本汇编整合工业管道(配管)设计的全部专题:配管全生命周期流程、管道材料等级表(PMS)编写、六类元件填写与选用、法兰/垫片/阀门选型,以及壁厚计算、支吊架、应力分析、焊接与无损检测、压力试验等关键技术细节。

所有结论均引用标准条款到具体 §条号;引用 HG/T 20592~20635 合订本具体表号时统一注明"合集内 HG/T 20xxx 部分"。

提示(info)

阅读约定

  1. 缩写首次出现均给出中英文全称;完整对照见表末附录。
  2. "PN 系列"指欧洲体系(如 PN16),"Class 系列"指美标体系(如 Class150),二者法兰/阀门不可互换。
  3. "合订本"特指HG/T 20592~20635-2009 全系列合订本(单一 PDF 装订法兰、垫片、紧固件全部分册)。引用其内部分册表号时注明"合集内 HG/T 20xxx 部分"。

# 第〇章 术语与缩略语(前置)

提示(default)

为什么前置术语? 配管设计文档中缩写密度极高(PN、DN、WN、RF、MFM、TG、RJ、BE、Sch.、NDT、PWHT 等)。不熟悉者极易把"管端"与"密封端"、"PN 系列"与"Class 系列"混淆。本章先建立词汇基线,后续章节不再逐词展开。

缩写 英文全称 中文 备注
PN Nominal Pressure 公称压力 欧洲体系压力等级标记
DN Nominal Diameter 公称尺寸(公称直径) 不是实际内径
PMS Pipe Material Specification 管道材料等级表 又称"管道等级表"
P&ID Piping and Instrumentation Diagram 工艺管道及仪表流程图 设计输入总图
GC1/2/3 — 工业管道级别 按介质危害程度分级
WN Weld Neck 带颈对焊法兰 抗疲劳,高温高压首选
SO Slip-On 带颈平焊法兰 ≤PN40 常规
SW Socket Weld 承插焊法兰 ≤DN100 小口径
PL Plate 板式平焊法兰 GC1 禁用
IF Integral 整体法兰 与 WN 同级
Th Threaded 螺纹法兰 GC1 禁用
BL Blind 法兰盖 封堵用
RF Raised Face 突面 最通用密封面
FF Flat Face 全平面 铸铁法兰/缓和工况
M/FM Male/Female 凸面/凹面(凹凸面) 防垫片挤出
T/G Tongue/Groove 榫面/槽面(榫槽面) 垫片不接触介质
RJ Ring Joint 环连接面 高温高压,配金属环垫
BE Beveled End 坡口端 对接焊
PE Plain End 平端 无坡口
TH Threaded 螺纹端 管子端部形式
Sch. Schedule 壁厚表号 如 Sch.40
STD/XS/XXS Standard/Extra Strong/Double Extra Strong 标准壁厚/加厚/特厚 美标壁厚档
NDT Non-Destructive Testing 无损检测 含 RT/UT/MT/PT
PWHT Post-Weld Heat Treatment 焊后热处理 消应力
GTAW Gas Tungsten Arc Welding 钨极惰性气体保护焊 不锈钢打底
ISO Isometric 管道轴测图(单线图) —
CAESAR II / AutoPIPE — 管道应力分析软件 详细分析法
PTFE Polytetrafluoroethylene 聚四氟乙烯 强腐蚀密封
API American Petroleum Institute 美国石油学会 阀门/法兰美标

# 第一章 配管全生命周期流程(从开始到结束)

配管(Piping,即工业管道布置设计与安装)从方案到投产,横跨设计、施工、试验、投运四个阶段。

# 阶段一 · 设计(Design)

# 1.1 输入:设计基础条件

  • 来源:P&ID(工艺管道及仪表流程图,Piping and Instrumentation Diagram) 与工艺包。
  • 逐线确定:介质特性(腐蚀性/毒性/可燃性)、操作压力与操作温度、流量、各工况荷载(泵出口关闭压力、安全阀设定压力、静压头、控制阀失效等)。

提示(info)

操作条件 ≠ 设计条件:工艺包给出的是"正常操作压力/温度"(操作条件);而管道元件必须按"最苛刻工况"设计,二者之差即设计裕量与安全空间。设计压力/设计温度由操作条件经 §6.1 规则推得,是后续选材、壁厚、应力分析的共同输入。

设计压力的确定(GB/T 20801.1-2025 §6.1.1)

设计压力应取"管道运行中可能遇到的最苛刻压力-温度组合",并满足下列强制性下限(取较大值):

  1. 不低于安全泄放装置(安全阀/爆破片)的设定压力(§6.1.1.1)——管道须能承受超压泄放前的最高压。
  2. 不低于相连设备(容器/换热器/泵壳等)的设计压力(§6.1.1.2)——管道不应成为系统中最薄弱、最先破坏的环节;若设备有单独更高的设计压力,管道须匹配。
  3. 离心泵出口管道 ≥ 泵的关闭压力(即最大扬程对应的压力)(§6.1.1.2)——因出口阀误关时泵仍运转,压力升至关闭压力,管道必须承受。
  4. 阀门关闭、管路堵塞、热膨胀受阻、流体静压头等异常工况所致最高压力亦须计入;真空或外压工况还须考虑外压设计压力(按 §6.1 真空/外压条款)。
  5. 无安全泄放且无设备约束时,取正常操作压力并附加适当裕量(工程规定一般不小于操作压力的 1.05~1.10 倍)。

提示(warning)

"不短板"原则:当管道与系统某设备相连、而该设备另有更高的设计压力时,管道设计压力取二者较大值。切勿只按本段操作压力取,否则管道会成为系统最弱环节。

设计温度的确定(GB/T 20801.1-2025 §6.1.2)

设计温度应取"管道运行中可能遇到的最苛刻温度",并满足:

  1. 不低于运行中介质的最高工作温度(内压工况),亦应计入最低工作温度(低温冲击/脆断风险)。
  2. 金属壁温可能高于流体温度的场合(紧邻加热炉、伴热、日晒、无保温高温表面),按金属实际达到的温度取设计温度;有内隔热/衬里时,可取隔热/衬里外表面温度加温升。
  3. 环境温度下限:寒冷地区无保温管道取当地历年极端最低温度(防脆断);环境温度上限取夏季极端最高(含太阳辐射)用于无保温外压/支承计算。
  4. 0℃ 及以下或低温工况须校核材料低温冲击韧性(见 §6.3 材料限制、低温用钢牌号选用)。
  5. 开停车、再生、热态考核等瞬态/特殊工况的温度亦应纳入最苛刻组合研判。
  • 据此判定管道级别 GC1/GC2/GC3(GB/T 20801.1 第4章、TSG D0001 附件A),决定后续选材、焊接与 NDT 严格程度。

提示(info)

GC 级别是什么? GC(工业管道)分级按介质危害程度划分:GC1 为最高危害(如极度/高度毒性、可燃且设计压力/温度较高、长途输送等),GC2 次之,GC3 最低。级别越高,材料限制越严(如 GC1 禁用碳素结构钢、禁用螺纹阀盖)、焊接 NDT 比例越高。具体判定见 GB/T 20801.1 第 4 章及 TSG D0001 附件 A。

# 1.2 管道材料等级表(PMS,Pipe Material Specification)

  • 按介质-压力-温度编制 PMS,统一规定管材、阀门、管件、法兰、垫片、紧固件材质与标准(详第二章)。
  • 法兰/垫片选型落在此阶段,采用"四步闭环"(见第四/五章)。

# 1.3 管道布置设计(化工工艺设计手册 第38章 6.1~6.7)

  • 先出管道平面/立面布置图(管廊、走向、标高、连接方式)。
  • 单元配管:塔(6.4.1)、立式容器(6.4.2)、泵(6.4.3)、冷换设备(6.4.4)、压缩机(6.4.5)、汽轮机(6.4.6)、排放管(6.4.7)、取样管(6.4.8)、双阀(6.4.9)、一次仪表(6.4.10)、防静电(6.4.11);及公用工程管道(蒸汽/上下水/压缩空气,6.5)。

# 1.4 管道尺寸(管径)计算(流量→内径→公称直径,HG/T 20570.6 / GB 50316 §7.1 / 化工手册第33章)

提示(default)

为何要单独计算管径? PMS 与实际管线上写的 "DN50 / DN100" 并非随意选定——它由"流量 + 允许流速(或允许压力降)"推导而来。管径偏小则流速过高、阻力大、易冲蚀/水锤;偏大会浪费管材与投资。因此管径确定是配管设计的量化起点,应在壁厚计算之前完成。

① 由流量与设定流速初算内径(最常用,HG/T 20570.6 式 1.0.3-1/2;GB 50316 式 7.1.4;化工手册式 33-20/21)

d=18.8 Vfu=18.8 Wu ρ(mm)d = 18.8\,\sqrt{\frac{V_f}{u}} = 18.8\,\sqrt{\frac{W}{u\,\rho}} \quad (\text{mm})

式中:

  • d = 管道内径(mm)
  • V_f(或 v_0)= 操作条件下体积流量(m³/h)
  • W(或 G)= 质量流量(kg/h)
  • ρ = 操作条件下介质密度(kg/m³)
  • u = 管内平均流速(m/s),按介质由推荐流速表选取

推导本质:由连续方程 u = 4·V_f/(3600·π·d²) 反解 d,系数 18.8 = √(4×10⁶/(3600π)),使流量单位为 m³/h、流速 m/s、结果 mm。

② 再由内径圆整到标准公称直径(DN)

初算内径须向上取入管子标准系列(HG/T 20553 A/B 系列的外径 + 标准壁厚),得到 DN(公称直径,Nominal Diameter);取定后须复核实际流速 u = 4·V_f/(3600·π·D_i²) 是否落在推荐区间,避免圆整后流速超标。

③ 推荐流速(经济流速)参考值

常用介质流速推荐(化工手册表 33-5 / HG/T 20570.6 表 2.0.1,单位 m/s):

介质 / 工况 推荐流速 备注
水及类似液体(泵入口) 0.5~2.0 离心泵吸入 1.52(常温)、0.51.5(70~110℃)
水及类似液体(泵出口/排出) 1.5~3.0 往复泵排出 1~2
黏度油(运动黏度 1~28 mm²/s) 1.2~2.5 黏度越大越慢(便查手册表 1.2.7)
黏度油(>438 mm²/s) 0.8~1.0 高黏油慢速
饱和蒸汽 20~30 过热蒸汽 30~45
过热蒸汽(大口径) 50~70 降低压降
压缩空气(<1.0 MPa) 20~30 >1.0 MPa 取 10~15
压缩空气(>1.0 MPa) 10~15 防冲蚀
易燃易爆气体(乙炔/煤气/油汽) ≤30 安全流速限制
真空管道 较低 兼顾阻力与防积液

提示(warning)

安全流速(防爆/防冲蚀):易燃易爆介质(如乙炔、煤气、油汽)须控制流速在爆炸下限对应安全值以下,并避免静电积聚;含固体颗粒/浆液流速应维持在使颗粒不沉积的下限(一般 1.5~4 m/s)。切勿只按经济流速取上限。

④ 由允许压力降控制值初算内径(当流速受系统约束时,HG/T 20570.6 式 1.0.4-1/2;化工手册式 33-22/23)

d=18.61 W0.38 ρ−0.207 μ0.033 Δp100−0.207(mm)d = 18.61\,W^{0.38}\,\rho^{-0.207}\,\mu^{0.033}\,\Delta p_{100}^{-0.207} \quad (\text{mm})

或按体积流量:

d=18.61 Vf0.38 ρ0.173 μ0.033 Δp100−0.207d = 18.61\,V_f^{0.38}\,\rho^{0.173}\,\mu^{0.033}\,\Delta p_{100}^{-0.207}

式中:

  • μ = 动力黏度(Pa·s)
  • Δp_{100} = 每 100 m 计算管长允许压力降控制值(kPa),按 HG/T 20570.6 表 2.0.2 选取(一般工艺管道约 0.5~5 kPa/100m,视泵扬程与允许阻力分配)

此法用于:当管道由固定设备(泵/压缩机/风机)驱动、或系统压力降由阻力确定时,按"允许压降"反推管径比按经验流速更准。

⑤ 算例(化工手册例 4 实测数据)

液相出料 12 m³/h,ρ=616 kg/m³,取 u=1.5 m/s:

D=0.0188121.5=0.053 m=53 mm  ⇒  初估 DN50D = 0.0188\sqrt{\frac{12}{1.5}} = 0.053\,\text{m} = 53\,\text{mm} \;\Rightarrow\; \text{初估 DN50}

复核 DN50(内径约 50 mm)实际流速 u = 12/(3600·π·0.05²/4) = 1.70 m/s,在推荐范围内,故 DN50 成立。

提示(info)

管径与壁厚的逻辑顺序:先由本节定 内径→DN,再进入 1.5 节按设计压力与 DN 对应的外径做 壁厚计算。内径是"流量决定",壁厚是"压力决定",二者共同锁定一根管子的完整规格(如 DN50 Sch.40 / DN100×5.0 mm)。

# 1.5 管道壁厚计算(GB/T 20801.1 §6.6,设计核心量化步骤)

提示(default)

为何单列壁厚计算? 许多初学者把 PMS 中"壁厚/Sch. 表号"当作查表即得,实则它来自压力设计公式。下面公式直接决定管子是否够厚、该选 Sch.40 还是 Sch.80。

直管内压设计(§6.6.1.1)

符号含义:

  • P = 设计压力(MPa)
  • D = 管外径名义值(mm)
  • S = 设计温度下材料许用应力(MPa,由表 B.1 查取)
  • Φ(Phi)= 焊接接头系数
  • W = 高温强度降低系数(非蠕变温度通常取 1.0)
  • Y = 温度修正系数(常温铁素体钢取 0.4)
  • C = 厚度附加量 = 腐蚀/冲蚀裕量 C₂ + 机械加工深度 C₃(C₁ 为材料厚度负偏差,由材料标准定)

当 t < D/6 时,计算厚度 t 按公式(1):

t=P D2 (S Φ W+P Y)t = \frac{P\,D}{2\,(S\,\Phi\,W + P\,Y)}

设计厚度 t_d = t + C(C₂ 为腐蚀裕量)。最终名义厚度须向上圆整到标准系列(Sch. 或 mm)。

提示(info)

Sch. 表号 vs 毫米壁厚:Sch. 是美标壁厚序列(Sch.20/40/80/160,STD/XS/XXS,5S/10S/40S/80S)。例如 DN400 的 Sch.30 对应实测壁厚 9.52 mm,Sch.40 对应 12.7 mm。DN≤250 时 Sch.40 ≈ STD。工程可在 PMS 中写"mm"或"Sch. 表号"二者之一。

弯管/弯头内压设计(§6.6.2):计算厚度(位于 α/2 处)按公式(3),并用系数 I 修正:

tw=P D2(S Φ WI+P Y)t_w = \frac{P\,D}{2\left(\frac{S\,\Phi\,W}{I}+P\,Y\right)}

  • 内侧厚度:I = (4(R/D)-1)/(4(R/D)-2)
  • 外侧厚度:I = (4(R/D)+1)/(4(R/D)+2)
  • 中心线侧壁:I = 1.0
  • 弯管弯曲半径一般取 R ≥ 3D;成型后端部最小厚度不小于直管设计厚度 t_d。

外压(真空)设计(§6.6.1.3):按 GB/T 150.3 以 P ≤ [P] 准则确定;碳钢/低合金钢/奥氏体不锈钢及铸铁直管当 L/D ≥ 25 且 D/T_e ≥ 65、设计温度 ≤300℃ 时,许用外压 [P] = (2.2/3)·E·(T_e/D)³。

# 1.6 管道应力分析(手册第41章;HG/T 20519 §6)

  • 必做范围:设计温度 ≤-50℃ 或 ≥100℃;管廊长距离无绝热、端点大位移、大管带小管等亦列入;与已运行合格管道"完全相同/几乎无变化"者可豁免。
  • 三方法:经验判断法(类比)、简单分析法(ASME B31.3 图表对 L/Z 形解析)、详细分析法(CAESAR II / AutoPIPE 计算机法)。
  • 内容:静力分析 + 动力分析。

提示(default)

一次应力与二次应力的本质区别

  • 一次应力(primary stress):由压力、重力、支吊架反力等持续荷载产生,非自限性——超过屈服强度会使管道整体变形直至破坏。需满足"持久荷载 ≤ 许用应力,组合 ≤ 1.33 倍"(TSG D0001 §47)。
  • 二次应力(secondary stress):由热胀冷缩、冷紧、设备沉降等产生,自限性——局部屈服后应力自动下降,破坏形式是反复交变下的疲劳。许用值采用"应力范围 + 交变次数"控制。

主要公式(手册第41章):

  • 环向应力:σ_c = P·D/(2t) (41-1)
  • 轴向应力:σ_l = σ_1 + σ_2 + σ_3(压力 + 弯曲 + 拉伸,41-2)
  • 热胀合成应力:σ_E = √[(σ_a+σ_b)² + 4τ²](41-3)
  • 摩擦系数:钢对钢滑动 μ=0.3、滚动 μ=0.1、不锈钢对 PTFE μ=0.1、钢对混凝土 μ=0.6
  • 调整手段:调整支吊架、增加自然补偿、增设柔性补偿装置(膨胀节)、冷紧。

许用位移应力范围与柔性判据(GB 50316 §3.2.7~3.2.8,二次应力校核核心)

[σ]A=f(1.25 [σ]c+0.25 [σ]h)[\sigma]_A = f\left(1.25\,[\sigma]_c + 0.25\,[\sigma]_h\right)

当 [σ]h>σL[\sigma]_h > \sigma_L(σL\sigma_L 为压力+重力等持续荷载产生的纵向应力之和)时,其差值可计入:

[σ]A=f[ 1.25([σ]c+[σ]h)−σL ][\sigma]_A = f\left[\,1.25\left([\sigma]_c+[\sigma]_h\right)-\sigma_L\,\right]

  • [σ]c[\sigma]_c、[σ]h[\sigma]_h —— 冷态(预计最低温度)/热态(预计最高温度)许用应力(MPa);
  • 位移应力范围减小系数 ff 按当量循环次数 NN 取值(§3.2.7 表):N≤7000 时 f=1.0;≤14000→0.9;≤22000→0.8;≤45000→0.7;≤100000→0.6;≤200000→0.5;≤700000→0.4;≤2000000→0.3;当量循环次数 N=NE+∑rj5NjN=N_E+\sum r_j^{5}N_j(§3.2.7-3);
  • 持续+偶然荷载合成纵向应力须满足(§3.2.8):PDi2Do2−Di2+0.75 i MA+MBW≤KT[σ]h\dfrac{P D_i^{2}}{D_o^{2}-D_i^{2}}+0.75\,i\,\dfrac{M_A+M_B}{W}\le K_T[\sigma]_h,偶然荷载短时 KT=1.33K_T=1.33(≤10 h/次、≤100 h/年)、较长 KT=1.2K_T=1.2(≤50 h/次、≤500 h/年);直管/弯管/等径三通截面系数 W=π(Do4−Di4)32DoW=\dfrac{\pi\left(D_o^{4}-D_i^{4}\right)}{32 D_o}(§9.4.3.1)。

# 1.7 管道轴测图(单线图,ISO)与支吊架

  • 由三维模型(PDMS/Aveva)或布置图生成轴测图,含尺寸、管件标记、流向、端点坐标,自动生成管段材料表、切割长度表。
  • 支吊架编号、表示、定位(手册第38章 §7):水平管标定位尺寸;垂直管标支架顶面或支承面(平台/楼板/梁面)标高。

提示(info)

支吊架的五大功能类型(与 CAESAR II 三大类对应):

  1. 固定支架:限制全部线位移与角位移,用于分段、承受热膨胀推力(如主蒸汽管道分段点)。
  2. 滑动支架:允许轴向自由滑动,仅承重,最常用。
  3. 导向支架:允许轴向位移、限制横向位移,防跑偏(Π 型补偿器两侧须设)。
  4. 可变弹簧支吊架:垂直位移 0~13 mm 时用,荷载变化系数按 fs=ΔKs/FH×100%f_s=\Delta K_s/F_H\times100\% 计算,不应大于 35%;重要管道及与敏感设备相连的管道不宜大于 25%(GB 50316 §10.5.6.1)。
  5. 恒力弹簧支吊架:垂直位移 >13 mm 时用,恒定度 ≤6%,主蒸汽/再热蒸汽高温高压管。

CAESAR II 归纳为三类:承重支吊架(刚性/可调刚性/弹簧/恒力)、限制性支吊架(固定/限位/导向)、防振支架。

# 1.8 校核、会签与归档

  • 配管图校核(手册38章 9):图面校核 + 与土建/设备/P&ID 等专业条件校核。
  • 设计文件按 TSG D0001 §36 归档:图纸目录、工程规定、管道数据表、设备布置图、管道平面布置图、轴测图、强度计算书、管道应力分析书、施工安装说明书。
  • §37:图纸目录与管道平面布置图须加盖设计单位设计许可印章;§39:数据表/材料等级表/布置图/强度与应力计算书须设计-校核-审核三级签字,GC1 级材料等级表与应力分析书还需审定人签字。

# 阶段二 · 施工安装(Construction,GB/T 20801.1 §7;动力管道设计手册第16章)

# 2.1 元件与材料检验

管材/阀门/管件/焊接材料进场核验质量证明文件;阀门做强度与密封试验;核对材质、规格、标准号。要点(GB 50235-2010 §4.1~4.2;GB/T 20801.1-2025 §7.2):

  • 质量证明文件(GB 50235 §4.1.1):每批或逐件提供盖制造单位质量检验章的产品质量证明文件;实行监督检验的压力管道元件还应有监检证书。文件含标准号、规格型号、材料牌号、炉批号、化学成分、力学性能、交货状态、质量等级及 NDT/耐压/型式试验结果。
  • 核对与外观(§4.1.2):使用前核对材质、规格、型号、数量、标识,逐个做外观质量与几何尺寸检查;标识应清晰完整、可追溯到质量证明文件。对性能数据有异议未解决前不得使用(§4.1.3);不合格品做好标识并隔离(§4.1.8)。
  • 材质光谱复查(PMI):铬钼合金钢、含镍低温钢、不锈钢、镍及镍合金、钛及钛合金管道组成件,使用前应光谱分析复查材质并做标识(§4.1.4);复查数量(GB/T 20801.1-2025 §7.2.3):GC1 级管道每检验批 100%,其他管道每检验批抽 10% 且不少于 1 件(检验批=同炉批号、同型号规格、同时到货)。
  • 专项试验文件:低温冲击韧性(设计文件规定时,§4.1.5)、晶间腐蚀试验(不锈钢/镍合金,§4.1.6)由供货方提供结果文件。
  • 阀门检验(GB 50235 §4.2):安装前外观检查(阀体完好、启闭灵活、阀杆无歪斜卡涩);壳体试验压力=20℃ 最大允许工作压力的 1.5 倍,密封试验=1.1 倍,上密封试验=1.1 倍(§4.2.4/4.2.5),保压不少于 5 min(§4.2.6);不锈钢阀门试验用水 Cl⁻≤25 ppm(§4.2.3)。试验数量(GB/T 20801.1-2025 §7.2.4):GC1 逐个做壳体+密封试验;GC2 每批抽 10%;GC3 每批抽 5%;经建设单位同意、制造厂逐件见证试验并有记录者可免。安全阀按 TSG ZF001 校验并铅封(§4.2.11)。夹套阀门的夹套部分按设计压力 1.5 倍试验(§4.2.8)。
  • 保管:不锈钢、有色金属元件运输储存期间不得与碳素钢、低合金钢接触(§4.1.9)。

# 2.2 工厂化预制(§7.1/§7.3)

切割、弯管、卷管、翻边、夹套、支吊架制作;管段标记材质/DN/管段号;坡口及边缘 20 mm 不涂漆;不锈钢与碳钢隔离装运。

# 2.3 焊接、PWHT 与 NDT(§7.4 / §7.5)

  • 焊接工艺评定按 NB/T 47014,焊工技能评定按 TSG Z6002;施焊前编制 WPS(焊接工艺规程),含坡口、预热、道间温度、PWHT、保护气体。
  • 不锈钢等采用 GTAW(钨极惰性气体保护焊) 打底。
  • 预热(§7.5.2):最低预热温度按表 35(材料类别 × 较厚件名义壁厚);不同材料焊接取较高预热温度;道间温度不应低于预热温度,且:
  • 碳钢和低合金钢道间温度不宜高于 315℃;
  • 奥氏体不锈钢、镍及镍合金不宜高于 150℃;
  • 双相不锈钢按壁厚 50~120℃ 控制;
  • 马氏体不锈钢不应高于 315℃。
  • 焊缝 NDT(无损检测)按比例,GC1 比例最高(详阶段三)。

提示(warning)

返修与中断焊接:具有延迟裂纹倾向材料(如某些低合金高强钢)的焊接接头应在焊接完成 24 h 后进行无损检测(§8.3.3.3.3);具有再热裂纹倾向材料在焊接及热处理后各做一次表面 NDT。铬钼钢、9Cr-1Mo-V、马氏体不锈钢施焊全过程须保持不低于最低预热温度。

# 2.4 现场安装(手册16.5)

支吊架、阀门、补偿装置、与设备连接(§7.5)、静电接地;氧/乙炔/氢/天然气/爆炸性气体管道专项。

# 阶段三 · 检验与试验(Inspection & Test,§8;手册16.6/16.7)

# 3.1 检查与 NDT(手册16.6)

外观检查、焊缝表面 NDT、射线/超声、硬度及其他、第三方检测。

无损检测方法(GB/T 20801.1 §8.3.3,标准均按 NB/T 47013 系列):

  • RT 射线检测(NB/T 47013.2/47013.11/47013.14):技术等级不低于 AB 级;100% 检查的焊接接头合格级别不低于 Ⅱ 级,局部/抽样检查合格级别不低于 Ⅲ 级(§8.3.3.2.2)。
  • UT 超声检测(NB/T 47013.3/47013.10/47013.15):脉冲反射法技术等级不低于 B 级,100% 检查合格级别为 Ⅰ 级、局部/抽样为 Ⅱ 级;TOFD 检测技术等级原则上不低于 B 级、合格级别不低于Ⅱ级(§8.3.3.2.3)。
  • MT 磁粉 / PT 渗透检测(NB/T 47013.4/47013.5):表面无损检测,合格级别均为 Ⅰ 级;现场对接接头、支管连接、角焊缝检测比例不低于表 42。铁磁性材料表面检测优先磁粉检测。

检查比例(§8.3.3.2.1,关键数字):

  • DN<500:按表 42 比例对环向对接接头抽样检测,且不少于 1 个环缝;被检环缝须包括整个圆周;固定焊环缝抽样比例不少于检测数量的 40%。
  • DN≥500:每条环缝按表 42 比例局部检测,检查长度不小于 150 mm。
  • 纵向对接接头按表 44:接头系数 ΦW≤0.85 时目视 100%、不要求 RT/UT;ΦW=0.90 时目视 100%+RT/UT 10%;ΦW=1.00 时目视 100%+RT/UT 100%。
  • 高温蠕变工况铬钼合金钢管子和管件的焊接接头:100% RT 或 UT。
  • 被检焊缝须覆盖每个焊工/焊接操作工所焊焊缝,并尽量包含与纵缝的交叉点;环纵缝相交时应包括检查长度不小于 38 mm 的相邻纵缝。
  • GB 50184 §8.2.1 按焊缝检查等级把 NDT 比例分为 100% / 20% / 10% / 5% / 不要求 五档(含表面与内部检测),设计文件可高于此最低要求。

# 3.2 压力试验(§8.6)

液压试验(首选):

  • 试验压力 ≥ 1.5 倍设计压力;

  • 当试验温度低于设计温度时,按公式(54)修正:

    pT=1.5 p S1S2p_T = 1.5\,p\,\frac{S_1}{S_2}

    式中 S₁ = 试验温度许用应力,S₂ = 设计温度许用应力;多材料取 S₁/S₂ 最小值;

  • 与容器同系统时:管道压力 ≤ 容器试验压力按管道试;管道压力 > 容器压力且无法隔离、且容器压力 ≥77% 公式(54)计算值时,经建设/设计单位同意可按容器压力试。

提示(info)

