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发表于 2007-6-28 10:28:37
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来自: 中国山东临沂
压力管道技术。doc文档图书5 l" o! q! E" X7 B, E
目 录0 d" I' \: ^( ]$ d
9 I+ m+ G. w& x' i- Y第一章 绪论……………………………………………………………………………………1% i8 E- @6 v, v* S% K+ ]9 w v
第一节 压力管道的特点…………………………………………………………………1
4 k2 x: x9 S- t5 ~$ ~ M 一、压力管道的定义及分类……………………………………………………………18 Y# @! F X8 c; q9 }7 D; n( ~
二、压力管道的特点……………………………………………………………………2
2 _% C2 a7 W9 y# Q& b& ] l* Q9 Y 第二节 压力管道的研究范畴……………………………………………………………3; |3 J m, u [
一、设计…………………………………………………………………………………3
) y C0 }1 D5 I 二、制造…………………………………………………………………………………7, n4 r" O, { y3 y* |4 `
三、安装…………………………………………………………………………………78 u0 u! D, ]7 c1 o
四、应用(运行〕………………………………………………………………………8
' Y" b4 W% [6 Q, v. Z$ i3 e5 u8 t 第三节 压力管道的基本要求……………………………………………………………8% W3 q; m b+ o9 e/ u3 {# y
一、安全性………………………………………………………………………………9+ r; `. p- R3 \
二、经济性………………………………………………………………………………9) v1 W9 I, ^: y* D6 r
第二章 应用标准体系…………………………………………………………………………11" ~0 x5 I( A. t* n0 P( A
第一节 国际上常用的标准体系…………………………………………………………115 v3 a0 V3 I" L* T
一、德国及前苏联应用标准体系………………………………………………………11
" {/ [7 ], ^8 W U2 P 二、美国及日本应用标准体系…………………………………………………………124 _ Y' m0 D! ^# \. M" b* W
三、国际标准化组织的应用标准体系…………………………………………………14
2 l, x( U$ w* C/ e& n5 r 四、英国及法国应用标准体系…………………………………………………………14
! ?/ D. K. ? P) u) F- _ 第二节 国内常用的标准体系……………………………………………………………15
5 Y/ q6 P% Y& C; h2 s; x1 b& O- @6 H 一、石化行业应用标准体系……………………………………………………………15" O4 z3 N2 P# |4 x1 x' }4 _8 Y0 L
二、化工行业应用标准体系……………………………………………………………16
* i* v; y6 |6 D 三、机械行业应用标准体系……………………………………………………………170 G" v6 e% A: t; i7 F7 y
四、中国国家应用标准体系……………………………………………………………17
9 z5 M9 `# p* O( v" I 第三节 常用压力管道应用标准配伍表…………………………………………………19
" G# l/ V$ V/ L- m- H) h0 ? 附录F2-1 常用的管子标准及其外径尺寸对比………………………………………21( _6 P9 E! A8 f' _: c
第三章 材料……………………………………………………………………………………225 r, h* p$ ?9 [3 c
第一节 金属材料基本知识(一)………………………………………………………22
' S# q& o7 b2 p' L) A7 B! @; Y o& ] 一、金属的微观结构……………………………………………………………………22, j+ A, Q8 N8 K$ x- u
二、金属材料的基本性能………………………………………………………………28
/ Z" `5 J( }# y 三、温度对金属材料性能的影响………………………………………………………30" P8 n' Z$ z' K/ J
四、常见元素对金属材料性能的影响…………………………………………………32
/ B2 k1 k9 t% |3 Z8 Q% _ 第二节 常用金属材料……………………………………………………………………364 z3 `3 C7 c" E5 Z* N" m; R
一、常用黑色金属材料…………………………………………………………………37
. N6 X" k% ]+ O4 ` 二、常用有色金属材料…………………………………………………………………43
5 f9 H5 i! o, c+ Y/ J" h5 J 第三节 石油化工生产过程中常见的腐蚀环境…………………………………………44. Q$ `0 n8 y9 r" F- F4 n3 ?( w
一、常见的腐蚀类型及定义……………………………………………………………44
9 ?0 e7 ~6 w# ?! s 二、常见的几种腐蚀介质………………………………………………………………48
0 g, }- A5 u" V& K9 P% J5 X 三、常见的几种腐蚀环境………………………………………………………………52) B9 f @, z/ c. J$ z
第四节 压力管道常用金属材料的基本限制条件………………………………………54
# C5 b+ t' B: ]$ I$ r" c H% f, l 一、一般限制条件………………………………………………………………………54
$ n% b' k" ~$ s) z* P. r6 x 二、常用材料的应用限制………………………………………………………………56
6 n7 G0 h" y0 z. ]. y# a E- C 三、其它方面对材料的限制……………………………………………………………57
& O9 ^& B( V% p0 H4 D0 C, o6 D 第五节 常用非金属材料…………………………………………………………………58
; ~) y. X2 X4 Q6 V* |% o5 u" q8 s: | 一、常用工程塑料及其衬里管…………………………………………………………59 `4 Q/ e' s" Y! J) B$ ?
