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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( z9 l, f6 U5 N4 F6 H/ v
目 录
9 q3 u$ u3 B2 I5 ]' v/ ~0 C4 C4 {/ l8 ]' r, ?" |5 I
第一章 绪论……………………………………………………………………………………1& f. J) D- j9 L/ H! r; o5 t
第一节 压力管道的特点…………………………………………………………………15 E7 G1 x0 R0 K
一、压力管道的定义及分类……………………………………………………………15 r: M' M& v+ {* Q9 g; k" ?. j
二、压力管道的特点……………………………………………………………………2
$ D: L3 x2 C& e1 K4 c @ 第二节 压力管道的研究范畴……………………………………………………………3, D* F, ]7 i9 p9 o7 i. O- Z
一、设计…………………………………………………………………………………31 V/ g( W2 b+ |2 x8 y& o* n
二、制造…………………………………………………………………………………7+ J+ N! X# j& g- g5 z6 W
三、安装…………………………………………………………………………………7+ f0 K* e9 ~% \2 i8 R+ N- {! Y
四、应用(运行〕………………………………………………………………………8
8 G: Q( C0 I9 V7 N5 k* a0 c 第三节 压力管道的基本要求……………………………………………………………8: d% O5 ^' x" g {" G6 p' s' X8 ^( r
一、安全性………………………………………………………………………………9& [% v H* J5 r4 H6 v! o8 u8 o8 S
二、经济性………………………………………………………………………………9$ ~: h9 \* {0 O$ b1 A; l
第二章 应用标准体系…………………………………………………………………………111 h; W: Z' E9 \- w+ G3 z' H
第一节 国际上常用的标准体系…………………………………………………………11
. b9 O; c5 D, _& X$ @; b. Z: r% o+ r/ L 一、德国及前苏联应用标准体系………………………………………………………11
: p# d2 T( U7 [% l" W 二、美国及日本应用标准体系…………………………………………………………12
+ ]& A. v+ u, p: U/ g# j$ m) y d 三、国际标准化组织的应用标准体系…………………………………………………14
( ~9 e+ E4 n. W 四、英国及法国应用标准体系…………………………………………………………14; A/ d! K5 f1 J! T1 G1 g! n
第二节 国内常用的标准体系……………………………………………………………15
" C d0 L$ N" p+ o7 i+ y+ c5 [ 一、石化行业应用标准体系……………………………………………………………15. K' d! I8 V+ Q6 u2 o3 `
二、化工行业应用标准体系……………………………………………………………16' [ Y$ ^1 _* w
三、机械行业应用标准体系……………………………………………………………17
( m3 O V! M8 p1 a 四、中国国家应用标准体系……………………………………………………………17
" ?9 m9 t1 @0 j' k" z! t 第三节 常用压力管道应用标准配伍表…………………………………………………19$ P# r) ~8 k, r6 a t. V
附录F2-1 常用的管子标准及其外径尺寸对比………………………………………210 F- B: ?( x9 T I8 H
第三章 材料……………………………………………………………………………………22
~/ W" g( V6 K8 A0 Y9 R 第一节 金属材料基本知识(一)………………………………………………………22
4 O: o3 A4 u' B# B' X0 Z 一、金属的微观结构……………………………………………………………………22/ l" l3 @$ E0 h8 I* r0 {# D+ T
二、金属材料的基本性能………………………………………………………………28
: x* r' S8 M7 C. c3 B% B' g, D 三、温度对金属材料性能的影响………………………………………………………30+ ]% k3 X5 x& Q7 b1 i4 d$ V
四、常见元素对金属材料性能的影响…………………………………………………32
) E; d+ ~+ ]/ v* s' r3 H, ]1 e 第二节 常用金属材料……………………………………………………………………365 Y3 F$ Y7 M' m
一、常用黑色金属材料…………………………………………………………………37: [' \7 n, U' o3 i, ~
二、常用有色金属材料…………………………………………………………………43
7 f0 M: `! F2 F 第三节 石油化工生产过程中常见的腐蚀环境…………………………………………44
B6 F" D% w C" a/ V8 h, @% a 一、常见的腐蚀类型及定义……………………………………………………………44 R+ [) I6 o! o+ a1 G
二、常见的几种腐蚀介质………………………………………………………………48+ m9 g' u) {$ E( U/ L7 ~" {