公式(54)的物理含义:当设计温度高于试验温度(高温管道常温试压)时,试验温度下材料许用应力 S₁ 高于设计温度下 S₂,比值 S₁/S₂>1。若仍按 1.5 倍设计压力试,所达应力低于高温服役水平、考核不足,故乘以 S₁/S₂ 将试验压力提高,使其与高温服役状态相当(GB/T 20801.1-2025 §8.6.1.3b、GB 50235 §8.6.4 条文说明);并非把试验压低。但若算得的试验压力使试验温度下周向/纵向应力超过屈服强度,或超过 1.5 倍元件额定值,则应降到不超屈服/额定值的最大压力(§8.6.1.3d)。

气压试验:

  • 试验压力 ≥ 1.1 倍设计压力,且 ≤ 以下较小者:① 1.33 倍设计压力;② 管道屈服强度极限的 90%;
  • 试验温度至少高于材料最低允许金属温度 17℃;介质须干燥洁净空气/氮气等不可燃无毒气体;
  • 须装压力泄放装置(设定 ≤1.1× 试验压力);
  • 试验压力 >1.6 MPa 需建设/设计/安装单位同意(注:气压储能约为液压 2500 余倍,风险极高);
  • 步骤:预试验约 0.2 MPa → 逐级升至 50% 初检 → 每级 10% 升压、每级稳压 3 min → 降至设计压力用发泡剂查漏。

提示(danger)

压力试验免除(§8.6.1.7):须同时满足① 环向/纵向/螺旋焊焊缝 100% RT 或 UT,其余焊缝 100% MT/PT;② 已通过第 6 章柔性分析;③ 已通过敏感性泄漏试验合格。三者缺一不可,否则必须做压力试验。

  • 泄漏试验(§8.7):按介质特性做气密/氨/卤素等。

# 3.3 吹扫与清洗(手册16.7)

水冲洗、空气吹扫、蒸汽吹扫、脱脂、化学清洗、油清洗,按介质与洁净度选择。方法选定与参数(GB 50235-2010 §9.1~9.4;GB/T 20801.4 §12.1):

方法 适用 关键参数与合格标准
人工清理 DN≥600 的液体或气体管道 §9.1.2-1
水冲洗 DN<600 液体管道 最大流量、流速 ≥1.5 m/s;连续冲洗,排出口水色透明度与入口目测一致为合格;暂不运行时排净吹干
空气吹扫 DN<600 气体管道 流速 ≥20 m/s,吹扫压力≤设计压力;排气口设贴白布/涂白漆木靶板,吹 5 min 靶板无铁锈尘土水分为合格;忌油管道用无油空气;大系统可用"空气爆破法"(充气压力 ≤0.5 MPa)
蒸汽吹扫 蒸汽管道(非热力管道不得用) 大流量蒸汽、流速 ≥30 m/s;先暖管疏水、查热位移;按加热→冷却→再加热循环;通往汽轮机的管道吹后靶板检验;排放管固定于室外、管口斜朝上、直径不小于被吹扫管
化学清洗 / 脱脂 / 油清洗 设计文件规定(酸洗、氧气管道脱脂、润滑油系统油清洗) 与无关设备隔离;强氧化性流体(氧/氟)管道装配后安装前分段脱脂(GB/T 20801.4 §12.1.2);化学清洗合格不能及时投运的应封闭或充氮保护

通用规定:压力试验合格后进行,编制吹洗方案(§9.1.1);吹洗前拆除仪表、孔板、喷嘴、滤网、节流阀、调节阀、电磁阀、安全阀、止回阀阀芯等并以模拟体/临时短管替代(§9.1.5);按主管→支管→疏排管顺序(§9.1.6);设禁区警戒线并挂牌(§9.1.8);合格后填写吹扫与清洗检查记录(§9.1.13)。

# 阶段四 · 绝热、防腐、标识与试运行(Commissioning,手册第42章、16.8/16.9/16.10)

  • 绝热与伴热(第42章):保温/保冷计算、伴管/夹套/电伴热(满足工艺温度与防烫/防凝)。
  • 防腐涂漆(16.8):按设计要求;不锈钢/有色金属一般不涂漆。
  • 管道标识(16.9):介质名称、流向、色环。
  • 验收与试运行(16.10):管子/部件/焊材/阀门检验、连接检查、安装检查;合格后试运行/投产,转入操作与定期检验(TSG D0001 在用管理)。

# 第二章 管道材料等级表(PMS)编写

PMS(Pipe Material Specification)是配管设计核心基础文件:以"同一组操作条件(介质/温度/压力)"为单元,把该条件下允许共用的管材、管件、阀门、法兰、垫片、紧固件及特殊件的材质、标准、压力等级、壁厚、密封面一次性规定死;后续 P&ID、布置图、单线图、材料统计只引用一个"等级代号"。

# 2.1 编制依据(四份标准同时满足)

标准 在 PMS 编写中的作用
HG/T 20519-2009 §2 等级代号编码;§3.1 表内容(14 项);§3.3 六类元件填写说明
TSG D0001-2009 §37 工程规定须含 PMS(附件 C 表 C-2);§39 签署要求
GB/T 20801.1-2025 §5 材料选用限制、§6.3 组成件选用——选材强制约束(如 GC1 禁用碳素结构钢)
SH/T 3059-2012 §6.1 材料按管道级别/温度/压力/介质特殊要求选用

# 2.2 管道等级代号(Class Code)编码规则(HG/T 20519 §2.0.1~2.0.4,三单元)

第一单元 — 公称压力(PN)等级,大写字母

  • ASME 系列(A~G,I/J/O/X 不用):A=150LB(2 MPa)、B=300LB(5 MPa)、C=400LB、D=600LB(11 MPa)、E=900LB(15 MPa)、F=1500LB(26 MPa)、G=2500LB(42 MPa)
  • 国内系列(H~Z):H=0.25 MPa、K=0.6 MPa、L=1.0 MPa、M=1.6 MPa、N=2.5 MPa、P=4.0 MPa、Q=6.4 MPa、R=10.0 MPa、S=16.0 MPa、T=20.0 MPa、U=22.0 MPa、V=25.0 MPa、W=32.0 MPa

第二单元 — 等级顺序号,阿拉伯数字 1~9:同一压力+同一材质可列 1~9 个不同系列。

第三单元 — 管道材质类别,大写字母:A=铸铁、B=碳钢、C=普通低合金钢、D=合金钢、E=不锈钢、F=有色金属、G=非金属、H=衬里及内防腐。

示例:L1B = 1.0 MPa 碳钢 第 1 号;M2E = 1.6 MPa 不锈钢 第 2 号。

提示(warning)

编码顺序各标准/工程不一,这是实务高频坑:

  • HG/T 20519 §2.0.1 为"压力-序号-材质"(如 L1B);
  • 化工工艺设计手册第38章 8.1 为"材质-压力-序号"(首位字母表材质、中间数字表压力、末位字母表序号);
  • 另有工程用四单元(材质-压力-密封面-序号,如 B2RF1)。

同一工程必须自洽,并在工程规定中说明采用哪种。

# 2.3 表内容与分表结构

表头(HG/T 20519 §3.1,14 项):工程名称、工程号、等级代号、适用介质范围、适用温度范围、管道公称压力(PN,MPa)、法兰温度-压力表、管道分支表号 + 下方六类元件参数表。

六类元件分表(§3.3 + TSG D0001 附件 C 表 C-2)

分表 必填字段
(一) 管子及管件 名称、DN 范围、材料、制造方法(无缝/对焊/锻制)、端面(BE/PE/TH)、壁厚(mm 或 Sch.)、标准号、版次
(二) 管道连接件(法兰等) 名称、DN、材料、等级、型式及端面(SO/WN/SW)、壁厚、标准号
(三) 阀门 名称、DN、材料、阀芯、压力等级、端部、型式、阀号、标准号
(四) 法兰 名称、DN、PN、材质、标准号、管端加工(SO/WN/SW)、密封端加工(FF/RF/MFM/TG/RJ)、匹配外径系列(A/B)
(五) 垫片 名称、DN、PN、材质、标准号、厚度、密封端形式、形式代号
(六) 紧固件 商品级填材料级别代号;专用级填材质+标准编号

# 2.4 各类元件填写要点与选材约束

  • 管子壁厚:可用 mm 或 Sch. 表号;外径优先 HG/T 20553 A 系列(与 SH/T 3405 一致),淘汰国内 B 系列(手册第38章 1.6)。
  • 法兰/垫片选型(四步闭环):按 PN/Class 定体系 → 压力-温度额定值定等级 → 介质危害性定密封面 → 密封面定垫片形式。数据基础为合订本 HG/T 20592~20635-2009。
  • 材料强制限制(GB/T 20801.1 §5、TSG D0001 §26):GC1 级禁用碳素结构钢;沸腾钢/半镇静钢限非有毒可燃且 PN≤1.6 MPa、温度≤200℃;Q235B 限 PN≤3.0 MPa、温度≤350℃且不得用于极度/高度危害介质;焊接用碳钢/低合金钢含碳量 ≤0.3%。
  • 腐蚀裕量:按介质腐蚀速率定(SH/T 3059 §6.1.14/15:年腐蚀 ≤0.05 mm 充分耐腐蚀;0.050.1 mm 耐腐蚀;0.10.5 mm 尚耐腐蚀;>0.5 mm 不耐腐蚀)。

提示(info)

腐蚀裕量 C₂ 如何进壁厚公式? 第一章公式(1)算出的 t 是"计算厚度",还须加 C₂(腐蚀裕量)+ C₃(机加深度)得到"设计厚度 t_d",再按标准负偏差 C₁ 向上圆整为"名义厚度"。GC1/腐蚀性强介质 C₂ 取值直接决定管子是否够厚,是 PMS 必填项。

提示(info)

选型驱动框架:法兰/管件"系列"和"型号"各由什么决定?(核心方法论)

"系列"与"型号"是两个正交维度,驱动源完全不同,切忌混为一谈:

维度 含义 由什么决定 标准/出处
① 外径系列 钢管外径尺寸体系:A(大外径/Ia/英制)、B(小外径/II/公制) PMS 的"管道外径标准系列号"字段(HG/T 20519 §3.3.8:A/B/S/GY2/GY3);其取值由行业惯例(化工 HG/T 20553 优先 Ia、石化 SH/T 3405 仅大外径)+ 新建(优先 A)/改造接旧(用 B) 决定 HG/T 20553-2011 §2.0.1;SH/T 3405-2017;HG/T 20592 §1.0.3
② 压力体系(PN/Class 等级) 法兰/管件的承压等级系列(PN2.5160 或 Class 1502500) 设计压力 + 设计温度——按标准"压力-温度额定值"折算(高温下许用压力下降);取最苛刻工况组合(GB/T 20801.1 §6.1.1/§6.1.2) GB/T 20801.1 §6.2.1、§6.6.4;HG/T 20592 表 8.2.x
③ 类型/密封面/型号 法兰类型(WN/SO/PL/IF/SW/Th)、密封面(RF/FF/MFM/TG/RJ)、管件类型(弯头/三通/异径管)、阀门型号 介质危害性 + 管道级别(GC1/2/3) + 循环工况 + 连接方式(焊接/法兰/螺纹) + 工艺要求(拆装/空间);且必须落在该类型在标准的 DN×PN 允许包络内 HG/T 20592 §3.1.4(类型)、§3.2.2(密封面);GB/T 20801.1 §6.3.8(法兰)、§6.3.7(支管)、§6.4.3(法兰连接);SH/T 3059 §7.3.1、§7.2.1

总开关 = PMS 管道材料等级表:由材料专业按"设计输入(介质/温度/压力/腐蚀/GC 级别)"编制(HG/T 20519 §3.1.1),把①外径系列、②压力等级、③材质与类型一次性固化;配管工程师照表引用(引用等级代号)+ 按工况校核(斜接弯头/大分支/高温高压等仍须独立校核壁厚与外载)。

经验口诀:压力温度定"等级(PN)",介质级别定"型号(WN/RF…)",行业与新旧定"外径系列(A/B)"——三者各有所依,最后全部收敛到 PMS 一个等级代号。

# 2.5 选用原则(手册第38章 8.2)

  1. 按操作压力、温度确定管道压力等级;化工生产常以 1.0 或 1.6 MPa 起步;公用系统取 1~2 个压力等级。
  2. 同一管材、同一压力等级下,若法兰密封面形式或垫片材质不同,则序号不同——一个压力等级可有多个子等级。
  3. 选材须可追溯:受压元件应有钢厂质量证明文件(SH/T 3059 §6.1.8)。

# 2.6 编制步骤(六步)

  1. 收条件(P&ID/工艺包汇总介质/压力/温度/流量/腐蚀裕量/GC 级别)
  2. 划等级(工况相近管线归并,按 §2 三单元编代号)
  3. 定材料(落实材质/标准/壁厚/Sch./压力-温度额定值,排除禁用组合)
  4. 填六表(逐项填六类元件参数,附法兰温度-压力表与壁厚表)
  5. 编索引(管道等级索引表:代号/物料/介质/温度/压力/管子材料及尺寸)
  6. 签署归档(TSG D0001 §39 三级签字,GC1 加审定;纳入 §36 设计文件)

# 2.7 签署与归档(TSG D0001)

  • §37:工程规定至少含 PMS、防腐、隔热、吹扫清洗、涂色、元件技术条件、设计寿命、制作安装技术条件、试验检验要求。
  • §39:管道数据表、材料等级表、布置图、强度/应力计算书须三级签字;GC1 级材料等级表与应力分析书还需审定人签字。

# 第三章 六类元件填写与选用原则(含详细示例)

提示(default)

本章示例行的来源:均取自 HG/T 20519-2009 §3.3 原表实战行、HG/T 20592 表 3.1.1/3.2.1/3.2.2、HG/T 20606~20613。每行均落到具体标准号,避免"凭经验写型号"。

# 3.1 管子(§3.3.2)

字段:名称|DN|材料|壁厚/表号|标准|端部|系列。

原则:① 外径优先 A 系列;② 壁厚用 mm 或 Sch.(DN≤250 Sch.40≈STD);③ 端部 BE 主流,PE/TH 仅小口径非危险;④ GC1 禁用碳素结构钢。

名称 DN 材料 壁厚/表号 标准 端部 系列
无缝钢管 15~50 20 2.5~3.5 GB/T 8163 BE B
无缝钢管 150~300 20 4.5~8.0 GB/T 8163 BE B
流体不锈无缝管 15~200 0Cr18Ni9 SCH40S GB/T 14976 BE A

# 3.2 管件(§3.3.7)

提示(warning)

管件不在 PMS 之外,它就在等级表第 6 栏。 HG/T 20519 §3.3 把等级表分成 6 类材料:§3.3.2 管道类、§3.3.3 阀门类、§3.3.4 法兰类、§3.3.5 垫片类、§3.3.6 紧固件类、§3.3.7 管件类。管件与管子"材质、压力等级或壁厚规格一致或相当"(SH/T 3059 §7.2.1),所以很多设计院的管件类行只写"材质 + 标准"两列(如 弯头 | 20 | GB/T 12459),DN/PN/外径系列/壁厚不再单列——因为它们与同等级的管道类行完全相同,列出来是冗余。

管件类行只写材质+标准时,其余参数这样取(全部继承同等级管子,无需另选):

  • 材质:抄管件类行的"材质"列(如 20#);

  • 标准:抄管件类行的"标准"列(对焊 GB/T 12459 / 承插焊 GB/T 14383 / Olet GB/T 19326);

  • DN:取该管线实际的公称直径(布置图走线决定,或同等级管道类行的 DN 范围);

  • PN:取等级表头部"公称压力"(整张表一个 PN,如 1.6 MPa);

  • 外径系列:取管道类行的"管道外径标准系列号"(A/Ia 或 B/II,与管子同);

  • 壁厚(Sch):取管道类行的"壁厚或表号"(如 Sch40,与管子同档)。

    所以"其他管件怎么选"的第一层(规格)不是去别处选,而是管件类行(材质+标准) + 管道类行(DN/外径系列/Sch) + 表头(PN) 三处拼出来。等级表只不定"这条线在哪儿需要弯头、用长半径还是短半径、立管用同心还是偏心",那是由管道布置图/工艺路由决定的几何形式,属于第 2 层"选型"。以 L1B 等级表样例为证:弯头/三通/异径管 材料=20、标准=GB/T 12459-2005、管端=BE、系列号=B,与管子同档;管道类行则另载外径系列号(B)与壁厚(如 DN100 壁厚 4mm)。

字段:名称|DN|PN|材料|标准|外径系列。

原则:① 对焊管件优先 GB/T 12459(无缝)/GB/T 13401(焊接),石化用 SH/T 3408;② 弯头优先长半径 1.5D(R=1.5DN),空间受限才用短半径 1.0D;③ 异径管同心(CON,立管/泵入口)与偏心(ECC,水平管防积液、管底平);④ 材质壁厚须与相连管子一致。

提示(info)

"材质确定后"怎么选其他管件——三步硬动作(不再空话)

材质只是管件选择的一个输入栏(决定"材料栏"填什么),真正起点是管线号 + PMS 等级表。除材质外还必须读出 DN、Sch(壁厚)、外径系列(Ia/II 或 A/B)、介质与工况(T/P、GC 级别)。

第一步 选几何类型:拐弯→弯头;分流→三通/Olet;变径→异径管;封口→管帽;接小仪表→半管接头(≤DN50)。

第二步 选具体型式:弯头优先长半径 90EL(R=1.5DN),空间不够才短半径 90ES(R=1.0DN) 且最高工作压力≤长半径 0.8 倍(SH/T 3059 §7.2.2);异径管立管→同心 RC、水平管→偏心 RE(泵入口顶平);分支支管≥主管 1/2→整体三通 TR,小支管→Olet 支管台。

第三步 锁参数+写型号:材料栏=与管子同牌号(20#)、壁厚=同 Sch、外径系列=同(Ia 省略/II 必标 (B))、标准号按行业(对焊 GB/T 12459/13401、石化 SH/T 3408;承插焊/螺纹 ≤DN50 用 GB/T 14383;Olet 用 GB/T 19326/SH/T 3410)。

完整实例(管线:20# GB/T 8163,DN100,Sch40,Ia 系列 OD114.3,PN16,可燃非 GC1):

90°拐弯→90EL DN100 Sch40 20# GB/T 12459;梁下空间不够→90ES DN100 Sch40 20# GB/T 12459(压力×0.8);45°转角→45EL DN100 Sch40 20# GB/T 12459;水平变径 100→50→RE DN100×50 Sch40 20# GB/T 12459;立管变径→RC DN100×50 Sch40 20# GB/T 12459;封口→C DN100 Sch40 20# GB/T 12459;分支 100→25(Db/Dh=0.25)→BW OLET DN100×25 Sch40 20# GB/T 19326(免补强);分支 100→80(Db/Dh=0.8)→TR DN100×80 Sch40 20# GB/T 12459(整体三通);仪表支管 100→15→Half Coupling SW DN100×15 20# SH/T 3410;≤DN50 对接→SW 90EL DN50 Sch40 20# GB/T 14383。II 系列须标 (B):90EL DN100(B) Sch40 20# GB/T 12459。

支管连接决策:Db/Dh≤1/4 且支管≤DN50→半管接头/承插焊支管座(免算, §6.3.7.4);小支管→Olet 支管台(整体补强免算);≥1/2→整体三通(禁用补强板);GC1/剧烈循环→整体补强 Olet 或三通(不宜补强板 §8.7.5);P≥2MPa 且 T>250℃ 或 Db/Dh>0.8→宜三通/斜三通(§7.9.3)。

GB/T 12459 代号:90EL/90ES(长/短半径弯头)、45EL、RC/RE(同心/偏心异径管)、TS/TR(等径/异径三通)、C(管帽)、LJL/LJS(翻边短节);焊接管件加 W 前缀(W90EL)。

提示(info)

弯头(Elbow)选型专项——弯头是管道拐弯的"标准预制对焊管件"(工厂按 GB/T 12459 制成、一般无直边),与"弯管(bend,现场/预制厂弯直管、两端带直边、R≥3D)"是两类东西(压力设计同 §6.3.7,但制造与归属不同,见 §10)。选弯头 = 定"角度 + 弯曲半径 + 连接型式/标准 + 规格",几何只有转向一种,核心在半径与连接方式:

  • ① 定角度:90°(正交转向,最常用、占管件约 80%)、45°(缓转向、补偿热位移、降扰流)、180°(U 型回弯/换热器管程)。非标角度(30°/60°/75° 等)制造商可按需制造(GB/T 12459 §6.2.3),中心至端面按 B_s = A·tan(θ/2) 计算。
  • ② 定弯曲半径(最关键):
    • 长半径 90EL/45EL(R=1.5DN)优先——压降小、冲刷轻、应力低,无条件时默认选(SH/T 3059 §7.2.2 长半径优先;GB/T 12459 表2)。
    • 短半径 90ES(R=1.0DN)仅空间受限用——紧凑处(锅炉烟道、夹套外管、梁下);代价:MAWP 取长半径的 0.8 倍(SH/T 3059 §7.2.2;GB/T 20801.1 §6.3.5.2:内弧侧壁厚不足 1.25 倍设计厚时 MAWP≤80%)。
    • 3D 弯头(R=3.0DN,90E3D/45E3D)——固/液两相、磨蚀、要求低阻力/低扰动处(催化剂输送、浆液、涂料);承压系数更高(见下)。
    • 现场弯管(bend,R≥3D~5D/10D)——大半径降阻、自然补偿、或标准弯头半径不够时;两端带直边,按 GB/T 20801 §6.3.7 设计,制作前壁厚 R≥3D 取 1.25t_d、R≥6D 取 1.06t_d(实施指南表10-4)。
    • 承压系数 Rb(GB/T 20801 实施指南表10-5,越大越接近直管):R=1.0D→0.67、R=1.5D→0.80、R=3D→0.91、R=5D→0.95、R=10D→0.97。半径越大承压越接近直管,短半径最弱。
  • ③ 定连接型式与标准:
    • ≥DN50 或压力管道 → 对焊弯头:GB/T 12459(无缝,Ia/II)、GB/T 13401(钢板制对焊)、石化 SH/T 3408;焊接管件加 W 前缀(W90EL)。
    • ≤DN40 / 需拆装 / 低压无毒 → 承插焊或螺纹弯头:GB/T 14383 / SH/T 3410(螺纹 ≤DN40,SHA/剧烈循环禁螺纹;承插焊 ≤DN50,GC1/剧烈循环 DN>50 禁承插焊)。
  • ④ 定规格(抄 PMS):材质/标准来自管件类行;DN/外径系列(A/B)/Sch 来自管道类行;PN 来自表头;材质壁厚与相连管子一致或相当(SH/T 3059 §7.2.1)。外径系列 II 须标 (B)。
  • ⑤ 边界与禁用:斜接弯头(虾米腰)单节转向 >45° 不宜用于有毒/可燃/振动/交变载荷管道(GB/T 20801 §5.1.4.1);GC1 与剧烈循环慎用短半径(承压弱+应力集中);耐磨/腐蚀工况可加厚或衬里(如 3D 衬陶瓷)。
  • 型号写法:90EL DN100 Sch40 20# GB/T 12459(长半径,I 系列省略);90ES DN100 Sch40 20# GB/T 12459(短半径,压力×0.8);45EL DN100 Sch40 20# GB/T 12459;SW 90EL DN50 Sch40 20# GB/T 14383(承插焊);II 系列:90EL DN100(B) Sch40 20# GB/T 12459。

提示(info)
【多用于/典型场合】:弯头用于一切管道拐弯转向处——90° 长半径(R=1.5DN)是最通用的转向件,约占管件用量 80%;45° 用于缓转/补偿/降扰流;180° 用于 U 型回弯;3D 弯头与现场弯管(bend)用于固液两相、磨蚀、低阻降扰或自然补偿(R≥3D)。

管帽(Cap)选型专项——管帽是封闭管道末端的专用管件(别名:管子盖、堵头、闷头),作用与管堵相同;焊接的不可拆(割管才能开),螺纹/承插的可拆。它和盲板(法兰盖 BL / 8字盲板)都用来"封",但管帽是管道组成件、焊死在管端,法兰盖 BL 是法兰、可拆、用于检修/试压/预留口(见 §盲板 note)——二者不可混用。

选管帽 = 选"焊接型式 + 规格",几何形式只有一种(封口),所以核心在"怎么连"。

① 焊接型式(按口径/工况,最关键的选择)

  • ≥DN50 或 PN 较高、苛刻介质 → 对焊管帽(BW Cap):强度高、密封可靠、永久连接;标准 GB/T 12459(无缝)/GB/T 13401(钢板制对焊)、石化 SH/T 3408。
  • ≤DN50、需经常拆装、低压无毒 → 承插焊管帽(SW Cap) 或 螺纹管帽(TH Cap):标准 GB/T 14383 / SH/T 3410;螺纹制式 Rc/Rp(GB/T 7306)或 NPT(GB/T 12716)。
  • 口径边界(强制):SH/T 3059 §7.8.1 规定 ≤DN40 宜承插焊、≥DN50 宜对焊;§7.8.2 螺纹宜 ≤DN40;SHA 类管道和剧烈循环工况禁用螺纹(§7.8.1g/§7.8.2g);GB/T 20801 §6.4.2.3c GC1 级及剧烈循环工况、DN>50 不准用承插焊。

② 规格(材质/PN/壁厚/外径系列)= 照抄 PMS,与管子一致或相当

  • 材料/标准来自 PMS 管件类行(§3.3.7,管帽与弯头/三通同列);DN/外径系列/Sch 来自管道类行;PN 来自表头。
  • SH/T 3059 §7.2.1:管帽等管件"材质、压力等级或壁厚规格应与所连接管子一致或相当"。

③ 壁厚校核

  • 一般与管子同 Sch(GB/T 12459 对焊管帽最小壁厚随管子);对焊管件壁厚计算按 GB/T 20801 §6.6(管帽属对焊管件,§6.3.2);GC1/剧烈循环对焊管帽须满足 GB/T 12459 附录 B 最小壁厚要求(§6.3.2.4 a)。

④ 管帽 vs 法兰盖 BL vs 封头(三个"封"别混)

件 归属 可拆? 典型口径 用途
管帽 Cap 管道组成件(焊死管端) 不可拆(割管) DN≤300 一般 永久封死管端
法兰盖 BL 法兰家族(§盲板 note) 可拆 全口径 检修/试压/预留口
封头 设备/容器件(钢板压制) 不可拆 大口径 容器上下/端部

⑤ 型号写法

  • 对焊:C DN100 Sch40 20# GB/T 12459(I 系列省略;II 系列须标 (B),如 C DN100(B) Sch40 20# GB/T 12459)
  • 承插焊:SW C DN50 Sch40 20# GB/T 14383
  • 螺纹:TH C DN25 20# SH/T 3410

易错:① 管帽=永久焊死,需检修/试压/预留口应改用法兰盖 BL;② DN>300 一般不用管帽、改用封头或法兰盖;③ 管帽外径系列(A/B)必须与管子一致,否则对接不上。

提示(info)
【多用于/典型场合】:管帽用于永久封死管端(对焊/承插/螺纹焊死后不可拆,需割管才开);当该端部需检修/试压/预留口时,应改用法兰盖 BL(可拆)——这是管帽与盲板最常混淆的点。DN>300 一般不用管帽,改用封头或法兰盖。

其余管件选择方案(翻边短节 / 补强板 / 活接头·管箍·丝堵 / 膨胀节 / 螺纹管件清单 / 过滤器·视镜)

三步法已覆盖弯头·三通·异径管·管帽·Olet·半管接头·承插焊·斜接弯头·盲板。下列管件同样遵循"规格抄 PMS(材质+标准来自管件类行、DN/外径系列/Sch 来自管道类行、PN 来自表头)+ 形式由布置图路由定",但各自有专项规则:

① 翻边短节(LJE) + 松套法兰(PJ/SE、PJ/RJ)——选它的理由:法兰本体可绕翻边自由转动、便于频繁拆装(泵/阀门进出口);法兰材料可与管子不同(翻边随管、法兰可降级,省贵重/衬里材质)。

