2.2　實訓與化工生產相關內容簡介

在化工生產中所用的各種管路總稱為化工管路，由各種管子、管件、管路附件和閥門等零部件組成。有化工生產裝置就必然有化工管路?；す苈贩N類很多，其功能是按工藝流程把各個化工設備連接起來，輸送各種介質，如高溫、高壓、低溫、低壓、有爆炸性、可燃性、毒害性和腐蝕性的介質等。

2.2.1　化工用管

化工管路，尤其是煉油、石油化工管道，輸送的介質基本上都是易燃、可燃性介質，有些物料還屬于劇毒性介質，這類管道即使壓力很低，但發生泄漏或損壞，后果也是很嚴重的。因此對于管道不僅要考慮溫度和壓力的影響，還要考慮介質物化性質的影響。化工用管可分為金屬管和非金屬管。

（1）金屬管

主要有鑄鐵管、水煤氣管、無縫鋼管、鋁管、銅管（包括黃銅-銅鋅合金、青銅-銅錫合金）鉛管等。

（2）非金屬管

主要有塑料管（包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯丙烯、聚酰胺和聚甲醛等）、陶瓷管、玻璃管、石墨管、水泥管等。

大多數管路都是預先制成各種管路零件，而零件的尺寸都比較短，方便儲存和運輸。為滿足工藝生產等各方面的需要，管路中還有許多管件，如彎頭、三通、四通、變徑管、法蘭、閥門等。上述管件大多是采用承插式或活套法蘭夾持式的連接方式相互連接。而閥門是在管路中的主要作用是調節流量、切斷或切換管路以及對管路安全、控制作用的管件。

2.2.2　管件與閥門的種類

（1）管件

管路當中所用的各種連接部件統稱為管件。管件是組成化工管路不可缺少的部分，有的是利用現有管子加工而成的，有的是用鍛造、鑄造、模壓等方法制成的。由于管件尺寸比較小，在管路的安裝和檢修時會比較方便。常用管件閥門的連接如圖2-1所示。

（2）閥門的種類

閥門是化工管路上控制介質流動的重要部件。閥門在管路中主要起到開啟或關閉（切斷或連通管內流體輸送）、調節（調節管內流量、壓力）、節流（使流體通過閥門后產生很大的壓力變化）的作用，還有一些閥門能根據一些條件自動啟閉，控制流體的流向，維持一定壓力、阻氣、排水，確保安全的操作環境或其他作用。

閥門的種類有很多，也有多種分類方法。按作用可分為截止閥、調節閥、止逆閥、安全閥、減壓閥、穩壓閥等。若按照啟閉的方法可分為他動閥和自動閥，其中他動閥就是靠外力作用啟閉的閥門，如手動閥、電動閥、氣動閥、液壓閥等；自動閥就是閥門能夠自動操作，不需外力作用啟閉的閥門，如止逆閥、安全閥、疏水閥、穩壓閥、減壓閥等。

最常見的分類方式是按結構及形狀來分類?；どa中常用的閥門簡介如下。

①截止閥　截止閥的結構主要分為閥盤、閥座、閥體、閥桿、閥蓋、手輪等。閥體一般為鑄鐵材質，閥盤和閥座都為青銅、黃銅或不銹鋼材質，需要研磨配合。操作時，通過轉動手輪使閥桿上下移動，改變閥座與閥盤之間的距離，從而實現啟閉、調節流量的目的。

②閘閥　閘閥的結構主要分為閥座（槽）、閥板、閥體、閥桿、閥蓋、手輪等。操作時，通過轉動手輪使閥桿上下或升降，改變閥板與閥座（槽）之間的高度，從而實現啟閉與調節流量的目的。

③球閥　球閥的結構主要包括中間開孔的球體閥芯和空閥芯閥體等。操作時球閥不用手輪，可控制球體在閥體內自由轉動，當球體的孔正朝著閥體的流體是為開啟，當它旋轉90°時，孔被擋住來切斷流體。

④旋塞閥　旋塞閥的結構主要是由穿孔錐形旋塞和閥體等組成。操作時旋塞閥球閥類似，可控制錐形旋塞在空心閥體內自由轉動，當旋塞的孔正朝著閥體的流體時為開啟；當它旋轉90°時，孔被擋住而切斷流體。

⑤節流閥　節流閥其實是截止閥的一種，由于閥頭的形狀為圓錐或流線形狀，變化均勻，可以連續、精確地控制流體的流量或進行節流調壓等。節流閥制作精度要求較高，密封性能好，且不宜用于黏度大和含固體顆粒介質的管路中。主要用于儀表、控制以及取樣等管路中。

⑥止回閥　止回閥又稱止逆閥或叫單向閥，一般結構為在閥體內有一個閥瓣或搖板，是一種自動關閉閥門，可使管路中的流體只能單方向流動，不允許反向流動。當介質順流時流體將閥瓣自動頂開，但當流體倒流時流體（或彈簧力）自動將閥瓣關閉。