二、常用橡胶衬里管子…………………………………………………………………62
- l; N, B* B; j4 y% ~5 ^+ ^- B 三、其它非金属及其衬里管子…………………………………………………………63
; y1 ]* F" F) c# w- i2 H/ D 四、非金属材料及其衬里的设计与施工………………………………………………63
0 @% @! E1 R1 j 附录F3-1 常用金属材料的物理参数…………………………………………………66
" z9 D% ?" |# m# j6 P第四章 管道压力等级…………………………………………………………………………69' Z9 I& T/ w5 u1 S+ |( G# m
第一节 设计条件…………………………………………………………………………69) x6 Y, b l4 {" i2 j: H" O) B
一、设计压力……………………………………………………………………………69
' Y$ \& G, ~+ z. w* l! @ 二、设计温度……………………………………………………………………………70
/ K/ }! L* k/ Z, M0 R 第二节 影响管道压力等级确定的因素…………………………………………………71
: X5 i4 y7 E, Y$ }- I 一、影响公称压力等级确定的因素……………………………………………………71
" T( `& d1 z/ q3 L' V. X 二、影响壁厚等级确定的因素…………………………………………………………71
, }- \. {, ?+ X# W% M 第三节 压力等级的确定方法……………………………………………………………74) `( ]' L1 J; Z
一、管道压力等级确定的原则…………………………………………………………74$ ~5 N$ z% k3 q4 }" K, U% \5 j& j: K
二、公称压力等级的确定方法…………………………………………………………75
" s, h0 R3 o3 a' G) A ? 三、壁厚等级的确定方法………………………………………………………………760 O9 J8 T* K. D: S/ ?: U/ A
第四节 特殊管道元件的强度设计………………………………………………………771 l* ]5 U4 J* R$ q1 {
一、法兰强度设计………………………………………………………………………77/ g, ^; Y$ U$ @/ `! I/ F9 s& R
二、常用非标准管件的壁厚确定………………………………………………………84
2 `6 B5 C' S6 m% n( k( a6 v( y 三、管道的开孔补强……………………………………………………………………860 i+ a, u2 {) F2 l
附录F4-1 常用垫片的比压力y和垫片系数m………………………………………901 R" I7 ~/ M7 t/ q/ D
附录F4-2 盲板或平盖封头的计算直径和结构特征参数……………………………919 v& _9 R! O6 L \) A0 J- d! f$ P
第五章 管道元件应用…………………………………………………………………………92
! c. q; T2 h( C- d 第一节 管子………………………………………………………………………………921 [1 [4 R. t) h% _5 t1 X
一、焊接钢管……………………………………………………………………………92
+ t) {- b5 c& H 二、无缝钢管……………………………………………………………………………93
, s. B, t6 b8 v" `3 R/ o 三、复合管和衬里管……………………………………………………………………95
" Z- R4 ^3 ~! U9 ]! A" _ M 四、其它类管子…………………………………………………………………………95
+ Y8 f$ j+ L+ u 第二节 管件……………………………………………………………………………… 96
2 j. n0 j2 M4 D* @, u& x" x 一、连接型式……………………………………………………………………………96: D4 L" T- E" G, l9 S; ^" C# e# w
二、对焊管件……………………………………………………………………………97/ f2 p3 }. c' S/ K% I
三、承插焊和螺纹连接管件……………………………………………………………98
' n1 L3 J T" S% J 四、其它管件……………………………………………………………………………100
$ R! i& _7 W4 s# N+ \/ E3 ` 第三节 法兰及紧固件…………………………………………………………………… 101# E; S3 N6 D" G( o0 V
一、法兰…………………………………………………………………………………1019 ~9 o: G+ {# ]+ H8 Y5 H/ F# t( D4 |
二、螺栓/螺母………………………………………………………………………… 102
* E$ b5 w8 s/ G+ L2 L 三、垫片…………………………………………………………………………………102
% _, v& q/ b2 p 四、盲板、8字盲板、限流孔板和混合孔板…………………………………………103* u7 `; s- E+ c* v
第四节 阀门及其它管道设备…………………………………………………………… 104
* M7 _! i9 I' F: n( i) g% G 一、对阀门的一般要求…………………………………………………………………1040 N1 K3 n) A3 t. |6 t