选择:管子对焊翻边短节(材质随管),翻边外套松套法兰(PJ/SE 对焊环松套 / PJ/RJ 平焊环松套)。

约束(GB/T 20801.1-2025 §6.3.6.5):DN≤100、扩口翻边前壁厚>Sch10、最高允许压力≤PN16(Class150)、T≤200℃;剧烈循环工况须用锻制翻边短节(GB/T 12459)或圆角结构。

标准:翻边短节 GB/T 12459(对焊)/GB/T 13401(钢板制);松套法兰 HG/T 20592 PJ/SE、PJ/RJ。

标记:翻边 LJL DN100 Sch40 20# GB/T 12459;松套法兰 PJ/SE 100-16 RF S=4mm 20/316(法兰20、环316,材质可异)。

易错:翻边材质随管,松套法兰材质可不同;须配松套法兰,不可与对焊法兰混用。

② 补强板(Repad / 补强圈)——用途:焊接支管开孔补强,等面积补强法最低要求(A₂+A₃+A₄+A₅≥A₁,SH/T 3059 §8.7.9 / GB/T 20801.1-2025 §6.6.6.4)。

免补强(直接不用补强板):§6.6.6.3 / §8.7.4——半管接头(Db/Dh≤1/4 且 ≤DN50)、支管座 GB/T 19326、三通 GB/T 12459/SH/T 3408、螺纹/承插焊三通四通 GB/T 14383、开孔很小(主管厚≥表21 B 且孔径≤表21 A)。

选补强板的场合:中低参数、非 GC1、非剧烈循环、P<10MPa 的焊接支管开孔。

不宜/禁用于:GC1 与剧烈循环工况(§8.7.5);设计压力≥10MPa、高温蠕变(§6.6.6.2.4)。

结构:补强圈高位开 φ5 排气孔(§7.4.8.5);与主管、支管贴合良好。

③ 活接头 / 管箍 / 丝堵 / 内外螺纹接头(Union / Coupling / Plug / Bushing)——≤DN50 小口径

活接头(Union):需经常拆卸的仪表/放空/取样,螺纹连接,限低压无毒非 SHA;管箍(Coupling):接合同径管段;丝堵(Plug):封堵螺纹/承插端口;内外螺纹接头(Bushing):异径螺纹转接(内×外螺纹)。

约束(SH/T 3059 §7.8.1/§7.8.2):螺纹 ≤DN40;SHA 类与剧烈循环禁用螺纹;承插焊 ≤DN50。

标准:GB/T 14383 / SH/T 3410(锻钢承插焊和螺纹管件)。

④ 膨胀节 / 补偿器(Expansion joint)——用途:吸收热位移/振动/沉降,降盲板推力。

选型维度:补偿量(轴向/横向/角向)、压力、温度、介质、疲劳寿命;须管道应力分析(GB 50316)并配固定架/导向架。

类型:波纹管(轴向为主, GB/T 12777)、套筒填料(轴向大位移)、球形(角向大偏转)、Π型(自然补偿弯管)、旋转补偿器。

采购:波纹膨胀节数据表(HG/T 20519.5 §5)含 DN/PN/补偿量/疲劳次数/材质。

⑤ 螺纹管件全清单 + 代号(GB/T 14383 / SH/T 3410)——90°弯头、45°弯头、三通、四通、管箍、半管接头、管帽、丝堵、内外螺纹接头、六角短节(Hex nipple);螺纹制式:55° 圆锥管螺纹 GB/T 7306(Rc/Rp)、60° NPT GB/T 12716;压力级别:承插焊 Class 3000/6000/9000、螺纹 Class 2000/3000/6000。

⑥ 过滤器 / 视镜 / 软管接头等 inline 特殊件(PMS 管件类已含)——L1B 样例管件类直接列:视镜(Sight glass)、Y型过滤器(Y strainer)、软管接头(Hose connection);选择按 PID 功能定(过滤/观察/软管接),材质/PN 随 PMS,标准多由厂商或专用标准;属"管道特殊件",PMS 管件类可行、也可单列"特殊管件"行(HG/T 20519 §6 特殊管件图)。

⑦ 放净环 / 衬塑放净环(Drain ring / 排污环,衬塑型)——用途:夹在两法兰之间、带一支管(接放空阀/排液阀)的环形件,使管道低点的介质完全排净、高点放空,避免死区积液(化工工艺设计手册第五版下册 第38章 图39-48、表39-141/142)。

两种身份:① 金属通用放净环(排污环)——本体碳钢/不锈钢,型式 AT/BT/AW/BW(A 型外径大带螺栓孔、B 型不带;T 型管螺纹、W 型承插焊),夹在 RF 法兰间,材料同两侧密封面(加工粗糙度 Ra6.3);② 衬塑放净环(衬塑排放环)——强腐蚀衬塑管道系统的防腐型,金属外壳(碳钢/不锈钢)+ 塑料衬里(PTFE/PP/PVC/PO),排放口带阀门/旋塞,装在管道低点排净,

⚠ 衬塑放净环的 A 型/B 型 ≠ 通用金属排污环的 A/B(两套编码别混):① 通用金属排污环(化工工艺设计手册第五版下册 表39-142 注1)的 A/B 指外径是否带螺栓孔——A 型外径较大、带螺栓孔(夹在法兰间由螺栓穿住,不拆法兰即可装拆);B 型外径较小、不带螺栓孔(靠两法兰夹紧,须拆法兰才取出);它与 T 型(管螺纹)/W 型(承插焊)是正交的“支管连接方式”维度。② 衬塑/衬里放净环的 A 型/B 型指 SH/T 3154-2019《石油化工非金属衬里管道技术标准》附录 A.5 的衬里放净环结构型——按公称直径分:类型 A 用于较小口径(DN≤125,如 DN100×25 时外径 D=172、H=165)、类型 B 用于较大口径(DN≥150,如 DN300×25 时 D=406、H=305),两种结构型式见图 A.5,与“带不带螺栓孔”无关。订货时务必写明依据标准(是化工手册排污环型式还是 SH/T 3154 衬里放净环),两套 A/B 不可混为一套。

45° 或 90° 接软管/管,DN15DN300、PN6PN16、法兰/螺纹连接。

怎么选(衬塑型,六维):a) 介质→选衬里材料:强腐蚀+较高温用 PTFE(衬四氟,-40150℃)、中等腐蚀常温用 PP/PVC(-2580℃),成本与耐温权衡;b) 口径 DN15~DN300;c) 压力 PN6/PN10/PN16(衬塑承压低,通常 ≤PN16);d) 连接:法兰(与衬塑管法兰配对,最常用)/ 螺纹(≤DN50);e) 位置:管道最低点排液或高点放空;f) 与所在衬塑管线一致——衬里材料、PN、外径系列、法兰标准须与管道相同(类比"其他管件照 PMS"逻辑;GB 50316-2008 §5.11.2 要求衬里延伸覆盖整个法兰密封面、牢固结合平整)。

适用标准:金属排污环尺寸见化工工艺设计手册 表39-141/142 及厂商图;衬塑型按 GB/T 28897(钢塑复合管)、HG/T 2437(塑料衬里复合管)、HG/T 20538(衬塑钢管和管件)及厂商标准,法兰与衬塑管配。

其余管件选型速查表

管件 选它的触发条件 规格来源(PMS) 专用标准 关键约束
翻边短节+松套法兰 需频繁拆装 / 法兰材质想与管不同 材质随管、标准 GB/T 12459、法兰另标 HG/T 20592 PJ/SE·PJ/RJ DN≤100、≤PN16、T≤200℃(§6.3.6.5)
补强板 焊接支管开孔且不满足免补强 材质/PN 随管 —(等面积法计算) GC1/剧烈循环/P≥10MPa/蠕变不宜用(§8.7.5/§6.6.6.2.4)
活接头 Union 小口径经常拆卸(仪表/放空) 材质随管 GB/T 14383/SH/T 3410 螺纹≤DN40、限低压无毒
丝堵/管箍/内外螺纹 封口/接长/异径螺纹转接 材质随管 GB/T 14383/SH/T 3410 ≤DN50,SHA 禁螺纹
膨胀节/补偿器 热位移大、需降推力 DN/PN/材质随管+数据表 GB/T 12777、EJMA 须应力分析+支架配套
过滤器/视镜/软管接头 PID 功能需要 材质/PN 随 PMS 厂商/专用标准 属特殊件,可单列
放净环/衬塑放净环 管道低点排净/高点放空、无死区 衬里材料/PN 随管线 化工手册表39-141/142、GB/T 28897/HG/T 2437、厂商 衬里随介质(PTFE/PP/PVC)、≤PN16、与管线一致(§5.11.2)

提示(warning)

卡箍 ≠ 管箍——两套完全不同的连接体系。 二者名称相近但归属、标准、适用工况全不同,是选型最容易踩的坑:

  • ① 管箍(Coupling,工艺管件) = GB/T 14383 / SH/T 3410 锻制承插焊和螺纹管件中的“管箍”,用于接合同径管段。属 PMS 管件类,材质/PN/壁厚与管子“一致或相当”(SH/T 3059 §7.2.1)。细分:双承插管箍(Full Coupling,两端接管段)、单承插管箍(Half Coupling=半管接头,一端焊主管作支管接出,§8.7.4 免补强限 DN≤50 且 Db/Dh≤1/4)、异径管箍(Reducing Coupling,接异径管段)、内外螺纹接头(Bushing,异径螺纹转接)。选型:按口径与工况定焊接型式——≤DN40 宜螺纹、≤DN50 宜承插焊、≥DN50 接长宜用对焊短管(管箍本身为承插/螺纹制式,限小口径);SHA 类与剧烈循环禁用螺纹(SH/T 3059 §7.8.2g),GC1/剧烈循环且 DN>50 不准承插焊(GB/T 20801 §6.4.2.3c)。标准:GB/T 14383 / SH/T 3410;压力级别 Class 3000/6000/9000(承插焊)、Class 2000/3000/6000(螺纹)。型号:Coupling DN50 Sch40 20# GB/T 14383(全通径双承插管箍)、Half Coupling DN100×25 20# SH/T 3410(半管接头)。
  • ② 卡箍(Clamp / 沟槽式管接头 Grooved coupling,特殊管接头) = 在管端滚切环形沟槽,用橡胶密封圈 + 两瓣卡箍 + 螺栓夹紧的快速机械连接。属 GB/T 20801 §6.4.10“特殊管接头/机械连接接头”,不用于 GC1 级管道(表25 未列入的特殊管接头须符合 §6.5.3;SH/T 3059 §7.8.4:卡箍等特种连接须按管接头标准的压力/温度条件及所连管子材料规格选用,用于极度/高度危害、可燃介质或剧烈循环工况时须经类似工况性能试验或实际使用证明安全可靠方可采用;机械连接接头不应用于剧烈循环工况,§6.4.10.6)。选型五维:① 管径 DN25~DN600(CJ/T 156,刚性接头最大 DN300、挠性最大 DN600);② 压力 ≤2.5 MPa(消防 GB 5135.11 额定 1.2/1.6/2.5 MPa;CJ/T 156 ≤2.5 MPa);③ 型式——刚性(GCQ,固定不转) vs 挠性(GCQ-R,可微量角偏转、吸振),振动/沉降/需热补偿处选挠性;④ 介质/温度——密封圈材质按介质选(三元乙丙 EPDM 耐水/酸碱、丁腈 NBR 耐油、硅橡胶耐高温),温度超限失效;⑤ 壳体材质——球墨铸铁 QT(常规)、钢制 G(承压高/腐蚀)、316 不锈钢(石化腐蚀)。标准:GB/T 8259(卡箍技术条件)、CJ/T 156(沟槽式管接头)、GB 5135.11(自动喷水系统)、CJ/T 152(薄壁不锈钢卡压/沟槽)、CECS 151《沟槽式连接管道技术规程》。
  • ③ 书面区分铁律:工艺管道“接长/支管”用管箍(Coupling,GB/T 14383/SH/T 3410,焊接/螺纹,入 PMS 管件类);消防/给排水/低压快速拆装/需吸振用卡箍(沟槽式,GB/T 8259/CJ/T 156,机械夹紧,特殊管接头)。二者不可互相替代——卡箍承压低(≤2.5MPa)、不用于 GC1 与剧烈循环;管箍属压力管道组成件、可入 PMS。

提示(danger)

管箍(Coupling)绝对不归 GB/T 12459——标准选错纠正。 常有人把“管箍 GB/T 12459”并列书写,这是标准归属错误,必须纠正:

  • ① GB/T 12459 管的是“对焊”管件:现行 2025 版表 1 仅列 11 类——45°/90°/180°弯头、同心/偏心异径管、等径/异径三通、等径/异径四通、管帽、翻边短节(代号 45EL、90EL/90ES、180EL/180ES、RC/RE、TS/TR、CRS/CRR、C、LJL/LJS),全文无“管箍”。它只覆盖对焊连接的弯头/三通/异径管/管帽/翻边短节。
  • ② 管箍属“锻钢制承插焊和螺纹管件”:由 GB/T 14383《锻钢制承插焊和螺纹管件》、SH/T 3410《石油化工锻钢制承插管件》(等效 ASME B16.11)管辖;化工手册下册 §2.5.1/2.5.2 也将“双头管箍”列在承插焊管件(GB/T 14383)章。GB/T 20801.3 表 14 印证:GB/T 12459 是“钢制对焊无缝管件”,管箍归 GB/T 14383 / GB/T 14626(锻钢制螺纹管件)。PMS 管件类标准列 GB/T 14383 或 SH/T 3410,绝不写 GB/T 12459。
  • ③ “对焊管箍”不是标准型式:若想用一段管材把同径管对焊接长,那是短节/管段(nipple/spool)或对焊连接,不属于任一标准管件;需要标准管箍则选承插焊(SW)或螺纹(NPT/Rc)型式,仍归 GB/T 14383/SH/T 3410。
  • ④ 正确选型写法:Coupling DN50 Sch40 20# GB/T 14383(双承插管箍)、Half Coupling DN100×25 20# SH/T 3410(半管接头);压力级别——承插焊 Class 3000/6000/9000、螺纹 Class 2000/3000/6000;材质/PN/壁厚与相连管子一致或相当(SH/T 3059 §7.2.1)。
  • ⑤ 三件套不可混:① 对焊管件(GB/T 12459/13401,焊接对接,管件类)② 管箍 Coupling(GB/T 14383/SH/T 3410,承插焊/螺纹,管件类)③ 卡箍 Clamp(沟槽式机械夹紧,特殊管接头,不用于 GC1)。标准与代号各归各,切勿串列、切勿把管箍挂到 GB/T 12459 下。
名称 DN PN 材料 标准
90°长半径弯头 15~300 1.0 20 GB/T 12459
等径三通 15~300 1.0 20 GB/T 12459
异径管(同心/偏心) 25×15~300×250 1.0 20 GB/T 12459
管帽 15~300 1.0 20 GB/T 12459

钢塑转换(钢塑过渡接头 / Steel-Plastic Transition Fitting)选型专项——钢塑转换是钢管与塑料管(PE 聚乙烯 / 钢塑复合管)之间的专用过渡管件,一侧为钢管端(对焊/法兰/螺纹),一侧为塑料端(热熔对接/电熔)。它解决金属与塑料线膨胀系数、刚度、电化学腐蚀不匹配三大矛盾,本身不是普通法兰/管件,属“异材过渡件(特殊件)”。

① 选型五维:

  • 介质:燃气 → GB/T 26255 燃气专用、带抗 UV 涂层;给水/消防 → CJ/T、PE 内衬卫生级;化工强腐蚀 → 衬 PO/PTFE 钢塑复合管转换件(HG/T 2437 / HG/T 20538)。

  • 压力:PN10 普通给排水;PN16 及以上选带加强肋/加强环(抗拉拔);燃气 GB/T 26255 工作温度 −20~40℃、中低压(≤1.6 MPa)。

  • 结构型式:直管式(整体成型、电热熔连 PE,DN≤300 常用)/ 弯管式(适应地埋走向变化)/ 法兰式(整体铸造带橡胶圈、DN350 以上主干管、可拆)/ 电熔式(PE 端内埋螺旋电热丝,焊接带宽、抗拔强)。

  • 安装环境:埋地 → 兼容阴极保护、周围填细砂;架空 → 防 UV 型号;温差大 → 宽温域密封(橡胶圈低温会硬化)。

  • 连接方式:PE 端 必须热熔/电熔(严禁螺纹或胶粘);金属端法兰(便于检修)/焊接(更省空间,但钢塑界面严禁直接施焊——GB 50974 §12.3.16 要求钢塑过渡接头钢管端与钢管宜法兰连接、严禁焊接,必须焊时降温)/螺纹(≤DN50 小口径)。

    ② 主要适用于什么地方(核心):

  • 燃气中低压输配:PE 中低压燃气管段(≤1.6 MPa)与钢管、钢阀、调压箱、设备接口的界面处(GB 50028 规定中低压燃气用 PE 管,次高压以上必须钢管,故钢塑转换落点在 PE/钢 交界);工作温度 −20~40℃。

  • 给水 / 消防:市政给水、老旧管网改造,PE 管与既有铸铁阀/水泵接口衔接;消防给水钢丝网骨架塑料复合管钢塑过渡(GB 50974 §12.3.16)。

  • 化工强腐蚀:衬塑钢管/钢塑复合管系统的异材转换(GB/T 28897、HG/T 2437、HG/T 20538)。

  • 其他:地源热泵、海水冷却、非开挖回拖等。

    ③ 标准:GB/T 26255-2022(燃气 PE 系统钢塑转换)、CJ/T(城镇建设行业,给水/燃气)、化工手册第五版下册第40章 图40-49(无缝直管式)/图40-51(内埋丝电热熔丝扣式)钢塑过渡接头尺寸、GB/T 28897(钢塑复合管)、GB 50974(消防给水钢塑过渡)。

    ④ 易错:① PE 端必须热熔/电熔,禁螺纹/胶粘;② 钢塑界面严禁直接施焊(破坏钢塑结合、诱发电化学腐蚀),金属端宜法兰;③ 钢塑转换不属于压力管道“标准管件”(GB/T 12459/14383 均不覆盖),PMS 中按“特殊件/异材过渡件”单列;④ 选型别只看连接效果,要查轴向抗拉拔、压力衰减、温度对密封的影响。

    【多用于/典型应用场合】:钢管 ↔ PE/塑料管的交界过渡(燃气中低压、给水、化工防腐、地源热泵),异材连接专用,非普通管件。

提示(info)

各管件/元件【多用于/典型应用场合】汇总(补齐)——前述各专项已含,此处集中列清,便于选型一眼定位:

元件 多用于/典型应用场合
弯头 Elbow 一切管道拐弯转向:90° 长半径(R=1.5DN)最通用、约占管件 80%;45° 缓转降扰;180° 回弯;3D/弯管用于固液两相磨蚀、低阻降扰、自然补偿
三通/四通 管道分流/合流;支管≥主管 1/2 用整体三通;GC1/高压临氢优先整体补强
异径管 Reducer 变径:立管/泵入口同心 RC、水平管防积液偏心 RE(泵入口顶平)
管帽 Cap 永久封死管端(焊死不可拆);需检修/试压/预留口改用法兰盖 BL
支管台 Olet 小支管(<主管 30%)整体补强分支;高振动/剧烈循环/高压临氢优先
半管接头 ≤DN50 小口径支管/仪表接管,免补强
翻边短节+松套法兰 需频繁拆装(泵/阀进出口);法兰材质想与管子不同(省贵重/衬里材)
膨胀节 吸收热位移/振动/沉降,降盲板推力
放净环/衬塑放净环 管道低点排净/高点放空、无死区积液(化工/衬塑强腐蚀系统)
盲板(BL/8字盲板/插板) 封堵/检修/开停车/吹扫试压隔断;8字盲板用于频繁切换界区/阀前后
接缘/凸缘 设备/容器/泵壳连接盘口(=设备管口法兰 IF),与管道法兰配对
活接头/管箍/丝堵/内外螺纹 ≤DN50 小口径:活接头常拆仪表/放空取样;管箍接长;丝堵封口;内外螺纹异径转接
卡箍(沟槽式 Clamp) 消防/给排水/低压快速拆装/需吸振;不用于 GC1 与剧烈循环(≤2.5 MPa)
管箍(Coupling) 工艺管道同径接长/半管接头;GB/T 14383/SH/T 3410,入 PMS 管件类
钢塑转换 钢管 ↔ PE/塑料管交界过渡(燃气中低压、给水、化工防腐、地源热泵)
法兰 WN/SO/SW/PL/IF/Th/BL 见 §4/§10:WN 高温高压、SO 常规 ≤PN40、SW ≤DN100、PL/Th GC1 禁用、BL 封堵
垫片(非金属/缠绕/金属环) 见 §5:RF→缠绕带外环、MFM→带内环、TG→基本型、RJ→金属环垫;按介质/压力/温度选
紧固件 见 §3.6/§10.3:按垫片反力/温度/压力选高/中/低强度螺柱螺母
软管(金属软管/橡胶软接头/非金属软管) 柔性连接(吸收位移/隔振/拆装方便):金属软管 GB/T 14525·SH/T 3412 用于储罐抗震、泵/压缩机出口隔振、设备连接补偿热位移与安装偏差、高温高压/腐蚀/LNG 低温;橡胶软接头 GB/T 20666 用于水泵/风机进出口减震降噪、建筑给排水/消防/空调(≤1.6MPa 常温);非金属 PTFE 软管耐强腐(医药/食品/化工)。软管不承受扭转载荷
短管(Nipple/管段/异径短节 Swage) 调整安装间距/接长/仪表·取样·放空·排液接管/异径转接/易损段便于更换:螺纹短管 ASTM A733·GB/T 7306(55°Rc)或GB/T 12716(60°NPT);对焊短管按管子标准截段;异径短节 Swage MSS SP-95 锻制混合端(BW×T/SW×T)小口径 NPS≤4

提示(info)

软管(Hose / 柔性连接)选型专项——软管是带柔性本体的连接/补偿件(≠ 膨胀节这种固定补偿装置),用波纹管/橡胶/PTFE 本体 + 网套/增强层 + 两端接头实现吸收位移、隔振、补偿安装偏差、便于拆装。按本体材质分三类:

类别 本体 标准 耐压 耐温 选型看什么
① 金属软管(波纹金属软管) 不锈钢 304/316L 波纹管 + 钢带/钢丝网套 GB/T 14525《波纹金属软管通用技术条件》、SH/T 3412《石油化工管道用金属软管选用、检验及验收规范》、连接件 GB/T 18615 PN10~PN40(储罐抗震型 SH/T 3412 列 PN10/16/25) −196~+600℃(依材质) 介质→材质、压力、温度、位移补偿量、长度/弯曲半径、接头型式
② 橡胶软接头(橡胶软连接) 橡胶球体 + 帘布增强层 + 松套法兰 GB/T 20666《橡胶软连接》、HG/T 3036(蒸汽胶管)等 ≤PN16(常 ≤1.6MPa) 普通 −30~+80℃;EPDM/NBR/FKM 可扩 减振降噪、位移小、低压常温
③ 非金属软管(PTFE/PFA 波纹) 聚四氟乙烯波纹管 + 不锈钢网套 + 法兰/快速接头 化工手册下册第39章 图39-58~39-61(F/K/J 型) 依结构(FSJR 标注工作压力) −50~+180℃ 强腐蚀、医药/食品/化工洁净介质

选型六维(硬动作):

  1. 介质 → 材质:水/空气/蒸汽→普通橡胶或 304;油/烃/化工→NBR/FKM 橡胶或 316L/PTFE;强酸强碱→PTFE 或氟橡胶;LNG/低温→316L 金属软管。
  2. 压力:压力管道系统按管道 PN/Class 选型;橡胶接头高温下许用压力要折减(看标准/厂家曲线)。
  3. 温度:金属软管耐温远高于橡胶;>150℃ 或 <−30℃ 一律金属/PTFE,不取橡胶。
  4. 位移补偿量:轴向/横向/角向位移大小决定长度与波数;金属软管多向补偿量更大(±50mm 级),橡胶接头轴向 ±15mm 为主。
  5. 长度 / 弯曲半径:长度不足会拉伤、过度弯曲(< 最小弯曲半径)会瘪塌或疲劳开裂;选型时按 SH/T 3412 长度系列,安装留足直线段。
  6. 接头型式:法兰须与管道法兰一致(HG/T 20592/GB/T 9119,孔距/厚度/密封面同);小口径可用螺纹/快速接头(GB/T 18615、SH/T 3412 软管接头)。

型号写法:KZJR DN100 PN16 F-1000 SH/T 3412(储罐抗震金属软管,不锈钢法兰 F,长 1000mm)|GJQ(X)-DF DN150 PN16 EPDM GB/T 20666(双球体橡胶软接头,EPDM)|FSJR DN50 K-500(PTFE 非金属软管 K 型,长 500mm)。

【多用于/典型应用场合】:

  • 金属软管:储罐进/出口抗震(SH/T 3412 储罐抗震金属软管,减地震破坏、补地基下沉/热胀冷缩/安装偏差)、泵/压缩机出口隔振、与动设备连接补偿热位移与不对中、高温高压/腐蚀介质、LNG 低温柔性连接。
  • 橡胶软接头:水泵/风机/空压机等进出口减振降噪、建筑给排水、消防泵房、污水处理、空调水系统(低压常温、位移小)。
  • 非金属 PTFE 软管:医药/食品/化工强腐蚀洁净介质、需耐强酸的柔性连接。

易错(五条铁律):

  1. 软管 ≠ 膨胀节:膨胀节是固定补偿装置、须应力分析(GB 50316)+ 固定架/导向架;软管只吸小位移/隔振,不能替代主热补偿(DL/T 5054 §4.11.4 明确"补偿器和金属软管不应用于受扭转的场合")。
  2. 软管不承受扭转载荷——只能受拉/压/弯/轴向位移,严禁扭曲安装。
  3. 法兰标准必须一致:与管道法兰同标准同密封面,否则强行安装致泄漏/螺栓断裂。
  4. 橡胶接头介质限制:普通橡胶不耐油、不耐强酸强碱;油/腐蚀介质须 NBR/FKM/EPDM 或金属/PTFE 软管,并在合同注明。
  5. PMS 归属:软管属"特殊件/管件类"软管接头行(HG/T 20519 §3.3.7 管件类含软管接头);柔性连接设计强度计算按 SH/T 3041-2016,金属软管长度按 SH/T 3412。

提示(info)

短管(Pipe Nipple / 管段 Spool)选型专项——短管是一段短长度的管子(不是标准管件!),按管子标准截段定做,用于调整安装间距、接长、仪表/取样/放空/排液接管、异径转接、易损段便于更换。配管里"短管"至少含三种,先分清:

  • ① 螺纹短管(Pipe Nipple):一段短管、两端加工外螺纹;尺寸/螺纹检验按 ASTM A733,螺纹制式按 GB/T 7306(55° 圆锥管螺纹 Rc/Rp) 或 GB/T 12716(60° NPT);按长度分 close(全长螺纹、无夹持面)/ short / long / barrel(长直段可夹持)/ hex(六角易扳手)。
  • ② 对焊短管(Weld Nipple / Spool piece / Pup piece):一段两端坡口的短管,按管子标准(GB/T 8163 流体管、GB/T 9948 石油裂化、GB/T 6479 化肥、GB/T 5310 高压锅炉等)截段定做;≥DN50 或压力管道接长用,所谓"对焊管箍"实为对焊短管/管段(不属任一标准管件)。
  • ③ 异径短节(Swage Nipple / 异径短节):锻制、一端大一端小、两端可混合(平端 PE/坡口 BW/锥管外螺纹 T 共九种组合),标准 MSS SP-95、BS3799(化工手册下册表39-145/146);同心(C)/偏心(E);壁厚 Sch80(3000)/Sch160(6000);NPS 1/2×1/4 ~ NPS 4×2;≠ 异径管 Reducer(成型 BW、大口径、只能 BW×BW)。

选型六维(硬动作):

