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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
9 k+ D( k8 z5 S4 C$ f, E/ m# N目 录
4 k1 O, d+ ?+ ?- |. A/ _' E! P- e8 V6 @; W0 _+ S
第一章 绪论……………………………………………………………………………………11 E; T9 A( a( M! k
第一节 压力管道的特点…………………………………………………………………1
7 Y" L# U+ n9 G+ F6 [) y7 Q 一、压力管道的定义及分类……………………………………………………………1
* s# l7 r& g! @( {) v) V) u# q 二、压力管道的特点……………………………………………………………………2
' F" R! F7 o T: r5 J( u 第二节 压力管道的研究范畴……………………………………………………………34 l1 | d7 [1 V! m3 J
一、设计…………………………………………………………………………………3
G! ~( B, d, S9 k$ e 二、制造…………………………………………………………………………………7 `" E( o& K: ]1 |$ I C: C/ M
三、安装…………………………………………………………………………………7
3 j, Q8 `; J# \ 四、应用（运行〕………………………………………………………………………8
6 Y0 c+ @6 Y* S5 G- M5 t9 y9 I 第三节 压力管道的基本要求……………………………………………………………8
! x( Q# R2 j# d, @. l) ^8 Y 一、安全性………………………………………………………………………………96 z, a" ~. z. ^7 O
二、经济性………………………………………………………………………………9) ?, |- Z% `- j
第二章 应用标准体系…………………………………………………………………………11
( E7 _5 Z. j+ Q; |6 |; O" @ 第一节 国际上常用的标准体系…………………………………………………………11" g! S$ v" _' X; o
一、德国及前苏联应用标准体系………………………………………………………11% ` o+ \# v4 e2 S i/ ^+ n+ F
二、美国及日本应用标准体系…………………………………………………………12
9 L+ h- S5 z- F0 Q' y 三、国际标准化组织的应用标准体系…………………………………………………148 z+ R1 j% N, ?% f* E* N: n, ~
四、英国及法国应用标准体系…………………………………………………………14. F5 p0 h, q3 _: H
第二节 国内常用的标准体系……………………………………………………………153 N% [% ^% A W* T
一、石化行业应用标准体系……………………………………………………………15
" f* ]0 d( e G6 P) [; b- r+ V/ \ 二、化工行业应用标准体系……………………………………………………………16$ J+ l3 l+ R2 Z3 R% i
三、机械行业应用标准体系……………………………………………………………172 N! c7 b1 I0 B0 N/ d! p9 _* e
四、中国国家应用标准体系……………………………………………………………17
- [$ l# j' J1 V6 q 第三节 常用压力管道应用标准配伍表…………………………………………………191 Y2 H9 i0 [8 i8 T' V& j2 [
附录F2－1 常用的管子标准及其外径尺寸对比………………………………………211 w' Z8 @6 i# o7 V+ J* R
第三章 材料……………………………………………………………………………………22+ ^7 j0 n4 m+ D3 w- y5 ]
第一节 金属材料基本知识（一）………………………………………………………22 m9 U- S1 g7 p0 u8 P" d6 l- N
一、金属的微观结构……………………………………………………………………22
" a$ ?1 N- r+ t! g$ G 二、金属材料的基本性能………………………………………………………………281 [! o* [! M t5 \5 z
三、温度对金属材料性能的影响………………………………………………………30
( G7 ^' e% |# @* x: K" e 四、常见元素对金属材料性能的影响…………………………………………………32: r$ k9 X$ s( L% |
第二节 常用金属材料……………………………………………………………………36) y% n2 q0 y( Q, T; ]
一、常用黑色金属材料…………………………………………………………………37/ o: n1 b& U, Z) U1 \6 O% G% t
二、常用有色金属材料…………………………………………………………………43
; Q5 L' }6 d$ v3 C) i! } 第三节 石油化工生产过程中常见的腐蚀环境…………………………………………441 B' F. D% m* \
一、常见的腐蚀类型及定义……………………………………………………………44. H U8 q- A) ^
二、常见的几种腐蚀介质………………………………………………………………481 |7 X: a B7 ?% a. B2 O
三、常见的几种腐蚀环境………………………………………………………………52
