管道管件常识(1)

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乳品生产线是食品生产线的一种,现代乳品/饮料/酒类/医药行业实际都是化工行业的

分支,生产线共通性很大。

化工是“性变”加工,和机加工的“形变”不同,设备相对简单,进入生产线一打眼全是“管管罐罐”,即用于进行反应(罐)和过程输送(管),这也是乳品工程企业的主要

工作内容。用于输送(泵)、在线加工(分离、均质、杀菌)、提供反应条件(换热)和包装机,实际不专属于乳品机械这个小行业,而是通用设备的专业化改型。

可能以后会陆续写些帖子,本帖就先说说管道和管件的选型。

材质:

用于物料和CIP的工艺管道材质需符合食品级不锈钢要求,常用的就是:

AISI(美国钢铁工业协会标准)304和316L。304L和316也是符合食品要求的,但一般很难买到。这可能与国内思路有关,要么是最基本最便宜,要么是最高档最贵,中

间的全不要~~

不与食品接触的不锈钢,比如平台、支架、桥架、配电柜、保温外壳之类,可以选用AISI202、AISI430。

304、316是奥氏体不锈钢,理论上没有磁性,但因机械加工可能被带上磁性,所以不

能以磁性作为判断“不锈钢”的唯一标准。202只有微磁,它虽然也是奥氏体,但耐腐蚀性达不到食品级标准,430是铁素体不锈钢,不能用于食品接触面,可满足一般生产车间的防潮要求。俺常说,“设计就是突出与妥协,而并非简单的堆砌先进技术”,材质

的选择同样也是这个道理,只要不是空气中弥漫着浓酸的烟雾,用316L做保温壳、支架、平台是毫无意义的,只能说明“老子有钱”罢了(建议在平台和支架上蚀刻上大大

的“316L”)~~当然,用202、430不锈钢蒙骗客户是304的,就是偷工减料了。

乳品生产线是一个复杂组合体,不仅需要用到非金属材料(多用于密封),也会因为

性能所需(往往是耐冲击性要求),不得不采用非不锈钢的金属材料,比如分离机内

的锁紧圈,均质机/高压泵的柱塞、止回阀等等。有必要将物料种类和特性告知管件阀

门供货厂家,很可能会影响到密封材质(耐温,耐压,耐酸、碱、油脂腐蚀)的选型。

管道:

管道主要分为无缝钢管和焊接钢管两大类。

无缝钢管的表达方式为“外径x壁厚”,其有n多外径可选,还配合有n多壁厚,长度也是“不定尺”的,订货时需要注明:材质(或标准号)、每根钢管的长度、外径和壁厚、抛光要求等。业内多用于蒸汽管道。购买时多按重量,这样对双方都比较公平些。

无缝钢管需与标准Dn规格的阀门管件配合使用,所以无缝钢管在选型时应尽可能接近标准Dn规格的外径(比如32配Dn25,48配Dn40,57或60配Dn50,76配Dn65,

89配Dn80,108配Dn100,差几毫米就用焊接找齐吧。《五金手册》上都有Dn规格

标准),这些也是市场上最容易买到的规格(无缝钢管的壁厚不要随Dn管道走,那太浪费了,呵呵~~),不必非为了理论计算的流量选特殊规格的管道,差个一点半点的

不会有什么影响,管道阀门管件厂商可不会为了你这个工程专门生产一批~~

“低压流体焊接管道”和“镀锌钢管”是有着标准的直径和壁厚相配合(Dn)的系列的,

钢管一般长度是6m,也即“定尺”。业内多用于水、冰水管道。因为外径、壁厚是固定规格,单位长度的重量也就固定了,所以购买时多按米数,但也就要注意检查直径和

壁厚是否足够,或按重量计价。

常用的“不锈钢焊接钢管”有相对简单得多的“规格系列”(也即定型程度更高),但同时存在多个标准系列,国内业内常用的ISO(国际标准化委员会标准)规格(似乎只有GEA公司用德国标准),实际是“英制标准”,即以1英寸(25.4mm)为标准外径单位,固定壁厚的管道标准。食品管道抛光要求一般是“内镜面外亚光”,不提倡“外镜面”,不利于视觉保护,某些用于换热的特殊用途可以是“内镜面外酸洗”,即外表面不抛光。

