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管件选择的原则



本文节选自 《压力管道设计及工程实例(二版) 第4章》

    一、  管件选择的原则

  1.     管件的选择是指根据管道级(类)别、设计条件(如设计温度、设计压力)、介质特性、材料加工工艺性能、焊接性能、经济性以及用途来合理确定管件的温度—压力等级、管件的连接形式。

  2.     管件的选择应符合相应的标准规范,如《石油化工管道设计器材选用通则》(SH3059)、《工业金属管道设计规范》(GB50316)等。

  3.     管件的连接形式多种多样,相应的结构也有所不同,常用的有对焊连接、螺纹连接、承插焊连接和法兰连接等四种连接形式。

  按照国际通用作法,DN50 及以上的管道多采用对焊连接管件,DN40及以下多采用煨弯、承插焊或锥管螺纹连接管件。选用对焊连接管件时,应根据等强度的原则使管件的管子表号与所连接的管子的管子表号一致。

  二、  支管连接件的选择

  1.     由于各国管件标准化程度不同,分支管连接方式及管件的选择也不尽相同。一般情况下,支管连接多采用成型支管连接件、焊接的引出口连接件以及支管直接焊接在主管上等连接形式。

  2.     支管连接件的选择主要依据管道等级中已经确定的法兰压力等级或公称压力(PN)来选用支管连接件。

  一般情况下,当法兰的公称压力PN≤2.5MPa(磅级系列PN≤150LB)时,支管直接焊接在主管上;当PN≥4.0MPa(磅级系列PN≥300LB)时,则根据主管支管公称直径的不同按对焊三通、对焊加强管接头、承插焊或螺纹连接三通、承插焊或螺纹加强管接头的顺序选用。

  3.     支管连接件的管子表号

  值得注意的是在确定支管连接件的管子表号时,应根据管子与管件等强度的原则以及管件与管子连接方式而定。例如,当管子与管件采用对焊连接时,管子与管件的管子表号应一致;而当管子与管件采用承插焊或螺纹连接时,标准的承插焊和螺纹管件的管子表号只有Sch80、Sch60、XXS三档,最低的管子表号就是Sch80,也就是说只要当承插焊或螺纹管件所连接的管子表号不大于Sch80 时,承插焊或螺纹管件的管子表号就选Sch80。而当所连接的管子表号大于Sch80时,承插焊或螺纹管件的管子表号就选Sch60或XXS。

  另外,当对焊三通主管、支管所连接的管子的管子表号不同时,应注意三通主管、支管端部的管子表号应分别与其所连接的管子的管子表号相同,这样就非常方便管道施工,管件不必现场再打坡口。

  三、  焊接支管的补强

  值得注意的是选用支管直接焊接在主管上这一种连接形式,要核算管子是否需要补强。支管补强的方法在ASME B31.3、《石油化工管道设计器材选用通则》(SH3059)、《工业金属管道设计规范》(GB50316)等标准规范中均有详细的介绍。

  四、  分支管和主管的连接形式表

  注:

  1)  一般情况下 ,设计压力≥2.0MPa、设计温度超过250℃以及支管公称直径之比大于0.8,或承受机械振动、压力脉动和温度急剧变化的管道分支,应采用三通、45°斜三通和四通连接;

  2)  公称直径≤40mm的管道,应采用承插焊(或螺纹)锻制三通;

  3)  公称直径≥50mm的管道,应采用对焊三通。

  五、  异径管的选择

  1.        相对于支管连接件而言,异径管的选择就没有那么复杂了。同样根据等强度的原则,异径管应采用与所连接的管子相同的管子表号。

  2.        是选择同心异径管还是选择偏心异径管,应根据工艺流程图要求或者配管布置的要求而定。例如,管廊上的水平放置的异径管通常为底平的偏心异径管,泵的入口管道通常选择偏心异径管,是顶平还是底平需要依具体情况而定。

  3.        通常情况下,对于DN≥50mm的管道上的异径管,多采用对焊异径管,而对于DN≤40mm的管道,则采用承插焊异径管箍。但对于镀锌管道上的异径管则要采用螺纹连接形式。