⑦蝶閥　蝶閥的結構很簡單，外形尺寸小，是靠管內一個可以旋動的圓盤（或橢圓盤）來控制管路啟閉的。蝶閥的密封性一般較差，大多只適用于低壓的大口徑管路中的流量調節，在輸送水、空氣、煤氣等介質的管路中較常見。

⑧減壓閥　減壓閥主要結構由膜片、彈簧、活塞等零件組成，是利用介質的壓差控制閥瓣與閥座的間隙大小將較高的介質壓力調節到較低數值的自動閥門。一般閥后壓力要小于閥前壓力的50％。減壓閥的種類很多，常見的有活塞式和彈簧膜式兩種。

⑨安全閥　為確?；どa的安全，在有壓力的管路中，常設有泄壓裝置。大多數化工管路中用安全閥，安全閥是啟閉件受外力作用下處于常閉狀態，當設備或管道內的介質壓力升高超過規定值時，通過向系統外排放介質來防止管道或設備內介質壓力超過規定數值的特殊閥門。安全閥的種類很多，大致可以分為彈簧式和杠桿式兩種。

（3）閥門的安裝與操作

①閥門的安裝　閥門的安裝要滿足生產操作的要求，一般的注意事項包括：經常開關或調節流量的關鍵性閥門要串聯安裝兩個，其中一個備用（備用閥經常開著不予使用），一旦常用閥壞了，即可使用備用閥，等停電、檢修時再維修、更換壞的閥門；對液體管路，要在最低點設置放凈閥（最低點排放），以便在停車檢修或其他必要時把管路中的液體排凈；還要在液體管路的較高處或適當的地方安裝排氣閥，以便排放在管路中的空氣，以免阻塞管路；對氣體（或蒸汽）管路，也要設置最低點的排放閥，以便把從氣體中冷凝下來的水或冷凝液放出；在氣體（或蒸汽）管路的較高處或適當的地方也要安裝放空閥，排出不凝氣體；為了控制產品質量，在輸送化工中間產品或最終產品的管路上經常需要安裝取樣閥，以便定期取樣分析。

②閥門的操作　閥門是控制化工生產的重要部件，任何一個化工生產工藝過程的優化操作，都需要通過閥門的調節來實現。應該注意的事項如下。

并非所有的閥門都是逆時針開順時針關，許多減壓閥（如氧氣鋼瓶、氮氣鋼瓶等）都是順時針開逆時針關（俗稱反扣）的。

對于用絲桿啟閉的閥門，特別是暗桿式的（如截止閥和閘閥），絲桿比較單薄，在關閉或全開到頭時，要退回1/4扣，以免擰得過緊，下次再開時不知是開是關，扭不對扣，易把絲桿扭壞。

當這樣的閥門手輪轉不動時，可將手輪卸下，用活扳手卡住桿上部方形部分用力扭開，不能用鐵棍等敲打或硬扭。

當球閥擰不動時，可以稍稍松一下壓蓋螺絲，用錘子輕輕敲擊，而不能在手柄上套以長管硬扳，以免把閥門擰壞。

截止閥、閘閥的閥盤與閥桿之間是剛性連接，常有活動的余地，有時扭得很輕快，發生空轉現象。

對于閥門的啟閉，要慢慢擰動，不可轉動過快，特別是像蒸汽等壓力管路，送氣時要緩慢地轉動手輪，先微微送氣，然后停一會兒，再繼續開大閥門，蒸汽就能平穩地送出，若閥門短時間內開啟過大，后面的管路會劇烈振動，產生氣錘現象。

總之，閥門的操作要根據閥的結構和操作原理，符合操作規范，要小心仔細。

2.2.3　關鍵的規格及化工管路的連接方法

化工管路中的管子、管件、閥門等構件，都有各自所適用的尺寸和壓力，稱為公稱直徑和公稱壓力，使用時要按照管路要求進行選用。

化工管路，除了使用合適的管子以外，還需要采用合適的連接方法，選用具有對應公稱壓力和公稱直徑的管件來進行連接。主要連接方法有螺紋連接、焊接、法蘭連接等幾種。

2.2.4　管路的布置與安裝

一個合理可靠的管路布置和安裝才能確?；す苈返恼＿\行，因此應該做到：①合理的流程設計；②優良的部件選材；③規范的安裝；④正確的操作與維護。所以，管路的布置與安裝對于化工生產流程來說是至關重要的。

管路的布置是在設備布置的基礎上進行的。在管路布置時，首先應考慮安裝、檢修、操作的方便以及人身安全，同時盡可能減少基礎建設的費用，還要根據生產的特點、設備的布置、物料的性質、建筑的結構、美觀等方面進行綜合的考慮。