二、闸阀、截止阀、止回阀……………………………………………………………107- S* E+ T5 `) K6 R3 m g0 f9 n
三、蝶阀、球阀、疏水阀………………………………………………………………1074 i) B# p8 R- k+ c' p$ J
四、仪表调节阀和安全阀………………………………………………………………108% @2 ~& f5 _6 b5 B1 v F B' T
五、其它管道设备………………………………………………………………………108* P3 [% x. C: I. M& K" y
第六章 管系静应力分析………………………………………………………………………110
. Y8 M! u- D0 A 第一节 静力分析的基础知识……………………………………………………………110
, m [( B5 q Z 一、基本概念……………………………………………………………………………110! k& b: S" v0 B3 d
二、管道元件变形的几种基本型式……………………………………………………112
Y2 s: [. w0 q! Q# ? 三、强度理论……………………………………………………………………………118; x: ?) |7 e1 U+ w% Q. e: O5 e
四、强度分析……………………………………………………………………………124" k' d) N1 |0 `# h' ^
第二节 管系静应力的计算与评定………………………………………………………128
$ Y; g2 `: Y. e+ K/ G B/ D 一、管系静应力分析的目的及任务……………………………………………………129$ J+ F( a4 @( i! q* b
二、管系静应力的分析方法……………………………………………………………1303 J7 X3 A m$ J
三、ANSI简单判断法 …………………………………………………………………131
7 a& o3 E9 d# g 四、CAESAR II详细应力分析法………………………………………………………132
! c: @/ G8 u/ v3 {# A8 f% w5 r& L 第三节 管系的热胀及柔性设计…………………………………………………………140
# j6 @0 U, F& C9 n2 d4 B% f8 B 一、热膨胀的概念………………………………………………………………………141
9 f" O2 Z' f6 R4 B2 [8 E! p# F; C# y" G 二、管系柔性的概念……………………………………………………………………143
3 \. \* S! C; |; g. C$ P, F& o8 N 三、影响管系柔性的因素………………………………………………………………144
+ n* j! ]" E) Y8 K( Q 四、管系的柔性设计……………………………………………………………………145
1 A" h- {, _- q/ ~; r8 H 附录F6-1 常用管件的应力增强系数和柔性系数……………………………………149* n" X& b) h4 t
第七章 管系动应力分析………………………………………………………………………151- f! b4 ~. O8 P: H4 V
第一节 机械振动理论……………………………………………………………………151/ q: Z8 Q4 q: j4 I8 H2 z' T
一、基本概念……………………………………………………………………………151" S4 D+ A) Q: P+ W9 Q! X' }) B
二、机械振动研究的目的和方法………………………………………………………152
3 H& d- L7 X5 b' h 三、机械振动理论………………………………………………………………………152$ J, k9 m' b8 E3 }4 `( W7 ^0 g' e$ q
第二节 往复压缩机管道的振动分析与设计……………………………………………158
0 {" J- d) v) N: c 一、第一振系的分析与设计……………………………………………………………159* t$ l9 S6 @0 R+ Q7 |
二、第二振系的分析与设计……………………………………………………………160
& I7 l6 S6 V5 {; {* Y1 ? 三、第三振系的分析与设计……………………………………………………………1634 ]0 D4 p% _, R9 [1 T( e
四、第五振系的分析与设计……………………………………………………………1664 h, f" \; v L$ p! S
五、管道振动设计的其它问题…………………………………………………………167
5 e! H% B; b9 B( N 第三节 其它常见的管道振动设计………………………………………………………168; i K6 ~2 }& b- Y
一、两相流介质呈柱塞流时引起的管道振动分析及设计……………………………168" U7 ~1 ^6 w& S q
二、水锤引起的管道振动分析及设计…………………………………………………168. l3 l. |) A9 r! P9 {, ^# b$ Q4 N- U
三、介质涡流引起的管道振动分析及设计……………………………………………169; p% i9 d: y9 T; m$ ?- n ~
四、转动机械动不平衡引起的管道振动分析及设计…………………………………169
! T, [: M$ l: K7 a. D 五、风载荷引起的管道振动分析及设计………………………………………………169