钢管最常见的长度规格是6米,不特殊提出,即为默认。

常用的ISO制式食品级低压流体焊接不锈钢管道的外径系列是:

3/4

英寸——20mm;

1

英寸——25mm;

1 1/

2 英寸——38mm;

2

英寸——51mm;

2 1/2 英寸——63mm;

3

英寸——76mm;

4

英寸——102mm。

ISO标准无1 1/4寸(32管道)和3寸半(89管道),设计时就应注意避免,防止难

以购买配套的阀门管件,也优化采购和备件。

常遇到的问题还有:

所谓“分”,即将1英寸分成8份,“4分管”即4/8(1/2)英寸规格,“6分管”即6/8(3/4)英寸规格。

所谓“Dn/公称直径”,见于“低压流体输送用碳钢焊接管道”和“镀锌管”,其外径和壁厚

的配合系列是完全固定的。但公称直径并非就是外径或者内径,只是早先的一种大致

叫法(估计与英国最早的模具、重量之类的标准有关),后来一直沿用了下来。其是

以1英寸为标准直径单位的,常说的Dn50管,实际是“两寸管”。

管道之所以英制较多,无疑是当时大英帝国日不落权威的体现了~~美国以英国移民为

主建立,当然也沿用并扩张了应用范围;而德国、俄国标准往往仅限本国,业内早年

使用的不锈钢管(比如老式设备的40、50冷拔不锈钢管)曾按无缝管规格(曾认为有缝管只能用作装饰管,因为当时焊接质量较差,呵呵~~),但因技术进步和进口设备

的普遍应用,ISO制式成为主流。

常见工艺阀门管件:

1.蝶阀

蝶阀开关快速便捷,有一定的粗略调节作用(但无法用于真正的调节场合),卫生性

较好,是乳品生产线工艺管道上最常见的阀门。

安装时务必记得阀柄与阀板同向,垂直管道方向为关,与管道通向为开。

多个蝶阀密集安装构成阀组时,必须重视各阀门手柄活动空间不要干涉。

2.球阀

食品生产线的工艺管道不推荐用球阀,因为其在开启时,球和壳体的接触面是无法清

洗到的。如必须使用,应选用通径可拆卸式二片或三片式卫生球阀,常见的“管式球阀”应严禁用于物料管道(当然,水一般无所谓~~)。当球阀完全开启时,没有什么阻力,开关较为费力但也就可以粗略调节流量。

3.旋塞阀

老式生产线常见,但因阀芯和壳研磨,易掉屑,底部封死的存在清洗死角,底部打通

的必须拆卸清洗,现在已很少使用。

在使用三通球阀或旋塞时,注意阀柄方向为封死,而其他三个方向为流通。

4.止回阀/单向阀

单向阀一般有弹簧型、球形两种。

弹簧型止回阀正向通过时,克服弹簧力,通过阀板与壳体的缝隙过料,逆向则将阀板

与接口推严封死,无法过料。

球形止回阀分为两种,一种是直通型,一个接口大,一个接口小,里面的球直径介于

两者之间,正向时球被顶到大口能过料,逆向时球封死了小口无法过料;一种是Y型,正向时球被推向Y型支路,逆向时球被顶到小口。

因为内部结构颇复杂,止回阀应避免用于物料管道,必须采用时,前后应装活结,以

拆卸清洗。

现多采用弹簧型止回阀,是因球型止回阀的球不免和接口研磨磨损,使用一段时间后

泄漏律较高,对于球的材质、加工精度和阀体接口处加工精度要求很高,而弹簧型只

有阀板和接口处只有轴向摩擦,磨损可以靠弹簧力补足,对于材质、精度要求稍低,

使用寿命也较长。

实际上,Y型球式止回阀的流体阻力最小,几乎可忽略不计,弹簧型止回阀必须严格

控制串联的数量,最好一条管线只有1个,最多2个,否则必须增加泵的扬程。

在CIP回程管道上,非要将止回阀安装在支路管道末端是大可不必的,那位置往往在

半空中,安装和维护非常不便,而既然安装不便,安装误差就可能较大,往往影响止