  1. 定用途:调整间距/接长 → 同径直短管;异径转接 → Swage 异径短节;仪表/取样/放空/排液接管 → 短管 + 半管接头/管箍。
  2. 定连接型式:螺纹(≤DN50,NPT 或 Rc;SHA/剧烈循环禁螺纹,GB/T 20801.3 §5.2.5.1)→ 对焊 BW(≥DN50/压力管道)→ 承插焊 SW(小口径)。
  3. 定材质:随相连管子(20#/304/316L),与系统一致或相当(SH/T 3059 §7.2.1)。
  4. 定长度:close 仅用于永久不拆连接;需拆用 long/barrel/hex(有夹持面);长度按实际间距。
  5. 定螺纹制式:NPT(美标 60°)与 BSP/Rc(欧标/国标 55°)不可混,强行互拧会滑牙泄漏——跨国标项目头号采购错。
  6. 定壁厚:Sch40/80/160/XXS 按系统压力;螺纹短管常用 Sch40/80(注意外径相同、壁厚不同则压力等级不同)。

型号写法:Nipple DN50×150 Sch40 20# GB/T 8163 两端 NPT(螺纹短管,长150mm)|Spool DN100 Sch40 20# GB/T 8163 L=300(对焊管段,长300mm)|Swage Nipple 100×25 Sch80 3000 20# MSS SP-95(异径短节,订货须注大/小端型式如 BW×T)|Hex Nipple DN15×50 316L GB/T 14383 NPT(六角短节,GB/T 14383 含六角短节)。

【多用于/典型应用场合】:

  • 调整法兰/管件之间的安装间距(spacer),补偿预制误差。
  • 仪表/取样/放空/排液接管:从工艺大管转小口径(配半管接头/管箍),计控与工艺界面。
  • 阀门/设备进出口易损段:便于整段更换、减少动火。
  • 异径转接:Swage 异径短节替代"异径管+短管",减少泄漏点;泵入口偏心 flat-on-top 防气蚀、架空管 flat-on-bottom 防积液(选型规则同异径管)。
  • 油罐/压力容器管口尺寸过渡(tank nozzle 处 Swage)。

易错(五条铁律):

  1. 短管不是管件,是管子:按管子标准截段定做,PMS/管段材料表列"管子/管段"行(按长度 m/根计),不列管件类;所谓"对焊管箍"实为对焊短管/管段。
  2. 异径短节 ≠ 异径管:Swage 锻制、可混合端(BW×T/SW×T)、小口径 NPS≤4;异径管成型 BW、大口径;大口径异径用异径管、小口径混合端用 Swage。
  3. 螺纹制式 NPT 与 BSP/Rc 不可混:尺寸近似但齿形/锥度不同,强行互拧滑牙泄漏。
  4. close nipple 慎用于需拆处:无夹持面、扳手夹不住、拆不下;需拆用 long/barrel/hex。
  5. 短管支管台(Olet 类)≠ 普通短管:短管支管台是支管台(整体补强,化工手册下册 §39 支管台),订货注主管/支管尺寸+压力级+长度+材质;不要与接长用普通短管混淆。

提示(info)

支管台(Olet / 支管座 / 分支接头)选型专项——支管台是整体锻造、自带补强的支管连接件,焊于主管外壁、单面开孔即出支管,替代"异径三通 + 补强板 + 多道焊";标准为 MSS SP-97《Integrally Reinforced Forged Branch Outlet Fittings》(国标等效 GB/T 19326《钢制支管座》)。SH/T 3059 §8.7.4(b) 明确"支管座符合 GB/T 19326 则免补强计算"(无需另算等面积补强)。选型先定"支管/主管尺寸比",再定端部型式:

维度 怎么选
① 尺寸比(90-10 经验法则) 支管 > 主管 70% → 用整体三通(SIF 最低、可 100% RT);支管 < 主管 30% → 用 Olet(如 10″ 主管的 2″/3″ 支管);30%~70% 按经济性与补强计算权衡
② 端部型式 Weldolet(WOL) 对焊 90°:≥2″ 高压/高温/厚壁,全熔透 BW,最常用;Sockolet(SOL) 承插焊 90°:≤2″ 小口径、角焊缝、易组对(有缝隙腐蚀风险);Threadolet(TOL) 螺纹 90°:≤2″ 低压/非腐蚀/可拆(NPT/Rc,SHA 与剧烈循环禁用);Elbolet:焊于弯头(省管件、热偶/仪表);Latrolet:45° 斜出(降阻、放空/火炬);Nipolet:加长支管(仪表/排液);Sweepolet:长弧整体加强(高疲劳管线、SIF 最低)
③ 压力等级 对焊 WOL:STD/XS/Sch160/XXS(化工手册表39-132:3000lb→Sch40/80/STD/XS,6000lb→Sch160/XXS);承插/螺纹 SOL/TOL:Class 3000/6000/9000
④ 材质 与主管/支管同牌号锻件(20#→A105 等效、304/316L、16Mn、15CrMo 等),禁混材(电化学腐蚀);订货须注 run×branch、run 壁厚、型与级别
⑤ 工况限制 GC1 与剧烈循环:整体补强 Olet 或三通(不宜补强板,§8.7.5/§8.7.6);PN≥10MPa 且主支异径:宜三通或主管开孔焊 Olet(GB 50316 §5.4.4.3);P≥2MPa 且 T>250℃ 或 Db/Dh>0.8:宜三通/斜三通(SH/T 3059 §7.9.3)

型号写法(订货):Weldolet DN100×25 Sch40 20# GB/T 19326(对焊,主管 DN100 支管 DN25,run Sch40)|SOL 4×1 3000LB 20#(承插焊支管台)|WOL 6″×2″ STD A105 run Sch80 MSS SP-97(英制)。须注明:主管尺寸×支管尺寸、主管壁厚、端部型式、压力级、材质。

【多用于/典型应用场合】:小口径支管(<主管 30%)从大口径总管出分支,省料省工、应力集中低;高压/高温/厚壁/剧烈循环管道(整体补强、免补强板、免另算);在役管线改造(不必割断主管,仅开孔焊上);仪表/取样/放空/排液接管、疏水/排气支管;弯头处出支管用 Elbolet、斜出降阻用 Latrolet、泵出口/高粘管用 Sweepolet。

易错(五条铁律):① Olet 是管件类(整体补强锻件),PMS 管件类单列"支管台/支管座"行,标准写 GB/T 19326(或 MSS SP-97),不写 GB/T 12459(对焊管件表不含支管台);② 支管台 ≠ 半管接头(Half Coupling,SH/T 3410、仅 DN≤50 且 Db/Dh≤1/4 才免算);③ 尺寸比 >70% 应优先三通、<30% 才 Olet,别反用;④ 螺纹 Olet 禁用于 SHA 与剧烈循环、GC1 与高温(>200℃)/振动;⑤ 材质须与主管同牌号锻件,混材诱发电化学腐蚀(MTR 验证)。

提示(info)

管件/元件选型补全专项——下列 10 件在前期章节已散见,此处按"怎么选"集中作答;标注 【多用于】 与易错铁律。


① 丝堵(Plug / 管堵 / 堵头 / 螺塞)——封堵螺纹或承插焊端口的小锻件,一端螺纹(或承插焊)、一端方头/六角/内六角便于旋入。

  • 标准:GB/T 14383 / SH/T 3410(锻钢制承插焊和螺纹管件,含管堵 Plug)、GB/T 14626(锻钢螺纹管件)。
  • 选型:封螺纹口→螺纹丝堵(NPT 或 Rc,GB/T 12716/GB/T 7306);封承插口→承插焊丝堵 SW;材质随管;压力级 Class 3000/6000/9000(SW)、2000/3000/6000(螺纹)。
  • 【多用于】:仪表口、放空/排液末端、试压盲端、配管预留口的临时或永久封堵(可拆)。
  • 易错:丝堵是管件类小件(GB/T 14383),≠ 管帽 Cap(对焊、焊死管端、不可拆)、≠ 法兰盖 BL(法兰、可拆);SHA/剧烈循环禁螺纹丝堵。

② 180°弯头(回弯头 / Return Bend / U-bend)——使管道反向 180° 的弯头。

  • 标准:GB/T 12459-2025 表1/表2(180EL 长半径、180ES 短半径;尺寸中心至中心 O、背部至端面 K,表2)。
  • 选型:同普通弯头,但用于 U 型回弯;长半径 180EL 最常用;短半径 180ES 仅紧凑处、其 MAWP 取长半径 0.8 倍(同 90ES 规则,SH/T 3059 §7.2.2)。
  • 【多用于】:U 型回弯、换热器管束回弯、泵入口底阀、管线回转、需要反向流的场合。
  • 易错:180°弯头占空间大(中心至中心 O≈2×长半径),布置须留足;短半径承压×0.8 须校核。

③ 异径法兰(Reducing Flange)——一片法兰、两端 DN 不同(一端与主管同径、一端接小口径管/阀门/仪表),"变径+法兰"合一。

  • 标准:法兰标准本身含异径型式(HG/T 20592 表 3.2.2 异径项;美标 ASME B16.5 有 reducing flange);国内更常用"同径法兰 + 异径管"替代。
  • 选型:仅在单侧需变径且空间受限时用;须分别注明大端 DN + 小端 DN + PN + 密封面;材质同管。高压/剧烈循环、大异径比(如 DN300→DN50)不推荐异径法兰(受力不对称、应力大),改"对焊异径管 + 同径法兰"。
  • 【多用于】:小口径支管/仪表/放空与主管法兰直连、阀门一端大一端小的变径连接(少见,多用异径管+法兰)。
  • 易错:异径法兰是法兰类(PMS 法兰类单列,须注大/小端 DN+PN+密封面),≠ 异径管(管件、无法兰)。

④ 补强板(Reinforcement pad / 补强圈 / Repad)——焊于主管开孔处的环形钢板,等面积补强法用,恢复开孔削弱的强度。

  • 标准:无独立产品国标,按等面积补强计算(SH/T 3059 §8.7.9、GB/T 20801.1-2025 §6.6.6.4);带 φ5 排气/检漏孔(GB 50316 图5.4.4);材料同主管。
  • 选型:中低参数、非 GC1、非剧烈循环、P<10MPa 的焊接支管开孔用补强板;GC1 / 剧烈循环 / P≥10MPa / 蠕变温度(>370℃等)不宜用补强板(§8.7.5/§8.7.6),改整体三通或 Olet(整体补强、免算)。
  • 【多用于】:老装置焊接支管、非关键低压支管、现场开孔。
  • 易错:补强板是"附件"非标准产品件,不进 PMS 管件类产品行(算在支管连接做法里);与 Olet(整体补强)区分——Olet 免补强计算、省焊道、应力集中低。

⑤ 同心异径三通(Concentric reducing tee)——支管口径 < 主管、且支管轴线与主管轴线重合(同心)的三通;GB/T 12459 代号 TR(异径三通),同心为默认。

  • 标准:GB/T 12459 / SH/T 3408(对焊异径三通)、GB/T 14383/SH/T 3410(锻制螺纹/承插异径三通)。
  • 选型:支管需缩小且要求支管与主管同心(垂直向上出支管、立管支管)用同心;水平管侧出支管、需防积液/防气蚀用偏心(flat-on-top 防气蚀、flat-on-bottom 防积液)。
  • 【多用于】:立管、垂直向上支管、对称分流。
  • 易错:异径三通默认同心;与等径三通 TS(支管=主管径)区分;偏心异径三通用于水平管侧出(泵入口 flat-on-top 防气蚀)。

⑥ 全变径三通(概念澄清)——"全变径三通"不是 GB/T 12459 标准术语。标准只有:等径三通 TS(支管=主管,全径贯通、流阻最小、可清管)、异径三通 TR(支管<主管,可同心/偏心)。可能的歧义:① 若指"支管与主管同径"= 等径三通 TS(北美称 full-bore tee);② 若指"支管变径"= 异径三通 TR(即同心异径三通)。属同一概念的不同表述,订货写 TS 或 TR 即可,不要写"全变径三通",避免供应商误解。

⑦ 八字盲板(Spectacle blind / Figure-8 blind)——一片"盲板+垫环"连体(8 字形),旋转切换通/断,状态目视可辨;标准 HG/T 21547《管道用钢制插板、垫环、8字盲板系列》、SH/T 3425。

  • 选型:需频繁切换隔断的界区、切断阀前后、设备接管口、多系列分界 → 8 字盲板;定位用吊装柄,I/II 型=有无吊耳(见 §盲板 note);PN 按管线,欧标 RJ 仅 PN63 起。
  • 【多用于】:开停车/检修/吹扫试压隔断、界区切换。
  • 易错:8 字盲板属隔离件(夹两法兰间),≠ 法兰盖 BL(焊/拆在管端);须成对法兰+垫片;抽堵按 AQ 3027 挂牌加锁、标识状态。

⑧ 三通(Tee / 一般)——主管直通 + 垂直支管的管件,用于分流/合流;等径 TS、异径 TR。

  • 标准:GB/T 12459 / SH/T 3408(对焊)、GB/T 14383/SH/T 3410(锻制螺纹/承插)、MSS SP-97/GB/T 19326(Olet 整体补强)。
  • 选型:支管 > 主管 70% 或等径 → 整体三通(可 100% RT、SIF 最低);支管 < 主管 30% → Olet 或带补强板焊接支管;30%~70% 按补强计算权衡;端部 BW/SW/T 由口径与工况定。
  • 【多用于】:所有分流/合流节点。
  • 易错:三通是管件类(GB/T 12459),≠ 支管台 Olet(Olet 整体补强免算);GC1/剧烈循环宜整体三通或 Olet,不宜补强板。

⑨ 活接头(Union)——可快速拆装的小口径螺纹连接件(螺母 + 公/母接头组成),用于需经常拆卸处。

  • 标准:GB/T 14383 / SH/T 3410(含活接头 Union);螺纹 GB/T 7306(55°) / GB/T 12716(60° NPT)。
  • 选型:≤DN40~50 经常拆卸的仪表、放空、取样、小口径低压管线;限低压、无毒、非 SHA 介质;压力级 Class 3000/6000(螺纹)。
  • 【多用于】:仪表导压管、取样管、小口径辅助管线、需频繁拆检处。
  • 易错:活接头是管件类小件,≠ 法兰(可拆但靠螺纹、承压低);SHA/GC1/剧烈循环/高温禁用螺纹活接头;不用于大口径或高压主工艺管。

⑩ Y型三通(Y-type tee / 斜三通 / Lateral)——支管与主管成 45°(或 Y 形夹角)的三通,支管平滑过渡、流阻小、应力集中低。

  • 标准:GB/T 12459 含特殊角度三通(角度数字 + 类型代号,如 45T);Y 形锻制/焊制三通补强见 GB/T 20801 实施指南 §10.10.1;ASME B16.9 含 lateral;化工手册下册 第39章。
  • 选型:需降阻、减湍流/冲蚀、降应力集中处用 Y 型(支管斜出);放空/火炬/排液斜出降阻;流场优于 90° 三通,但占用空间大、成本高。
  • 【多用于】:泵出口、压缩机出口、放空/火炬总管、易冲刷介质支管。
  • 易错:支管轴线与主管轴线夹角 β ≥ 45°(SH/T 3059 §8.7.2);≠ "45°弯头 + 三通"组合(Y 型一体、流场好);高压可用 Y 形锻制三通整体补强。

# 3.3 法兰(§3.3.4 / 合集内 HG/T 20592 表 3.1.1/3.2.1/3.2.2)

字段:名称|DN|PN|材料|标准|管端形式|密封端形式|外径系列。

原则:① WN 剧烈循环/重要场合;SO ≤PN40 常规;PL 限 PN≤1.6 MPa 非危险;SW ≤DN100;BL 封堵;② RF 通用,MFM/TG 危险介质,RJ ≥PN63 高温高压;③ DN/PN 须落表 3.2.2 范围;④ GC1 禁用 PL/Th(§6.3.8)。

名称(代号) DN PN 材料 标准 管端 密封端
带颈平焊(SO) 15~300 1.0 20 HG/T 20592 SO RF
带颈对焊(WN) 15~600 1.6 20/16Mn HG/T 20592 WN RF
带颈对焊(WN) 15~300 1.6 0Cr18Ni9 HG/T 20592 WN MFM
承插焊(SW) 15~100 1.6 20 HG/T 20592 SW RF

类型代号:PL/SO/WN/IF/SW/Th/PJ-SE/BL;密封面:RF=突面、M=凸、FM=凹、T=榫、G=槽、FF=全平面、RJ=环连接面。

提示(warning)

夹套法兰(Jacketed Flange)选型专项——夹套法兰是全夹套管道的特殊法兰(非独立标准,属 HG/T 20592-2009 附录 B《钢制夹套法兰》资料性附录,§3.1.3 明确"用于全夹套管道的夹套法兰,可参照本标准附录 B")。结构是双层:内管密封面 + 环形夹套空腔(通蒸汽/导热油/冷却水)+ 外管密封面,外管与法兰焊接、内管完全被外管包围(全夹套)。选型先定"全夹套/半夹套",再定内外管 DN 与结构型式:

维度 怎么选
① 全夹套 vs 半夹套 全夹套:用特殊夹套法兰,内管完全被外管包围、外管焊于法兰(图42-17),保温/加热/冷却效率高;半夹套:法兰为标准法兰、法兰部分不被外管包围(图42-18),属"内管焊缝外露型",有毒介质/需检漏处必用半夹套(焊缝外露便于检查泄漏)
② 内管 DN/PN 按工艺介质定(与同等级普通管一致);夹套法兰压力额定值按内管承受的公称压力确定(标准解读),PN 随内管
③ 外管 DN 按夹套管组合尺寸取标准档(化工手册下册表42-6):内管 DN15→外管40、DN25→50、DN40→80、DN50→80、DN80→150、DN100→150、DN150→200、DN200→250、DN250→350、DN300→400、DN350→400、DN350→450;通常外管比内管大 23 档(约 +50100mm 且取标准档)
④ 尺寸确定规则 外径、螺栓孔直径/尺寸/个数、厚度、密封面尺寸 按外管 DN 配;内径按内管 DN 配;带颈对焊夹套法兰颈部大端按内管法兰、小端外径按内管、高度按外管法兰(HG/T 20592 附录 B + 标准解读)
⑤ 结构型式 整体夹套法兰(内外法兰一体,结构简单、成本低,适合低压);带颈夹套法兰 WN(加强颈部,高压/腐蚀/振动工况、分散应力、密封面远离腐蚀介质)
⑥ 材质 无腐蚀→碳钢;腐蚀/食品/制药→304/316L(氯离子环境优先 316L);按内管与外管介质分别定,通常内外同材质或外管降档
⑦ 按夹套功能 保温型(填充保温材、维持温度)、加热型(通蒸汽/导热油,防凝固,需更高承压与密封)、冷却型(循环冷却水,反应釜出口防分解);夹套 ≠ 仅保温——加热/冷却型须按夹套介质压力校承压与密封

强制规定(内管/外管施工):内管必须用无缝管,内管管件用无缝或压制对焊管件、不得用斜接弯头;内管有环焊缝时须 100% 射线检测合格且耐压试验合格后方可封入外管(TSG D0001-2009 §75、GB 50235-2010 §5.6、GB/T 20801.4-2020 §10.8)。内管与外管间隙均匀、支承块材质与内管相同且不妨碍热胀冷缩;同轴度偏差 ≤3mm。

型号写法(参考):WN 夹套 DN100/DN150 PN16 316L HG/T 20592 附录B(内管 DN100、外管 DN150、带颈对焊夹套法兰);半夹套按标准法兰 SO DN100 PN16 20# HG/T 20592 + 外管接管。

【多用于/典型应用场合】:易结晶/高凝固点/热敏/粘稠/熔融介质(熔融聚乙烯、巧克力、奶油、对温度敏感的中间体)需保温或加热防凝固、或冷却防分解;低温工程(LNG)防外部热辐射入侵;有毒介质输送须半夹套(内管焊缝外露便于检漏);化工/食品/制药恒温带洁净要求管线。

易错(四条铁律):① 夹套法兰是 HG/T 20592 附录 B 特殊法兰,不是独立国标,订货须注明内管 DN + 外管 DN + 内管 PN + 材质;② 压力额定按内管 PN,但外径/螺栓按外管 DN,二者不可混;③ 夹套 ≠ 仅保温,加热(蒸汽/导热油)与冷却(水)型须按夹套介质压力提高承压与密封设计,否则夹套层可能爆裂;④ 有毒介质/需检漏必用半夹套(标准法兰、焊缝外露),全夹套封死内管焊缝、泄漏难发现;PMS 法兰类须单列"夹套法兰"行(内管 DN/PN + 外管 DN + 夹套介质压力 + 材质),属特殊法兰。

提示(warning)

孔板法兰(Orifice Flange)选型专项——孔板法兰是为流量测量而设的特殊法兰(不是管件),属 HG/T 20592-2009 附录 A(规范性附录)《钢制孔板法兰》(与夹套法兰的"资料性附录 B"不同——附录 A 是强制规范性)。成对使用,两片之间夹持孔板(Orifice Plate),法兰本体自带测压孔与起重螺栓(顶丝),用于取压与拆装孔板。选型七维:

维度 怎么选
① 标准与性质 HG/T 20592 附录 A 钢制孔板法兰(规范性);等效 ASME B16.36《Orifice Flanges》。订货按"一对(2 片) + 孔板 + 2 垫片 + 螺栓"整体配套
② 法兰类型 几乎均为带颈对焊 WN(与工艺管焊接、承压高、对中就位好);密封面同工艺管(RF 通用、MFM/TG 危险介质、RJ 高温高压)
③ DN/PN 与所在工艺管一致(HG/T 20592 表 A.8.2 覆盖 DN25600、PN10PN100);须落在附录 A 尺寸表范围
④ 测压孔 每片对称开 2 个 DN15(NPS½)测压孔(A.7.1),配螺纹/承插管塞;测压孔可承插焊或 NPT(A.7.2,尺寸按 GB/T 14383);环连接面 RJ 用专用测压孔(A.7.3)。取压方式由仪表定(角接/法兰/径距)
⑤ 起重螺栓(顶丝) 法兰圆周设 2~4 个起重螺栓,与测压孔成 90° 布置(A.7.4),用于顶开两片法兰、取出/更换孔板,须注明数量与位置
⑥ 厚度 孔板法兰厚度 C=38mm(标准表 A.8.2,比同 DN/PN 普通法兰厚,以容纳孔板环槽与取压通道),不可按普通法兰厚度替代
⑦ 材质 与相连工艺管法兰一致(20#/16Mn/304/316L 等),按管道材料等级表

型号写法(订货):WN 孔板法兰 DN100 PN16 RF 20# HG/T 20592 附录A(一对,含 2×DN15 测压孔、4×起重螺栓)|WN Orifice Flange DN100 CL150 RF A105 ASME B16.36(英制)。

【多用于/典型应用场合】:所有需精确测流量的工艺管道——装置进出料计量、公用工程(水/蒸汽/压缩空气)计量、贸易交接、能耗核算;与差压变送器配套(孔板前后取压测 ΔP 算流量);成对法兰 + 孔板 + 取压管构成标准节流装置(GB/T 2624 / ISO 5167)。

易错(五条铁律):① 孔板法兰是法兰类特殊件(HG/T 20592 附录 A 规范性),PMS 法兰类单列"孔板法兰"行(须配一对+孔板+垫片+螺栓),不是管件;② 必须成对订货(单片无法夹持孔板,上下游直管段另按 GB/T 2624 留足前 10D 后 5D);③ 厚度比普通法兰厚(C=38mm),按普通法兰厚度做会装不下孔板/取压失效;④ 测压孔须按仪表取压方式(角接/法兰/径距)定位,漏开或错开则无法取压;⑤ 材质/密封面须与工艺管法兰一致,孔板法兰的螺栓孔距/密封面须与配对法兰(另一侧普通法兰或阀门)同标准。

# 3.4 阀门(§3.3.3 / SH/T 3059 §7.7 / GB 50316 §5.5 / GB/T 20801.1 附录 H)

字段:名称|DN|PN|型号|密封端形式。

原则:① 按功能选类型(截断/调节/止回/安全/特殊);② 大口径或重要线用 BW 或 FL,≤DN100 高压可用 SW/NPT;③ 危险介质优选 API 600/608/609 防火低逸散结构(GB 50316 §5.5.5 输送 B 类流体软密封球阀须防火型);④ 型号如 J41H-16C=截止阀-法兰-直通-合金钢密封面-16 等级-碳钢阀体;⑤ 手动开启力 >400N 用齿轮操纵(GB 50316 §5.5.2);⑥ 阀盖连接螺栓 <4 个的阀门仅用于 D 类流体(§5.5.3)。

名称 DN PN 型号(示例) 密封端 标准
闸阀 15~600 1.0~16 Z41H-16C / Z40H RF/BW GB/T 12234、API 600
截止阀 15~300 1.6~16 J41H-16C / J61Y RF/BW/SW GB/T 12235、BS 1873
球阀 15~600 1.6~16 Q41F-16C / Q47F RF/BW GB/T 12237、API 608
蝶阀 50~2000 1.0~2.5 D71X-10 / D343H 对夹/RF GB/T 12238、API 609
止回阀(旋启) 50~600 1.6~16 H44H-16C RF GB/T 12236、API 594
止回阀(升降) 15~150 1.6~16 H41H-16C RF GB/T 12233
止回阀(立式) 15~250 1.6~16 H42W-16P RF GB/T 12230(不锈钢止回阀)/ JB/T 308
旋塞阀 15~200 1.6 X43W / X14W RF GB/T 12240、API 599
安全阀 15~150 1.6~16 A41H-16C / A42Y RF GB/T 12243、API 520/526
减压阀 15~300 1.6 Y43H-16C RF GB/T 12244/12246
疏水阀 15~100 1.6 CS41H / FT14 RF 专用标准
节流阀/调节阀 15~300 1.6~16 L41H / 定位器型 RF/BW GB/T 12235 类、IEC 60534
隔膜阀 15~200 1.0 G41F-10C RF GB/T 12239

提示(info)

阀门全面分析(特点·作用·结构原理·优点·缺点·选用)——阀门按功能分五族:截断类(闸/截止/球/蝶/旋塞)、调节类(节流/调节阀/部分球阀)、止回类(旋启/升降/轴流)、安全类(安全阀/泄压阀)、特殊类(疏水/减压/隔膜/取样)。核心选型逻辑:先定功能,再定型式,后定端部/材质/防火低逸散。


(一)截断类(开启/切断介质,主力)

1. 闸阀(Gate Valve)

  • 结构原理:阀体内有一闸板(楔形/平行),沿垂直于流向的轴线升降,全开时闸板完全退出流道、流道等径。
  • 作用:全开/全关切断,流阻极小、双向密封。
  • 优点:流阻≈0、全通径可清管、双向密封、适用的 DN/PN 范围最宽、适用于大口径。
  • 缺点:启闭时间长(多圈转动)、结构高、体重;密封面两处、加工研磨难;启闭中密封面有摩擦易擦伤(高温更甚);不宜作节流(半开冲蚀密封面)。
  • 多用于:主工艺管、给水管、大口径切断;不宜频繁操作或调节。楔式单闸板(结构简单、<80℃/低压)、弹性闸板(密封好、易结焦高温)、双闸板(密封耐磨、蒸汽油品)。
  • 标准:GB/T 12234(钢制)、API 600;GB/T 12232(铁制)。

2. 截止阀(Globe Valve)

  • 结构原理:阀瓣沿阀座轴线升降,介质在阀内折流(S 形),靠阀瓣压向阀座密封。
  • 作用:切断 + 良好调节(流量特性好)。
  • 优点:密封性好、制造维修方便、调节性能优于闸阀、可用于蒸汽等。
  • 缺点:流阻大(压降高、能耗大)、结构长度大、只能近似单向(介质流向有规定、装反关不严)、不宜含颗粒易沉淀介质、不宜作放空阀。
  • 多用于:需调节流量/压力的蒸汽、工艺小口径切断调节;不宜大口径(流阻代价大)与粘度大含颗粒介质。
  • 标准:GB/T 12235、BS 1873;铁制 GB/T 12233。

3. 球阀(Ball Valve)

  • 结构原理:启闭件为带通孔的球体,绕阀杆轴线转 90° 实现开/关;V 形开口球阀可调节。
  • 作用:快速切断、分配、改变流向;V 球兼调节。
  • 优点:流阻最小(≈0)、可快速启闭(0.05~0.1s)、全开/全闭时密封面与介质隔离不侵蚀、双向密封、适用的压力温度范围宽、结构紧凑重量轻、低温(焊接球阀可直埋)寿命长(管线球阀可达 30 年)。
  • 缺点:软密封阀座多为 PTFE,耐温 ≤180℃(长期 ≤120℃),高温老化;调节性能一般(仅小开度可用 V 球);大口径铸造成本高。
  • 多用于:石油/天然气/化工管线切断、需要快开快关与低流阻处;防火型用于 B 类可燃介质(GB 50316 §5.5.5);LNG/低温管线全焊接球阀最佳。
  • 标准:GB/T 12237、API 608;管线 API 6D;小口径 API 602。

