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发表于 2007-6-28 10:28:37
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压力管道技术。doc文档图书) _2 f# ]& ^7 \3 s, S+ y. ]
目 录- A8 Q1 X% }$ Y' d |/ Q, A
; z1 ?: X: l: c, ]( ] }
第一章 绪论……………………………………………………………………………………1
- a! C' ]8 i; n+ K 第一节 压力管道的特点…………………………………………………………………1
+ a6 j9 o% Z( q& ` 一、压力管道的定义及分类……………………………………………………………1
) c9 Q* B( A9 a! J% U 二、压力管道的特点……………………………………………………………………2 n) }* ]: p2 J3 M, E6 |8 ]
第二节 压力管道的研究范畴……………………………………………………………3
- W2 o+ [$ z& g( N& l 一、设计…………………………………………………………………………………3
; e+ d) R! u* D2 U6 a2 D 二、制造…………………………………………………………………………………7
+ m2 U1 v$ R$ Z: Y7 E( W: n7 W 三、安装…………………………………………………………………………………73 {4 _& k. s& C
四、应用(运行〕………………………………………………………………………8
. F" E; d& `- k) b3 _' {, S" m 第三节 压力管道的基本要求……………………………………………………………8
, j$ o2 @% M7 } `6 U 一、安全性………………………………………………………………………………9' J' m# W; w7 [9 l) q( W
二、经济性………………………………………………………………………………9& a5 I6 X: \ k9 h3 |3 Q3 c
第二章 应用标准体系…………………………………………………………………………110 d1 o7 P& @$ \6 z# ?
第一节 国际上常用的标准体系…………………………………………………………118 a+ U9 I: U# L, h
一、德国及前苏联应用标准体系………………………………………………………11
( ^* ]4 l1 N: l! l6 M' l1 V 二、美国及日本应用标准体系…………………………………………………………12
# i; h' g) d1 c, E L 三、国际标准化组织的应用标准体系…………………………………………………14! d# }% Z7 V& H: t
四、英国及法国应用标准体系…………………………………………………………14
% z; l- h6 P2 P2 Z7 N* }" T 第二节 国内常用的标准体系……………………………………………………………15 T9 \" t. l9 C: V
一、石化行业应用标准体系……………………………………………………………15, S# g ], r. @
二、化工行业应用标准体系……………………………………………………………16
6 h% e% i" W6 {$ N7 } 三、机械行业应用标准体系……………………………………………………………175 J" z9 x O% e: k# h2 y5 k
四、中国国家应用标准体系……………………………………………………………17- O8 Q+ a# ~6 x8 a# x# d
第三节 常用压力管道应用标准配伍表…………………………………………………19& B* \; n/ I( ~" k+ r; y2 e
附录F2-1 常用的管子标准及其外径尺寸对比………………………………………219 _1 t- v* c' A9 M$ X% j
第三章 材料……………………………………………………………………………………224 z/ t) ]9 G- p
第一节 金属材料基本知识(一)………………………………………………………220 F m2 s2 g% W3 Q, R
一、金属的微观结构……………………………………………………………………22
d2 F6 T. E+ u7 h 二、金属材料的基本性能………………………………………………………………28
7 j/ V5 S# `7 u/ ]3 V+ M& R 三、温度对金属材料性能的影响………………………………………………………30
: ~9 f( e7 n6 u, j1 U 四、常见元素对金属材料性能的影响…………………………………………………32
. n1 R* L7 y- U/ W 第二节 常用金属材料……………………………………………………………………36/ n- v1 q9 I1 s' G
一、常用黑色金属材料…………………………………………………………………37
! Y+ O4 S& l: T2 F% S4 P: M* e 二、常用有色金属材料…………………………………………………………………43
% U1 i1 z# z1 w4 \ x! {/ o 第三节 石油化工生产过程中常见的腐蚀环境…………………………………………44
% `: W6 f6 E( l 一、常见的腐蚀类型及定义……………………………………………………………44: n& h3 J' x+ M5 ~' F6 w1 D
二、常见的几种腐蚀介质………………………………………………………………48- k3 m0 n" p( c# T, R0 Z/ |
三、常见的几种腐蚀环境………………………………………………………………52