, o& S( ]+ ~* f+ G2 r, H 第四节 压力管道常用金属材料的基本限制条件………………………………………54- `5 W9 B3 [& K! {4 f, O
一、一般限制条件………………………………………………………………………542 D% F0 X" r& ?9 ]
二、常用材料的应用限制………………………………………………………………56
* D7 K7 l. v, x. v* B& u 三、其它方面对材料的限制……………………………………………………………57. L1 Q5 O3 c5 `- i4 o
第五节 常用非金属材料…………………………………………………………………58
& p( f- S* R' d! r7 |% W 一、常用工程塑料及其衬里管…………………………………………………………597 h3 ?4 z+ W! y1 c. ]+ h" d
二、常用橡胶衬里管子…………………………………………………………………62
$ s; n& P- ]0 R4 Z% p" B 三、其它非金属及其衬里管子…………………………………………………………63
\1 m9 H) ^% H/ z 四、非金属材料及其衬里的设计与施工………………………………………………634 c* P7 l" B# T1 B- X
附录F3－1 常用金属材料的物理参数…………………………………………………66
1 l, T$ l# {$ G! c/ y* X q1 Z. R: |4 L第四章 管道压力等级…………………………………………………………………………69' U. L3 h+ @- B; U8 `$ l- P
第一节 设计条件…………………………………………………………………………69. `- s( `" a$ U( O1 S
一、设计压力……………………………………………………………………………694 R% F! V( R" Y F( p
二、设计温度……………………………………………………………………………70
( \/ u6 v! Z3 o6 K 第二节 影响管道压力等级确定的因素…………………………………………………71
2 Z/ ^' S+ m! y+ G! p a 一、影响公称压力等级确定的因素……………………………………………………71) Y+ h$ m! \ ?3 A
二、影响壁厚等级确定的因素…………………………………………………………71- S) {% U- D. ]7 Y' S
第三节 压力等级的确定方法……………………………………………………………745 \% _, ]* S$ o# j- I' Y
一、管道压力等级确定的原则…………………………………………………………74
# H# y/ M8 t) _ 二、公称压力等级的确定方法…………………………………………………………75
% v* n! @$ h) g) ~5 | 三、壁厚等级的确定方法………………………………………………………………76
5 h, Z$ Z2 z/ }- E' A& Z1 Z 第四节 特殊管道元件的强度设计………………………………………………………77
3 V% @1 m* ]% \* [5 i3 \! ` 一、法兰强度设计………………………………………………………………………77
+ C- q- c. b4 e0 t: v i# m 二、常用非标准管件的壁厚确定………………………………………………………84
6 j- Z7 ^' K# G9 e8 r, \ 三、管道的开孔补强……………………………………………………………………86- h6 d e* C" K# j; }) X
附录F4－1 常用垫片的比压力y和垫片系数m………………………………………909 F7 p- N2 ~- Q0 c, M: J5 |8 v
附录F4－2 盲板或平盖封头的计算直径和结构特征参数……………………………91
, z, v) M1 \% W. a! r R第五章 管道元件应用…………………………………………………………………………92
6 b0 M' B ?& o 第一节 管子………………………………………………………………………………92
* ]' v7 e, N; l 一、焊接钢管……………………………………………………………………………92
: n% {$ ]/ a6 N9 G; @ 二、无缝钢管……………………………………………………………………………93
X5 E+ ^; A1 g' x/ W 三、复合管和衬里管……………………………………………………………………95
# p- i' o9 n0 O" ]" U) t% ~5 F/ [2 ^0 S 四、其它类管子…………………………………………………………………………95% C. f7 Y9 [+ e3 _, v
第二节 管件……………………………………………………………………………… 96* ], q0 j" u; z4 r v
一、连接型式……………………………………………………………………………96
& G( A z7 {0 y% [& d q. Z 二、对焊管件……………………………………………………………………………97
7 q0 [+ K- E; s! i8 x 三、承插焊和螺纹连接管件……………………………………………………………98
; t, y7 F9 J/ `% i/ }" z4 R" o 四、其它管件……………………………………………………………………………1000 S5 I) r* w- M9 H- J
第三节 法兰及紧固件…………………………………………………………………… 101. r, m. Q1 d( j2 q3 B
一、法兰…………………………………………………………………………………101- i+ u6 Y( [& A' m
二、螺栓/螺母………………………………………………………………………… 102
