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发表于 2007-6-28 10:28:37
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压力管道技术。doc文档图书
1 ], T6 r5 r6 F. q* @) T* Z0 l目 录
7 I1 i& _ u, I/ \1 r
; \: Q0 A1 X: \. v第一章 绪论……………………………………………………………………………………1, J. C2 R, h% }: O. `: @3 ] I* o8 t
第一节 压力管道的特点…………………………………………………………………1
" k3 Z' ]$ X m$ a 一、压力管道的定义及分类……………………………………………………………10 b1 Z( W, F. Y" o' |7 y
二、压力管道的特点……………………………………………………………………2: X+ `6 W) _" a8 g* o: b
第二节 压力管道的研究范畴……………………………………………………………36 G, j: w- q8 u: q2 W. k
一、设计…………………………………………………………………………………3
' q" _! g) ~6 p 二、制造…………………………………………………………………………………7' Y; i9 {, }, m) O/ f# x
三、安装…………………………………………………………………………………7
, j* s8 k, l* c$ s 四、应用(运行〕………………………………………………………………………8
, r- S* {; ?3 i! f" G/ L 第三节 压力管道的基本要求……………………………………………………………8
9 x4 }1 k {% m3 x! _+ O$ N1 V& v$ ~ 一、安全性………………………………………………………………………………9
4 p) `! P& z' l, D/ Y 二、经济性………………………………………………………………………………9
$ f, F9 ?" P: P; n& H第二章 应用标准体系…………………………………………………………………………11
% O5 @+ \3 m" ?1 e& t; ?( ?/ \3 B. P 第一节 国际上常用的标准体系…………………………………………………………117 h' W9 |$ e1 r4 G; _5 l$ L; U" K
一、德国及前苏联应用标准体系………………………………………………………11
2 x9 E" t/ o( c 二、美国及日本应用标准体系…………………………………………………………12
+ t1 ?& a3 ]- L( r* I% v 三、国际标准化组织的应用标准体系…………………………………………………14
- }# u( ?. [/ U% S3 s 四、英国及法国应用标准体系…………………………………………………………14
. G* |% ~4 g% q 第二节 国内常用的标准体系……………………………………………………………15+ C$ k4 o, u( t# _
一、石化行业应用标准体系……………………………………………………………152 t: Z# e" @* L8 h
二、化工行业应用标准体系……………………………………………………………16
. A0 S+ [1 R, L0 P/ T2 t 三、机械行业应用标准体系……………………………………………………………17
; o& i0 E* E3 {# r5 e 四、中国国家应用标准体系……………………………………………………………17
* ~# W# [, N" c 第三节 常用压力管道应用标准配伍表…………………………………………………19: y5 Y# u7 [% _# p/ n* z V
附录F2-1 常用的管子标准及其外径尺寸对比………………………………………21* B: j3 f; ?/ i0 v
第三章 材料……………………………………………………………………………………22
7 c2 L9 B; g# }. y8 y0 @ 第一节 金属材料基本知识(一)………………………………………………………22 }' q* B/ p E9 F+ ]# Z
一、金属的微观结构……………………………………………………………………22
G! d7 `; G" `% {3 e* Y4 ~ 二、金属材料的基本性能………………………………………………………………28
, P2 ?5 P8 ~4 X3 S; E 三、温度对金属材料性能的影响………………………………………………………30
, z! x4 f$ |# n8 {8 q( ]2 T 四、常见元素对金属材料性能的影响…………………………………………………32" m; s! I/ q: M$ X3 \4 y2 {
第二节 常用金属材料……………………………………………………………………36
- W8 X/ _0 W) z; R& r+ S 一、常用黑色金属材料…………………………………………………………………374 b% g# s6 ], E
二、常用有色金属材料…………………………………………………………………43
0 a6 m2 h1 b: I) Z 第三节 石油化工生产过程中常见的腐蚀环境…………………………………………44
' \6 F7 q- p+ Q- A 一、常见的腐蚀类型及定义……………………………………………………………449 Z7 C L$ ^# O! C
二、常见的几种腐蚀介质………………………………………………………………487 s+ q7 X) W5 o& i
三、常见的几种腐蚀环境………………………………………………………………52