# ^, P% V% y# b$ R/ R& G' u; z 第四节 压力管道常用金属材料的基本限制条件………………………………………54
. K6 c" o' X9 m3 G5 M" n& \ 一、一般限制条件………………………………………………………………………54
. o( Q/ V& |6 m2 u& C( S) w 二、常用材料的应用限制………………………………………………………………56
6 \9 A$ R1 i& \ 三、其它方面对材料的限制……………………………………………………………57
# n ]5 E7 I1 ]! R, c2 Z 第五节 常用非金属材料…………………………………………………………………58
! L& b' W' u- U; ]4 Z% w3 y3 B( B 一、常用工程塑料及其衬里管…………………………………………………………59
/ ?+ J6 s! ?1 i2 O" G+ {# x 二、常用橡胶衬里管子…………………………………………………………………62
+ t$ S9 R5 h& q l 三、其它非金属及其衬里管子…………………………………………………………63/ s% y# M5 L2 [! _) x w
四、非金属材料及其衬里的设计与施工………………………………………………63
7 ^/ H4 M0 Z; I* [' S 附录F3-1 常用金属材料的物理参数…………………………………………………66; R: [9 S- k& a- k3 X2 M( D p
第四章 管道压力等级…………………………………………………………………………69
% J: v' E* s+ u 第一节 设计条件…………………………………………………………………………69
0 i; D9 ? }5 F% ]. J; W% V) \& \ 一、设计压力……………………………………………………………………………69
2 Y! \2 `' l) G, [ o 二、设计温度……………………………………………………………………………70: t# u2 n5 i8 | ]
第二节 影响管道压力等级确定的因素…………………………………………………71, j: i) P; x3 @4 M: O
一、影响公称压力等级确定的因素……………………………………………………716 j5 P% @3 @' |
二、影响壁厚等级确定的因素…………………………………………………………71) \' M `8 z' Z- W
第三节 压力等级的确定方法……………………………………………………………74* @% G. F8 c6 H3 ~0 ?& M$ m
一、管道压力等级确定的原则…………………………………………………………749 S1 h! k+ W0 n9 K% q, T
二、公称压力等级的确定方法…………………………………………………………75
' N/ G4 v6 t2 j 三、壁厚等级的确定方法………………………………………………………………76. U- ~# h; d- X' N" r: _- F1 w
第四节 特殊管道元件的强度设计………………………………………………………77
1 o! _2 l8 o8 P. U& }. a 一、法兰强度设计………………………………………………………………………77$ Z) u( m8 L+ l4 D" n8 H
二、常用非标准管件的壁厚确定………………………………………………………84' u9 L B# {$ \% F8 a
三、管道的开孔补强……………………………………………………………………86
" @8 _5 o: T# o! a8 T9 h7 H 附录F4-1 常用垫片的比压力y和垫片系数m………………………………………90
! P. p: S. q+ a" ~/ C) u 附录F4-2 盲板或平盖封头的计算直径和结构特征参数……………………………91
5 C( s3 J! o! s$ F9 t第五章 管道元件应用…………………………………………………………………………929 s8 n2 C. q0 j- c
第一节 管子………………………………………………………………………………92 J9 }# a4 N/ ?/ x5 B. \
一、焊接钢管……………………………………………………………………………92
/ ~& l! H+ V; Q, a 二、无缝钢管……………………………………………………………………………93/ I2 f! q5 S& U5 F; R+ N; I
三、复合管和衬里管……………………………………………………………………957 k0 d+ n" O0 `8 D* V, v. n6 y$ z, I
四、其它类管子…………………………………………………………………………958 C+ W0 A- Q7 ~9 |/ V7 D
第二节 管件……………………………………………………………………………… 96: D' w" O" E* A" ^6 c. E( @
一、连接型式……………………………………………………………………………96
4 u! i) G" A; ` 二、对焊管件……………………………………………………………………………97$ j8 Z4 B7 k* c0 x/ h3 S* g8 o
三、承插焊和螺纹连接管件……………………………………………………………98
$ {9 ]/ n* O/ |* C" B. H 四、其它管件……………………………………………………………………………100
9 }1 P7 H l! q 第三节 法兰及紧固件…………………………………………………………………… 101! @" q$ U2 f6 P* ^2 l9 i! j) v
一、法兰…………………………………………………………………………………101