三、常见的几种腐蚀环境………………………………………………………………521 H. k/ b0 ]3 I* a
第四节 压力管道常用金属材料的基本限制条件………………………………………547 m) J: a9 h4 t
一、一般限制条件………………………………………………………………………54
4 X$ M! m$ F! q1 ? @5 b+ W 二、常用材料的应用限制………………………………………………………………56
9 y. C9 @) Z8 {/ x4 t 三、其它方面对材料的限制……………………………………………………………573 M7 Q. _' c: P+ B# e4 O1 s- e4 q9 p
第五节 常用非金属材料…………………………………………………………………58
4 l$ R3 g# l$ p. S 一、常用工程塑料及其衬里管…………………………………………………………59
8 V* K" }% |: d 二、常用橡胶衬里管子…………………………………………………………………62; Y+ C1 E( |( s8 \# ? B
三、其它非金属及其衬里管子…………………………………………………………63' k* U! R% {6 I2 ~
四、非金属材料及其衬里的设计与施工………………………………………………635 W L; @. h& F& ?5 T8 G1 a; i
附录F3-1 常用金属材料的物理参数…………………………………………………663 o- i; D( \- B6 y- N6 q. Y
第四章 管道压力等级…………………………………………………………………………69+ g; c# g- p) A* Y
第一节 设计条件…………………………………………………………………………699 c; T8 y8 h8 l6 a8 \% A! i
一、设计压力……………………………………………………………………………69
& V5 R6 z% q: S 二、设计温度……………………………………………………………………………70# [ B. Z$ k1 h. S
第二节 影响管道压力等级确定的因素…………………………………………………719 h' E: g5 U" [$ G
一、影响公称压力等级确定的因素……………………………………………………71
6 _& `6 j' W( M! C, j 二、影响壁厚等级确定的因素…………………………………………………………71
* p) P1 c* z1 |3 }" x3 p# c 第三节 压力等级的确定方法……………………………………………………………74) m: a3 F. }' u4 Q Q7 e
一、管道压力等级确定的原则…………………………………………………………74' [3 t. F* N' y
二、公称压力等级的确定方法…………………………………………………………75 \7 p! E! h5 {8 h8 j1 L, Y, l
三、壁厚等级的确定方法………………………………………………………………76! s- l4 y8 {1 ^3 l$ h2 J/ S
第四节 特殊管道元件的强度设计………………………………………………………77; k: F* i& e4 t% d) s0 y( h% [* ^" c
一、法兰强度设计………………………………………………………………………77$ S7 P' l% H$ \7 Z# Q
二、常用非标准管件的壁厚确定………………………………………………………844 Z8 ^5 V6 D& t- [! c
三、管道的开孔补强……………………………………………………………………86
1 m+ o. [3 @: A- g 附录F4-1 常用垫片的比压力y和垫片系数m………………………………………90
( }: K0 ~4 Z$ O! a" }. l1 z 附录F4-2 盲板或平盖封头的计算直径和结构特征参数……………………………91
: y: i+ E1 H3 W3 O第五章 管道元件应用…………………………………………………………………………92
) S8 @! e" b, u6 w 第一节 管子………………………………………………………………………………92' l1 I0 F1 [/ }" }) Y1 l1 e
一、焊接钢管……………………………………………………………………………92
+ V, T6 ?7 f9 t; z% R$ k1 K1 Q 二、无缝钢管……………………………………………………………………………93
F$ |# n. h1 p0 \8 U$ l9 ~% ^8 m 三、复合管和衬里管……………………………………………………………………95
- q( C' ~' z# d4 }) e5 V# b 四、其它类管子…………………………………………………………………………959 G% ]' r: e9 N4 Q% j0 _
第二节 管件……………………………………………………………………………… 96
1 `: G& ?2 X0 r f( b, g; Y) ^ 一、连接型式……………………………………………………………………………96
6 G, X; o7 u! D1 Z. h& X 二、对焊管件……………………………………………………………………………97
- m$ H3 u5 Y8 M' T( Q3 K 三、承插焊和螺纹连接管件……………………………………………………………98) ?! L3 k+ x- p$ R" P$ g0 E% Y/ t
四、其它管件……………………………………………………………………………100
6 B$ i3 _1 _, e 第三节 法兰及紧固件…………………………………………………………………… 101
( \+ ?0 F( y) B' ^ 一、法兰…………………………………………………………………………………101