& l6 [2 @" a. M" m5 q$ a 三、垫片…………………………………………………………………………………102
! n- [) W( E. U8 R$ j1 ]( Q 四、盲板、8字盲板、限流孔板和混合孔板…………………………………………103
; u2 M. Q3 T9 _* G7 a0 f# V 第四节 阀门及其它管道设备…………………………………………………………… 1046 u$ ?$ k, Z! {/ z0 O; s3 Y2 b
一、对阀门的一般要求…………………………………………………………………1049 }) M2 d# o! n3 J4 r5 j
二、闸阀、截止阀、止回阀……………………………………………………………107# X6 q4 B/ `0 I$ f
三、蝶阀、球阀、疏水阀………………………………………………………………107
) k5 E/ |) `0 h/ _$ n, {; n7 f 四、仪表调节阀和安全阀………………………………………………………………108
( A6 o: t: R5 w) E 五、其它管道设备………………………………………………………………………108$ e' X/ W b+ z" x. `+ G* \
第六章 管系静应力分析………………………………………………………………………110) @7 u/ N; r2 R3 y
第一节 静力分析的基础知识……………………………………………………………110
* ]% @* t) p, s; w/ `/ V 一、基本概念……………………………………………………………………………110# J2 |7 @* M. A1 M- ~
二、管道元件变形的几种基本型式……………………………………………………112
3 n1 b. p- m6 j& I 三、强度理论……………………………………………………………………………1182 [, l9 w3 W$ L7 E% g: P$ E% S
四、强度分析……………………………………………………………………………124# T4 s1 R2 n L" [" }$ n4 P# l
第二节 管系静应力的计算与评定………………………………………………………128
. T0 r0 N# T) L 一、管系静应力分析的目的及任务……………………………………………………129( c# [6 j! L7 g" H) Z. L6 W! k& y
二、管系静应力的分析方法……………………………………………………………1308 I' M7 u& X0 @7 d4 u
三、ANSI简单判断法 …………………………………………………………………131
; D( }( T% f( F/ U( ?, Y1 K 四、CAESAR II详细应力分析法………………………………………………………132
! L( C" r0 }# i# T. f, v7 ] 第三节 管系的热胀及柔性设计…………………………………………………………140. v* \! @5 n0 ]' ?- K; M4 }; ?5 D
一、热膨胀的概念………………………………………………………………………1416 z8 c8 K5 s$ v6 h+ e
二、管系柔性的概念……………………………………………………………………143
7 L3 f7 X$ O0 X6 v% t 三、影响管系柔性的因素………………………………………………………………144+ ?$ \2 J8 s- _% O9 v- |
四、管系的柔性设计……………………………………………………………………145
: j5 R1 \! }: H! f# t) ]/ m0 z5 T" \' Y; ` 附录F6－1 常用管件的应力增强系数和柔性系数……………………………………149
3 c# F: T) K- \第七章 管系动应力分析………………………………………………………………………151
8 A$ d) W1 [4 @9 R 第一节 机械振动理论……………………………………………………………………151
! [$ O: Y) m# J' i2 m, r 一、基本概念……………………………………………………………………………1517 r- A' U; |2 `( n, |2 _
二、机械振动研究的目的和方法………………………………………………………152
7 Z+ P$ Z4 P, o) ?7 x8 D 三、机械振动理论………………………………………………………………………152
# u9 O/ j8 ~6 R/ T 第二节 往复压缩机管道的振动分析与设计……………………………………………158( j* z6 E- I3 d% Q/ v4 g6 |- s+ U5 i
一、第一振系的分析与设计……………………………………………………………159
8 t5 E0 J% m& E) C7 @ 二、第二振系的分析与设计……………………………………………………………160
& d7 }( I$ S; k, T4 k+ z; G 三、第三振系的分析与设计……………………………………………………………1632 v6 X" l, w1 U
四、第五振系的分析与设计……………………………………………………………166! A0 ^$ k# ^% X) e2 }- P
五、管道振动设计的其它问题…………………………………………………………1672 ]; m, r6 {& L
第三节 其它常见的管道振动设计………………………………………………………168
0 t, N: @' j8 v 一、两相流介质呈柱塞流时引起的管道振动分析及设计……………………………168
' y. W/ E! w; _0 @ e% c& r( Z3 Y$ z 二、水锤引起的管道振动分析及设计…………………………………………………168 x2 y9 }9 @+ R! e6 M8 P