9 Z" R' B, r/ L5 U2 t/ [$ D3 z9 K 二、螺栓/螺母………………………………………………………………………… 1027 Z" v" O; M0 N
三、垫片…………………………………………………………………………………102
7 ?' ~; M7 s% x* a0 A 四、盲板、8字盲板、限流孔板和混合孔板…………………………………………103! u! B& k- U( U) D
第四节 阀门及其它管道设备…………………………………………………………… 104
, ~4 X! l8 o8 H2 P1 G; x/ s 一、对阀门的一般要求…………………………………………………………………104
) t( h$ v& @; Q9 v) O 二、闸阀、截止阀、止回阀……………………………………………………………1074 X4 b$ ?( b' Y3 `% A% c: X
三、蝶阀、球阀、疏水阀………………………………………………………………107% M1 Y& i% G8 ?! {8 n9 X: c
四、仪表调节阀和安全阀………………………………………………………………108
3 u2 R6 ]: A6 Z# h: h- Y7 R 五、其它管道设备………………………………………………………………………108
9 E3 w- E5 K( ^ H6 L; G$ T第六章 管系静应力分析………………………………………………………………………110
& u3 }4 X* b; y4 b 第一节 静力分析的基础知识……………………………………………………………110
0 A, ?- p$ d# a2 s+ K4 T5 l 一、基本概念……………………………………………………………………………110
6 `7 p V0 s1 `2 ~ 二、管道元件变形的几种基本型式……………………………………………………112
. m3 q2 l- g, e 三、强度理论……………………………………………………………………………118( v! G9 l/ \ r2 X- b
四、强度分析……………………………………………………………………………124
' s' T- x1 h* F% b 第二节 管系静应力的计算与评定………………………………………………………128
5 n+ o% B! r- B" @ 一、管系静应力分析的目的及任务……………………………………………………1298 u, A0 i. ` U+ F7 C
二、管系静应力的分析方法……………………………………………………………130
0 w* n# I G/ [/ W% J- d2 U3 _ 三、ANSI简单判断法 …………………………………………………………………131* A7 a0 R `) i5 I. E% o1 o
四、CAESAR II详细应力分析法………………………………………………………132: y! B+ |) b9 D- ?- n. x, H
第三节 管系的热胀及柔性设计…………………………………………………………140
( T- k/ o i4 ~! G9 @" K7 p3 l U 一、热膨胀的概念………………………………………………………………………141
, q% J2 Q4 @6 r/ `6 c* } 二、管系柔性的概念……………………………………………………………………1431 w7 N$ M" X3 B. f, w
三、影响管系柔性的因素………………………………………………………………144
$ R7 M3 K6 F: I) |, c/ | 四、管系的柔性设计……………………………………………………………………145
3 Z! v7 k8 m+ C. y 附录F6-1 常用管件的应力增强系数和柔性系数……………………………………149
3 |6 ~3 w( K0 q3 K ^6 @7 `, Q& n第七章 管系动应力分析………………………………………………………………………151/ A0 l& U" {7 T' N7 a; ?* Q
第一节 机械振动理论……………………………………………………………………151
. B; h6 d8 r9 e% F9 Q2 n 一、基本概念……………………………………………………………………………151, u3 b' o& I2 g# c; I$ [ z) T' y
二、机械振动研究的目的和方法………………………………………………………152
8 Q+ l- ?& ^0 w) \+ a x: | 三、机械振动理论………………………………………………………………………152
: u; q" @$ k- l& w) M5 W! ~( d- f 第二节 往复压缩机管道的振动分析与设计……………………………………………158
3 k3 e9 H4 m' q! ~* c# K 一、第一振系的分析与设计……………………………………………………………159$ g3 u$ C+ f' _" T' d5 |) u( M
二、第二振系的分析与设计……………………………………………………………160
; b5 e) e. x% ?# S% O2 z, z 三、第三振系的分析与设计……………………………………………………………163
$ |( i9 @ B) Z& j* \ 四、第五振系的分析与设计……………………………………………………………166; Q) a0 X# z, a8 k9 `
五、管道振动设计的其它问题…………………………………………………………167
n2 B! s6 B; d$ ^+ ^ 第三节 其它常见的管道振动设计………………………………………………………1684 d: r" l- Z/ @6 r
一、两相流介质呈柱塞流时引起的管道振动分析及设计……………………………1680 c" i; R8 e* U: f! H" O# x" ?1 g
二、水锤引起的管道振动分析及设计…………………………………………………168
