时设置吊杆。安全阀入口管道的设计：安全阀入口管道最大压力损失不超过安全阀定压的3，它是按照通过安全阀的最大

21、流量计算出的（包括入口压力损失、管道阻力和切断阀阻力之和）。为了减少入口压力降，可采取下列措施：安全阀的安装位置应尽量靠近被保护的设备或管道。管道上或设备上安全阀接管公称直径可大于安全阀入口直径的13级。增大入口管径：安全阀入口管道的管径必须大于或等于安全阀入口管径，其连接大小头尽量设在靠近安全阀的入口处。采用长半径弯头。如果采用先导式安全阀，由容器或管道直接取压时，可不受入口管的压力降不大于安装定压的3的限制。应考虑压力脉冲的影响，管道上安装的安全阀，应位于压力比较稳定，距波动源有一定距离的地方。安全阀出口的设计应考虑背压不超过安全阀定压的一定值。对于弹簧式安全阀，其背压不超过安全阀定压的1

22、0，波纹管型（平衡型）背压不宜超过定压的30，先导式安全阀，其背压不超过安全阀定压的60。安全阀排放管向大气排放时，要注意其排出口不能朝向设备、平台、梯子、电缆等。安全阀排放管排入大气时，端部切成平口，使排除物直接向上高速排出，远离平台等有人之处，减少对环境的影响。此时，在安全阀出口弯头附近的低处开设610mm的小孔，以免雨、雪或冷凝液积聚在排出管内。排入密闭系统的安全阀出口管道应顺介质流向45斜接在排放总管的顶部，以免总管内的凝液倒流入支管，并可减少安全阀背压。当安全阀进出口管道上设有切断阀时，应选用单闸板闸阀，并铅封开，阀杆应水平安装，不可朝上，以免阀杆和阀板连接的销钉腐蚀或松动时，阀板下

23、滑。当安全阀设有旁路阀时，该阀应铅封关。对可能用蒸汽吹扫的泄压管道，应考虑由于蒸汽吹扫产生的热膨胀。对可能有液化烃类排入的泄压管道，因介质汽化而导致低温的管道，应考虑采用低温钢，并保温和伴热。安全阀的反作用力：气体或蒸汽有安全阀出口排出时，在出口管中心线上，产生与流向相反的作用力，成为安全阀的反作用力。在进行安全阀出口管道设计时，应考虑此作用力的影响。阀门操作使用注意事项：阀门开度不易过大,以免阀杆从阀芯中脱落。在操作中，阀门开至最大时，应将手轮关闭23圈，以躲过虚扣。闸阀不能当作节流阀使用，使用中，其开度不易过小，以减小过流介质对阀芯的冲刷和腐蚀。关闭阀门时用力不易过大，以避免阀杆铜套损坏或开关困难。用阀扳关闭阀门时，不得用力过猛、野蛮操作，以阀门不内漏为标准。对于压力表手阀（特别是高温或危险介质处的手阀），其开度不易过大，以避免压力表出现大量泄漏时，关阀时间太长，事态进一步扩大。其开度以压力表能正常显示压力为准。单向阀有立装、平装和方向区别，使用安装时应注意区别。