* S c, c" R$ I: j$ M2 _8 v( o 第四节 压力管道常用金属材料的基本限制条件………………………………………54# M/ Q! T* n0 g# @: n
一、一般限制条件………………………………………………………………………542 V8 i4 @, ^; f, J. r
二、常用材料的应用限制………………………………………………………………56
: ~) w( e( v' K% { 三、其它方面对材料的限制……………………………………………………………57
6 s8 ]/ Q, J7 X$ k q7 b5 p, v 第五节 常用非金属材料…………………………………………………………………58
& x# X M& G, n& p. C 一、常用工程塑料及其衬里管…………………………………………………………59: l8 O( o) ~2 Y, r0 p
二、常用橡胶衬里管子…………………………………………………………………622 ?* |! L; _+ ]
三、其它非金属及其衬里管子…………………………………………………………63
4 y+ F' S/ C: w: E- n& R" V 四、非金属材料及其衬里的设计与施工………………………………………………63, d; N" C1 |5 R9 y* ]& w8 k
附录F3-1 常用金属材料的物理参数…………………………………………………665 N) C$ V Q5 L* U
第四章 管道压力等级…………………………………………………………………………69
+ u9 |% w& c+ U 第一节 设计条件…………………………………………………………………………696 y+ L7 B% c8 o+ m
一、设计压力……………………………………………………………………………69
- ?5 x- `( J3 ~ @0 p. l( y" P 二、设计温度……………………………………………………………………………70
4 C9 t3 ^0 ]' q6 q* S- N 第二节 影响管道压力等级确定的因素…………………………………………………71
, C1 h" W9 K7 T2 k, p 一、影响公称压力等级确定的因素……………………………………………………71
1 g. p. o: y9 N4 s 二、影响壁厚等级确定的因素…………………………………………………………71
( x! i" _0 H* R7 M1 Z% t2 P 第三节 压力等级的确定方法……………………………………………………………74- h/ `- O. E6 G' W$ \ p; S
一、管道压力等级确定的原则…………………………………………………………74
, f8 g* M9 V0 b! u4 T2 k 二、公称压力等级的确定方法…………………………………………………………754 i' e8 c9 \+ \$ w
三、壁厚等级的确定方法………………………………………………………………76 F) W6 F0 U, V& z+ d6 t
第四节 特殊管道元件的强度设计………………………………………………………77
J. @5 J+ Z& _8 f- X2 k 一、法兰强度设计………………………………………………………………………77
1 |3 V4 Y$ b' T& f. v a 二、常用非标准管件的壁厚确定………………………………………………………84
, m. q. Q) P$ c! z 三、管道的开孔补强……………………………………………………………………869 n- j: `; M0 r8 w2 c1 @
附录F4-1 常用垫片的比压力y和垫片系数m………………………………………90
% N1 x' M$ f) m4 ] 附录F4-2 盲板或平盖封头的计算直径和结构特征参数……………………………91& D" d* _( `% F- l
第五章 管道元件应用…………………………………………………………………………92* Y) Z' h |+ }1 D2 f9 f8 ?( O0 {
第一节 管子………………………………………………………………………………92
' M9 n* ^7 M; U8 F8 R2 V$ p 一、焊接钢管……………………………………………………………………………92
8 Q& R/ b+ N2 J8 R1 G* X 二、无缝钢管……………………………………………………………………………93
7 O* l4 F) f6 n ]3 X) x2 L6 i) g 三、复合管和衬里管……………………………………………………………………95
( k0 d# F; Y" z7 s2 R$ n L 四、其它类管子…………………………………………………………………………950 r& H( ?* }8 }9 T2 H
第二节 管件……………………………………………………………………………… 96
t% {* E' [9 ?1 \ _1 ^# O 一、连接型式……………………………………………………………………………96
0 i; S6 a7 [, q1 Q% D/ B 二、对焊管件……………………………………………………………………………97+ W, }1 Q4 `0 O* q3 ]
三、承插焊和螺纹连接管件……………………………………………………………98
8 i6 e( C2 ]) ^7 H, E. b' f3 C 四、其它管件……………………………………………………………………………1009 Z$ l& v' A4 A3 ]$ x J. F7 Z, i
第三节 法兰及紧固件…………………………………………………………………… 101
' ~9 T5 o9 S, R& D: E0 o% V 一、法兰…………………………………………………………………………………101