/ x- s7 U$ B5 M- ? f8 Y. K: x 三、介质涡流引起的管道振动分析及设计……………………………………………1697 @. _% ~! o- T8 h- G% h# n4 R# {
四、转动机械动不平衡引起的管道振动分析及设计…………………………………169- |+ q5 e. L* R& n# }
五、风载荷引起的管道振动分析及设计………………………………………………169
- n5 z6 t6 q/ { 六、地震载荷引起的管道振动分析及设计……………………………………………169
K* I( a9 [2 N$ g* @0 ~ 第四节 管道的低循环疲劳破坏及设计…………………………………………………170
2 ^* R* y8 J0 W% ]: m7 l7 f9 N( Q 一、基本概念……………………………………………………………………………170
0 [0 t$ V, A) z1 p 二、低循环疲劳的分析与计算…………………………………………………………1727 l8 q( ?1 a& V# x9 C& N$ ]
三、低循环疲劳设计时应注意的问题…………………………………………………174* {8 Z1 t7 f: O& {
附录F7-1 常见材料的设计疲劳曲线…………………………………………………175
1 N& K& N0 k5 N) z$ V, P第八章 管道支撑………………………………………………………………………………179
; A9 T! U" e, Y" S0 R9 p: z 第一节 概述………………………………………………………………………………179& H7 l$ O/ [: h& N" } j( m
一、管道支吊架的分类…………………………………………………………………1798 d. p3 @+ y; k" R
二、支吊架的结构组成…………………………………………………………………181
1 K8 X, U% B% n3 a% ] 第二节 支吊架的型式选用………………………………………………………………183' f& @" l+ u5 f! } H
一、一般选用原则………………………………………………………………………183+ j; ~" _" i8 D! m9 i" N
二、常用支吊架型式及其选用…………………………………………………………184
; @/ c! W' [, x" j+ T' f8 I; w 三、弹簧支吊架…………………………………………………………………………192
" v0 k. X4 `6 Y: N0 O' E& r 第三节 支吊架的位置确定………………………………………………………………197
" i! t* j7 E7 v7 x2 T 一、支吊架位置确定的原则……………………………………………………………197, j9 y$ o5 M, d2 l' x' b
二、管道允许跨距的确定………………………………………………………………199& X1 n9 g4 f/ h8 k- B2 v
第四节 支吊架的载荷计算及强度设计…………………………………………………202
5 E) _% \# U- I6 x+ a# F4 G7 }3 x 一、载荷的分类及计算…………………………………………………………………202
' X' q- L2 l% V( L# @ 二、管道支撑件的强度设计……………………………………………………………206
3 b: d' L" a' a, \3 m: S第九章 采购与制造……………………………………………………………………………209 d9 o0 _+ N" S+ m! k) n! W' w5 O
第一节 金属材料的基本知识(二)……………………………………………………209
1 u9 G, T0 o, S, a$ e) M# R) \ 一、冶炼方法及其对材料性能的影响…………………………………………………209/ k m0 `" ?6 o; r
二、加工变形及其对材料性能的影响…………………………………………………211- [& h! {" \4 B; j
三、热处理及其对材料性能的影响……………………………………………………213
! h, p" N+ r7 o5 z 第二节 检测技术…………………………………………………………………………219
! l2 |3 k' p. _ g 一、化学成分分析………………………………………………………………………2197 v: q; @) I: w3 Z1 O3 J$ H+ F8 n
二、机械性能试验………………………………………………………………………220
& ~( d! A# H+ Y" D& ^: E& |9 j 三、耐腐蚀性试验………………………………………………………………………2220 j/ P4 M+ g$ j( J! v7 `
四、宏观组织检验………………………………………………………………………223" a6 d, z8 l$ l
五、微观组织检验………………………………………………………………………226
* h3 B$ o/ j% i; H( C6 T* [5 ~( C 六、无损检测……………………………………………………………………………2272 k5 M( | {: t$ n1 s
第三节 管道及其元件的常用制造方法…………………………………………………231
6 L( v; o1 Z5 C- O. [9 u" e 一、铸造…………………………………………………………………………………2311 x2 }/ F; f1 J2 a
二、压力变形加工………………………………………………………………………234
' }2 O' e2 K$ c1 F9 z$ b 第四节 管道元件的采购和技术要求……………………………………………………237" |) g6 V' c+ \: L" k
