1、压力管道的概念和工艺管道的分级126.6 管道的振动管道的振动 3管道振动的原因管道振动的原因1、回转机械（如压缩机、泵）的回转部分动平衡不良2、管道内气体或液体的不稳定流而引起的振动3、外力引起的管道振动引起的振动传递给连接的管道，将引起管道振动 如往复式机泵管道内流体周期性脉动引起的管道振动，液击产生的冲击波引起的管道振动等，汽液两相流也会引起管道振动。如强大的风力横向对着管道吹时，在管线的背风面产生卡曼涡流引起的管道振动，地震引起的管道振动等 。4本章要点：本章要点：掌握压力管道的概念和工艺管道的分级。掌握压力管道的概念和工艺管道的分级。管道设计的基本要求。管道设计的基本要求。管道设计的
2、方法：公称直径、壁厚、材质。管道设计的方法：公称直径、壁厚、材质。管道附件的选用：阀门、弯头、三通、法兰、垫片、螺栓等。管道附件的选用：阀门、弯头、三通、法兰、垫片、螺栓等。装置管道布置方法。装置管道布置方法。主要设备配管的原则（一般，特殊）。主要设备配管的原则（一般，特殊）。管道布置图：平面图、立面图、空视图。管道布置图：平面图、立面图、空视图。引起管道应力的原因。引起管道应力的原因。管道振动的原因。管道振动的原因。5特种设备监察条例（特种设备监察条例（2009）压力管道压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体，是指利用一定的压力，用于输送气体或液体的管状设备，其范围规定为最大工作压力或液
3、体的管状设备，其范围规定为最大工作压力大于或者等于大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、（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，高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于且公称直径大于25mm的管道。的管道。6TSG D00012009压力管道安全技术压力管道安全技术监察规程监察规程对对工业管道工业管道级别的划分级别的划分71.一般要求一般要求 满足生产 足够的强度 足够的刚度 ，适当的支撑 柔性分析 动力分析 抵御风载和地震载荷的能力 2. 防火安全设计防
4、火安全设计 3. 防爆安全设计防爆安全设计 4. 其它安全设计其它安全设计 5. 便于检修、运行操作便于检修、运行操作 8（5 5）加热炉管道设计的特殊问题）加热炉管道设计的特殊问题炉管布置炉管布置 进出口位置最为重要；考虑炉管和炉外管道的热膨胀，考虑炉管进出口位置最为重要；考虑炉管和炉外管道的热膨胀，考虑炉管的检修抽出。的检修抽出。工艺管线布置工艺管线布置采用对称布置，不采用对称布置，不应有较大的压力损应有较大的压力损失。失。91.1.一般规定一般规定2.2.主要内容主要内容图幅图幅一般采用一般采用0，较为简单采用，较为简单采用A1或或A2。比例比例 1：25，1：50也有也有1：100。同
5、一区采用同一比例。同一区采用同一比例。单位单位 标高、坐标为标高、坐标为m，其他为，其他为mm，只标注数字。，只标注数字。标注标注 尺寸标注在尺寸上，尺寸线始末标绘箭头，不按比尺寸标注在尺寸上，尺寸线始末标绘箭头，不按比例绘制的尺寸。例绘制的尺寸。 独立编号；绘制与设备布置图一致的方向标。独立编号；绘制与设备布置图一致的方向标。 根据装置平面、立面布置图绘制出有关设备、建筑物和构筑根据装置平面、立面布置图绘制出有关设备、建筑物和构筑物、管架、管沟、操作通道、检修设施。物、管架、管沟、操作通道、检修设施。带控制点工艺流程图上表示的管道、阀门等，以及高点排气带控制点工艺流程图上表示的管道、阀门等，