$ w$ X* ^# y: g& U( c2 L 二、螺栓/螺母………………………………………………………………………… 102 @, ~+ d Y0 h+ y' S
三、垫片…………………………………………………………………………………102
+ R+ J1 D* p- n' E# Y$ o, A% | 四、盲板、8字盲板、限流孔板和混合孔板…………………………………………103
7 R* ?% `+ z9 B; K4 Z/ ?8 q 第四节 阀门及其它管道设备…………………………………………………………… 104
5 S8 r. M6 u. O5 |: Q 一、对阀门的一般要求…………………………………………………………………1040 v4 M0 c+ g. s4 j$ B: G2 \9 s2 {% E
二、闸阀、截止阀、止回阀……………………………………………………………107! o) V+ d. p" B. L* n1 ]
三、蝶阀、球阀、疏水阀………………………………………………………………1077 ^* k; w+ G1 |7 D9 c$ X
四、仪表调节阀和安全阀………………………………………………………………108
, C& {2 _: h4 ?: V 五、其它管道设备………………………………………………………………………108' v) J" Y* s8 r: l6 _/ J$ w
第六章 管系静应力分析………………………………………………………………………110
' v5 `$ Y7 O% j* u( D, L% v 第一节 静力分析的基础知识……………………………………………………………110
0 u0 C' A+ V4 P" `# a2 W; l 一、基本概念……………………………………………………………………………110. @% Z5 B* I S5 I8 J1 G5 Y. J" K: N" _
二、管道元件变形的几种基本型式……………………………………………………112. N/ }; x( Q6 M$ {6 ^
三、强度理论……………………………………………………………………………118' y# H7 |! ^( E7 l
四、强度分析……………………………………………………………………………124+ A& D1 u1 h" j7 c' r6 r+ P
第二节 管系静应力的计算与评定………………………………………………………128
( E/ l/ T9 _+ Y) `0 ~% l 一、管系静应力分析的目的及任务……………………………………………………129. F0 n2 s; a- Q( V+ J! h% A n
二、管系静应力的分析方法……………………………………………………………130
; P+ n' h4 ?6 ~. N) s 三、ANSI简单判断法 …………………………………………………………………1313 X3 |1 f# Y* ? H/ [
四、CAESAR II详细应力分析法………………………………………………………1325 e( N8 y! ] _
第三节 管系的热胀及柔性设计…………………………………………………………140
7 D& o1 H4 j9 h( q# ^+ w 一、热膨胀的概念………………………………………………………………………141, V0 {: M' N/ H
二、管系柔性的概念……………………………………………………………………143
" M" v6 i6 @4 Z! N1 v9 y ]0 ?% F j 三、影响管系柔性的因素………………………………………………………………144
4 Y T$ J# D6 V# X 四、管系的柔性设计……………………………………………………………………145- s. D# Q5 i0 ?, k P& s/ o
附录F6-1 常用管件的应力增强系数和柔性系数……………………………………149" R3 K/ i/ x2 b5 p% x
第七章 管系动应力分析………………………………………………………………………1518 h' S& ?/ D! G
第一节 机械振动理论……………………………………………………………………151
- @( b6 [8 z- r 一、基本概念……………………………………………………………………………151
( [7 d% S0 q, c" a1 D4 J7 E8 R2 g 二、机械振动研究的目的和方法………………………………………………………152
% G3 _+ F% k7 s 三、机械振动理论………………………………………………………………………152
, c7 ~% z w# V! E# Q7 y 第二节 往复压缩机管道的振动分析与设计……………………………………………158) B b$ u& K7 S2 @
一、第一振系的分析与设计……………………………………………………………1593 @3 G; g4 q+ D# d. Q
二、第二振系的分析与设计……………………………………………………………160
$ f% C+ ]3 g( D1 t1 L 三、第三振系的分析与设计……………………………………………………………163. m) i. K# w3 j0 ~+ w7 Y
四、第五振系的分析与设计……………………………………………………………166
% B" l; S; D# y8 E; d0 W 五、管道振动设计的其它问题…………………………………………………………167
: q: M! Q6 A5 c n' S2 \! s6 N 第三节 其它常见的管道振动设计………………………………………………………168! N2 w- u; E4 W( `6 v, Y7 Y4 w
一、两相流介质呈柱塞流时引起的管道振动分析及设计……………………………168
], S. W6 x! S2 x" \- O& m$ }3 n 二、水锤引起的管道振动分析及设计…………………………………………………168