( |& {3 |7 ~ R1 k 二、螺栓/螺母………………………………………………………………………… 102
2 r, ?6 m- P" P 三、垫片…………………………………………………………………………………102
- S. S% m+ ]! g' Y5 \ 四、盲板、8字盲板、限流孔板和混合孔板…………………………………………103
3 L" g w, W& K" }8 H' b9 i0 E1 O. ^ 第四节 阀门及其它管道设备…………………………………………………………… 104( q: I* l! W& o; n- W
一、对阀门的一般要求…………………………………………………………………104, K4 I0 z" H+ o
二、闸阀、截止阀、止回阀……………………………………………………………107- l! J: u& c2 l4 g
三、蝶阀、球阀、疏水阀………………………………………………………………107
Q* t, h1 w/ ~7 P 四、仪表调节阀和安全阀………………………………………………………………108/ X$ W6 F, h) \3 y: h
五、其它管道设备………………………………………………………………………108; q6 s( K. I, F7 t- |! n* A
第六章 管系静应力分析………………………………………………………………………110
0 m" E7 h: b, l( ]3 N) y0 j+ U 第一节 静力分析的基础知识……………………………………………………………110. g. X8 D% W* n3 Q0 c, v
一、基本概念……………………………………………………………………………1100 e8 p+ {- {0 c
二、管道元件变形的几种基本型式……………………………………………………112# Y/ g# e" x- }' i! c7 s
三、强度理论……………………………………………………………………………1187 B) W, Q8 X; o) u9 F! x
四、强度分析……………………………………………………………………………124
1 U" c" q4 v0 d; t* V$ X 第二节 管系静应力的计算与评定………………………………………………………128/ B4 O- T" J& n2 L
一、管系静应力分析的目的及任务……………………………………………………129; W# i2 { I/ w* g: A9 w0 }
二、管系静应力的分析方法……………………………………………………………130
4 X- [( d5 h' |; C, X6 { 三、ANSI简单判断法 …………………………………………………………………1315 M, _4 T1 ?6 p9 |; U& |7 \! w
四、CAESAR II详细应力分析法………………………………………………………132
& X! N6 o+ U- v, `4 O 第三节 管系的热胀及柔性设计…………………………………………………………140
7 r* Y5 W2 F y* Z% F' M7 R 一、热膨胀的概念………………………………………………………………………141
# }! \% i+ I6 m' B4 L+ s8 {3 V 二、管系柔性的概念……………………………………………………………………143
# c1 y* I: k2 h* v2 p" O 三、影响管系柔性的因素………………………………………………………………144
( H# Y# r5 k7 P* ?; @) u4 d2 N: a1 T" X5 [ 四、管系的柔性设计……………………………………………………………………145
* G. O2 ]8 S$ m% R5 ~4 @ w 附录F6-1 常用管件的应力增强系数和柔性系数……………………………………149
* \$ u% u3 Q6 }! L9 f第七章 管系动应力分析………………………………………………………………………151
5 v' w1 p0 s7 W! L9 j2 P& X2 Z 第一节 机械振动理论……………………………………………………………………151
: q4 }( Q$ g* m; c( c 一、基本概念……………………………………………………………………………1516 N7 [" J- U$ |& ~* j/ K( n
二、机械振动研究的目的和方法………………………………………………………152% \: J/ E/ _' V& ?2 @' {, X
三、机械振动理论………………………………………………………………………152/ n# g! X' `$ x6 ~% @
第二节 往复压缩机管道的振动分析与设计……………………………………………158
) B$ x" N* B7 t0 Y 一、第一振系的分析与设计……………………………………………………………159
" {3 z" b- C8 ~7 h3 ]/ t 二、第二振系的分析与设计……………………………………………………………160
: M3 q) }2 V+ p' c6 R 三、第三振系的分析与设计……………………………………………………………163$ h4 }1 [6 L/ G5 ?( I* R7 F
四、第五振系的分析与设计……………………………………………………………1663 J2 L6 g Y: o4 m" {5 m
五、管道振动设计的其它问题…………………………………………………………167
6 _( ~3 E! P; T/ L0 q; V 第三节 其它常见的管道振动设计………………………………………………………1685 \# a) V, a/ g
一、两相流介质呈柱塞流时引起的管道振动分析及设计……………………………168
) t5 c' i9 T( I3 G4 C+ H [ 二、水锤引起的管道振动分析及设计…………………………………………………168/ I6 n x' Q4 R7 L6 K