三、介质涡流引起的管道振动分析及设计……………………………………………1693 l% o* x& i4 x' A+ u4 n& y
四、转动机械动不平衡引起的管道振动分析及设计…………………………………169
; B% B2 G5 }! z k) N8 S* Q7 v 五、风载荷引起的管道振动分析及设计………………………………………………169
# }( \0 t7 ?9 L3 Q4 u8 @! { 六、地震载荷引起的管道振动分析及设计……………………………………………169& P! g5 r: J6 u# H9 V" y1 A2 u1 g
第四节 管道的低循环疲劳破坏及设计…………………………………………………170
f6 x9 i0 d8 o/ {3 k6 e 一、基本概念……………………………………………………………………………170
- @1 \ J- ]; {# Q4 L' _( i1 L 二、低循环疲劳的分析与计算…………………………………………………………172
8 r% W6 b2 b9 p3 r 三、低循环疲劳设计时应注意的问题…………………………………………………174
1 C5 q, R+ b$ L- A+ P# W( u1 d' t 附录F7－1 常见材料的设计疲劳曲线…………………………………………………175
2 j6 d% I, {. A4 s第八章 管道支撑………………………………………………………………………………179
( u1 r7 j9 m3 a% U9 b+ A l 第一节 概述………………………………………………………………………………179
2 y( B) Y2 s8 [0 q( {" g 一、管道支吊架的分类…………………………………………………………………179
! C6 b( J: e4 P/ S. L4 w/ \ 二、支吊架的结构组成…………………………………………………………………181- r, F2 e5 ?% u" `8 S$ }' A
第二节 支吊架的型式选用………………………………………………………………183# H: t- E2 T/ ~' p
一、一般选用原则………………………………………………………………………183" \/ z& Z$ \. }/ H4 g% s4 @ y/ v$ I
二、常用支吊架型式及其选用…………………………………………………………1842 E8 a. ?0 ], B9 }; M# m5 t
三、弹簧支吊架…………………………………………………………………………192
' e# y! r. a: `# W+ g, t& z 第三节 支吊架的位置确定………………………………………………………………197
' u2 c, j( B$ V! u, Z 一、支吊架位置确定的原则……………………………………………………………197; s1 l/ L' t3 h, Z5 l* z" [7 J, L
二、管道允许跨距的确定………………………………………………………………1993 c5 @* E' L' a0 W4 M: x) G
第四节 支吊架的载荷计算及强度设计…………………………………………………202
+ k7 \& p' R- s 一、载荷的分类及计算…………………………………………………………………202
% B' i/ X7 w, q$ }! W9 d& ~ 二、管道支撑件的强度设计……………………………………………………………206
. H1 X6 S6 |( C, J第九章 采购与制造……………………………………………………………………………209; c, W+ A7 i& z3 M9 [( z3 N
第一节 金属材料的基本知识（二）……………………………………………………209
2 K4 V& W+ r% ~ 一、冶炼方法及其对材料性能的影响…………………………………………………209# r) V, e& v0 T0 Z' A
二、加工变形及其对材料性能的影响…………………………………………………211
5 Z# y1 {2 D9 l6 |- a6 f, r 三、热处理及其对材料性能的影响……………………………………………………213
& ]8 T Q9 T& {9 y1 g6 p 第二节 检测技术…………………………………………………………………………219( |& X' M" j8 E
一、化学成分分析………………………………………………………………………219) V5 @& T# l* G8 T( f8 d- |: Z
二、机械性能试验………………………………………………………………………2203 j: d: d' \; r9 B0 l' h
三、耐腐蚀性试验………………………………………………………………………222
5 n0 v' M3 o9 r+ s9 V 四、宏观组织检验………………………………………………………………………223
8 `* ~/ S' J! Y! ? 五、微观组织检验………………………………………………………………………226
9 Y2 R$ U" J# p& ]' j( S4 W* J7 ]. ? 六、无损检测……………………………………………………………………………227
3 O9 I: G0 Y* g0 J- E) r 第三节 管道及其元件的常用制造方法…………………………………………………231
6 b/ T" V7 `9 s, x& B/ j 一、铸造…………………………………………………………………………………231
, X- w( N8 U; k 二、压力变形加工………………………………………………………………………234
) m& P3 ^5 W# m% e$ Z7 X 第四节 管道元件的采购和技术要求……………………………………………………237
) g- A* |7 x5 L/ a# S) A* j Z 一、编写询标技术文件…………………………………………………………………237
