工艺管道施工知识讲义
一、管道的基本概念
国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97的定义是：由管道组成件和管道支承件组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动的管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门和其他组成件或受压部件的装配总成。
１．管道的作用：是用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动。
２．管道的构成：由管道组成件、管道支吊架（管道支承件）等组成，是管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门、其他组成件或受压部件和支承件的装配总成。管道组成件和支承件在我国现行压力管道法规中也统称为压力管道元件。
３．压力管道的概念：
压力管道是管道中的一部分。从广义上理解，所谓压力管道，应当是指所有承受内压或外压的管道，无论其管内介质如何。但从我国颁发《压力管道安全管理与监察规定》以后，“压力管道”便成为受监察管道的专用名词。
在《压力管道安全管理与监察规定》第二条中将压力管道定义为：“在生产、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种设备”，国务院2003年6月1日颁发实施的《特种设备安全监察条例》中，将压力管道进一步明确为“利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性，最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道”。 这就是说，现在所说的“压力管道”，不但是指其管内或管外承受压力，而且其内部输送的介质是“气体、液化气体和蒸汽”或“可能引起燃爆、中毒或腐蚀的液体”物质。
二、管道的分类和分级（压力管道）
１．管道的分类：
管道的用途广泛，品种繁多。不同领域内使用的管道，其分类方法也不同。一般可以按用途、主体材料、敷设状态和输送介质等管道使用特性进行分类。具体如下图所示：
铸铁管道
碳钢管道
合金钢管道
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管道专业基础知识培训
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。 2
常用管件主要有：（1）用于管子连接的接头、对丝、管枯、异劲管、法兰等；（2）用于改变管线走向的普通弯头、异劲弯头等；（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。
工艺管道知识
石油化工装置中使用的管道器材，一般包括管子、管件、阀门、法兰、垫片和紧固件以及其他管道组成件，例如过滤器、分离器、阻火器、补偿器等。
以下分别介绍各种常用材料。
一、管子
管子分类方法很多，按材质分类可分为金属管、非金属管和钢衬非金属复合管。非金属管主要有橡胶管、塑料管、石棉水泥管、石墨管、玻璃钢管等，非金属管的使用同金属管相比所占比例较小，而金属管在大多数石油化工装置中要占到全部工艺管道安装工程的百分之八十五以上，本节重点介绍金属管材。
有关金属管材分类，见下表
(一) 焊接钢管
焊接钢管，也称有缝钢管，一般由钢板或钢带卷焊而成。按管材的表面处理形式分为镀锌和不镀锌两种。表面镀锌的发白色，又称为白铁管或镀锌钢管；表面不镀锌的即普通焊接钢管，也称为黑铁管。镀锌焊接钢管，常用于输送介质要求比较洁净的管道，如生活用水、净化空气、仪表空气等；不镀锌的焊接钢管，可用于输送蒸汽、煤气、压缩空气和冷凝水等。
根据用户要求，焊接钢管在出厂时可分两种，一种是管端带螺纹的，另一种是管端不带螺纹的。管端带螺纹的焊接钢管，每根管材长度为4～9m，不带螺纹的焊接钢管，每根管材长度为4～12m。
焊接钢管按管壁厚度不同，分为薄壁钢管、加厚钢管和普通钢管。工艺管道上用量最多的是普通钢管，其试验压力为2.0MPa。加厚钢管的试验压力为3.0MPa。
焊接钢管的联接方法较多，有螺纹联接、法兰联接和焊接。法兰联接中又分螺纹法兰联接和焊接法兰联接，焊接方法中又分为气焊和电弧焊。
常用焊接钢管的规格范围为公称直径6～150mm。
(二) 无缝钢管
无缝钢管，是工业管道中用量最大，品种规格最多的管材，基本上分为流体输送用无缝钢管和带有专用性的无缝钢管两大类，前者是工艺管道常用的钢管，后者如锅炉专用钢管、裂化炉管和热交换器用钢管等。按材质可分为碳素无缝钢管、铬钼无缝钢管和不锈、耐酸无缝钢管。按公称压力可分为低压(0≤1.0MPa)、中压(1.0＜10MPa＝、高压(≥10MPa)三类。工艺管道常用的是流体输送用无缝钢管。
管工基础知识-
管工基础知识是指在管工专业学习中，学生应该掌握的最基本的知识。它包括管工材料、制造工艺、结构力学、机械原理、流体力学、传热学、管道设计、仪表及控制、焊接技术和检验等多个方面。
1、管工材料
管工材料是指用于制造管道和部件的各种材料，包括金属材料、非金属材料、复合材料等。金属材料主要指钢管、铜管、铝管、不锈钢管、铸铁管等，非金属材料主要指橡胶管、塑料管、玻璃纤维管等，复合材料主要指增强塑料管等。学习管工材料时，要了解材料的物理性能、力学性能、热物理性能、电磁特性、耐腐蚀性、成本等。
2、制造工艺
制造工艺指管道及其零部件的制造方法，主要包括冷加工、热加工、机械加工、焊接、表面处理等。冷加工主要指将钢材或其他金属材料进行冷挤压、冷拉伸、冷弯曲等操作；热加工主要指将钢材或其他金属材料进行热处理，使其具有更好的力学性能；机械加工主要指用机床加工管道及其零部件，如钻孔、削、铣、磨等；焊接主要指用焊接方法将管道及其零部件连接起来；表面处理主要指对管道及其零部件进行阳极氧化、电镀、热处理等，使其表面更加平整、光滑、防腐蚀性更好。
3、结构力学
结构力学是指应用力学原理分析和设计结构物体的力学问题，主要包括材料力学、结构力学和结构抗力计算等。学习结构力学时，要熟悉材料的力学性质，如弹性模量、抗压强度等，以及材料的力学变形特性，如屈服点、屈服应力、断裂应力等；要学习结构力学中的各种理论，如基本力学定律、方程、公式、图解等；还要学习结构抗力计算，即根据管道及其零部件的结构尺寸、材料性能、工艺条件等，计算出管道及其零部件的承载能力，以确保管道及其零部件的正常使用。
4、机械原理
机械原理是指机械系统的运动特性。学习机械原理时，要学习机械的基本概念，如力、功、能量、动量等；要学习力学的基本定律，如牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律、动量定律、能量定律等；要学习机械运动的基本概念，如直线运动、圆周运动、摆动运动、转动运动等；要学习机械装置的基本概念，如轴、轴承、传动装置等；要学习机械装置的基本原理，如瞬态分析原理、稳态分析原理、动态分析原理等。