' I, g3 L1 B' [5 m1 x7 R, t- | 三、介质涡流引起的管道振动分析及设计……………………………………………1694 J, L9 V% j: d' \
四、转动机械动不平衡引起的管道振动分析及设计…………………………………169, R& P4 d/ I/ d
五、风载荷引起的管道振动分析及设计………………………………………………169
& w1 D7 T( f$ i5 ] 六、地震载荷引起的管道振动分析及设计……………………………………………169! {$ D! o, R$ ]
第四节 管道的低循环疲劳破坏及设计…………………………………………………170
, O; X, m# G1 N$ a 一、基本概念……………………………………………………………………………170
, \" o$ W E: Q1 n! F+ K+ \: T 二、低循环疲劳的分析与计算…………………………………………………………172# X) h {; Z+ N* S# J) R- g
三、低循环疲劳设计时应注意的问题…………………………………………………1742 l3 G; t% t" _: J X& H
附录F7-1 常见材料的设计疲劳曲线…………………………………………………175. ?. e# x% s+ a" V3 c. B
第八章 管道支撑………………………………………………………………………………179, U6 s+ Z9 X2 j9 e5 l, S
第一节 概述………………………………………………………………………………179
$ `, E7 K! N# X6 Z1 b5 N3 a 一、管道支吊架的分类…………………………………………………………………179' R; e3 X" ~7 k# |$ x
二、支吊架的结构组成…………………………………………………………………181
0 n7 r' ?; y( A 第二节 支吊架的型式选用………………………………………………………………183, `; N9 Q2 H- K' ?7 o/ ~
一、一般选用原则………………………………………………………………………1838 |% B. ]8 C5 C6 l% C6 C6 O
二、常用支吊架型式及其选用…………………………………………………………1848 T4 g: A7 d) p% z& `! a
三、弹簧支吊架…………………………………………………………………………192- S2 H. @& E. u" \. q% |. {) }) _8 O
第三节 支吊架的位置确定………………………………………………………………197 e5 ~: l& y0 }( l% S6 F0 N; ?5 }
一、支吊架位置确定的原则……………………………………………………………197( t4 e5 ^! B$ v& F! L- V
二、管道允许跨距的确定………………………………………………………………199
' {, O: D, i2 ^* Y# Z) v 第四节 支吊架的载荷计算及强度设计…………………………………………………202! [7 g) Q! o ^" Y
一、载荷的分类及计算…………………………………………………………………202
T& l1 }- x. h8 U5 _9 h6 U j6 M 二、管道支撑件的强度设计……………………………………………………………206
7 m2 U; ^$ Q9 u. ^' I# W2 o/ U$ k第九章 采购与制造……………………………………………………………………………209; m- I5 J2 m: }! O, J* e
第一节 金属材料的基本知识(二)……………………………………………………209
' x1 _2 b( R7 C& \* ]' K! _ 一、冶炼方法及其对材料性能的影响…………………………………………………209
' g1 s: M2 L: j& Y 二、加工变形及其对材料性能的影响…………………………………………………211
. j. \) {" r6 l& ~" U1 y: D: u+ d$ n 三、热处理及其对材料性能的影响……………………………………………………2132 d; a8 p3 y. P6 }
第二节 检测技术…………………………………………………………………………219
2 u! m1 h: J. }6 j9 _+ W1 C 一、化学成分分析………………………………………………………………………219& V$ ]7 l5 x2 |9 g" F# _- l
二、机械性能试验………………………………………………………………………220
3 l/ I! n9 Q0 r% ^1 r) D& U7 a 三、耐腐蚀性试验………………………………………………………………………222
' H" E: L6 o/ S' u( I" T 四、宏观组织检验………………………………………………………………………223
: ^1 a; Z) o- w' D5 f- L) i+ } 五、微观组织检验………………………………………………………………………226
. B! ^7 L# M! E. }- [0 ~4 x 六、无损检测……………………………………………………………………………227
) @! y# E/ m/ m 第三节 管道及其元件的常用制造方法…………………………………………………231. ~9 i7 l$ u0 O- L# A
一、铸造…………………………………………………………………………………231
8 } N5 d% [+ z$ O3 D9 ?8 H& ] 二、压力变形加工………………………………………………………………………234; n5 r) |2 q4 Y$ R. Q C
第四节 管道元件的采购和技术要求……………………………………………………2373 v( d8 }+ B/ V0 J# L