# w$ V8 q& S; O 六、地震载荷引起的管道振动分析及设计……………………………………………169
5 I" @0 n% a8 X& t8 F5 q 第四节 管道的低循环疲劳破坏及设计…………………………………………………170' P& c1 W/ ^* Y8 d( d
一、基本概念……………………………………………………………………………170- u8 C3 U5 o: |
二、低循环疲劳的分析与计算…………………………………………………………172
) x+ H8 a& R! M. x/ J 三、低循环疲劳设计时应注意的问题…………………………………………………174
1 V$ \; c _( w @' g2 ?# c 附录F7-1 常见材料的设计疲劳曲线…………………………………………………1752 x2 D& i8 F8 m; Z' ?! ?2 e/ U
第八章 管道支撑………………………………………………………………………………179
" c- E2 b. d! E: d6 Y 第一节 概述………………………………………………………………………………179
5 N7 W" W/ x% v- X9 L 一、管道支吊架的分类…………………………………………………………………179
N& [" s+ w. s. l" r& t 二、支吊架的结构组成…………………………………………………………………181$ ~9 n% n: |7 G' x7 O
第二节 支吊架的型式选用………………………………………………………………183
/ f' J- p4 v% c( r% q, k: l 一、一般选用原则………………………………………………………………………183" f5 D0 _/ v" K
二、常用支吊架型式及其选用…………………………………………………………1847 `( P$ T0 c; x& D3 b; B% I
三、弹簧支吊架…………………………………………………………………………192
; f8 P7 \: K" R" m2 D3 } 第三节 支吊架的位置确定………………………………………………………………197
& p$ C) r; W# C+ R 一、支吊架位置确定的原则……………………………………………………………197
! L' j! R. [" K4 V' F9 d 二、管道允许跨距的确定………………………………………………………………1996 \, d9 ?% F% N x+ M4 z
第四节 支吊架的载荷计算及强度设计…………………………………………………202: m- [- t; C9 h
一、载荷的分类及计算…………………………………………………………………202
7 R, u/ {% j2 |# v 二、管道支撑件的强度设计……………………………………………………………2064 _/ u+ C' h. {" F3 u! C9 S# y
第九章 采购与制造……………………………………………………………………………209 W: a1 g6 b7 d* \/ d- m
第一节 金属材料的基本知识(二)……………………………………………………209' {5 L0 Z0 E* t4 E) |5 D
一、冶炼方法及其对材料性能的影响…………………………………………………209
, p) f; h" b/ T& R 二、加工变形及其对材料性能的影响…………………………………………………211
3 P3 z' o2 R: k3 a- c: t6 N 三、热处理及其对材料性能的影响……………………………………………………213
+ w" I" ?$ g m4 F6 n+ m: a$ e& y 第二节 检测技术…………………………………………………………………………219
\! ~$ n9 i& ~( Z1 m 一、化学成分分析………………………………………………………………………219
* {3 u7 d) L4 v* n& E- l) ^ 二、机械性能试验………………………………………………………………………220
& ?9 M& ?& z3 l e9 g& D 三、耐腐蚀性试验………………………………………………………………………222$ E c, Y+ F! r& d4 c# I
四、宏观组织检验………………………………………………………………………223
) J( L6 M, ~- n3 p& @* Q 五、微观组织检验………………………………………………………………………226
0 K! c8 W. u) _. O/ ` 六、无损检测……………………………………………………………………………227
* i3 Z' {! C# F, Q0 m! z/ ^ 第三节 管道及其元件的常用制造方法…………………………………………………231
5 j/ X d$ D& I7 d2 T0 A, b 一、铸造…………………………………………………………………………………231
/ t: m$ j. m8 U& L0 c 二、压力变形加工………………………………………………………………………234
/ E! a$ f& a# d: z' n 第四节 管道元件的采购和技术要求……………………………………………………2371 ]' N: H% T6 z5 z0 j
一、编写询标技术文件…………………………………………………………………237
, G9 P8 |% d# j% G0 L/ Y 二、参加技术谈判………………………………………………………………………238 }8 q+ p5 W9 a