- `4 k1 p$ v: V; F 二、参加技术谈判………………………………………………………………………238
( s! z" J) B" T5 j9 h+ l# w 三、编写订货技术文件…………………………………………………………………2406 E$ M S* M2 ]( @3 }7 u; v
四、中间技术资料确认…………………………………………………………………241' [+ _9 ^% l- U% I' F& S
附录F9－1 常用的检查试验标准………………………………………………………2423 \0 I* p# g) |# g' A; c* n N
附录F9－2 布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度对照表…………………………………243" t* V! d) C2 z6 D- W& _1 Q
第十章 施工安装………………………………………………………………………………244
- Y4 {2 l# m2 ?# r) A0 X8 y 第一节 金属焊接的基本知识（一）……………………………………………………2440 h6 ~- c+ ?" r/ I# p
一、金属焊接的分类……………………………………………………………………244, A* @5 n0 V( z3 {6 J+ R/ R; z
二、电弧焊接过程的金属理论…………………………………………………………247
! ]7 d1 T% ~ a: g$ j" P8 o 三、焊接接头缺陷………………………………………………………………………251
1 Y9 T% P6 S+ O- S T2 O 四、焊接接头的检查与试验……………………………………………………………254' ]2 H. A6 a$ p( K& \
第二节 金属焊接的基本知识（二）……………………………………………………256
" U! w" F F7 T8 b9 { 一、焊接技术……………………………………………………………………………2563 ]( w& j+ M- \: ^) T8 K
二、常用材料的焊接……………………………………………………………………2611 t8 @1 o: E' i" A
第三节 常用压力管道施工规范介绍……………………………………………………264. i, \7 z$ O: W* ?% E) D
一、适用范围及管道分类………………………………………………………………264, E7 _2 P! e2 n- K; f2 x- {9 I# r
二、管道及其元件安装前的检查………………………………………………………265
4 I+ T- C* Q d 三、管道的焊接与检验…………………………………………………………………266
2 l% j1 ]- }$ n# O K4 s 四、管道的压力及密封试验……………………………………………………………268& @5 ~$ y0 A# S! C& q2 t& ^& @! l. G
第四节 设计人员在施工中的任务………………………………………………………270
9 t% [5 k5 H8 u# {7 y6 z! m+ L 一、设计文件的技术交底………………………………………………………………270
3 X2 B) a5 |: \8 R* N7 d 二、处理施工中与设计有关的技术问题………………………………………………271" P: ^) v0 m5 Z# m( W
二、一些常见的施工问题………………………………………………………………271
1 }* i: L% `2 b) C3 w0 ?( K7 R 附录F10－1 常用管道焊接坡口型式及尺寸 …………………………………………274, [/ Y+ V" {9 A# i' B
附录F10－1 常用管道施工标准 ………………………………………………………276. v% C' v) w1 f2 P1 h
第十一章 运行使用……………………………………………………………………………2779 N; K# B N, B
第一节 运行前的检查……………………………………………………………………277$ d$ O3 c4 T a* X& w
一、竣工文件检查………………………………………………………………………277
9 U& p) s* b7 l( L6 v 二、现场检查……………………………………………………………………………281
i* a/ I- F& B% g% ? 三、建档、标识及数据采集……………………………………………………………283$ s6 \3 F ?8 ?+ V! N. f
第二节 运行中的检查和监测……………………………………………………………285
$ y9 ~) q! {6 C 一、运行初期检查………………………………………………………………………285 S% {/ _) T0 F' K3 k: R' u! B
二、巡线检查及在线监测………………………………………………………………287
5 v$ l! \: S: w 三、末期检查及寿命评估………………………………………………………………287
3 m6 ?2 p8 L! g; o4 J 第三节 压力管道事故的呈报及分析……………………………………………………289
8 T. b" h$ u0 j4 P8 R+ A0 x2 g. G 一、压力管道事故的呈报………………………………………………………………289
" ?6 \2 r5 c( t3 G- x1 ?0 ]5 B 二、压力管道事故的分析………………………………………………………………289
" y3 o* s" v5 |. ` C) T8 x 三、工程引例……………………………………………………………………………291 |
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