4. 蝶阀(Butterfly Valve)

  • 结构原理:圆盘形蝶板绕阀体内轴回转 90° 启闭/调节,夹在两法兰间(对夹/法兰)。
  • 作用:大口径切断 + 调节。
  • 优点:结构最简、体积小、重量轻、耗材省(大口径首选)、启闭快、流阻小、可用于带悬浮颗粒介质。
  • 缺点:密封性弱于球阀/截止阀、一般适用于 PN≤40、T≤300℃(受密封材料限);调节范围有限(开 30% 流量即达 95%);全开时蝶板仍占流道、流阻非最低。
  • 多用于:大口径水/风/煤气/水道、通风除尘双向启闭调节;不宜高温高压与高密封要求。
  • 标准:GB/T 12238、API 609;AWWA C504(水)。

5. 旋塞阀(Plug Valve)

  • 结构原理:带通道的锥形/圆柱形塞子绕轴线转 90° 启闭,是球阀的前身。
  • 作用:快速切断、可三通分配。
  • 优点:结构简、启闭快、流阻小、可多通道(三通分配)、便于清管。
  • 缺点:密封靠塞面压紧、力矩大、密封面易磨损卡阻;温度压力受限;调节性差。
  • 多用于:小口径、含颗粒/腐蚀性介质(衬里型)、需多通道分配;油品类。
  • 标准:GB/T 12240、API 599。

(二)止回类(防止倒流,自动阀)

6. 止回阀(Check Valve:旋启式 H44 / 升降式 H41 / 轴流式)

  • 结构原理:靠介质自身流动力量自动开启、倒流时阀瓣/阀芯靠重力或弹簧回座关闭;旋启式绕销轴翻转、升降式沿轴线升降、轴流式瓣在流道内滑动。
  • 作用:阻止介质倒流、防止泵及电机反转、防止容器介质泄放。
  • 优点:自动工作、无需外力;旋启式适用大口径/低流速、流阻小;升降式密封好、宜小口径;轴流式(API 594)流阻更小、抗水锤。
  • 缺点:有流阻与压力损失;旋启式大口径关闭慢、易水锤;不能调节;安装方向有要求(阀体箭头)。
  • 多用于:泵出口(防倒转)、容器进料管(防泄放)、可能超压的辅助系统补给管;止回 + 切断常组合为"截止止回阀"(GB/T 12235 含升降式止回)。
  • 标准:GB/T 12236(旋启)、GB/T 12233(升降/铁制)、API 594(对夹/轴流)。

型号拆解专项(JB/T 308)— H41 / H42 / H44 结构形式对照
止回阀型号 7 位(含压力、阀体材料):类型(H) — 连接(第3位) — 结构形式(第4位) — 密封面(第5位) — 压力(第6位) — 阀体材料(第7位),第2位传动方式对止回阀省略。第3位 4 对三种型号均为法兰连接;差异只在第4位结构形式(1=升降直通 / 2=升降立式 / 4=旋启单瓣)。

结构形式代号 名称 安装方向 流阻 典型口径 备注
H41 升降直通式 水平(介质自下而上流过阀瓣轴线) 较大 DN15~300 密封好、宜小口径、洁净介质
H42 升降立式 仅竖直(介质自下而上) 较大 DN15~250 弹簧辅助、快速关闭、抗水锤;泵立式出口
H44 旋启单瓣式 水平优先、亦可竖直(按阀体箭头) 小 DN25~600 流道通畅、低压降、宜大口径/大流量

H42W-16P 与 H44W-16P 逐段对照

段 H42W-16P H44W-16P
H 止回阀 止回阀
4(连接) 法兰连接 法兰连接
2 / 4(结构) 升降立式:阀瓣沿阀体垂直中心线升降,弹簧辅助回座 旋启单瓣式:阀瓣绕阀座外销轴翻转启闭
W(密封面) 由阀体本体直接加工(304 对 304,不堆焊/不另衬) 同左
16(压力) 公称压力 PN16(1.6 MPa) 同左
P(阀体) 304 不锈钢(CF8 / 06Cr19Ni10,旧 1Cr18Ni9Ti 类) 同左

核心区别一句话:除第4位结构形式("2"立式升降 vs "4"旋启单瓣)外二者完全相同;由此带来 H42 只能竖直安装、弹簧快关抗水锤、宜小口径洁净介质;H44 可水平安装、流阻小、宜大口径/低流速泵出口。两者密封面均为本体不锈钢(W),阀体均为 304(P),标准可查 GB/T 12230(不锈钢止回阀)/ JB/T 308(型号编制)。


(三)安全类(超压保护,自动阀)

7. 安全阀(Safety Valve)

  • 结构原理:当压力升高超过整定值时阀瓣自动开启全量排放,压力降至回座值自动关闭;弹簧直接载荷式(GB/T 12243)最常见,另有先导式(GB/T 12246)。
  • 作用:受压设备/容器/管路的超压保护,防超压破坏。
  • 优点:自动泄压、回座密封、保护设备安全;弹簧式结构简单可靠。
  • 缺点:仅保护超压、不能调节流量;起跳后须校验回座;排出口须安全去向。
  • 多用于:锅炉/容器/反应器/压缩机出口等所有可能超压的设备与管路上(强制安全附件)。
  • 标准:GB/T 12241(一般要求)、GB/T 12243(弹簧式)、API 520/526。

(四)调节/特殊类

8. 节流阀 / 调节阀(Throttle / Control Valve)

  • 结构原理:改变阀瓣/阀芯与阀座间隙调节流通面积;调节阀配执行机构+定位器接受信号连续调节(IEC 60534)。
  • 作用:连续/精确调节流量、压力、温度、液位。
  • 优点:调节精度高、可远程自动控制;节流阀外形小、适于低温高压需调流量压力处。
  • 缺点:结构复杂、贵;流道有节流、易冲蚀;不耐磨蚀介质;须仪表气源/电源。
  • 多用于:需要自动控制的工艺参数调节回路;节流阀用于需调流量压力但要求简单的低温高压处(不宜含固体颗粒)。

9. 减压阀(Pressure Reducing Valve)

  • 结构原理:靠薄膜/活塞感应出口压力,自动调节阀口开度使出口压力稳定在设定值(介质自身能量)。
  • 作用:将进口高压减至所需出口低压并自动保持。
  • 多用于:蒸汽、压缩空气、水等需要稳定低压供气的支路。
  • 标准:GB/T 12244(一般要求)、GB/T 12246(先导式)。

10. 蒸汽疏水阀(Steam Trap)

  • 结构原理:自动排除冷凝水同时阻止蒸汽泄漏(靠密度/温度/热力学差动作)。
  • 作用:迅速排凝水、阻蒸汽泄漏、排不凝气,保障效率与安全。
  • 多用于:蒸汽管线、伴热、换热器冷凝水排放。
  • 类型:机械型(浮球)、热静力型(双金属)、热动力型(盘式)。

11. 隔膜阀(Diaphragm Valve)

  • 结构原理:橡胶隔膜夹于阀体与阀盖间,阀杆下压隔膜切断流道;介质不进阀盖内腔、无填料箱。
  • 作用:切断/微调节腐蚀、含悬浮物介质。
  • 优点:密封好、易维修、流阻小、介质不接触阀杆(耐腐蚀)。
  • 缺点:耐温 ≤200℃、耐压 ≤1.0MPa、不宜有机溶剂/强氧化剂。
  • 多用于:酸碱、食品、医药、含悬浮物介质。
  • 标准:GB/T 12239。

【选型总诀】:① 切断为主→闸阀(大口径)/球阀(快开低阻)/截止阀(小口径需调节);② 调节→截止阀/调节阀/(V 球);③ 防倒流→止回阀;④ 超压保护→安全阀;⑤ 大口径低压水风→蝶阀;⑥ 含颗粒/多通道→旋塞阀;⑦ 腐蚀/食品→隔膜阀;⑧ 危险可燃介质→防火低逸散型(球阀/闸阀 API 607/6FA);⑨ 端部 BW(≥DN50/重要)、FL(常规)、SW/NPT(≤DN50 高压,SHA 限用螺纹)。

# 3.5 垫片(§3.3.5 / 合集内 HG/T 20606~20612)

字段:名称|DN|PN|材料|标准|厚度|密封端|形式代号。

原则(四步闭环最后一步):① RF→缠绕垫带外环(C 型,PN≥150 用 D);② MFM→带内环(B);③ TG→基本型(A);④ RJ→金属环垫;⑤ 非金属平垫低压/水,PTFE 包覆强腐蚀,金属包覆高温;⑥ 材料代号四位数字(HG/T 20610 表7.0.1):第一位=外环(对中环)材料、第二位=金属带材料、第三位=填充带材料、第四位=内环材料,无外环/无内环时该位记 0。金属:1=碳钢、2=0Cr18Ni9(304)、3=00Cr19Ni10(304L)、4=0Cr17Ni12Mo2(316)、5=00Cr17Ni14Mo2(316L)、6=321、7=347;填充带:1=温石棉、2=柔性石墨、3=PTFE、4=非石棉纤维。示例:1222=碳钢外环+304 金属带+柔性石墨+304 内环(D 型标准示例 D100-40 1222);0222=无外环+304 带+石墨+304 内环(B 带内环型);1220=碳钢外环+304 带+石墨+无内环(C 带外环型);0220=无内外环(A 基本型)。详见 §5.4。

名称 DN PN 材质 标准 厚度 密封端 形式
缠绕垫(带内外环) 15~600 1.0~1.6 0Cr18Ni9+柔性石墨 HG/T 20610 4.5 RF D(1222)
缠绕垫(带内环) 15~600 1.6 0Cr18Ni9+柔性石墨 HG/T 20610 4.5 MFM B(0222)
金属环垫(八角/椭圆,R 型) 15~300 PN63160(6.316 MPa) 0Cr18Ni9/软铁 HG/T 20612 — RJ R
PTFE 包覆垫 15~300 1.0 XB450 包 PTFE HG/T 20607 3.0 RF —

# 3.6 紧固件(§3.3.6 / 合集内 HG/T 20613)

字段:名称|规格|材料|标准|级别/型式。

原则(HG/T 20592 §5.0.3~5.0.5):① 类型——六角头螺栓(HB)、等长双头螺柱(SB)、全螺纹螺柱(TB)、螺母(NU);高温/高压宜全螺纹螺柱+双螺母;② 强度分级——35CrMoA/30CrMoA/25Cr2MoVA 高强,按垫片反力/温度/压力选取;③ 商品级填级别代号(8.8),专用级填材质+标准号。

名称 规格(示例) 材料 标准 型式
双头螺柱 M12×75~M16×90 35CrMoA HG/T 20613 专用级(高强)
双头螺柱 M20×105~M27×160 25Cr2MoVA HG/T 20613 专用级(高温)
螺母 M12/M16/M20/M27 30CrMo GB/T 6175 专用级
六角头螺栓 M16×80 35# GB/T 5782 商品级 8.8

# 3.7 仪表及特殊件

提示(info)

本节范围与权威框架:HG/T 20519 §6.1 把"特殊管道附件"界定为——物流经过后其压力、状态、组成、声音频率或燃烧状态发生变化,或在装置正常操作与安全生产中具有特殊作用、一般经计算后才选定的管道附件。清单包括:管道过滤器、爆破片、消声器、金属波纹管(软管)、阻火器、管道混合器、洗眼器/事故淋浴器、视镜、限流孔板等。本节即覆盖这些 PID 特殊件,并补充常用流量测量仪表与调节阀特殊型式。它们多数无 GB/T 12459 类对焊管件标准,按 PID 功能选型、材质/PN 随 PMS,PMS 单列"特殊件/仪表件"行(HG/T 20519 表 6.2.10-1~13 数据表)。

# 3.7.1 过滤器(Filters)

标准:GB/T 14382-2008《管道用三通过滤器》(现行;Y 型 SRY / T 型侧流式 SRT / T 型直流式 SRS;DN≤400、PN16PN40 / Class150Class300、温度 −196~540℃);欧洲体系 HG/T 21637、美洲体系 SH/T 3411。

作用:清除流体中固体杂质,保护下游泵、压缩机、燃油喷嘴、疏水阀、仪表等免遭损坏或堵塞。

结构分类(化工手册 §39.3.1.2):网式(最普遍,可作临时或永久)、线隙式、烧结式、磁滤式。

选用原则(化工手册 §39.3.1.1):①压力等级比管内介质高一个档次;②高凝点/高黏度/含悬浮物多、停输需吹扫者宜卧式反冲洗;③固体杂质多、黏度大者宜篮式;④易燃/易爆/有毒介质宜对焊连接,<DN40 承插焊;⑤介质流向 90° 变化处宜折流式 T 形;⑥泵入口临时过滤宜锥形;⑦DN<400 用 Y 形及 T 形,DN≥400 用篮式。

型式 结构 优点 多用于
Y 型 SRY 斜直流体、滤网朝下(箭头朝来流) 紧凑、压降低、可带排污口 永久或临时;蒸汽/压缩空气/小流量、需频繁排污
T 型侧流 SRT / 直流 SRS 直流通路(SRS 流路直通) 压降低于 Y 型、纳污中等 水平管道大流量、低压降要求;SRS 直通主管
桶式/篮式 Basket 大筒体 + 可抽篮网,高进低出或直通 大流量、大纳污、低阻;占地大需垂直抽网空间 DN≥400、冷却水/大流量、高含固工艺流体
临时过滤器(锥形/平板/I 型) 试车用、开工后拆;锥形 DN≤100、平板 DN>100 保护泵/阀试车期不被杂物损伤 泵入口(锥形)、大口径(平板/I 型);平顶式=锥尖朝来流捕集效率高、尖顶式=直段短用于极短直管段
高差桶式 篮式高进低出型(进出口不同标高) 利用位差排净、防积液 易沉降、需自排净工况
T 型角型(折流式) T 形且流向转 90° 兼作弯头、省空间 管道需转向又需过滤处

滤网:临时过滤器 1003400 孔/cm²;永久过滤器有效面积≥管道截面积;水用 1830 目、气用 10100 目、油用 100480 目。

安装:Y 型滤网朝下、箭头朝来流、水平管安装倾斜≥15°;篮式需垂直抽网空间;与执行机构/仪表间距 6~10DN;宜设旁通便于不停产清洗。

# 3.7.2 限流孔板 与 限流孔板组

标准:HG/T 20570.15-1995《管路限流孔板的设置》(化工工艺系统设计技术规定第 15 篇);孔径计算按 GB/T 2624(差压节流装置)。

作用:工艺物料需降压且精度要求不高;阀门上下游需大压降时上游串联以减冲刷/气蚀;需小流量连续流通处(泵冲洗、热备泵旁路、分析取样);需降压减噪处(放空)。注意:是限流/降压元件,不是计量用孔板流量计。

选型要点(化工手册 §39.2.2):①气体/蒸汽须 P₂≥0.55P₁,否则用多级(防噎塞流);②液体压降≤2.5 MPa 用单板,>2.5 MPa 用多级且每板<2.5 MPa;③DN≤150 用单孔板,>150 用多孔板(孔径 12.5/20/25/40 mm)。

孔数确定:多孔板先按单孔公式求孔径 d,再由 N=d²/d₀² 定孔数。

限流孔板组:2 块及以上成组,作"特殊件"编一个号;材料表名称规格填"限流孔板组"、材料不填、数量"1 套"、标准/图号填组装图号(HG/T 20519 §3.7.2、表 6.2.10-13)。

# 3.7.3 阻火器(Flame Arrester)

标准:GB/T 13347-2010《石油气体管道阻火器》(已被 GB 5908-2024 合并);《阻火器的设置》HG/T 20570.19-1995;SH/T 3413-2019《石油化工石油气管道阻火器选用检验及验收》;GB/T 20801.6-2020(安全防护);TSG D0001-2009。

原理:传热淬熄(阻火芯把火焰分割为细小流道、降温至燃点以下)+ 器壁效应(自由基撞壁消耗、链式反应中断)。

MESG 分级(GB 3836.12 / 化工手册表 36-13):ⅡA 级 MESG≥0.9 mm;ⅡB 级 0.5<MESG<0.9 mm;ⅡC 级 MESG≤0.5 mm。选型铁律:阻火芯通道间隙必须小于介质在实际工况下的 MESG。

分类:按用途——放空阻火器(管端型=阻爆燃,顶部带防风雨帽;普通型)/管道阻火器(阻爆燃型/阻爆轰型);按结构——充填型、板型(平行板/多孔板)、金属网型(已少用)、液封型、波纹型(最常用,波纹板+平钢带卷成三角形细通道)。

选用步骤(化工手册 §39.5.3):①按使用场所定放空阻火器或管道阻火器;②按介质种类、温度、压力、与点火源距离/管道形状定阻爆燃型或阻爆轰型(多由试验或经验定);③按介质实际工况 MESG 选规格。

安装:靠近火源侧;阻爆轰型爆轰波吸收器朝可能产生爆轰的方向;法兰连接为主、小口径可螺纹;含颗粒或易冻介质设压差监控与伴热/吹扫;每半年检查清洗阻火芯。

多用于:加热炉燃料气管网、火炬/油气回收系统、储罐呼吸阀与通气管、氢气/乙炔/LPG 等可燃气体输送管。

# 3.7.4 波形补偿器(波纹管膨胀节)

标准:GB/T 12777-2019《金属波纹管膨胀节通用技术条件》(现行,替代 2008 版;对标 EJMA);压力管道用 GB/T 35990-2018《压力管道用金属波纹管膨胀节》;压力容器用 GB 16749-1997。

作用:吸收热胀冷缩、振动、安装偏差引起的管道/设备位移(轴向/横向/角向)。

选型:按位移量与方向选型式(轴向型/横向型/角向型/压力平衡型);必须配固定架与导向架并经应力分析;2019 版新增高温疲劳设计公式、焊接接头强度系数、安装使用要求(附录 F)。

多用于:热位移大的长直管;催化裂化高温工艺管线(PC 系列,≤1300℃);热网蒸汽/热水(≤450℃);换热器(HR 系列,≤350℃)。

易错:≠软管——补偿器须应力分析+固定/导向架,软管仅吸小位移且不承受扭转载荷(见 §3.2)。

# 3.7.5 爆破膜(爆破片)

标准:GB/T 567.1~~4-2012《爆破片安全装置》;与安全阀组合按 GB/T 38599-2020。

类型代号(化工手册 §34 表 34-5):正拱形 L(普通 LP/开缝 LF/带托架 LPT·LFT/带槽 LC);反拱形 Y(带刀 YD/鳄齿 YE/带槽 YC·YCT/开缝 YF/夹持脱落 YTJ/卡簧脱落 YTH);平板形 P(开缝 PF/带槽 PC/普通 PP/可更换 PMT/石墨 PM/不可更换 PMZ)。夹持器代号 LJ。

爆破压力允差(表 34-6):标定压力 0.001≤p<0.01 MPa 时允差 ±50%(随标定压力升高允差减小)。

作用:承压设备/管道超压时破裂泄放,爆破压力 0.001~~500 MPa;可单独使用,或与安全阀串联(入口侧/出口侧)、并联。

选型:按操作压力比、介质腐蚀选材料(铝、镍、奥氏体不锈钢、因康镍、蒙乃尔、石墨);爆炸危险介质用爆破时不产生火花、不产生碎片型(GB/T 567.2 §5.2.3);不适用于操作压力剧增至爆轰的工况。

多用于:容器压力骤升安全阀来不及反应;不允许任何微量泄漏;介质沉淀/低温致安全阀失效;移动式压力容器。

# 3.7.6 直通视镜

标准:NB/T 47017-2011《压力容器视镜》(现行最新;PN≤2.5 MPa、DN50~200、介质≤250℃、最大急变温差≤230℃);HG/T 21619-1986《压力容器视镜》/ HG/T 21620-1986《带颈视镜》仍在用;视镜玻璃 GB/T 23259-2009(低温耐压圆形钢化硼硅玻璃板);带灯视镜 HG/T 21575-94。

类型代号(化工手册 §39 表 39-153):对夹式 S1、单压式 S2、衬套式 S3、螺纹压紧式 S4。

作用:就地观察管道内流体流动、液位、色泽、结晶或含固情况。材料随管(碳钢管用钢制视镜、不锈钢管用不锈钢视镜、硬聚氯乙烯管用塑料视镜)。

多用于:需目视监控的工艺管(反应器进料、排污、采样观察、油水分界)。

易错:玻璃易碎、急变温差≤60℃(防炸裂);腐蚀介质用硼硅玻璃+PTFE 密封;不可作承压主件长期使用;安装禁过度夹紧螺栓(防镜片应力破裂)。

# 3.7.7 快速接头(Quick Coupling)

标准:GB/T 40565.1-2024《液压传动连接 快换接头 第 1 部分:通用型》(等同采用 ISO 7241:2023);GB/T 3765-2008《液压快换接头》;GB/T 5860-2003《液压快换接头 尺寸和要求》;气动用 GB/T 23510-2009《气动快换接头》。

结构:插头(阳)+ 插座(阴)+ 阀芯,断开时自动闭锁防漏;Series A(欧洲主导)/Series B(北美/化工主导)。

多用于:需频繁快速装拆的临时接管(分析取样、吹扫、设备清洗、槽车装卸)。

易错:化工多用 Series B;不可作长期承压的主工艺管道连接;核对压力等级与断开流体损失量。

# 3.7.8 漏斗

作用:汇集设备/管道低点排液(排液漏斗)、高点排气(排气漏斗)、地面排水(排水漏斗/地漏),把敞口排放的液体引入密闭或明沟系统,属粗过滤收集设备,排放时夹气量小。

标准(标准图体系,无独立产品国标):石化 S5-6-1(石油化工漏斗);化工 HGS07-401-01 A 型 / HGS07-402-01 B 型 / HGS07-403-01 C 型;电厂 GD87-0907 / GD2000 管道杂项组件(MT01C14 圆形无盖、MT02C14 圆形带盖、MT03~05C14 方形/长方形,材质 Q215-A);建筑 04S301(矩形/菱形/锥形排水漏斗)。公称直径一般 DN15~DN300。

结构型式:圆形 / 方形 / 方圆形;带盖(防杂物落入,用于地面排水与室外)/ 无盖(用于设备排液接口);可带过滤网板拦截粗大介质。材质随管道与介质(Q235/20 钢、304/316L)。

选型:① 按功能定型式(设备低点排液→排液漏斗、高点放空→排气漏斗、地面排水→带盖排水漏斗);② 按排放介质与 PMS 定材质;③ 按排放量与接管 DN 定口径(与排放管匹配,不小于排放支管);④ 腐蚀/洁净场合选不锈钢。PMS 列特殊件行,图例按 HG/T 20519 续表 11.0.1。

多用于:设备/管道低点排液收集、泵体与换热器排凝、地漏连接、高点排气。

# 3.7.9 软管、软管接头、不定长软管

见 §3.2「软管(Hose/柔性连接)选型专项」:金属软管 GB/T 14525·SH/T 3412、橡胶软接头 GB/T 20666、PTFE 非金属软管(化工手册 §39);软管接头 GB/T 18615;不定长软管=按所需长度定制的金属/橡胶软管(非固定长度成品)。

# 3.7.10 流量计(依据 HG/T 20507-2014 第 6 章、化工手册 §43、化工设计简明手册)

型式 现行标准 原理 精度 适用介质/多用于 直管段 限制
转子流量计(浮子/可变面积式) 金属管 JB/T 6844-2015;玻璃 JB/T 9255-2015 浮子在锥管中受力平衡、高度示流量 1.5 级 就地指示、量程比≤10:1;工艺物料首选金属管(DN≤100)、常温低压无毒微小流量用玻璃管 短 只能垂直装、耐压不高、玻璃易碎
├ 角型转子流量计 同上(带直角连接就地型) 同上 1.5 级 小流量支路、需贴壁/转角安装的就地指示 短 同转子
└ 直通转子流量计 同上(普通垂直安装) 同上 1.5 级 一般就地小流量指示 短 同转子
电磁流量计 JB/T 9248-2015 法拉第电磁感应(导电流体切割磁场) 0.2~1.0 级 导电液体(电导率≥5 μS/cm):污水/浆/酸碱/腐蚀介质、大口径循环水、可测双向流 上 5D 下 3D 非导电介质(油/纯水/酒精)不能测
涡轮流量计 传感器 JB/T 9246-2016;气体 GB/T 18940-2003 叶轮转速∝流速、磁电转换脉冲 0.2~0.5 级 洁净气体/低粘洁净液体、定量控制/灌装/配比 上 20D 下 5D 怕颗粒磨损、高粘不适用;上游需过滤器
涡街流量计 JB/T 9249-2015 卡门涡街频率∝流速 1~2 级 洁净气/液/蒸汽通用、无运动部件、压损小 上 15~50D 下 5D Re≥20000、怕振动、低流速/高粘差
质量流量计(科里奥利) GB/T 20728-2021(选型/安装/使用指南) 科里奥利力致测量管扭曲∝质量流量 0.1~0.5 级 直接测质量流量/密度、与温压无关;贸易结算/高粘/高精度 要求低 价格高、怕振动、压损较大
热式质量流量计 GB/T 20727-2006 热扩散/金氏定律 1.0 级 低分子量、组分稳定的干气体大管径 — 仅测气体
插入式(涡街/涡轮) 同上 同上(插入大管) 略低 大口径管道降成本 视型式 精度略低

# 3.7.11 调节阀(特殊型式,通用调节阀见 §3.4)

标准:IEC 60534(工业过程控制阀)、GB/T 4213《气动调节阀》、GB/T 12237(钢制球阀)、JB/T 7387《工业过程控制用球阀》、HG/T 20507。

  • 三通调节阀:三通道,分合流型(A+B→AB)与分流型(AB→A+B);一台阀实现两种控制功能;缺点是流量特性较难控制。多用于:热交换器温度控制、两种介质比例混合/分流。
  • 角型调节阀:进出口成 90°,流路简单、阻力小、不易堵塞、耐高压差;多用于:高压差、高粘度、含悬浮物介质(锅炉给水、排污系统),可兼作管道弯头节省空间。
  • 球形调节阀(V 型球阀 V-port ball):球体带 V 型切口,近似等百分比特性、调节比 30:1~100:1,关闭时 V 口剪切切断含颗粒/纤维介质并自清洁;标准 API 608 / ISO 17292 / IEC 60534 / GB/T 12237 / JB/T 7387。多用于:纸浆、矿浆、污水等含固/纤维介质的调节兼切断。
  • 碟型调节阀(蝶阀调节用):高性能/三偏心蝶阀,大口径、低压差、成本低、流通能力大;缺点是泄漏较大、低开度调节精度较低;标准 GB/T 12238(弹性密封)/ JB/T 8527(金属密封)。多用于:大流量、低压差的气体或液体调节。

仪表及特殊件选型总诀(6 步):①定功能(调/测/滤/限/阻/补/视/接)→ ②选类型(如过滤:Y 型永久 / 锥型临时)→ ③定口径 DN 与 PN 随 PMS → ④定材质(随相连管道,腐蚀用 304/316L)→ ⑤定端部(法兰须与管道法兰一致 HG/T 20592;小口径螺纹/快速接头)→ ⑥特殊参数(流量计:衬里/电极/直管段;限流孔板:孔径/级数;阻火器:MESG 组别;视镜:玻璃等级/急变温差)。凡属"无对焊管件标准"者,PMS 单列特殊件行、标准写专用/厂商标准。


# 第四章 法兰选型专题

# 4.1 法兰类型 × PN 等级(合集内 HG/T 20592 表 3.1.4 / 表 3.2.2)

提示(success)

核心结论:每种法兰类型都提供多个 PN 等级,并非"除 WN 外只有一种"。差异在于最高 PN 上限与 DN 包络范围;WN 覆盖最全(最高 PN160、DN 最宽)。