三、编写订货技术文件…………………………………………………………………240
7 W3 S% e0 h" L. |& K% k' B! m 四、中间技术资料确认…………………………………………………………………241* ~1 B) ]+ C }0 ?: I( I4 x) C) u
附录F9-1 常用的检查试验标准………………………………………………………242/ ?8 E1 U ^( {$ m) d5 U8 j
附录F9-2 布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度对照表…………………………………243
! L' I) r' G2 D- o1 \0 }第十章 施工安装………………………………………………………………………………2440 R8 X9 p; F' j8 z! A
第一节 金属焊接的基本知识(一)……………………………………………………244
* q5 ]+ x/ n1 f5 z- r" |. o 一、金属焊接的分类……………………………………………………………………244
$ B' d$ M) X i( l5 L 二、电弧焊接过程的金属理论…………………………………………………………247
/ X8 j# p" q, j! Q/ S! C 三、焊接接头缺陷………………………………………………………………………251; ^; E+ r# h+ }1 D- @
四、焊接接头的检查与试验……………………………………………………………254
/ d9 H# L( b" c2 h+ Z5 w 第二节 金属焊接的基本知识(二)……………………………………………………256 @9 e. k& s p5 O% z: V$ t) O4 m% ?
一、焊接技术……………………………………………………………………………256. l4 e; f6 b7 ]9 \6 j: b3 {+ g: Z
二、常用材料的焊接……………………………………………………………………261/ F% U& E4 @( ]
第三节 常用压力管道施工规范介绍……………………………………………………264$ d, s6 ^1 S+ s
一、适用范围及管道分类………………………………………………………………2645 t1 E) E5 U8 o9 ~" H
二、管道及其元件安装前的检查………………………………………………………265
9 E2 G, I+ _; t 三、管道的焊接与检验…………………………………………………………………266( I o+ Z# {: L$ \7 |2 a
四、管道的压力及密封试验……………………………………………………………2681 {5 {) H0 j( {% [% ] z" P+ H
第四节 设计人员在施工中的任务………………………………………………………270" d0 ]* a9 d8 Q$ d8 r+ j
一、设计文件的技术交底………………………………………………………………270- k4 `8 x' d9 o: {2 s+ u8 |
二、处理施工中与设计有关的技术问题………………………………………………271
9 W' ?* i- k) j0 M% u* h! e 二、一些常见的施工问题………………………………………………………………2712 ^2 o9 \1 p% _. w; |. p
附录F10-1 常用管道焊接坡口型式及尺寸 …………………………………………274+ ^0 ^ s: Y) M, K0 ~ d/ B
附录F10-1 常用管道施工标准 ………………………………………………………276
4 x) F7 ^$ u Y! z第十一章 运行使用……………………………………………………………………………277' F# p5 n7 h; c' Q: ~ u9 l
第一节 运行前的检查……………………………………………………………………277
: _, p$ I' S, _. n2 {8 N8 U. Y 一、竣工文件检查………………………………………………………………………277
, f0 E; N) Q4 H# A& S 二、现场检查……………………………………………………………………………281$ I# \4 a7 z$ b
三、建档、标识及数据采集……………………………………………………………283
' H3 B9 U2 |1 x4 p/ v9 j9 l 第二节 运行中的检查和监测……………………………………………………………285
0 r1 \/ {* M$ {$ d$ d( a 一、运行初期检查………………………………………………………………………285
6 T [- R1 R) Q' Y: x9 v2 g 二、巡线检查及在线监测………………………………………………………………2879 n4 @. b% c8 J0 _0 B
三、末期检查及寿命评估………………………………………………………………287* L0 e* W( t. f' ]
第三节 压力管道事故的呈报及分析……………………………………………………289$ [6 A1 `8 Z/ e2 ~" [
一、压力管道事故的呈报………………………………………………………………289& D. r* i3 G0 h
二、压力管道事故的分析………………………………………………………………289
/ j& ~% e" g- O 三、工程引例……………………………………………………………………………291 |
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