6、以及高点排气低点放净。低点放净。管道上安装的一次仪表（或元件）。管道上安装的一次仪表（或元件）。103.3.画法画法 原则：识图容易、一目了然、清晰易懂原则：识图容易、一目了然、清晰易懂按比例用细实线绘出建筑物柱梁、楼板、门、窗、楼梯、管沟等按比例用细实线绘出建筑物柱梁、楼板、门、窗、楼梯、管沟等 。根。根据设备布置图画出设备、操作台、安装孔、吊车梁等，画出电缆桥架、据设备布置图画出设备、操作台、安装孔、吊车梁等，画出电缆桥架、电缆沟、仪表管缆等外形尺寸并标出底面标高，标准建筑物的轴线与轴电缆沟、仪表管缆等外形尺寸并标出底面标高，标准建筑物的轴线与轴线间的尺寸。标准地面、楼面、平台面、吊车梁底
7、面的标高以及生活间线间的尺寸。标准地面、楼面、平台面、吊车梁底面的标高以及生活间的辅助间的组成标出其名称的辅助间的组成标出其名称 按设备布置标注设备的定位尺寸。按设备布置标注设备的定位尺寸。根据管道流程图及公用系统流程图和主管布置图对每台设备作逐根管根据管道流程图及公用系统流程图和主管布置图对每台设备作逐根管道的绘制，先绘制物料管，后绘制公用系统管道的绘制，先绘制物料管，后绘制公用系统管 将有关管件（弯头、三通、阻火器、视镜、过滤器）及阀门按比例及将有关管件（弯头、三通、阻火器、视镜、过滤器）及阀门按比例及图例作合理的配管设计。图例作合理的配管设计。管道公称通径管道公称通径DN125mm的管道
8、、弯头、三通用粗实线绘制；的管道、弯头、三通用粗实线绘制；DN125mm的管道用中粗双实线绘制。的管道用中粗双实线绘制。物料流向箭头画在中心线上物料流向箭头画在中心线上 。114. 4. 标注方法标注方法 在平面布置图上要标注管道、阀门等的坐标位在平面布置图上要标注管道、阀门等的坐标位置或者尺寸以及与设备等连接点的坐标位置或置或者尺寸以及与设备等连接点的坐标位置或尺寸、尺寸、 管间距、支架间距等，而在立面图上只管间距、支架间距等，而在立面图上只标注其标高标注其标高. 基准基准：与设备相连接的管道、阀门等一般以设：与设备相连接的管道、阀门等一般以设备的中心线为基准，与框架、管架等有关联的备的中心
9、线为基准，与框架、管架等有关联的管道则以其柱中心线为基准顺序标注上述尺寸。管道则以其柱中心线为基准顺序标注上述尺寸。 单位单位：标注尺寸均以毫米为单位。：标注尺寸均以毫米为单位。 标高标高 ：通常两根以上管道并排在支架上时，管：通常两根以上管道并排在支架上时，管底与地面或平台楼板间有一定距离要求者，应底与地面或平台楼板间有一定距离要求者，应标管底标高。与设备接管直接连接的管道，则标管底标高。与设备接管直接连接的管道，则标管中心线标高标管中心线标高 。标高都是以地面为基准算起，。标高都是以地面为基准算起，基准面以上为基准面以上为“+”，以下为，以下为“” 12尺寸线（包括）标高的标注方法大致有：
10、尺寸线（包括）标高的标注方法大致有：1.建筑物轴线或坐标线到中心线建筑物轴线或坐标线到中心线,如容器、泵、设如容器、泵、设备、管道备、管道 2.中心线到中心线中心线到中心线,如管道如管道 3.中心线到法兰面中心线到法兰面,如容器、泵、设备的接管如容器、泵、设备的接管 4. 法兰面到法兰面法兰面到法兰面,如设备、焊制弯管和仪表等如设备、焊制弯管和仪表等 13四、管道空视图四、管道空视图管道空视图也称管段图，管道空视图也称管段图，是单根管道的详图，表示是单根管道的详图，表示从一个设备到另一个设备从一个设备到另一个设备的管线及附件。的管线及附件。1.1.管道空视图的内容管道空视图的内容尺寸、角度、标
11、高、设尺寸、角度、标高、设备编号、管段所在平面备编号、管段所在平面图号、管段号、介质流图号、管段号、介质流向、绝热等，及一系列向、绝热等，及一系列表格。表格。2.2.绘制方法绘制方法按正等轴侧投影法制图；按正等轴侧投影法制图；用立体图例表示；按近用立体图例表示；按近似比例；似比例；14 3.3.标注方法标注方法垂直方向不标注尺寸；垂直方向不标注尺寸；阀门与管道元件的尺寸标注时标出阀门与管道元件的尺寸标注时标出尺寸基准点到阀门或管道元件的一尺寸基准点到阀门或管道元件的一个法兰面的距离；个法兰面的距离；特殊管道元件要注出两侧法兰面间特殊管道元件要注出两侧法兰面间的距离；的距离；同一管道编号尽量画在