一、编写询标技术文件…………………………………………………………………237
3 g5 N& @& u+ k 二、参加技术谈判………………………………………………………………………238 J# @( }8 V8 j$ k6 G7 }
三、编写订货技术文件…………………………………………………………………2403 m$ M9 D( i4 u! C/ L
四、中间技术资料确认…………………………………………………………………241
( e/ K7 k/ M& U6 P: r& E 附录F9-1 常用的检查试验标准………………………………………………………242
7 X/ s1 M2 R4 v& k( } 附录F9-2 布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度对照表…………………………………2430 P. {7 @" D) E+ Q
第十章 施工安装………………………………………………………………………………244
1 T4 G$ M( M+ p% | 第一节 金属焊接的基本知识(一)……………………………………………………244
) u G4 K9 C6 K* Y 一、金属焊接的分类……………………………………………………………………244
4 S+ o+ C% s+ q: N7 J3 G 二、电弧焊接过程的金属理论…………………………………………………………247
) K$ X6 ^) Y u: I 三、焊接接头缺陷………………………………………………………………………251& H/ c/ G) G8 c$ O
四、焊接接头的检查与试验……………………………………………………………254
+ q" x- _- d0 i j4 Q8 D- e* m 第二节 金属焊接的基本知识(二)……………………………………………………256* K0 W+ }% G0 Y/ @* |
一、焊接技术……………………………………………………………………………256
: J6 e* i: g: Z1 W 二、常用材料的焊接……………………………………………………………………261
! W3 @5 f- I, `% `7 g4 \( j 第三节 常用压力管道施工规范介绍……………………………………………………264
! Q% Z- n/ C# w3 s. t% i 一、适用范围及管道分类………………………………………………………………264
. {7 H1 E" s; M# M 二、管道及其元件安装前的检查………………………………………………………265
) y# C7 G; J! E( ^/ M 三、管道的焊接与检验…………………………………………………………………266
1 E8 J$ D- j* [+ h" y l) X! N 四、管道的压力及密封试验……………………………………………………………268. P' n( E3 b6 A
第四节 设计人员在施工中的任务………………………………………………………270
. H5 g+ ~: N5 n. S 一、设计文件的技术交底………………………………………………………………270' q3 ~8 o+ i1 k" U$ @! A) Z9 b3 S
二、处理施工中与设计有关的技术问题………………………………………………271
& @* i9 K7 o/ `' e; M) T 二、一些常见的施工问题………………………………………………………………271
0 |/ m/ U& h! O0 R2 a# T 附录F10-1 常用管道焊接坡口型式及尺寸 …………………………………………274
. U& i6 q2 G& b& Q 附录F10-1 常用管道施工标准 ………………………………………………………276
7 C1 e. K1 R4 [+ L. Q( O5 W+ F第十一章 运行使用……………………………………………………………………………277 O/ B4 \( N, x
第一节 运行前的检查……………………………………………………………………2775 m W# Y, \0 O( a$ ~3 d! u3 r3 L
一、竣工文件检查………………………………………………………………………2777 r6 E, m. W8 Q! ~* Q% g7 ~
二、现场检查……………………………………………………………………………281
6 B+ F& s' i6 h1 o$ S: G9 R 三、建档、标识及数据采集……………………………………………………………283
4 E: e* X6 W8 w6 i' a0 A 第二节 运行中的检查和监测……………………………………………………………285
X) d# Q$ v$ T( ]& r- `* m 一、运行初期检查………………………………………………………………………285
! P' D# @ H$ l" m' E' t; `! t' n5 c 二、巡线检查及在线监测………………………………………………………………2877 P# ]9 E. W' P# }* D. A. N
三、末期检查及寿命评估………………………………………………………………287
7 A! g% U; B- n' J 第三节 压力管道事故的呈报及分析……………………………………………………2891 ~ h; v8 t& n+ r! Y' T B
一、压力管道事故的呈报………………………………………………………………289# Z2 ?' Z, Y: f0 g, ^' P; ^8 n
二、压力管道事故的分析………………………………………………………………289
& G4 T2 ~) _! [ L( {: r 三、工程引例……………………………………………………………………………291 |
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