法兰类型(代号) 可用 PN 等级(PN 系列,单位 bar;如 16 即 PN16=1.6 MPa) 关键限制
板式平焊(PL) 2.5、6、10、16、25、40 PN≥6 限 DN≤600;FF 仅到 PN16
带颈平焊(SO) 6、10、16、25、40 RF/MFM/TG 最高 PN40;FF 仅到 PN16
带颈对焊(WN) 10、16、25、40、63、100、160 覆盖最全;RJ 到 PN160、DN≤300
整体法兰(IF) 6、10、16、25、40、63、100、160 与 WN 接近
承插焊(SW) 10、16、25、40、63、100 DN≤50
螺纹法兰(Th) 6、10、16、25、40 DN≤150
对焊环松套(PJ/SE) 6、10、16、25、40 DN≤600
平焊环松套(PJ/RJ) 6、10、16 DN≤600
法兰盖(BL) 2.5、6、10、16、25、40、63、100、160 与 WN/IF 同级

提示(default)

本表 PN 数值的读法:HG/T 20592 的 PN 系列以"bar"为计,表中 2.5/6/10/16/25/40/63/100/160 即 PN2.5…PN160;换算 MPa 为 0.25/0.6/1.0/1.6/2.5/4.0/6.3/10.0/16.0。请勿将"16"误读为 16 MPa(它等于 1.6 MPa)。该表与第二章等级代号第一单元的"L=1.0 MPa、M=1.6 MPa"为同一压力的不同写法。

提示(warning)

两个易错点:

  1. 把"某密封面下的 PN 列"当成"该类型全部 PN"——如 SO 的 FF 只到 PN16,但 RF/MFM/TG 实际到 PN40。
  2. 把"PN 系列"与"Class 系列"混看——Class 系列里 WN 可到 Class2500(约 420 MPa),差距更大,但仍都是多等级。

GC1 级禁用 PL 与 Th(GB/T 20801.1 §6.3.8),与 PN 多档无关。

# 4.2 压力-温度额定值(合集内 HG/T 20592 表 3.2.x / ASME B16.5)

提示(default)

什么是压力-温度额定值? 法兰的"允许工作压力"不是固定值,而是随温度升高而下降——因为钢材高温下屈服/抗拉强度降低。同一 PN(或 Class)法兰,在 20℃ 能承受的压力,到 400℃ 可能只剩一半。选型必须查"压力-温度额定值表",而不能只看 PN 数字。

欧标 PN 系列(HG/T 20592 表 3.2.x,单位 bar)——以材料类别号为例:

  • 1C1(碳素钢类别号之一,常用于锻件):20℃ 时 16 bar(即 PN16 在 20℃ 的额定值,≈1.6 MPa);随温度升高持续降额——300℃ 降至 13.4 bar、400℃ 降至 10.8 bar、450℃ 降至 6.2 bar、500℃ 降至 2.7 bar。
  • 1C9/1C10(低合金/铬钼钢):高温保持能力明显优于碳钢,如 PN16 下 1C10 在 500℃ 仍有约 8.9 bar,而同期 1C1 仅约 2.7 bar。
  • 材料按"材料类别号"分组(1C× 碳钢/低合金、2C× 等),同组共用一张降额曲线。

美标 Class 系列(ASME B16.5):

  • Class 150 碳钢(Group 1.1,如 A105)在 -20~100°F 额定约 285 psig(≈2.0 MPa / 19.6 bar);到 500°F(260℃)降至 170 psig(≈1.17 MPa),800°F(427℃)降至 80 psig(≈0.55 MPa)。
  • "Class 150"的 150 不等于 150 psi 全程可用压力,只是参考温度下的近似值;不锈钢(Group 2.1/2.3)高温保持能力显著优于碳钢。
  • 选材步骤:定最高操作压力/温度 → 定法兰材料 → 查该材料组的 P-T 表 → 取额定值 ≥ 设计压力的等级 → 预留 10~15% 腐蚀/安全裕量。

提示(info)

欧标 PN 与美标 Class 的近似对应(仅作量级参考,不可直接互换):PN16≈Class150、PN25/40≈Class150/300、PN63≈Class300/600、PN100≈Class600。具体须以各自 P-T 表为准;法兰、阀门、垫片三者压力体系必须统一。

# 4.3 管端(Pipe end)与密封端(Sealing face)

同一法兰上的两个不同端面,朝两个方向:

  • 管端 = 朝向管子那一端,即该零件如何与管子连接(WN 对接焊、SO 平焊、SW 承插焊、Th 螺纹;管子本身 BE/PE/TH)。
  • 密封端 = 朝向配对法兰那一端,即两片法兰合拢夹垫片、靠螺栓压紧密封的接触面(RF/MFM/TG/FF/RJ)。

要点:有"夹垫片"需求的零件(法兰、阀门、设备管口)才有密封端;焊死的零件(弯头、三通、直管段)只有管端。

名称 管端栏 密封端栏 解读
带颈平焊法兰 15~600 PN1.0 20# SO RF SO=与管子平焊;RF=夹垫片突面密封
弯头 15~600 PN1.6 20# BE — BE=与管子坡口对焊;无密封端
截止阀 J41H-16C — RF RF=与管道法兰夹垫片连接

PMS 填写时"管端"+"密封端"两栏必须同时填:管端决定连接可靠性与合规;密封端决定垫片形式与泄漏风险。

# 4.4 外径系列(Pipe OD Series)

指钢管及配套法兰/管件/阀门/垫片所遵循的外径尺寸标准族。同一 DN 在不同系列下实际外径不同。

五种系列号(HG/T 20519 §3.3.8 第 6 条):A=英制(国际通用,优先)、B=公制(国内沿用,淘汰中)、S=非金属、GY2=22 MPa 高压、GY3=32 MPa 高压。

A 与 B 物理区别:同 DN 外径不同(HG/T 20553 表 1.0.3,mm)

DN A 系列外径 B 系列外径 差异
50 60.3 57 3.3
100 114.3 108 6.3
150 168.3 159 9.3(混用必出问题)
200 219.1 219 ≈重合(侥幸能装)
250 273.0 273 完全重合
350 355.6 377 B 反而大 21(混用必出问题)
  • A 系列小数外径(21.3/60.3/114.3/168.3)是 ASME B36.10M 英制英寸管沿用,称"英制/大外径";B 系列为国内旧公制(108/159/219),称"公制/小外径",淘汰中。
  • 铁律:同一管线管子/管件/法兰/垫片/阀门必须同一外径系列;A 与 B、PN 与 Class 两对都不能混(DN65/80/200/250 的 A/B 偶然重合是侥幸不是规范)。

标记规则:法兰 A 系列可省略不标,B 系列必须标"B"(如 WN 100(B)-16 RF)。HG/T 20592 §14.0.1 另注:整体法兰(IF)、螺纹法兰(Th)、法兰盖(BL)因不直接以焊端配管,其适用外径系列标记可省略。

提示(info)

法兰 A/B 的本质 = 所配钢管的外径系列。A 系列=大外径(英制,等效 ISO 4200 / ASME B36.10,小数外径如 60.3/114.3/168.3),B 系列=小外径(公制,国内沿用,整数外径如 57/108/159),依据 HG/T 20592-2009 §1.0.3、表1.0.3。同一 DN、同一 PN 下,A 与 B 法兰的焊端外径 A₁、法兰内径 B₁、法兰颈 N 均不同(见 HG/T 20592 各 PN 表 8.2.x),故两套法兰不能互换。法兰 A/B 与管子外径系列严格对应:管子 Ia/Ib(大外径)→ 配 A 系列法兰;管子 II(小外径)→ 配 B 系列法兰。美标 Class 体系(HG/T 20615 / SH/T 3406)只配大外径管,无 B 系列。铁律:同一管线管子/管件/法兰/垫片/阀门必须同 A 或同 B,且 PN 与 Class 两对都不能混(DN200/250 的 A/B 外径偶然重合是侥幸,不是规范)。


# 第五章 垫片选型专题

# 5.1 五维决策框架

维度 决定什么 关键约束
① 法兰密封面型式 垫片结构型式(A/B/C/D/金属环) RF→带外环(C);MFM→带内环(B);TG→基本型(A);RJ→金属环垫;FF→非金属平垫
② 介质特性 垫片材质 腐蚀→不锈钢+石墨/PTFE;强氧化性→禁普通柔性石墨改 PTFE;环氧乙烷→禁含石棉
③ 设计压力 PN 垫片类别 PN≤40 非金属/包覆;PN16160 缠绕式;PN63160 金属环垫
④ 设计温度 耐温等级 柔性石墨 -196650℃(氧化≤450℃);PTFE ≤150℃(有经验≤200℃);金属环垫 450600℃
⑤ 特殊工况 结构强化 剧烈波动→带内外环(D);冷流→FF/MFM/TG;真空→不用石棉橡胶板;PN≤16 用半金属/金属环垫时法兰宜 WN

提示(info)

"冷流倾向"是什么? 指垫片材料(如纯 PTFE)在长期压应力下像极黏流体一样缓慢蠕变、减薄,导致螺栓松弛、密封失效。故 PTFE 类垫片密封面宜选 FF(全平面,受压面积大)/MFM/TG(有约束)以抑制冷流。

# 5.2 垫片类型谱系(按材质分三大类,欧洲体系 PN 系列)

非金属类

  • 非金属平垫片(HG/T 20606):橡胶/非石棉纤维,PN≤40(部分≤50)、≤290℃。FF/RF/MFM/TG。强氧化性介质禁橡胶(§6.3.9.4)。
  • PTFE 包覆垫(HG/T 20607):PN≤40、≤150℃(有经验≤200℃),RF。强腐蚀/洁净介质。

半金属类(主力)

  • 缠绕式垫片(HG/T 20610):PN16160;柔性石墨 -196650℃(氧化≤450℃),PTFE -196~200℃。四类:A 基本型(TG)、B 带内环(MFM)、C 带外环(RF)、D 带内外环(PN≥150 RF)。
  • 柔性石墨复合垫(HG/T 20608):PN≤63、450~650℃(非氧化 650℃),RF/MFM。
  • 金属包覆垫(HG/T 20609):PN25100、200500℃,RF。
  • 齿形组合垫(HG/T 20611):PN16160、200650℃(氧化≤450℃),RF/MFM。

金属类

  • 金属环垫(HG/T 20612):八角/椭圆(R 型),PN 63、100、160(6.3~16 MPa)、耐温依环垫材质(软铁约 ≤450℃、不锈钢可达 600℃ 以上),必须配 RJ 密封面。

⚠️ 同一垫片有 PN 系列(HG/T 2060620612)与 Class 系列(HG/T 2062720633),须与法兰压力体系一致,不可互换。

# 5.3 密封面 → 垫片结构型式 强制对应

法兰密封面 代号 对应垫片结构 缠绕垫代号
突面 RF 带外环(一般)/ 带内外环(PN≥150) C 或 D
凹凸面 M/FM 带内环 B
榫槽面 T/G 基本型 A
全平面 FF 非金属平垫 —
环连接面 RJ 金属环垫 —

提示(danger)

结构选错 = 现场泄漏高频根因:如把基本型(A)缠垫误用于突面(RF)管道,垫片无外环定位会被介质吹出或压溃。务必按"密封面定垫片"闭环填写。

# 5.4 缠绕垫四位材质代码(HG/T 20610-2009 表7.0.1)

材料代号由四位阿拉伯数字组成:第一位=外环(对中环)材料、第二位=金属带材料、第三位=填充带材料、第四位=内环材料;无外环或无内环时,该位记 0。

代号 金属材料(外环/金属带/内环) 填充带材料
0 无 无
1 碳钢(CRS) 温石棉带(ASB,现已少用)
2 0Cr18Ni9(304) 柔性石墨带(G.F.)
3 00Cr19Ni10(304L) 聚四氟乙烯带(PTFE)
4 0Cr17Ni12Mo2(316) 非石棉纤维带(NA)
5 00Cr17Ni14Mo2(316L) —
6 / 7 / 8 / 9 321 / 347 / 310(0Cr25Ni20)/ 钛 —

四位组合与垫片型式的对应(以 304 金属带+石墨填充为例):

型式 结构 典型代号 读法
A 基本型 无内外环 0220 无外环+304 带+石墨+无内环
B 带内环型 仅内环 0222 无外环+304 带+石墨+304 内环
C 带外环(对中环)型 仅外环 1220 碳钢外环+304 带+石墨+无内环
D 带内外环型 内外环均有 1222 碳钢外环+304 带+石墨+304 内环

标记示例(标准原文示例):DN100、PN40、D 型,对中环碳钢、金属带 0Cr18Ni9、填充柔性石墨、内环 0Cr18Ni9 → HG/T 20610 缠绕垫 D100-40 1222。

选材要点:柔性石墨耐温可达 450℃(非氧化性介质如蒸汽中可达 650℃),但氧化性介质慎用;PTFE 耐强腐蚀但 ≤150℃(有经验时可至 200℃)且有冷流倾向;强腐蚀且温度高时用 316L 带+石墨;内外环材质一般不低于金属带等级,外环可用碳钢(不接触介质)。

# 5.5 强制合规红线

  • GB/T 20801.1 §6.3.9.1:垫片选用须考虑流体性质/温度/压力/密封面;密封荷载与法兰等级/密封面/粗糙度/紧固件匹配。
  • §6.3.9.2:有冷流倾向垫片(PTFE 类)密封面宜 FF/MFM/TG。
  • §6.3.9.3:半金属/金属环垫且 PN≤16 时,宜配 WN 等刚性较大法兰。
  • §6.3.9.4:可燃材料(橡胶)垫片不应用于强氧化性介质。
  • SH/T 3059 §7.4.2(末):环氧乙烷不用含石棉垫片;真空不用石棉橡胶板;航空汽油/煤油不用石棉纤维质垫片。
  • SH/T 3059 §7.4.4:突面→带外环、凹凸面→带内环、榫槽面→基本型、PN≥150 突面→带内外环。

# 第六章 阀门选型专题

阀门选用是多因素耦合决策,不能只看通径和压力。归纳为 10 个必须逐项落实的维度。

# 6.1 考虑维度

① 介质特性:腐蚀→升级不锈钢/合金,暗杆阀不宜腐蚀/结垢(§6.3.11.10);毒性→软密封阀须防火防静电(SH 7.7.2)、禁螺纹阀盖(SH 7.7.6)、须低逸散(§6.3.11.9);易燃易爆→软密封须防火防静电、非金属密封件须耐火试验(§6.3.11.8);含固/黏度大→止回阀不宜用;相态(气/液/两相)→安全阀按相态选。

② 工艺操作条件:设计压力、设计温度按压力-温度额定值使用(§6.3.11.2);泵出口阀考虑最大关闭压力;开停车特殊工况综合温度-压力;开关频率高者考虑耐磨/双阀。

③ 功能与类型

类型 功能 适用 不适用
闸阀(Z) 截断 蒸汽/油品/大口径/含粒固体;阻力小 不能调节流量;易结焦慎用楔式单闸板
截止阀(J) 截断+节流 需调节、压降允许大 黏度大/含颗粒
球阀(Q) 截断(90°快开) 低温/高压/黏度大/快开 不能作调节
蝶阀(D) 截断+一定调节 大口径/水空气/温度<80℃ 高温高压
止回阀(H) 防倒流 清净介质 含固/黏度大
旋塞阀 截断(快开) 低温/黏度大/频繁 蒸汽/高温
安全阀(A) 超压保护 清洁无颗粒低黏度 易结晶/黏连结焦(改爆破片)

关键:闸阀/球阀/旋塞阀只作全开全闭,绝不作节流(半开损伤密封面)。

④ 端部连接:与 PMS 一致(法兰 RF/FF/MFM/TG/RJ、对焊 BW/WN、承插焊 SW、螺纹 NPT/Th),须与管子外径系列(A/B)及压力体系(PN/Class)同时匹配。

⑤ 特殊结构(合规硬条款)

要求 适用条件 依据
加长阀盖 设计温度 <-46℃ 或阀杆填料与介质温差大 §6.3.11.5;SH 7.7.4
阀杆/轴防飞出 GC1 级、止回阀、蝶阀轴 §6.3.11.6
中腔泄压 双密封阀座;低温闸阀/球阀高压侧 §6.3.11.4;SH 7.7.5
防火+防静电 易燃/有毒介质的软密封球阀/旋塞/蝶阀 SH 7.7.2;§6.3.11.8
低逸散(Low-E) 泄漏危害/VOC 介质 §6.3.11.9(GB/T 40079、GB/T 26481)
螺纹阀盖禁用 极度/高度危害、液化烃、GC1 SH 7.7.6;§6.3.11.7c
阀盖螺栓 ≥4 或压力密封/全焊透 GC1 级与剧烈循环 §6.3.11.7b

提示(info)

"低逸散(Low-E)"是什么? 指阀杆填料/阀盖连接处对挥发性有机物(VOC)和有毒介质的泄漏控制,按 GB/T 40079 / GB/T 26481 / ISO 15848-1 等标准测试,要求外部泄漏率极低。石化装置为环保与安全和安监硬性要求,不是可选配置。

⑥ 管道级别(GC1/GC2/GC3):GC1/剧烈循环宜选重载阀(GB/T 12234/12235);阀盖须 ≥4 螺栓法兰/压力密封/全焊透;禁螺纹阀盖;铸件质量系数 ≥0.90(§6.3.11.7)。GC3 级可用阀盖螺栓<4 或 U 形螺栓螺纹阀盖(§6.3.11.3)。

⑦ 驱动方式:就地手动;大口径防爆区电动;遥控气动/液动/电动。

⑧ 标准与材质:国标 GB/T 12232~12244、JB/T 9092;美标 API 600/602/608/609、ASME B16.34、API 598;阀体材质与所在等级表一致。

⑨ 检验与试验:壳体试验 ≥1.5 倍、密封试验 ≥1.1 倍额定压力(JB/T 9092 / API 598)。

⑩ 综合选型流程:介质→材质结构 → 功能→类型 → 压力-温度额定值 → 端部连接+外径系列+压力体系 → GC 级别合规结构 → 驱动+标准 → 检验试验。


# 第七章 管道尺寸圆整(管径与壁厚圆整至标准系列)

(承接第一章 1.4 管径计算、1.5 壁厚计算:计算结果是"连续值",工程采购与施工必须使用"标准系列值"。本节说明如何将计算结果圆整到标准公称直径(DN,Nominal Diameter)与标准壁厚系列。)

# 7.1 为什么要圆整

计算所得内径 dd 与计算壁厚 tt 均为连续实数,而钢管生产与采购按标准系列制造。因此必须:

  1. 管径:将计算内径圆整到最接近且不小于计算值的标准公称直径 DN;
  2. 壁厚:将设计厚度圆整到标准壁厚系列(Sch. No. 或毫米值)对应的名义厚度。

提示(warning)

关键认知:公称直径 DN 只是"名义尺寸",既不是外径也不是内径。例如 DN200 的 A 系列钢管外径为 219.1 mm、B 系列为 219 mm(化工手册 第39章 表39-15 注:"公称口径是近似内径的名义尺寸,不表示公称外径减去两个公称壁厚所得的内径")。选管时务必同时锁定外径系列(A/B)与壁厚系列。

# 7.2 壁厚各量之间的关系与符号

按 GB/T 20801.1-2025 §6.6.1.1 与 SH/T 3059-2012 §8.2.1,各厚度符号定义如下(见图 8"厚度、附加量和负偏差及其相互关系"):

符号 名称 定义
tt 计算厚度 由内压/外压公式算得,保证强度所需最小厚度
C2C_2 腐蚀、冲蚀裕量 按介质腐蚀速率确定(SH/T 3059 §6.1)
C3C_3 机械加工深度 螺纹深度或机加切削深度 +0.5 mm
CC 厚度附加量 C=C2+C3C=C_2+C_3
C1C_1 材料厚度负偏差 按材料标准(如 GB/T 17395)
tdt_d 设计厚度 td=t+C=t+C2+C3t_d=t+C=t+C_2+C_3
Tˉ\bar{T} 名义厚度 圆整到材料标准规格的厚度(采购厚度)
TT 最小厚度 T=Tˉ−C1T=\bar{T}-C_1
TeT_e 有效厚度 Te=Tˉ−C−C1T_e=\bar{T}-C-C_1
Δ\Delta 厚度圆整值 由 tdt_d 向上圆整到标准名义厚度的增量

圆整关系(SH/T 3059 §8.2.1-2;GB 50316 §6.1.3):

Tˉ=t+C1+C2+C3+C4或Tˉ=td+C1+Δ\bar{T}=t+C_1+C_2+C_3+C_4 \quad\text{或}\quad \bar{T}=t_d+C_1+\Delta

即:名义厚度 = 设计厚度 + 厚度负偏差 + 圆整值,且必须 ≥ 计算所需的最小厚度。

提示(info)

圆整方向:壁厚只能向上圆整(取不小于计算值的最接近标准厚度),保证承压安全;管径在满足流速/压降前提下通常也向上取标准 DN(避免重新校核流速超限)。

# 7.3 钢管标准尺寸系列

# 7.3.1 化工配管系列(HG/T 20553-2011)

分三个尺寸系列(§2.0.1):

  • Ia 系列(优先选用):外径等效 ISO 4200:1991,壁厚用 Sch. No.(壁厚系列号,Schedule Number)或毫米值;DN 6600 按表 2.0.2-1,DN 6502000 按 API Spec 5L 圆整。
  • Ib 系列:Ia 系列外径圆整到整数,符合 GB/T 17395。
  • II 系列(沿用系列):符合 GB/T 17395 及国内老厂 B 系列外径,用于改扩建兼容。

提示(info)

标准溯源:GB/T 8163 本身不定义 Ia/Ib/II 系列。GB/T 8163-2018《输送流体用无缝钢管》是产品标准,只规定材质(20#/10#/Q345 等)、制造方法与技术要求,其尺寸引用 GB/T 17395-2008(系列1=大外径、系列2/3=小外径/特殊)。Ia/Ib/II 是 HG/T 20553-2011《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸》 这一设计选用标准的系列号,用于规定"设计该选哪个外径+哪个 Sch"。因此"20# GB/T 8163 的 Ia 系列管"应读作:材质与产品标准=GB/T 8163(20#),外径/壁厚系列=HG/T 20553 的 Ia。碳钢牌号与系列号相互独立——20# 既可做成 Ia(大外径),也可做成 II(小外径),由设计/订货选定的外径决定。

提示(warning)

常见误区:材质牌号 ≠ 外径系列。20#(GB/T 699 优质碳素结构钢)是材料牌号,I/II(或 A/B)是外径尺寸系列,二者正交、不能互相归属。同一 20# 钢既可做成 I 系列(大外径,GB/T 17395 系列1)管,也可做成 II 系列(小外径,系列2)管——取决于设计/订货选定的外径。判定只看实际外径:小数外径(21.3/60.3/114.3/168.3/219.1…)= I 系列(A/大外径);整数外径(18/25/57/89/108/159…)= II 系列(B/小外径)。外径系列由 PMS 等级表与 HG/T 20553(Ia 优先、II 仅改造)或 SH/T 3405(仅大外径)确定,与钢号无关。另需注意:化工配管标 HG/T 20553 的 Ia 在 DN65 取 76.1 mm(ASME 值),而钢管母标 GB/T 17395 系列1 取 73.0 mm,二者差 3 mm——以 PMS 标注的系列与 OD 为准,不可想当然套用。

# 7.3.2 Sch. No. 的含义

Sch. No.(Schedule Number)是壁厚系列编号,不等于实际毫米厚度,仅代表一组随管径变化的固定厚度(HG/T 20553 §2.0.2):

Sch. No.=pS×1000\text{Sch. No.}=\frac{p}{S}\times 1000

式中 pp 为设计压力,SS 为设计温度下材料的许用应力(两者同单位),比值乘以 1000 并圆整。该关系源于 1938 年美国标准 ANSI/ASME B36.10 首次规定的管表号制度,是壁厚系列的近似设计依据;工程上对应的近似壁厚估算式为 t≈PD/(1.75S)+2.54t \approx PD/(1.75S)+2.54(mm,式中 1.75=2×(1−12.5%),12.5% 为钢管壁厚负偏差,2.54 mm 为腐蚀裕量与螺纹深度的经验值),实际壁厚仍须查 ASME B36.10M(碳钢/合金钢)或 B36.19M(不锈钢,带 S 后缀如 Sch40S)尺寸表。

常用序列:Sch 5 / 10 / 20 / 30 / 40 / 60 / 80 / 100 / 120 / 140 / 160,以及 STD(标准壁厚)、XS(加厚)、XXS(特厚)。要点:① Sch 号是壁厚系列代号,不是壁厚值——同一 Sch 号不同 DN 壁厚不同(如 DN100 Sch40=6.02 mm、DN50 Sch40=3.91 mm);② Sch 号大致反映承压能力,但不等于具体材料的具体承压值;③ 一般 DN≤250 时 Sch 40 ≈ STD、Sch 80 ≈ XS,DN≥300 后 STD/XS 与 Sch 号的对应关系改变,须查表;④ 不锈钢管用带 S 后缀的薄壁系列(Sch5S/10S/40S/80S),与碳钢管同号不同厚。

# 7.3.3 外径系列(A/B)

  • A 系列:与国际(ISO 4200 / ASME B36.10M、B36.19M)一致的大外径,化工 Ia 系列优先采用。
  • B 系列:沿用国内旧标准的小外径,与 GB/T 17395、HG/T 20592 中 B 系列法兰匹配。
  • 不锈钢大口径焊管另有 5S / 10S / 20 / 40S 系列(化工手册 表39-25/39-26)。

提示(warning)

A/B 不可混用:法兰、阀门、管件的外径系列必须与管子一致。HG/T 20592 法兰对 A 系列管标注可省略系列标记,对 B 系列管须标 "DN×××(B)"(§14.0.1)。用错系列会导致法兰装不上或密封面不匹配。

# 7.4 选取原则(圆整步骤)

  1. 由 1.5 算出 tt,加 CC 得 tdt_d,再加 C1C_1 并向上圆整到标准名义厚度 Tˉ\bar{T};
  2. 选定外径系列(A 或 B)与壁厚系列(Sch. 或 mm),优先 Ia / A 系列;
  3. 圆整后的 DN 与 Sch. 必须与管道材料等级表(PMS,第二章)一致——同一管线号的所有管子、管件、法兰须同系列;
  4. 校核有效厚度 TeT_e 满足刚度(避免外压失稳、运输变形)与最小厚度要求;
  5. 大口径低压可用焊接钢管(ERW/SAW),高压/GC1/剧烈循环宜用无缝钢管(第八章)。

# 第八章 管道材料分类与钢管分类

# 8.1 材料按金属学/使用限制分类

按 GB/T 20801.1-2025 §5.3 使用限制与 SH/T 3059-2012 §6.1,工业管道常用材料分六大类:

类别 常用牌号 适用与限制
铸铁 灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁 灰铸铁/可锻铸铁一般 ≤2.0 MPa;剧烈循环、危害介质受限(§5.3)
碳素结构钢 Q235A/B、20、20G、Q245R、Q345R(16MnR) Q235A/B 禁止用于 GC1 级(§5.3);20/20G 用于一般流体与锅炉管
低合金钢(铬钼钢) 16Mn、15CrMo、14Cr1Mo、12Cr2Mo1 高温/临氢工况;15CrMo(1Cr-0.5Mo)、12Cr2Mo1(2.25Cr-1Mo)
不锈钢 奥氏体 06Cr19Ni10(304)、022Cr17Ni12Mo2(316L)、06Cr18Ni11Ti(321)、06Cr18Ni11Nb(347);铁素体;马氏体;双相 022Cr23Ni5Mo3N(2205);超级奥氏体 耐腐蚀;奥氏体无低温脆断(−196℃可用);须防晶间腐蚀(焊后热处理/超低碳);双相/超级奥氏体用于氯离子点蚀
有色金属 铝、铜、镍及镍合金(Monel 400、Inconel 600/800、Hastelloy C)、钛 强腐蚀/高温;镍合金耐苛性碱、硫酸
非金属 PVC/PP/PVDF、玻璃钢(FRP)、玻璃、衬里管(PTFE/橡胶衬里) 腐蚀性介质、低温;承压与温度受限

提示(info)

