6、热胀冷缩管道布置的时候要考虑热胀冷缩效应,尤其是管道会在长度方向上发生热胀冷缩,需要考虑管道端头发生的较大程度位移。管道内输送较冷或较热介质时,由于管道外部有保温,因此外部辅助设施温度变化不大,内部热胀冷缩但是外部辅助设施没有进行相应程度的涨缩,因此在设计管道辅助设施及配件时需要考虑这种情况。例如,因为热胀冷缩而导致的撕裂保温层。必要时需要计算热胀冷缩导致的长度变化率,下表列出了常见材料的线性热膨胀系数:
6、热胀冷缩
管道布置的时候要考虑热胀冷缩效应,尤其是管道会在长度方向上发生热胀冷缩,需要考虑管道端头发生的较大程度位移。管道内输送较冷或较热介质时,由于管道外部有保温,因此外部辅助设施温度变化不大,内部热胀冷缩但是外部辅助设施没有进行相应程度的涨缩,因此在设计管道辅助设施及配件时需要考虑这种情况。例如,因为热胀冷缩而导致的撕裂保温层。必要时需要计算热胀冷缩导致的长度变化率,下表列出了常见材料的线性热膨胀系数:
常用材料的线膨胀系数 |
||
材料名称 |
温度范围(℃) |
10-6/℃ |
铍 |
12.3 |
|
锑 |
10.5 |
|
铜 |
17.5 |
|
铬 |
6.2 |
|
锗 |
6 |
|
铱 |
6.5 |
|
锰 |
23 |
|
镍 |
13 |
|
银 |
19.5 |
|
铝 |
23.2 |
|
铅 |
29.3 |
|
镉 |
41 |
|
铁 |
12.2 |
|
金 |
14.2 |
|
镁 |
26 |
|
钼 |
5.2 |
|
铂 |
9 |
|
锡 |
2 |
|
灰铸铁 |
0~100 |
10.4 |
球墨铸铁 |
0~100 |
10.4 |
磷铜钛铸铁 |
20~50 |
9.17 |
45钢 |
20~100 |
11.59 |
T10A |
20~100 |
11.0 |
20Cr |
20~100 |
11.3 |
40Cr |
25~100 |
11.0 |
65Mn |
25~100 |
11.1 |
2Cr13 |
20~100 |
10.5 |
60Si2Mn |
20~100 |
11.5~12.4 |
1Cr18Ni9Ti |
20~100 |
16.6 |
Ni5820 |
11.5 |
|
Ni32Co4Vu |
20~100 |
1.5 |
GCr15 |
100 |
14.0 |
CrMoAl |
A20~100 |
12.3 |
镍钼合金(磁尺用) |
20~100 |
11.0 |
铁锰合金(磁尺用) |
20~100 |
11.0 |
紫铜 |
0~100 |
17.2 |
黄铜 |
20~100 |
18.0 |
铝青铜 |
20~100 |
17.6 |
锡青铜 |
20~100 |
18.0 |
铝 |
0~100 |
23.8 |
镍 |
0~100 |
13.0 |
光学玻璃 |
20~100 |
11.0 |
有机玻璃 |
20≈100 |
120~130 |
水泥、混凝土 |
20 |
10~14 |
纤维、夹布胶木 |
30~40 |
|
聚氯乙烯管材 |
10~60 |
50~80 |
尼龙 |
0~100 |
110~150 |
硬橡胶、胶木 |
17~25 |
64~77 |
砖 |
20 |
9.5 |
赛璐珞 |
20~100 |
100 |
辉绿岩板 |
1 |
|
耐酸陶砖、陶板 |
4.5~6 |
|
不透性石墨板〔浸渍型〕 |
5.5 |
|
玻璃管道 |
0~500 |
≤5 |
玻璃 |
20~100 |
4~11.5 |
粘土质耐火制品 |
20~1300 |
5.2 |
硅质耐火制品 |
20~1670 |
7.4 |
高品质耐火制品 |
20~1200 |
6 |
刚玉制品 |
8.1 |
|
陶瓷、工业瓷(管) |
3~6 |
|
石英玻璃 |
0.51 |
|
花岗石 |
<8×10 |
|
聚酰胺(尼龙6) |
110~140 |
|
聚酰胺(尼龙1010) |
14-16 |
|
聚四氟乙烯(纯) |
110~256 |
注意:埋地管道也要考虑其热胀冷缩效应,否则会导致开裂,地下管道开裂难以定位,需要借助专门设备。
7、伴热
当管道因防凝需要进行伴热时,管道布置要考虑伴热的布置,对于加热丝的布置要考虑加热丝接线位置的合理性和方便性;对于导热油、盐水等其它冷热介质伴热的,对于同样伴热介质的管道,要尽可能的布置到一起,减少配管的复杂度。伴热要考虑测温点的需求,通常情况下为了保险,测温点应该在热传导最不利和最有利的地方分别设置,设置数量根据实际情况进行设计。注意:电热伴热带之间不要交叉,否则可能导致局部温度过高;电伴热带应当以金属材料捆扎到管道上,以实现电位平衡;SHT 3097-2017 石油化工静电接地设计规范 5.3.5 当工艺管道与伴热管之间有隔离块时(防止局部温度过热和接触腐蚀),加热伴管除应利用金属丝捆扎连接外,尚应使伴管进汽口及回水口与工艺管道等点位连接。 8、阀门等管件
在上一条保温中已经提及了,管道布置要考虑管件的影响,尤其是阀门、仪表等空间位置占据较大的管件,在管道布置时要考虑管道阀门与其它装置、墙壁、顶板等的位置关系,避免发生安装问题。管件要除了要考虑空间影响之外,还需要考虑操作的可达性与方便性;尽可能的避免将需要经常操作的管件放在不方便到达和安装的位置。管件的安装要遵循简便与美观的要求,仪表、阀门尽可能的排放到统一位置,实现统一操作,美观实用。
9、导淋、排气
管道要设置导淋和排气装置,用于排净内部物料。排净用的导淋阀要设置在一段管道的最低点,排气阀需要设置在一段管道的最高点,这段管道仅有一个峰或谷。当一段管道有下U型弯时,必定要设置导淋阀;当管道有下降或上升时,在最低点设置导淋阀。排气和导淋阀的设置可以:实现维修更换时没有物料可以降低风险;在北方冬季排净物料以实现防冻防凝效果;定期排净管道内积存的污物、杂质,降低对工艺运行的影响;接入反吹或清洗管道,用以反吹管道或清理管道;排净管道内的影响工艺运行的气体。
10、材质变化
通常情况同一根管道应该采用相同的材质,但是在某些特殊情况,管道直接的材质不同,当不同材质之间管道的连接时要考虑材质的影响,需要采取措施确保不产生其它后果。比如铁与铜之间产生的电化学腐蚀现象,不要焊接,采用法兰连接;不容热熔性材料管道连接时应采用特殊处理,避免两者膨胀系数等因素不同而导致热熔接头断裂。