  六、  常用管件系列

  国内各种管件标准,对焊无缝和钢板制对焊管件均等效采用ASME B16.9和ASME B16.28。锻钢制承插焊和螺纹管件均等效采用ASME B16.11。但各标准同类管件的结构尺寸不尽相同。

  常用的仪表管嘴有管嘴、直式温度计管嘴、直式双金属温度计管嘴、斜式温度计管嘴、斜式双金属温度计管嘴,一般按SYJT3000选用。

  管件的公称直径、外径和壁厚系列与对应的管子的尺寸系列是一致的。

  1)        外径系列

  国家管件标准GB12459、GB/T13401 和GB/T14383外径分为A、B两个系列,其中A系列与《焊接和无缝钢管》ASME  B36.10 的管子外径系列是一致的,即与ASME  B16.9和ASME B16.28是一致的;而B系列是沿用过去我国炼油等行业使用的系列,B系列中DN≤150mm(除DN80外)的外径系列就是常说的“小外径”系列。

  2)        壁厚系列

  国家标准GB12459、GB/T14383和GB/T14626的壁厚是以管子表号表示,其中GB12459有十二个系列,GB/T14383只有Sch80和Sch160两个系列,GB/T14626有Sch80、Sch160和XXS三个系列;GB/T13401的壁厚分别按重量和管子表号两种方法表示,有LG、STD、XS和Sch5s、Sch10s、Sch20s、Sch40、Sch80、等8个系列。

    二、管件选择常用标准规范

  1.   GB12459-90  钢制对焊无缝管件  DN=10~500mm   A、B系列

  2.   GB/T13401-92钢板制对焊管件  DN=350~1200mm   A、B系列

  3.   GB/T14383-93锻钢制承插焊管件  DN=15~80mm   A、B系列

  4.   GB/T14626-93 锻钢制螺纹管件   DN=8~100

  5.   GB/T17185-1997 钢制法兰管件 DN=25~600mm  PN 2.0,5.0,11.0,15.0,26.0MPa

  6.   SH 3408-1996 钢制对焊无缝管件 DN=15~500mm

  7.   SH 3409-1996 钢板制对焊管件 DN=200~1200mm

  8.   SH 3410-1996锻钢制承插焊管件  DN=10~80mm

  9.   HG/T21634-1990锻钢承插焊管件  1/2” ~11/2”,3000及6000磅

  10.      HG/T21635-1990碳钢、低合金钢无缝对焊管件DN=50~600mm  PN 25,40,64,100kg/cm2

  11.      HG/T21631-1990钢制有缝对焊管件 DN=300~1000mm

  12.      SY/T0510-1998钢制对焊管件 DN=15~600mm

  13.      SY 5257-91     钢制弯管

  14.      ISO 3419         非合金钢和合金钢对焊管件

  15.      ISO 5251         不锈钢对焊管件 

  16.      ASME B16.9       工厂制造锻钢对焊管件

  17.      ASME B16.11      承插焊和螺纹锻钢管件

  18.      ASME B16.28      锻钢对焊小半径弯头和回弯头

  19.      MSS SP-43        锻制不锈钢对焊管件

  20.      MSS SP-75        锻钢对焊管件

  21.      MSS SP-79        承插焊异径插入件

  22.      MSS SP-83        承插焊和螺纹活接头

  23.      MSS SP-95        缩径管和圆堵头 

  24.      MSS SP-97        承插焊、螺纹和对焊端的整体加强式管座

  25.      JIS B2311        通用钢制对焊管件

  26.      JIS B2312        钢制对焊管件

  27.      JIS B2313        钢板制对焊管件

  28.      JIS B2316        钢制承插焊管件

  29.      DIN 2605         钢制对焊管件 弯头和弯管

  30.      DIN 2615         钢制对焊管件 三通

  31.      DIN 2616         钢制对焊管件 异径管

  32.      DIN 2617         钢制对焊管件 管帽


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