管路布置與安裝的一般遵循以下原則。

（1）為了節省基礎建設的費用，方便安裝與檢修，管路鋪設應盡可能采用明線，且必須有一定的操作空間，個別管道（如上水總管、下水道和煤氣管）可埋地鋪設。

（2）為了方便安裝、檢修與操作，并列管路上的管件和閥門一般需要互相錯開。

（3）管道的鋪設應橫平、豎直，各種管線應該盡量集中平行鋪設，以便共用管架；鋪設時要盡量走直線，少拐彎，少交叉，從而節省管材、減小阻力、整齊美觀。

（4）遇交叉管時，一般小管拐彎讓大管，支管拐彎讓主管，輔料管拐彎讓主料管。

（5）當管線穿過墻壁或樓板時，應當盡量集中在開設好的預留孔，并最好在管外添加保護套管，保護套管與管子的空隙應填充填料。

（6）室內的管路安裝應當盡量沿墻壁，管與管之間、管與墻壁之間一定要留出適當的操作空間來容納活動接頭、法蘭，方便安裝與檢修。

（7）豎管要設置管卡，橫管要設置支架、吊架或鉤釘。管路的跨距（管支架間的距離）要按規定鋪設。

（8）管路的傾斜度一般為0.3％～0.5％，對含有固體結晶或顆粒較大的物料管應大于或等于1/100。

（9）管路離地面的高度要方便檢修，但通過人行橫道時，最低點距離地面不得小于2m，通過公路時不得小于4.5m，與鐵路路軌凈距離不得小于6m。

（10）所有管路，尤其是輸送腐蝕性介質的管路，在穿過通道時，不允許裝設各種管件、閥門以及可拆卸的連接件，以防止滴漏而造成人身傷害。

（11）平行管路的排列應當考慮管路之間的相互影響。垂直排列時，熱介質管路在上，冷介質管路在下；高壓管路在上，低壓管路在下；無腐蝕介質管路在上，有腐蝕介質管路在下。水平排列時，低壓管路在外，高壓管路靠近墻柱；需經常檢修的管路在外，不經常檢修的管路靠墻柱；重量大的管路要靠管架或靠墻；襯橡膠管或聚氯乙烯塑料管應避開熱的管路。

（12）承載腐蝕性介質的管路法蘭不得位于通道上方，以免泄漏發生危險。

（13）輸送易燃、易爆的物料時，由于在物料流動時常有靜電產生而使管路成為帶電體，為了防止管路的靜電積聚，必須將管路接地。

（14）由于季節溫度的變化以及管路的工作溫度與安裝時的溫度有差異，管材會產生熱應力，過大的熱應力將造成管路的變形彎曲，甚至破裂。當金屬管線的介質溫度在60℃以上并且長度超過50m時，就應當安裝補償器（伸縮器）以解決冷熱變形的問題。補償器的形式有很多，其中Ω形補償器結構簡單、容易制造，補償能力大，是目前使用最廣泛的一種。

（15）蒸汽管路上，每隔一定距離應當安裝冷凝水的排出閥門。

（16）管路安裝完畢后，必須進行強度和氣密性試驗；未經試驗合格，在焊接及其他連接處不得涂漆和保溫。

（17）為了方便區分各種類型的管路，通常應在管路的保護層（底漆）或保溫層表面涂以不同的顏色。

（18）管路在第一次使用前或檢修停車后需用壓縮空氣或惰性氣體進行整體吹掃。

2.2.5　管路的防腐、保溫、涂色及標志

（1）管路的防腐

化工管路中輸送的各種介質，大多是具有一定腐蝕性的。即使輸送水、蒸汽、空氣和油類的管路，有時也會受周圍環境影響，對管路產生腐蝕。防止化工管路的腐蝕，從根本上來說要靠合理選擇管路的材質來保證，對于具有特定腐蝕性介質的管路，選材料要從實際出發對耐腐蝕材料的性能、制造加工、安裝施工以及日常檢修等各個方面來進行綜合、經濟、合理的來考慮。

（2）管路的保溫

管路保溫的目的是使管內介質在輸送過程中，不被冷卻、不被加熱或不受外界溫度的影響而改變介質的狀態。管路保溫可以采用保溫材料包裹管外壁的方法，也可以用蒸汽夾套加熱和用水及其他冷卻劑進行冷卻的結構。

（3）化工管路的代號

輸送液體和氣體的管道分為23大類，其規定符號見表2-1。

（4）管路的涂色

為了區別不同類型的管道，通常用不同顏色的顏料涂在管道的保護層表面。有的涂單色，也有的在底色上添加色圈，色圈寬度為50～100mm。管路的涂色一般由輸送物料而定：主要物料管為紅色，水管為綠色，空氣為藍色，放空、有毒及危險物品為黃色?；S常用的涂色見表2-2。

（5）管路的標志

在化工廠中往往將管路外壁（或保溫層外面）涂以各種不同顏色的材料，涂料除用來保護管路外壁不受環境大氣腐蝕外，同時也用來區別化工管路的類別，使人們知道管內輸送的是什么介質，這樣既有利于生產中的工藝檢查，又可避免在管路檢修中的錯亂和混淆。