一、编写询标技术文件…………………………………………………………………237
& D/ H( o$ m, ^ 二、参加技术谈判………………………………………………………………………238
! d" H6 P- H0 b( ^ 三、编写订货技术文件…………………………………………………………………240: g" X: _6 [6 \# K- n/ n# X' @3 j6 T
四、中间技术资料确认…………………………………………………………………2419 Y. ?: T) v& M1 ?8 |, d
附录F9-1 常用的检查试验标准………………………………………………………242
3 u: n: U6 D1 @' T" p) V8 h h3 R; A 附录F9-2 布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度对照表…………………………………243
% p$ l. s5 L. V# ]7 j4 _* J5 u第十章 施工安装………………………………………………………………………………244
/ R! H9 Y1 Q: E5 i% |" | 第一节 金属焊接的基本知识(一)……………………………………………………244
9 K$ c" i6 H; C 一、金属焊接的分类……………………………………………………………………2442 m& ~) X3 ] V
二、电弧焊接过程的金属理论…………………………………………………………247
- D- \ ?0 k; p; |# \+ @$ e. o 三、焊接接头缺陷………………………………………………………………………251- N6 X2 F5 z1 U U
四、焊接接头的检查与试验……………………………………………………………254
3 @% i. _; N0 P+ O 第二节 金属焊接的基本知识(二)……………………………………………………256' j% K$ K( i4 ?4 {9 L
一、焊接技术……………………………………………………………………………256$ a2 {, e1 _) d( v4 F; g
二、常用材料的焊接……………………………………………………………………261$ P0 s, S" m0 x1 v9 E
第三节 常用压力管道施工规范介绍……………………………………………………264/ A* m: g4 ]1 u3 G/ l3 Y
一、适用范围及管道分类………………………………………………………………2647 f3 y" S8 o/ D! c- b! V
二、管道及其元件安装前的检查………………………………………………………265
2 a( h: f3 |5 s/ I! E 三、管道的焊接与检验…………………………………………………………………266
: W4 F1 d* V8 j1 } 四、管道的压力及密封试验……………………………………………………………268$ ]$ b: M3 u! z7 C. A6 a% S
第四节 设计人员在施工中的任务………………………………………………………2707 _8 f0 S. P ~3 g8 s$ Y0 r
一、设计文件的技术交底………………………………………………………………270
; w: w8 s T, K, L4 C X 二、处理施工中与设计有关的技术问题………………………………………………2715 n3 o5 C( t2 v j0 U# }
二、一些常见的施工问题………………………………………………………………2718 G$ t. d: a9 e/ _
附录F10-1 常用管道焊接坡口型式及尺寸 …………………………………………2742 c( W8 o& o! p" U
附录F10-1 常用管道施工标准 ………………………………………………………2765 @' p) ]" h7 c, v
第十一章 运行使用……………………………………………………………………………277$ A( u3 h; C8 G# ?5 D
第一节 运行前的检查……………………………………………………………………277) b7 R9 Q0 }7 a# V H8 Y+ a) U
一、竣工文件检查………………………………………………………………………277' Y9 J% u# c$ Q V
二、现场检查……………………………………………………………………………281# _* e7 `" U& J6 g+ Z1 |8 o
三、建档、标识及数据采集……………………………………………………………283
$ C5 j ^3 f) r 第二节 运行中的检查和监测……………………………………………………………2855 c3 W; j# u* ]% c0 z" J
一、运行初期检查………………………………………………………………………285( ^8 T: J( D8 I7 R# x/ m7 m0 V
二、巡线检查及在线监测………………………………………………………………287
9 P* ` O# B: x" b: S$ _ 三、末期检查及寿命评估………………………………………………………………2874 u' n9 I9 A9 v" g$ X
第三节 压力管道事故的呈报及分析……………………………………………………289& I/ C* G& h4 E$ E' u$ S" X
一、压力管道事故的呈报………………………………………………………………289% g1 D- a Q9 w5 h& ^. H
二、压力管道事故的分析………………………………………………………………289
; o m% j' ^/ X: Y; I 三、工程引例……………………………………………………………………………291 |
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