三、介质涡流引起的管道振动分析及设计……………………………………………1698 ^/ H2 O) }- X/ j* b# a
四、转动机械动不平衡引起的管道振动分析及设计…………………………………169
- @3 W" ~( f7 n# L4 r& R" I+ e K 五、风载荷引起的管道振动分析及设计………………………………………………169" J+ U# Y. U: L8 F* {2 v- h: P& w
六、地震载荷引起的管道振动分析及设计……………………………………………169; K$ @, ]2 R* @* n) D# x. r
第四节 管道的低循环疲劳破坏及设计…………………………………………………170) ]6 h6 z b* |$ Q& T2 R. e! y
一、基本概念……………………………………………………………………………170
6 n: Q, X2 b/ T4 o( a 二、低循环疲劳的分析与计算…………………………………………………………172( ^- g/ I0 v) B. w& i
三、低循环疲劳设计时应注意的问题…………………………………………………174
5 N/ c) T# a% l: _6 ] 附录F7-1 常见材料的设计疲劳曲线…………………………………………………175% f0 T3 j6 A9 L) u; _ ]
第八章 管道支撑………………………………………………………………………………179. G* `7 _( y' y S) ~) ^8 A
第一节 概述………………………………………………………………………………179
, m( `0 x1 F) m0 `+ D% P. v 一、管道支吊架的分类…………………………………………………………………179
+ `% T/ [" e' I& x5 I 二、支吊架的结构组成…………………………………………………………………181, ~' {1 ^4 w+ A7 [
第二节 支吊架的型式选用………………………………………………………………183( A3 X* D( h+ L4 `/ ~! i
一、一般选用原则………………………………………………………………………183) w4 k+ w, F$ A6 {! l; S
二、常用支吊架型式及其选用…………………………………………………………184
& `9 K& I/ `) b! x6 {: v' M 三、弹簧支吊架…………………………………………………………………………192# o( j6 e2 e$ |- J) x5 G8 P
第三节 支吊架的位置确定………………………………………………………………1978 o3 g7 k: P4 O/ h2 @7 y Q% O
一、支吊架位置确定的原则……………………………………………………………197$ ]2 M7 i' ]% a4 _# ]: Q# X
二、管道允许跨距的确定………………………………………………………………199
% K( ?- m" U- C T8 j, d- i 第四节 支吊架的载荷计算及强度设计…………………………………………………202
- t7 C$ b3 ?8 \9 y4 `1 I6 X J 一、载荷的分类及计算…………………………………………………………………2025 x. u, t1 G2 c1 o- y
二、管道支撑件的强度设计……………………………………………………………206" B+ E! I- G) R: S% C
第九章 采购与制造……………………………………………………………………………209
- [$ j1 F. T0 S+ o) f 第一节 金属材料的基本知识(二)……………………………………………………209, t& _& c0 {' k! V6 m7 A6 `( v
一、冶炼方法及其对材料性能的影响…………………………………………………209
6 p1 Z& E% U' R( ~$ [8 g2 Q$ T# w 二、加工变形及其对材料性能的影响…………………………………………………211* ^% J2 v, w( ~2 h- q2 y4 z) S/ P
三、热处理及其对材料性能的影响……………………………………………………213
8 J6 Q& U7 B3 ?9 i 第二节 检测技术…………………………………………………………………………219
8 j! ^0 @ p: z 一、化学成分分析………………………………………………………………………219
; G6 R; C7 O9 J7 k4 {& s 二、机械性能试验………………………………………………………………………2204 q7 }! g3 g' D I: t0 ]
三、耐腐蚀性试验………………………………………………………………………222
4 p; U. v; c. _7 z6 m8 T 四、宏观组织检验………………………………………………………………………2233 i* S4 ]/ |9 A- j
五、微观组织检验………………………………………………………………………226# s' t( H+ A0 E
六、无损检测……………………………………………………………………………227
( `9 j' [; P! }- D6 v h 第三节 管道及其元件的常用制造方法…………………………………………………231
0 r2 b/ t$ c. g$ N 一、铸造…………………………………………………………………………………231
4 [2 \, z% x2 D7 i 二、压力变形加工………………………………………………………………………234
, \, ]& d: ^: E. p1 y6 L. C 第四节 管道元件的采购和技术要求……………………………………………………237/ U4 o- v4 L7 ^9 k3 |4 W) W8 v
一、编写询标技术文件…………………………………………………………………237