12、一张图上，必须同一管道编号尽量画在一张图上，必须分张绘制，分界线在自然断开点；长直分张绘制，分界线在自然断开点；长直管段中间断开，断开处用断裂线表示。管段中间断开，断开处用断裂线表示。不同材料的管道不要绘制在一张图上；不同材料的管道不要绘制在一张图上；指北方向一般指向右上方，也可指向左指北方向一般指向右上方，也可指向左上方。上方。15管道布置图绘制中需注意的问题管道布置图绘制中需注意的问题（1 1）空间管道在平面图中的表示方法）空间管道在平面图中的表示方法 16机器、设备、管道、支架等都要标注精确的定位尺寸。管道机器、设备、管道、支架等都要标注精确的定位尺寸。管道变向、变径的位置要标注清楚。变
13、向、变径的位置要标注清楚。（2）定位尺寸标注）定位尺寸标注17识图举例：识图举例：18196.5 管道应力分析（自学为主）管道应力分析（自学为主）6.5.1 管道的载荷和应力管道的载荷和应力 6.5.2 管道应力许用值及安全性的判据管道应力许用值及安全性的判据 6.5.3 承受内压管子的强度计算承受内压管子的强度计算 6.5.4 管系的热应力和柔性分析管系的热应力和柔性分析 6.5.5 管道补偿器和管道支吊架管道补偿器和管道支吊架20压力载荷压力载荷 ：介质内压力：介质内压力机械载荷机械载荷（持续外载（持续外载 ）：管道自身：管道自身质量、支吊架反力和其它外载质量、支吊架反力和其它外载 位移载
14、荷（热载荷位移载荷（热载荷 ）：）：热胀冷缩和热胀冷缩和端点附加位移端点附加位移 1.一般管道静力计算主要考虑的载荷一般管道静力计算主要考虑的载荷6.5.1 管道的载荷和应力管道的载荷和应力212. 应力应力 管道在压力载荷、持续外载及热载荷等作用管道在压力载荷、持续外载及热载荷等作用下，在整个管路或某些局部区域产生不同性下，在整个管路或某些局部区域产生不同性质的应力质的应力 压力管道的应力压力管道的应力 一次应力一次应力 ：是由于外载荷作用而在管道内部：是由于外载荷作用而在管道内部产生的正应力或剪应力产生的正应力或剪应力 。二次应力二次应力 ：主要考虑的是由于热胀冷缩以及：主要考虑的是由于热
15、胀冷缩以及其它位移受约束而产生的应力其它位移受约束而产生的应力 。峰值应力峰值应力 ：是由于载荷、结构形状的局部突：是由于载荷、结构形状的局部突变而引起的局部应力集中的最高应力值变而引起的局部应力集中的最高应力值 。226.5.3 承受内压管子的强度计算承受内压管子的强度计算 （略）（略） 6.5.4 管系的热应力和柔性分析管系的热应力和柔性分析 （略）（略）236.5.5.1 管道补偿器管道补偿器管道的热应力与管道柔性(即弹性)有关，因此在温度较高的管道系统中，常常设置一些弯曲的管段或可伸缩的装置以增加管道的柔性，减小热应力这些能减小热应力的弯曲管段和伸缩装置称为补偿器或伸缩器补偿器可分成两
16、类 1)由于工艺需要在布置管道时自然形成的弯曲管段，称自然补偿器，如L型补偿器和Z型补偿器 2)专门设置用于吸收管道热膨胀的弯曲管段或伸缩装置，称人工补偿器，如型补偿器 ,波纹式补偿器或填料函式补偿器等 6.5.5管道补偿器和管道支吊架管道补偿器和管道支吊架 24自然补偿自然补偿自然补偿器在布置管道时自然形成，不必多费管材，也不增加管内介质的流动阻力，因此应尽量采用自然补偿器，只有在自然补偿器不能满足要求时，才采用人工补偿器 管道在自然补偿时如选用立体形方式，则较平面形的补偿效果更好 25人工补偿器人工补偿器 图6.25 型补偿器及其导向支座 型补偿器它是用与原管道材料、规格相同的无缝管弯制成，较其它型式的易制造，且补偿能力大，能用在温度、压力较高的管道上。型补偿器应布置在补偿段的中间位置，以使两壁伸缩均衡，充分发挥补偿器的补偿功能。如果受地形条件限制，不能将型补偿器布置在补偿段的中间位置上时，就应在补偿器两端对称布置两个导向支座，使管线伸缩均衡，不致弯曲。2627人工补偿器人工补偿器2829波纹式补偿器波纹式补偿器