腐蚀速率分级(SH/T 3059 §6.1):≤0.05 mm/a 充分耐腐蚀;0.050.1 耐腐蚀;0.10.5 尚耐腐蚀;>0.5 mm/a 不耐腐蚀。腐蚀裕量 C2C_2 据此选取(一般取 1~3 mm)。

提示(warning)

腐蚀环境硬条款(SH/T 3059 §6.3):H₂S 环境防硫化物应力开裂(选控硫/抗 HIC 钢);碱液防碱脆(碳钢浓度/温度限制);液氨选低碳或铝镇静钢;连多硫酸(开停车氧+硫)奥氏体不锈钢需固溶/稳定化;氧环境忌可燃介质管道选材不当。

# 8.2 钢管按制造工艺分类

依据 GB/T 20801 实施指南 表6-1、GB/T 3091、国民经济行业分类:

制造方式 子类 常用标准 用途
无缝钢管 (SMLS) 热轧(挤压)、冷拔(轧) GB/T 8163(流体)、GB/T 3087(低中压锅炉)、GB 5310(高压锅炉)、GB 9948(石油裂化)、GB 6479(化肥)、GB/T 14976(不锈钢无缝)、GB/T 9711(管线) 高压、重要、GC1、剧烈循环;无焊缝,安全性高
焊接钢管 直缝高频电阻焊 ERW GB/T 9711(管线 A 级)、GB/T 3091 油气管线、水/空气/蒸汽/燃气等低压流体
焊接钢管 直缝埋弧焊 SAWL / LSAW GB/T 9711(B 级)、API 5L 大口径油气管线、工业管道(DN450~2000)
焊接钢管 螺旋缝埋弧焊 SAWH SY/T 5037、GB/T 3091(含螺旋)、API 5L 水/污水/空气/低压蒸汽/燃气,DN250~2500
板焊管 纵缝焊接 + 弯卷 — 大口径薄壁,焊缝需 100% UT/RT

质量等级(GB/T 20801 指南):C-1(Q235A/B 结构级)→ B(优质钢)→ A2(正火、控硫磷、低温冲击)。

提示(info)

无缝 vs 焊接 选用:GC1 级、剧烈循环、高温高压、极度/高度危害介质管道优先无缝钢管;大口径(≥DN450)低压流体可用 SAW/ERW 焊接管并配 100% 焊缝检测。低温用铝镇静细晶粒钢(LTCS)。

# 8.3 材料选用五要素

介质(腐蚀性/毒性/可燃性)→ 设计温度(低温用细晶粒、高温用铬钼/奥氏体)→ 设计压力(高压用厚壁/高等级)→ 焊接与热处理(碳钢含碳量、铬钼钢需 PWHT)→ 标准与等级表(与 PMS 一致,§5.3 限制条款强制执行)。


# 第九章 分支连接形式

管道支管连接(开孔接出)是压力设计中的常见结构。形式、补强与选用受 GB/T 20801 实施指南 §10.7、GB 50316 §5.4.4、SH/T 3059 §8.7 约束。

# 9.1 常见分支连接形式

形式 说明 标准/代号
等径/异径三通 对焊、承插焊、螺纹;最常用,SIF 最低 GB/T 12459、ASME B16.9
焊接支管(Stub-in) 主管开孔,支管直接焊上;需补强 GB 50316 图5.4.4-1(a)~(d)
带补强板焊接支管 外加补强板(Repad)恢复强度;高位开 φ5 排气孔 GB 50316 图5.4.4-1(c)(d)
支管台/管座(Olet) 整体锻造、自带补强的分支管件,焊于主管 Weldolet(对焊)、Sockolet(承插)、Threadolet(螺纹)、Elbolet(弯头)、Latrolet(45°)、Nipolet;MSS SP-97、GB/T 19326
半管接头(Half Coupling) 螺纹/承插的小口径支管接出 SH/T 3410、MSS SP-83
嵌入式支管 支管嵌入主管 GB 50316 图5.4.4-1(e)

提示(info)

Olet 家族(整体补强)优点:应力集中因子(SIF)低、无需另算补强、流道平滑、省料省工;高压/高温/大口径厚壁管日益取代传统补强板(化工手册 第39章 表39-129、39-121)。支管台本体用与管道同材质锻件。

# 9.2 开孔补强

支管连接削弱主管截面并引入应力集中,须按等面积补强法(最低要求)校核:被削去的承压截面积,必须在标准规定的"有效补强范围"内以同样强度的金属截面积补足。支管轴线与主管轴线夹角 β≥45∘\beta \ge 45^\circ(SH/T 3059 §8.7.2)。

① 需要补强的面积(GB 50316 §6.4.1.2,内压;斜交时按斜孔长径放大):

A=T1 d1 (2−sin⁡α1),d1=d/sin⁡α1A = T_1\, d_1\,(2-\sin\alpha_1),\qquad d_1 = d/\sin\alpha_1

式中 T1T_1=主管计算厚度,α1\alpha_1=支/主管轴线夹角(45°~90°),dd=扣除厚度附加量后支管内径。正交(α1\alpha_1=90°)时 A=T1⋅dA=T_1\cdot d。外压(真空)管道所需补强面积仅为上式之半(SH/T 3059 式 8.7.9-6、GB/T 20801 实施指南 §10.7.3.2)。

② 有效补强范围(超出此范围的金属不计入):

B=max⁡(2d1,  d1+2(T1n+t1n)−2(C1m+C1t+2C2))B=\max\Big(2d_1,\; d_1+2(T_{1n}+t_{1n})-2(C_{1m}+C_{1t}+2C_2)\Big)

h1=min⁡(2.5(T1m−C1m−C2),  2.5(t1m−C1t−C2)+tr)h_1=\min\Big(2.5(T_{1m}-C_{1m}-C_2),\; 2.5(t_{1m}-C_{1t}-C_2)+t_r\Big)

即宽度 BB 取两倍开孔长径与"开孔长径+主支管名义厚之和(扣除附加量)"的较大者;高度 h1h_1 取 2.5 倍主管有效厚与"2.5 倍支管有效厚+补强板厚"的较小者。

③ 可计入的补强面积(SH/T 3059 §8.7.9 式 8.7.9-7~10;GB/T 20801.1-2025 图 11/12):

面积 含义 计算
A2A_2 补强区内主管超出承压所需的多余壁厚面积 (2b−d1)(Th−toh−C)(2b-d_1)(T_h-t_{oh}-C)
A3A_3 补强区内支管超出承压所需的多余壁厚面积 2h(Tb−tob−C)/sin⁡α2h(T_b-t_{ob}-C)/\sin\alpha
A4A_4 补强圈截面积 取 (Dr−Db/sin⁡α)Tr(D_r-D_b/\sin\alpha)T_r 与 (2b−Db/sin⁡α)Tr(2b-D_b/\sin\alpha)T_r 的较小值
A5A_5 补强区内焊缝截面积 按实际焊脚尺寸计算

④ 判据:A2+A3+A4+A5≥A1A_2+A_3+A_4+A_5 \ge A_1(=A=A)则不另需补强;不足时加大补强圈或改用整体补强(Olet/三通)。任何部分截面不得重复计入(GB 50316 §6.4.2.3)。

⑤ 免补强条件(GB/T 20801 实施指南 §10.7.3.1,焊接支管满足其一即可):支管公称直径 ≤DN50;或 Db/Dh≤1/4D_b/D_h \le 1/4。另:符合 GB/T 19326 的支管座、经验证性压力试验的三通/四通(SH/T 3408)、符合 SH/T 3410 的半管接头亦免算(SH/T 3059 §8.7.4)。

⑥ 相邻多孔:补强计算仅适用于相邻支管中心距 ≥ 两支管平均直径 2 倍的情况;中心距在 1.5~2 倍时,两孔间补强面积不小于两孔所需补强面积之和的 50%,重叠面积不得重复计算(GB 50316 §6.4.2.2、实施指南 §10.7.3.2)。

# 9.3 选用硬条款

  • 免补强(SH/T 3059 §8.7.4):直接焊于主管的螺纹/承插半管箍,且 DN≤50、Db/Dh≤1/4D_b/D_h\le1/4、符合 SH/T 3410;或支管座符合 GB/T 19326;或经验证性压力试验的三通/四通(SH/T 3408)。
  • GC1 级与剧烈循环工况:不宜采用补强板补强(§8.7.5);不得采用非轧制/非锻造成型三通、图 8.7.8(a)(c) 结构、Sch 10S 及以下管件(§8.7.6)。
  • 公称压力 ≥10 MPa 且主支异径:不宜焊接支管,宜用三通或主管开孔焊支管台(GB 50316 §5.4.4.3)。

提示(warning)

经验法则(90-10):支管尺寸 > 主管 70% 用标准三通;< 30% 用 Olet(如 10″ 主管的 2″/3″ 支管);30%~70% 按经济性与补强计算权衡。剧烈循环/高振动/高压临氢一律优先整体补强 Olet 或三通。


# 第十章 法兰结构形式与垫片螺栓配对选用

(法兰、垫片、螺栓是管道可拆卸接头的三要素,详见第四章 法兰、第五章 垫片;本节聚焦结构形式与三者的配对选用。)

# 10.1 法兰结构形式(HG/T 20592 §3.1.1)

按与管子连接方式,钢制管法兰分十类(代号):

代号 类型 特点与典型场合
PL 板式平焊 管子插内孔外角焊;成本低,刚度最弱;有毒/可燃介质禁用(SH/T 3059 §7.3.1c)
SO 带颈平焊 短颈,刚度优于 PL;中低压工艺管道常用
WN 带颈对焊 长颈锥度过渡、全焊透;应力分布好;高温高压、易燃易爆、剧烈循环首选
IF 整体法兰 与设备/阀门一体,常用于设备管口
SW 承插焊 小口径(DN≤40/50)高压;内焊缝难检,禁缝隙腐蚀处
Th 螺纹法兰 不需动火;仪表/禁火区小口径;禁缝隙腐蚀/严重腐蚀处
PJ/SE 对焊环松套 法兰可转动对孔;衬里/贵重材料短节+碳钢环
PJ/RJ 平焊环松套 同上,平焊环
BL 法兰盖 封堵管端、试压、预留口
BL(S) 衬里法兰盖 衬里管道封堵

提示(info)

"接缘"是什么——flange 的一个别名,常被误以为是某种特殊管件。 在中文工程图(尤其老图纸、设备/容器专业)里,设备筒体、塔、换热器、储罐、泵壳上伸出来、带螺栓孔的连接盘口常被写成"接缘"或"凸缘",它本质就是 flange(法兰) 的别称:

  • "凸缘"即 flange 的中文别名,指容器开孔处用于紧凑连接的联接件——即设备开孔处的连接法兰。
  • 配管/PID 上写"设备接缘",指的就是设备管口法兰(nozzle flange / 设备接管法兰),对应本表 IF 行"整体法兰——与设备/阀门一体,常用于设备管口"(GB/T 20801.1-2025 §6.4 把设备管口归为管道组成件连接形式之一)。
  • 接缘 ≠ 管子法兰,但二者是一对:接缘(设备本体伸出的一部分,含接管+法兰)与管道法兰(管道组成件)通过螺栓+垫片组成"法兰接头"。配管时接缘的标准、PN、密封面、外径系列(A/B) 必须与所连管道法兰完全一致,否则对不上(汇编 §4.4 铁律、HG/T 20592 §14.0.1)。接缘的材质/标准由设备专业定(设备图纸管口表),管道法兰由 PMS 定,二者须匹配——这是设备-管道接口最常出的错。
  • 别和"翻边短节/突缘短节(LJE)"混:LJE 是管子上的翻边(PJ/SE·PJ/RJ 松套法兰配用;GB 50316 §5.4.3"突缘短节"、GB/T 20801 §6.4.x),属于管道组成件;"接缘/凸缘"是设备上的连接盘,属于设备本体。
  • 一句话:"接缘""凸缘""法兰"在 flange 意义上同义;落到图纸上"设备接缘"= 设备管口法兰,按 IF/设备法兰对待、与管道法兰配对校验即可。

提示(warning)

盲板选择 = 两类东西,依据完全不同(最易混淆):

  • ① 法兰盖 BL(blind flange):属"法兰类",是焊在管端/设备口的实心盖。它和同规格 WN/SO 共用 PMS 法兰类行(L1B 样例:法兰盖 15~600 / 1.0 / 20 / HG 20601-1997 / RF / B),所以选择完全同法兰——材料、PN、密封面、外径系列全部照抄 PMS,标准 HG/T 20592(BL 型,尺寸见 §8.2.9-x)或 GB/T 9123;厚度由标准表给定,无需另算。标记 BL DN100-16 RF 20(BL 的外径系列标记可省略,§14.0.1)。它用于永久封堵、试压预留口、设备管口封死——材质/PN 由 PMS 定,是否用 BL 由"要不要封死管端"决定。
  • ② 8字盲板 / 插板(blind) / 垫环(spectacle blind / spade / spacer):属"隔离件",夹在两法兰之间用于检修、开停车、吹扫试压时隔断。选它们看的是隔离频率与设置位置,不是材质:
  • 永久/长周期隔离、一次性试压吹扫 → 插板(spade,实心圆盘)或板式平板盲板;
  • 需频繁切换(设备接管口、切断阀前后、界区交界处、多系列分界)→ 8字盲板(一端盲板一端垫环,旋转切换、状态目视可辨);
  • 垫环与插板配套,保持导通状态的法兰间隙。
  • 材质/PN/密封面/标准仍与所在管线一致:化工 HG/T 21547《管道用钢制插板、垫环、8字盲板系列》;石化 SH/T 3425《石油化工钢制管道用盲板》(GB/T 20801.1-2025 表25 已引)。
  • I 型 / II 型(结构型式,仅"隔离件"有、法兰盖 BL 没有):隔离件(8字盲板/插板/垫环)按"有无吊耳(手柄)"分两型(SH/T 3425 §3.4 型式和代号、§4.1 结构型式;HG/T 21547 同此惯例):
  • I 型 = 不带吊耳(光板):板体无突出手柄,靠板缘或起重孔吊运。适用于 DN 较小、可人力翻转或吊车直接挂钩板缘 的场合,外形简洁、成本低。
  • II 型 = 带吊耳(手柄):板体上焊一个耳柄/手柄,便于从两法兰间抽出/插入(大口径、重板、频繁抽堵时尤其必要),单人/行车勾住耳柄即可、不伤密封面。注意:II 型耳柄占用法兰外侧轴向空间,布置须预留抽拔间隙(≥耳柄长度);大口径(>DN300)或需快速切换的界区/阀门前后优先 II 型。
  • 选型关键:I/II 只改"是否带吊耳",材料、PN、密封面、厚度、标准全与 I/II 无关——"选 I 还是 II"纯看抽拔便利与空间,不是压力/介质问题。标记示例(石化):8字盲板 BLF DN100-16 RF 20 Ⅱ型 / 插板 BLB DN100-16 RF 20 Ⅰ型;化工 HG/T 21547 用 BL.B1-1.6 等编码(B1=平面、B2=凹凸、B3=榫槽、B4=环连接),与 I/II 是不同维度(密封面 vs 吊耳)。
  • 壁厚校核:夹在法兰间的盲板,SH/T 3059 §8.5.1 / GB/T 20801 §6.6.5 给计算厚度 t_m = D_g·√(3P/(16[σ]ᵗ·W·φ))、设计厚度 T_pd = t_m + C(D_g 对 FF/RF/MFM 取垫片内径,对 RJ/TG 取垫片平均直径;整体成型 φ=1.0);标准件厚度直接取 HG/T 21547 表。法兰盖作异径法兰开孔时见 SH/T 3059 §7.3.5。
  • 安全:盲板抽堵须按《化学品生产单位盲板抽堵作业安全规范》(AQ 3027),设置点挂牌、加锁/铅封,标识开启/关闭状态(8字盲板优势即目视可辨)。
  • ③ 两套"Ⅰ/Ⅱ型"编码别混(最高频混淆):
  • SH/T 3425 的 Ⅰ型/Ⅱ型 = 有无吊耳(手柄)——前面 ② 已讲,与压力、密封面、材料无关,只影响抽拔便利(大口径/频繁切换用Ⅱ型)。
  • HG/T 21547 的 环连接面插板/垫环 Ⅰ型/Ⅱ型 = 结构型式(图 4.1.4-1/4.1.4-2、图 4.2.4-1/4.2.4-2),与吊耳无关!它只针对 RJ 环连接面 的插板(BLB)/垫环(BLS)(GB/T 21547 §4.1.4、§4.2.4)。从尺寸表列项与厚度反推其几何差别(以标准图示为准):
  • Ⅰ型:插板/垫环两面都加工出 RTJ 梯形环槽(与法兰槽同形),金属环垫坐在插板自身的槽里;插板厚度 ≈ 法兰厚度(如 DN300 PN63 Ⅰ型 T≈100 mm)。
  • Ⅱ型:插板/垫环本体为平板(带中心凸肩/沉槽),安装时金属环垫留在法兰的 RTJ 槽中不动,插板带沉槽把环垫"抱住"后插入两法兰间;插板厚度 = 法兰厚 + 环垫高 + 余量,故更厚(如 DN300 PN63 Ⅱ型 T≈141 mm)。Ⅱ型省力(不动环垫)、适合频繁抽堵,但占轴向空间更大。
  • 关键提醒:同一块 RJ 插板,可能同时标"Ⅱ型(吊耳)+ Ⅰ型/Ⅱ型(槽/台)"——两个维度正交,标记时别漏。例(石化写法):插板 BLB DN300-63 RJ 20 Ⅱ型(Ⅱ型=带吊耳);化工写法 BL.B4-6.3 中 B4=环连接面、6.3=PN63,槽/台型另在图号区分。
  • ④ 为什么"盲板最低 PN63"——只对 RJ 密封面成立:
  • 法兰盖 BL(HG/T 20592):RF/FF 密封面 PN2.5 起(共 PN2.5PN160 九级);只有 RJ 环连接面的 BL 在表里只有 PN63、PN100(PN2.5PN40 无 RJ 列)。
  • 化工隔离件(HG/T 21547):欧标 PN 系列 PN6 起,但 RJ 密封面的插板/垫环表欧标最低 PN63(美标最低 Class150/PN20);石化隔离件(SH/T 3425):Class150(PN20) 起。
  • 原因:RJ(配金属环垫)专为中高压、高温、易燃/有毒苛刻介质设计(汇编 §3.4 原则②"RJ ≥PN63 高温高压"、§3.5 金属环垫"PN63~160");PN≤PN40 低压用 RF/缠绕垫即可,标准不为低压列 RJ 尺寸,故 RJ 盲板/法兰表天然从 PN63(欧标)起步。若你看到某 PMS 盲板栏只列 PN63/PN100,是因为该装置全用 RJ 中高压密封,并非标准下限。

刚度(由高到低):整体 ≥ 带颈对焊 ≈ 长高颈 > 带颈松套 > 带颈平焊 > 板式松套 > 承插焊 > 螺纹 > 板式平焊(GB/T 20801 指南 §11.2.1)。

提示(warning)

法兰选用硬条款(SH/T 3059 §7.3.1):有毒/可燃介质禁用 PL;SW/Th 禁用于缝隙腐蚀或严重腐蚀处;PN≤PN20 采用缠绕垫/金属环垫时宜选对焊式或松套式法兰(e);剧烈循环工况必须选对焊式法兰(f)。连接尺寸/压力等级相同但额定值不同的法兰相连时,以较低额定值者为准(§7.3.2)。

# 10.2 密封面形式

HG/T 20592 §3.2.1 规定五种密封面型式(表 3.2.1):突面 RF、凹面 FM/凸面 M(成对使用,合称 MFM)、榫面 T/槽面 G(成对使用,合称 TG)、全平面 FF、环连接面 RJ。

密封面 代号 结构与配对 适用与特点 配用垫片
突面 RF 密封面为凸出的平面,两侧法兰相同 最通用,结构简单、加工方便;垫片易对中但受压面积大、需较大螺栓力 缠绕垫(带外环/内外环)、非金属平垫、金属包覆垫
凹凸面 FM+M 一片凹一片凸成对 垫片嵌入凹面不易被挤出、密封优于 RF,中高压及易燃/有毒介质常用 带内环缠绕垫、非金属平垫
榫槽面 T+G 一片榫一片槽成对 垫片被槽完全包围、不接触大气/介质冲刷,密封最好;剧毒、强腐蚀、高真空用;拆装需径向移开 基本型缠绕垫、非金属平垫
全平面 FF 密封面与螺栓孔面同一平面 低压(≤PN16)、铸铁/非金属法兰、配全平面垫片,避免法兰弯矩过大 非金属平垫(全平面型)
环连接面 RJ 八角形/椭圆形环槽 高温高压(PN63 起),金属环垫线接触自紧式密封;加工与检修要求高 金属环垫(R 型八角/椭圆)

适用范围要点(合集内 HG/T 20592 表 3.2.2):WN 法兰 RF 在 PN10/16 可到 DN2000、PN25/40 到 DN600、PN63 到 DN400、PN100 到 DN350;RJ 仅 PN63 起(WN 为 DN15400/DN15300);FF 仅到 PN16;SW 法兰各密封面均限 DN1050;Th 法兰限 DN10150 且仅 RF/FF。突面(RF)缠绕垫宜带定位环(DL/T 5054 §4.4.4)。密封面粗糙度按 HG/T 20592 表 3.2.3-1(机加工)。

# 10.3 垫片与紧固件配对选用

# 10.3.1 垫片(HG/T 20592 §5)

垫片须满足接头在工作条件下的密封性能,按 HG/T 20606~20612 选用;密封荷载应与设计压力、温度、密封面、法兰强度及紧固件匹配。垫片类型:非金属(石棉橡胶板/非石棉/PTFE 包覆)、半金属(柔性石墨金属缠绕垫、金属包覆垫)、金属(环垫 RJ)。

# 10.3.2 紧固件(HG/T 20592 §5.0.4;SH/T 3059 §7.5)

分高/中/低强度;材料按垫片、压力、温度、密封面选,保证预紧与运行密封。

条件 紧固件选用
PN≤PN20(Class 150) 六角头螺栓(宜用);>PN20 或高温用全螺纹/等长双头螺柱
低强度(屈服≤235 MPa) 仅 PN≤PN20 非金属垫片;禁剧烈循环;碳钢使用 −20~200℃(§7.5.4)
高温 与法兰材料热膨胀系数相近
通用 螺母硬度应比螺栓低一个等级(§7.5/§7.6.2)

# 10.3.3 配用示例(SH/T 3059 表7.6.1)

  • PN20 + 缠绕式垫片 → 螺栓 35CrMoA / 螺母 35(−20100℃ 及 401500℃);
  • PN20 + 石棉橡胶板 → Q235A / Q235A(−20~100℃);
  • PN20 + 金属环垫 → 35CrMoA / 35;
  • 不锈钢法兰用非金属垫片,氯离子含量 ≤200 mg/L(DL/T 5054 §4.4.4)。

提示(info)

配对核心:法兰—垫片—螺栓三者必须同属一个压力-温度额定体系(PN 或 Class 不可混用),并按介质、温度、压力统一选配,不得"大法兰配小垫片、硬螺栓配软垫片"造成密封失效或螺栓过载。


# 第十一章 管道数据表(Line List)填写

管道数据表(工艺称"管道特性表")是全装置每根管道的"索引+设计条件"总表,是材料采购、应力分析、施工与 QA/QC 的基础文件。

# 11.1 格式与列项(HG/T 20519 §5 表5.0.1)

表5.0.1 列项:

管段号 | 外径×壁厚(mm) | 管道等级 | 压力管道类别级别 | 介质(名称/状态/起点/终点) | 工作参数(温度℃/表压MPa) | 设计参数(温度℃/表压MPa) | 绝热及防腐(代号/厚度mm/是否防腐) | 试压要求(介质/试验压力MPa) | 焊缝检测要求 | 泄漏试验要求 | 清洗介质 | PID尾号 | 备注

# 11.2 数据来源

列项 来源
管段号 第十二章 管线号编制(§5.0.2)
外径×壁厚 第七章 圆整结果 / 管道等级表
管道等级 管道材料等级表(PMS,第二章)
压力管道类别级别 TSG D0001 附录B(或 TSG 31-2025 附录)按介质/温度/压力/毒性划 GC1/GC2/GC3
介质名称/状态/起点/终点 P&ID(工艺包);起点终点填设备位号/管线号/装置名(排放注大气或排地)
工作/设计参数 P&ID 操作条件与设计条件(第一章 1.1)
绝热及防腐 绝热规定(第7章代号);是否防腐打"√"
试压/泄漏试验 GB 50235(水压优先;≤0.6 MPa 可用气压并采安全措施;泄漏试验用空气、压力=设计压力)
清洗介质 水/空气/蒸汽吹扫或化学清洗

提示(info)

TSG 31-2025(2026.1.1 起施行):工业管道安全技术规程的管道数据表新增"起止点、无损检测方法/试验方法、耐压试验方法/压力、泄漏试验压力/介质、吹扫清洗方法、腐蚀控制方式、保温方式"等字段,编写时应同步对齐新规。

# 11.3 填写与选取原则

  • 按装置/单元分别编制;同介质按顺序、不同介质分表(化工手册 第38章 3.3.1);
  • 一条管线多管径/多等级,可分行或用"/"表示(3.3.1②);
  • 绝热代号:H 保温 / C 保冷 / P 防烫 / D 防结露 / E 电伴热 / S 蒸汽伴热 / W 热水伴热 / O 热油 / J 夹套 / N 隔声(3.3.2⑫);
  • 试压介质通常水;≤0.6 MPa 可用气体但须安全措施(3.3.2⑨);
  • 类别级别依 TSG D0001 填写,是后续监督检验与告知的依据。

# 第十二章 管道编号(管线号)编制

管线号(管道组合号)是每根管道在 P&ID 与全部图纸上的唯一标识,由六个单元组成(HG/T 20519 §12.2.1)。

# 12.1 六单元组合号

物料代号 – 主项编号 – 管道序号 – 公称直径 – 管道等级 – 绝热代号

示例:PG-13-10-300-A1A-H

单元 含义 说明
1 物料代号 PG(工艺气体 Process Gas) 按第11章物料代号
2 主项编号 13 两位数字 01~99,按工程规定
3 管道序号 10 两位数字 01~99,同主项同物料按流向先后编号
(1~3 组成管段号)
4 公称直径 300 公制只注数字(DN300 写"300");英制注英寸(2″写"2")
5 管道等级 A1A 详见 PMS / 本规定第6部分
6 绝热代号 H 详见第7章绝热代号

标注:管段号+管径为一组(短横隔开),等级+绝热为另一组(短横隔开),两组间留空隙;水平管注上方,竖直管注左侧。

# 12.2 简化与物料代号

  • 工艺简单、规格少时,可省略第5、6单元;第4单元直接注"外径×壁厚"并标材料代号(§12.2.2);
  • 物料代号按第11章(如 PG 工艺气体、PL 工艺液体、IA 仪表空气、CW 循环水、SW 砂水/污水等)。

# 12.3 数据来源与命名唯一性

  • 来源:P&ID(工艺系统专业)+ 工程主项划分规定;
  • 一条管线一个唯一号,跨图纸、跨专业必须一致;修改须走变更记录(Change Log)。

提示(info)

与 Line List 的衔接:管线号是管道数据表(第十一章)的"主键",也是轴测图(第十三章)与材料表(第十五章)的检索键——编号一旦确定,全专业联动。


# 第十三章 管道轴测图(单线图)绘制

管道轴测图(单线图/管段图/空视图)表达单根管道的三维走向与安装尺寸,供施工单位备料、预制与装配。

# 13.1 图面表示规定(HG/T 20519 §3.2)

  • 正等轴测投影绘制;方向标(北 N)与管道布置图一致(§3.2.1);
  • 一律单线表示;不按比例绘制,但各阀门/管件之间及在管段中相对比例应协调(§3.2.5、§3.2.10);
  • 环焊缝以圆点表示;水平管段法兰画垂直双短线,垂直管段法兰画与邻近水平管段平行的短线(§3.2.7);
  • 螺纹/承插焊连接用一短线;阀门手轮用与管道平行的短线,阀杆方向须明确表示(N/S/E/W/UP/DOWN,否则注角度)(§3.2.9);
  • 管道上方注管号与管径,适当位置画流向箭头;水平管标高 EL 注下方(§3.2.10、化工手册 第38章 6.7);
  • 图侧附管段材料表(§3.2.3)。