1 P' Z4 ^/ `; c9 i. H) M5 o/ x 二、参加技术谈判………………………………………………………………………238
' d" i* [/ c: }" l; Y+ `0 w& I3 A" { 三、编写订货技术文件…………………………………………………………………240
' O3 Q' }+ r5 o$ A1 E% ]6 m 四、中间技术资料确认…………………………………………………………………241
1 M1 J* E$ X4 ^& D6 s$ N8 S, K: H 附录F9-1 常用的检查试验标准………………………………………………………242
$ M! P! G: g- l 附录F9-2 布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度对照表…………………………………243 T" |1 D* Y, e8 F0 Z8 Z) c3 M
第十章 施工安装………………………………………………………………………………244, y' L8 z' _3 f
第一节 金属焊接的基本知识(一)……………………………………………………244
5 f2 m. R1 ~2 W5 D- r 一、金属焊接的分类……………………………………………………………………244
, M4 i9 C5 m4 Z, b 二、电弧焊接过程的金属理论…………………………………………………………247
: ^3 y& I" }3 e: l9 D* @6 J 三、焊接接头缺陷………………………………………………………………………251
+ Y" |% D* K7 G0 F7 a5 {8 R' ]( q3 C 四、焊接接头的检查与试验……………………………………………………………2540 g$ Y9 o1 m) v6 n1 G& `
第二节 金属焊接的基本知识(二)……………………………………………………256% e* Q v# W( e: C* k
一、焊接技术……………………………………………………………………………256
0 _8 ~$ |& u, X" v- q* j8 }1 s9 ^ 二、常用材料的焊接……………………………………………………………………2612 G( |& k4 Q) b& j5 g4 I
第三节 常用压力管道施工规范介绍……………………………………………………264/ u+ E. N0 ~. A4 U# W% ?
一、适用范围及管道分类………………………………………………………………264" A) z# G2 W% m8 Y, L$ J
二、管道及其元件安装前的检查………………………………………………………265; {" `: w# Q. D) r) e* Z
三、管道的焊接与检验…………………………………………………………………266
, c2 q Y2 A8 \; |2 @6 b% P+ |+ } 四、管道的压力及密封试验……………………………………………………………268 h1 `9 w& @$ D3 R2 W: o! L
第四节 设计人员在施工中的任务………………………………………………………270% J3 I; H8 @# Q% V
一、设计文件的技术交底………………………………………………………………270* j* ?4 J* f2 |) M5 U6 q# R3 L
二、处理施工中与设计有关的技术问题………………………………………………271; ^9 k# z. r! i( W& z) A7 U
二、一些常见的施工问题………………………………………………………………271- [& w9 H$ d$ W6 ^$ D
附录F10-1 常用管道焊接坡口型式及尺寸 …………………………………………274
* a# Q- k) X2 a, e6 V 附录F10-1 常用管道施工标准 ………………………………………………………276
4 M% C! b9 }& O7 ?第十一章 运行使用……………………………………………………………………………277
3 q7 D/ F% J4 c( l* x 第一节 运行前的检查……………………………………………………………………277# |# Q5 H7 c% i6 c4 P
一、竣工文件检查………………………………………………………………………277
1 a0 ^, v" F( ] 二、现场检查……………………………………………………………………………281
& }1 e$ U: o! [# U/ N& g 三、建档、标识及数据采集……………………………………………………………283, Y- X# M- Q, H* M1 {; }6 h
第二节 运行中的检查和监测……………………………………………………………285
9 Y$ g2 P( x, v2 h- @7 S' k 一、运行初期检查………………………………………………………………………285
: r& I/ H0 W- t* G* J2 B8 g 二、巡线检查及在线监测………………………………………………………………2874 ~( W$ O# R+ _5 m6 b1 ]2 G( l2 W
三、末期检查及寿命评估………………………………………………………………2873 _7 t2 h& C8 X) r
第三节 压力管道事故的呈报及分析……………………………………………………289# V1 f7 ?' Q- _2 \# ? Z
一、压力管道事故的呈报………………………………………………………………289
% `) P- P+ ^5 J' x$ A. h2 H! w 二、压力管道事故的分析………………………………………………………………2892 [+ r; M2 y4 B1 v1 p
三、工程引例……………………………………………………………………………291 |
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