# 13.2 可不绘轴测图的豁免(§3.2.4)

  • ≤DN50 中低压碳钢管、≤DN20 中低压不锈钢管、≤DN6 高压管,一般可不绘;
  • 例外:控制阀组、排液管、放空管等带两种管径者,随大管绘出;布置图对小管位置不清者须绘;带扩大孔板直管段者须绘;
  • 不绘轴测图的管道,须编管段材料表(§5.1)。

# 13.3 内容组成

管道轴测图含五部分:轴测图形、工程数据(管线号/设计条件)、管段材料表、北向标、图签。轴测图形按正等测投影绘制,含全部尺寸、管件标记(弯头/三通/异径管/法兰/阀门逐件标注)、流向箭头、端点坐标与标高、连接的设备管口编号;管段材料表列管子/管件/法兰/垫片/紧固件/阀门的名称、规格、材质、标准、数量与切割长度(化工手册第38章 §7)。

# 13.4 数据来源

管道布置图、P&ID、管道等级表(PMS)、设备布置图/管口方位图。现代多由 3D 模型(PDMS/SP3D)自动抽取(化工手册 第38章 6.7)。

提示(info)

尺寸基准:除标高以米计外,其余尺寸以毫米计、只注数字;垂直管不注长度,以水平管 EL 表示;尺寸以中心线或法兰面为基准,不注封闭尺寸(化工手册 6.7.2)。


# 第十四章 设备布置图与管道平面布置图(布置图作图规定)

布置图是配管设计的空间表达,分设备布置图(定设备)与管道平面布置图(定管道),均按 HG/T 20519 及 SH/T 3052 / HG/T 20549 图例执行。

# 14.1 设备布置图(HG/T 20519 §3.0.4~3.0.5)

  • 绘制平面图 + 剖视图(整体剖视至少一张;多层按层绘);
  • 右上角画方向标,工厂北以 PN 表示,与总图一致;
  • 以建/构筑物轴线或管廊柱中心线为基准标注设备定位尺寸;
  • 设备中心线上方注设备位号,下方注支承点标高 POS EL 或主轴中心线标高 EL(§3.0.5 第6、9条);
  • 非定型设备须绘管口方位图(§9):表示管口、支腿、地脚螺栓孔方位,裙座标 0° 位置油漆标识;
  • 单位:标高/坐标以米计、小数点后三位;其余尺寸毫米、只注数字。

# 14.2 管道平面布置图(HG/T 20519 §2.3)

  • 按设备布置图或分区索引图所划区域绘制;区域分界线用粗双点画线,外侧注代号/坐标/相邻图号(§2.3.1);
  • 管道表示:DN≥400(16″) 双线,DN≤350(14″) 单线(大口径少时可 DN≥250 双线);
  • 管道定位尺寸以轴线、设备中心线、管口中心线、区域界线为基准;异径管注 DN大/DN小;有坡度注 i 与坡向(§2.3.7、第18条);
  • 高点设放空、低点设排液(易燃/易爆/有毒须处理后再排放);
  • 支吊架按编号表示;图例、线型按 SH/T 3052-2014 / HG/T 20549;
  • 比例常用 1:30(亦可 1:25/1:50),同区同层一致;标高米三位小数。

提示(info)

两图关系:设备布置图定"设备在哪",管道平面布置图在其上定"管子怎么走",二者共用同一方向标、同一坐标系、同一标高基准,并受 P&ID 与管道等级表约束。


# 第十五章 材料表(管段材料表与综合材料表)

材料表是统计管道器材数量、编制采购与施工预算的依据,分管段材料表(逐根轴测图配套)与综合材料表(全装置汇总)。

# 15.1 管段材料表(HG/T 20519 §5.1,表5.1.1-1 手工 / 5.1.1-2 计算机)

列项:管段号、起止点、管道等级、设计压力/温度、管子(名称规格/材料/数量)、法兰(PN/DN/密封形式/材料/数量)、垫片(代号/厚度/密封代号/数量)、螺柱螺母(规格/材料/个数/标准)、阀门、管件、特殊件。

填写要点:

  • 弯头弯曲半径 R 填在"名称及规格"栏(§5.1.2);
  • 法兰螺柱一律用双头螺柱,螺母个数 = 螺柱个数 ×2,故表内不列螺母数(§5.1.4);
  • 不同压力等级法兰必须分开编,便于统计(§5.1.7);
  • 管道等级、介质起止点、设计温度压力、绝热代号须与管道特性表、管道等级表一致(§5.1.8);
  • 不能满足的填"特殊件"栏(§5.1.3)。

# 15.2 综合材料表

将各管段材料表按材料/规格/标准/压力等级汇总,得到全装置钢管、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门总量,用于采购与进度控制。

# 15.3 数据来源与标准

  • 来源:轴测图(管段材料表)、管道特性表、PMS;
  • 紧固件标准:HG/T 20613(PN 系列)、SH/T 3404(Class 系列);螺柱长度/质量按标准表查取(如 PN25 板式平焊法兰 DN50 用 M16×4 只)。

提示(warning)

一致性铁律:管段材料表中的管道等级、设计条件必须与 Line List、PMS 三者完全对齐,否则会出现"轴测图材料买不到、现场等级对不上"的致命错配。


# 第十六章 安装、试验、吹扫与核验

安装、试验、吹扫与核验是管道由"图纸"转化为"可用工程"的关键阶段,主要依据 GB 50235-2010《工业金属管道工程施工规范》、GB 50184-2011《工业金属管道工程质量验收规范》、GB/T 20801.1-2025《压力管道规范 工业管道 第1部分:总则》 第8章,以及 TSG 31-2025《工业管道安全技术规程》 第4.5节。

# 16.1 安装一般规定

  • 安装前须具备:批准的施工图、材料/组成件检验合格证明、焊接工艺评定与焊工资格(GB 50235 §7.1)。
  • 坡口加工与组对:碳钢、合金钢、不锈钢分别按 §7.3、§7.4 控制错边量(≤壁厚 10% 且 ≤2 mm)与清理(GB 50235 §7.3.4、§7.4.2)。
  • 法兰连接:平行偏差、间距、螺栓对称紧固(§7.6);螺栓螺纹不应伸入密封面。不锈钢与碳钢工器具应分开,防止铁离子污染。
  • 支吊架安装:位置准确、与管道接触紧密;固定架、导向架必须按图施工;弹簧支吊架定位块在系统投用前拆除(§7.12)。

钢制管道安装允许偏差(GB 50235 §7.3.19,mm)与与动设备连接对中(§7.4.2):

项目 允许偏差
坐标(架空/地沟) 室外 25;室内 15;埋地 60
标高(架空/地沟) 室外 ±20;室内 ±15;埋地 ±25
水平管平直度 / 立管铅垂度 按管道有效长度千分比控制,上限分别约 50/80(水平)、30(铅垂)
成排管间距 / 交叉管外壁或绝热层间距 15 / 20
动设备法兰平行度/同心度(转速 r/min) <3000:≤0.40/≤0.80;3000~6000:≤0.15/≤0.50;>6000:≤0.10/≤0.20

与动设备最终连接时,应在联轴器上架百分表监视其位移:>6000 r/min 时 <0.02 mm、≤6000 r/min 时 <0.05 mm(GB 50235 §7.4.2)。

提示(warning)

不锈钢铁污染禁令:不锈钢管道组对、吊装、打磨应使用专用砂轮与工具,严禁与碳钢混用;液压试验用水 Cl⁻ 控制存在两套口径:GB 50235-2010 §8.6.4.1、GB 50184-2011 §8.5.3(与 TSG D0001-2009 一致)从严规定 ≤25×10⁻⁶(25 ppm);GB/T 20801.1-2025 §8.6.1.3 放宽为 ≤50 mg/L(50 ppm)。工程宜从严取 ≤25 ppm。试验后及时排净吹干,否则会引发氯离子应力腐蚀开裂(Chloride Stress Corrosion Cracking,Cl⁻SCC)。

# 16.2 压力试验(液压 / 气压)

压力试验(Pressure Test,耐压试验)是验证管道强度的强制性环节。

(1)液压试验(优先采用)

试验压力一般取设计压力的 1.5 倍(GB 50235 §8.6.4.4;GB 50184 §8.5.2;GB/T 20801.1-2025 §8.6.1.3;TSG 31-2025 §4.5.2)。埋地钢管道为设计压力 1.5 倍且不低于 0.4 MPa(GB 50235 §8.6.4.4)。当设计温度高于试验温度时,按许用应力比修正:

PT=1.5 P [S]T[σ]tP_T = 1.5\,P\,\frac{[S]_T}{[σ]^t}

式中:PTP_T — 试验压力(MPa);PP — 设计压力(MPa);[S]T[S]_T — 试验温度下管子许用应力(MPa);[σ]t[σ]^t — 设计温度下管子许用应力(MPa)。

提示(info)

许用应力比 [S]T/[σ]t[S]_T/[σ]^t 不应大于 6.5;大于 6.5 时按 6.5 计(GB 50235-2010 §8.6.4.5②、GB 50184-2011 §8.5.2)。注意:此 6.5 上限出自施工/验收规范(GB 50235 / GB 50184);GB/T 20801.1-2025 公式(54)未单列 6.5,仅以"超屈服则降压"兜底。对位差较大的管道,最低点试验压力还应计入液柱静压,且以最高点压力表读数为准。

合格标准:稳压规定时间后,无泄漏、无可见变形、无异常声响(GB 50184 §8.5.5)。

(2)气压试验(受限采用)

当因结构、支承或运行原因不能充水,或内件忌水时,可用气体(空气/惰性气体)代替:

1.1 P  ≤  PT  ≤  min⁡ ⁣(1.33 P,  0.9 σs,T)1.1\,P \;\le\; P_T \;\le\; \min\!\left(1.33\,P,\; 0.9\,\sigma_{s,T}\right)

即不低于 1.1 倍设计压力,且不超过"1.33 倍设计压力"与"试验温度下壳体材料屈服强度的 90%"两者较小值(GB/T 20801.1-2025 §8.6.1.4e,与 ASME B31.3 的 1.1 倍一致)。

提示(info)

气压试验压力的两套口径(易混点):设计规范 GB/T 20801.1-2025(同 ASME B31.3)取 1.1 倍(上限 1.33× 或 90%屈服);而施工/验收规范 GB 50235-2010 §8.6.5、GB 50184-2011 §8.5.4 取设计压力的 1.15 倍(真空管道 0.2 MPa)。且 GB 50235 §8.6.1 规定设计压力 ≤0.6 MPa 方可采用气体试压(须采有效安全措施),脆性材料严禁气体试压。编写试验方案时应注明采用哪套规范口径。

提示(danger)

气压试验能量大、破坏性强,须设安全泄放装置、划定警戒区、专人监护,且应在液压试验不可行时方才采用。

试验程序与合格判据(GB 50235 §8.6.4.11 / §8.6.5;GB 50184 §8.5.2④ / §8.5.4⑥)

  • 液压:缓慢升压至试验压力,稳压 10 min → 降至设计压力,再稳压 30 min,以压力表无压降、管道所有部位无渗漏为合格。
  • 气压:先做 0.2 MPa 预试验 → 升至试验压力 50% 初检 → 按 10% 逐级升压、每级稳压 3 min 至试验压力 → 稳压 10 min → 降至设计压力,用发泡剂(肥皂水)查漏。
  • 真空度试验:真空系统压力试验合格后做 24 h 真空度试验,增压率 ≤5%(GB 50235 §8.6.7,ΔP=(P2−P1)/P1×100%\Delta P=(P_2-P_1)/P_1\times100\%)。
  • 试验用压力表:精度不低于 1.6 级,满刻度为最大试验压力的 1.5~2.0 倍,不少于 2 块,至少 1 块装在最高点、以最高点读数为准(GB/T 20801.1-2025 §8.6.1.2.5、GB 50235 §8.6.3.4)。

# 16.3 泄漏试验(气密性试验)

输送剧毒、有毒、可燃流体或设计文件有要求时,在压力试验合格后再做泄漏试验(Leak Test,气密性试验):

  • 介质通常为空气,试验压力 = 设计压力;
  • 保压足够时间,用检漏液(肥皂水)或卤素/氦质谱检漏仪检查,无泄漏为合格(GB 50235 §8.6.5;GB 50184 §8.5.6;GB/T 20801.1-2025 §8.6.4)。

提示(info)

"耐压试验"验证强度,"泄漏试验"验证严密性——两者目的不同、不可互相取代。GC1 级(Grade of Consequence 1,最高危害等级)有毒/可燃管道必须进行泄漏试验。

# 16.4 吹扫与清洗

管道投用前须清除内部焊渣、铁锈、杂物(GB 50235 §8.7):

方式 适用 控制指标 合格判据
水冲洗 Water Flush 一般液体管道 流速 ≥ 1.5 m/s 排出口水色、透明度与入口一致
空气吹扫 Air Blow 气体管道 流速 ≥ 20 m/s 靶板/白布检查无铁锈、尘土、水分
蒸汽吹扫 Steam Blow 蒸汽等大管道 靶板检验 靶板斑痕粒度、斑点数达标
化学清洗 Chemical Cleaning 需脱脂/酸洗钝化 按工艺 pH、铁离子达标
油清洗 Oil Flush 润滑/液压系统 循环过滤 滤网上无硬质颗粒

# 16.5 核验(无损检测与监督检验)

  • 无损检测 NDT(Non-Destructive Testing):对焊缝及热影响区按 NB/T 47013 系列 进行 RT(Radiographic,射线)、UT(Ultrasonic,超声)、MT(Magnetic,磁粉)、PT(Penetrant,渗透)、TOFD、相控阵;检测比例与验收级别由设计文件与 GB/T 20801.1-2025 §8.3、SH/T 3501-2021 规定。
  • 阀门检验:按 JB/T 9092 / GB 50235 §4.2 进行壳体试验与密封试验——壳体试验压力=阀门在 20℃ 时最大允许工作压力的 1.5 倍、密封试验=1.1 倍(上密封同为 1.1 倍),持续时间 ≥5 min,试验介质温度 5~40℃;GC1 级及设计压力 ≥10 MPa 的 C 类流体管道阀门 100% 检验,GC2 抽 10%、GC3 抽 5%(GB 50184 §4.0.3⑤);不锈钢阀门试验水 Cl⁻≤25 ppm。
  • 监督检验:TSG 31-2025 §4.5 规定工业管道安装监督检验项目含耐压试验、泄漏试验、吹扫清洗及焊接质量。

提示(warning)

替代试验的边界:当无法做液压试验(如大口径长输、水源困难),经设计确认可用气压试验代替;对忌水管道可用"气压耐压 + 气密"组合,或以"100% RT/UT + 严密性试验"替代液压,但必须落在 TSG 31-2025 §4.5 与 GB 50235 §8.6 允许的情形内,不得擅自免试。


# 第十七章 防腐与保温(绝热)计算

# 17.1 防腐

防腐(Corrosion Protection)与壁厚设计中的腐蚀裕量 C2C_2 互补:设计阶段用 C2C_2 预留金属,施工/运行阶段用外防护延缓腐蚀。

  • 涂漆 Painting:底漆 + 面漆,按介质与环境选(如环氧富锌底漆 + 聚氨酯面漆);
  • 阴极保护 Cathodic Protection:外加电流或牺牲阳极,用于埋地/水下管道;
  • 衬里 Lining:橡胶、塑料、玻璃钢衬里,用于强腐蚀介质。

# 17.2 绝热(保温 / 保冷)目的

绝热(Insulation)用于:减少散热/冷损、节能;防烫(外表面温度 > 60 °C 须保温);防冻防凝;维持介质温度满足工艺。

# 17.3 经济厚度法(平面 / 圆筒)

按 GB/T 8175-2008《设备及管道绝热设计导则》 与 SH/T 3002-2019《石油化工配管工程绝热设计规范》附录 C 的"经济厚度法"(Economic Thickness Method,以年总费用最小为目标):

平壁(Plane Wall)

δ=1.897×10−3fn λ τ (T−Ta)Pi S−λα\delta = 1.897\times10^{-3}\sqrt{\frac{f_n\,\lambda\,\tau\,(T-T_a)}{P_i\,S}} - \frac{\lambda}{\alpha}

圆筒(Cylinder)

D1ln⁡D1D0=3.795×10−3fn λ τ (T−Ta)Pi S−2λαsD_1\ln\frac{D_1}{D_0} = 3.795\times10^{-3}\sqrt{\frac{f_n\,\lambda\,\tau\,(T-T_a)}{P_i\,S}} - \frac{2\lambda}{\alpha_s}

绝热层厚度 δ=D1−D02\displaystyle \delta = \frac{D_1 - D_0}{2}

符号表

符号 含义 单位
δ\delta 绝热层计算厚度 m(或换算 mm)
fnf_n 年运行小时数 h/a
λ\lambda 绝热材料导热系数 W/(m·K)
τ\tau 绝热投资年分摊率(计息年数) a
TT 介质温度 °C
TaT_a 环境温度 °C
PiP_i 能源价格 元/单位热
SS 热价 元/10⁶ kJ(或 元/GJ)
α\alpha 平壁外表面换热系数 W/(m²·K)
αs\alpha_s 圆筒外表面换热系数 W/(m²·K)
D0D_0 管道外径 m
D1D_1 绝热层外径 m

提示(info)

式中常数 1.897×10−31.897\times10^{-3}、3.795×10−33.795\times10^{-3} 为 GB/T 8175 经单位换算所得;圆筒项较平壁多 2 倍是因表面积/周长积分差异(SH/T 3002-2019 附录 C 式 C.1、C.2)。工程上算得 δ\delta 后须向上圆整到标准绝热厚度(如 30/40/50/60 mm)。

# 17.4 表面温度法(防烫 / 限温)

当需控制外表面温度(防烫 ≤ 50 °C 可触摸、或防凝维持最低介质温度)时,用表面温度法反算厚度:

Ts=Ta+QαsπD1T_s = T_a + \frac{Q}{\alpha_s \pi D_1}

按允许外表面温度 TsT_s 反推所需 D1D_1 与 δ\delta。防烫要求:外表面温度 > 60 °C 的管道/设备必须保温(GB/T 8175 / SH/T 3002)。

# 17.5 防凝与伴热校核

对凝固点高于环境温度的介质(如原油、重油、含水物料),除保温外常需伴热(Steam Tracing,蒸汽伴热 / Electric Tracing,电伴热),按维持最低介质温度校核热平衡。


# 第十八章 管道布置原则

管道布置(Piping Layout)须同时满足工艺、操作、检修、安全与经济。核心依据为 GB/T 20801.1-2025 附录 G、DL/T 5054-2016《火力发电厂汽水管道设计规范》第6章,以及《动力管道设计手册》第3.2节。

# 18.1 总原则(GB/T 20801.1-2025 附录 G)

附录 G.1(a~q)给出布置通则,要点:满足工艺流程与操作、检修空间;避开动载荷、振动源,减少弯头与袋形;高温/低温管道考虑热位移与补偿;可燃/有毒介质远离热源与人员通道;阀门、仪表、组成件便于检修与操作。

# 18.2 净空与跨越高度

项目 最小净空/高度 依据
低支架(管底距地) ~1.0 m 动力手册 §3.2.1
人行通道 ≥ 2.2 m 动力手册 §3.2.1
跨越道路 ≥ 5.0 m 动力手册 §3.2.1
跨越铁路 ≥ 5.5 m 动力手册 §3.2.1
不保温管—墙/柱 ≥ 200 mm DL/T 5054 §6.1
保温表面—墙/柱 ≥ 150 mm DL/T 5054 §6.1

# 18.3 坡度、放空与排液

  • 一般管道坡度 ≥ 0.2%(动力手册 §3.2.1;DL/T 5054 对汽水管道要求 ≥ 0.2%);
  • 蒸汽等凝水管道坡度 ≥ 0.002~0.004(DL/T 5054 §6.1);
  • 高点设放空(Vent)、低点设排液(Drain),严禁出现"袋形"(袋水/袋气)导致积液、气阻或水击。

# 18.4 安全间距与通道

  • 可燃介质管道与热源、电气、控制室保持规范间距;
  • 检修通道、起吊空间满足设备抽芯/阀门拆装;
  • 多层管廊分层:热介质在上、冷/无害在下;气体在上、液体在下。

# 第十九章 管道支吊架的选择

支吊架(Pipe Support / Hanger)将管道荷载传至建(构)筑物并约束位移。依据 GB/T 20801.1-2025 §6.8、GB 50235 §7.12、GB 50316-2000《工业金属管道设计规范》第10章。

# 19.1 支吊架类型

类型 英文 作用
固定架 Fixed Support 完全约束位移与转角,承受全部推力
导向架 Guide Support 限制横向位移、允许轴向滑动
滑动架 Sliding Support 承载竖向荷载、允许轴向/横向滑动
可变弹簧架 Variable Spring Hanger 吸收垂直热位移,荷载随位移变化
恒力弹簧架 Constant Support 大位移时荷载近似恒定

# 19.2 跨距与局部应力

  • 水平管跨距由强度(最大弯曲应力 ≤ 许用)与刚度(挠度 ≤ 跨距 1/300 或 1/250)共同确定;
  • 管架处局部应力按下式校核(GB/T 20801.1-2025 式44):

σ=1.17 Rt ft  ≤  0.5 [σ]\sigma = 1.17\,\sqrt{\frac{R}{t}}\,\frac{f}{t} \;\le\; 0.5\,[σ]

式中 RR 支吊架圆角半径、tt 管壁厚、ff 支反力、[σ][σ] 材料许用应力。

支吊架最大间距的强度与刚度条件(GB 50316 §10.2.7~10.2.9)

  • 强度条件:控制管道自重弯曲应力不超过设计温度下材料许用应力的一半;
  • 刚度条件:限制自重挠度——一般管道 ≤15 mm;装置外管道可放宽至 ≤38 mm;敷设无坡度的蒸汽管道 ≤10 mm;
  • 带坡度管道(防积液)支吊架间距还须满足(§10.2.8):

Ls≤2 Ys is1+is2−1L_s \le \frac{2\,Y_s\,i_s}{\sqrt{1+i_s^{2}}-1}

式中 YsY_s 管道自重弯曲挠度(mm)、isi_s 管道坡度、LsL_s 支吊架间距(mm);

  • 有压力脉动的管道,决定支架间距时应核算管道固有频率,防止共振(§10.2.9)。

# 19.3 安装偏移与补偿配合

  • 滑动架安装偏移:冷态安装时滑动支架中心线应向热位移反方向预偏 1/2 热位移量(GB 50235 §7.12.5),使热态时居中;
  • 导向架定位:Π 型补偿器(Expansion Loop)两侧导向架距补偿器宜分别 ≤ 4DN 与 ≤ 14DN,防止波形/弯管失稳;
  • 可变弹簧荷载变化系数:工作位移引起的荷载变化 ≤ 35%(GB 50316 §10.5.6),超限改恒力弹簧。

提示(warning)

固定架、导向架若错装或漏装,补偿器会失稳、管道会整体窜动;弹簧架定位块未拆除即投用,等于刚性死架,热位移无法释放,极易拉裂焊口。

# 19.4 弹簧、吊杆与管部设计(GB 50316 §10.4~10.5)

  • 可变弹簧荷载变化系数(§10.5.6.1):fs=ΔKs/FH×100%f_s=\Delta K_s/F_H\times100\%(Δ\Delta 垂直热位移 mm、KsK_s 弹簧刚度 N/mm、FHF_H 工作荷载 N),≤35%,重要管道及与敏感设备相连管道宜 ≤25%;锁定位置应能承受 2 倍最大工作荷载,并设荷载/行程指示器与位置锁定装置。
  • 恒力弹簧(§10.5.6.2):支吊点垂直位移较大时选用;锁定时承受 2 倍最大工作荷载;现场加/减荷载调节量均 ≥10% 设计荷载。
  • 吊杆(§10.5.5):直径 ≥10 mm;刚性拉杆吊架可活动拉杆长度 ≥20 倍吊点水平位移、与垂直线夹角 ≤3°;弹性吊架 ≥15 倍、≤4°。螺纹拉杆抗拉许用应力应比材料许用应力降低不少于 25%(§10.4.2.2)。
  • 支吊架梁刚度(§10.5.7.2):固定支架/限位/阻尼装置处梁挠度 ≤0.002 倍梁计算长度,其他支架 ≤0.004 倍;采用悬臂梁时悬臂长度 ≤800 mm。
  • 与管道焊接的支吊架零部件(§10.5.3.2):控制连接处局部应力,宜与管道组成件同材质,焊接/预热/热处理符合规范;碳钢件与不锈钢/有色金属管道不得直接接触,应加非金属隔离垫层(§10.5.4.2)。

# 19.5 安装与核对(GB 50235 §7.12)

  • 有热位移管道,吊杆应偏置安装:吊点设在位移反方向、按 1/2 位移值 偏位;两根有热位移管道不得共用同一吊杆(§7.12.3)。
  • 固定支架应在补偿装置预拉伸/预压缩之前固定;无补偿装置的冷/热直管段不得同时设 2 个及以上固定支架(§7.12.4)。
  • 滑动/导向支架滑动面洁净平整,不得点焊定位、仪表电气件不得焊在滑动支架上;支架安装位置向位移反方向偏移 1/2 位移值,绝热层不得妨碍位移(§7.12.5)。
  • 弹簧支吊架弹簧调至冷态值并记录,临时固定件(定位块)待系统安装、试压、绝热完毕后再拆除(§7.12.6)。
  • 铸铁/铅/铝/大口径管道阀门设专用支架,不得以管道承重(§7.12.7);安装完毕逐个核对支吊架形式位置并填"管道支吊架安装记录"(§7.12.10)。

# 19.6 选用要点

  • 先定补偿方式与热位移 → 再定固定点 → 导向/滑动按位移方向布置;
  • 大口径/高温/长距离优先恒力或可变弹簧;
  • 荷载、温度、位移三参数必须反馈给结构专业(见第二十章)。

# 第二十章 如何向结构土建提资

管道专业向结构(Structure)、土建(Civil)提条件(Issue Design Conditions),是专业协同的关键接口,管架与基础的标准化依据为 HG/T 21629-2021《管架标准图》。

# 20.1 管架标准与编号

  • 管架形式含悬臂架(梁上生根)、柱架、吊架等;
  • 允许荷载表按子项 A~E 分级,悬臂长度 L1L_1 ≤ 500 / 1000 / 1500 / 2000 mm 对应不同允许荷载;
  • 吊杆 M10~M110 各有允许荷载表;
  • 编号规则:D6-类型-子项-L1-L2(D6 为管架标准图类别代号,L1/L2 为尺寸)。

# 20.2 向结构专业提资

提资项 内容
生根点 管架位置坐标、标高、梁/柱编号
竖向荷载 恒载(管重+介质+保温)+ 活载(试压/检修)
水平推力 补偿器反力、止推架反力、风/地震
温度区间 操作/设计温度(确定膨胀量与材质)
管架编号 按 HG/T 21629 选型编号与允许荷载

# 20.3 向土建专业提资

  • 设备基础:外形尺寸、荷载(静/动)、地脚螺栓规格与间距、预埋板/预留孔;
  • 管架基础:柱基荷载、埋件;
  • 管沟 / 留孔 / 埋管:穿越位置、尺寸、标高;
  • 管廊荷载条件:每层荷载分布、集中荷载点。

# 20.4 提资原则

提示(info)

条件表须含:管线号、介质、温度/压力、荷载值(竖向/水平/弯矩)、作用点坐标与标高。结构按此选用/校核管架(HG/T 21629 允许荷载表),土建按此设计基础与留孔。提资滞后或荷载漏项,会导致现场"打凿补强"甚至返工——这是最常见的跨专业错漏源。


# 第二十一章 附录

# 21.1 标准与缩写对照

(见第〇章术语表;此处补两条)

  • NB/T 47014:承压设备焊接工艺评定(焊接工艺评定依据)
  • TSG Z6002:特种设备焊接操作人员考核细则(焊工资格)
  • NB/T 47013 系列:承压设备无损检测(RT/UT/MT/PT/TOFD/相控阵)
  • JB/T 9092:阀门的检验与试验(壳体 1.5×、密封 1.1×)