第三节 安装工程常用管件、附件

一、管件

     当管道需要连接、分支、转弯、变径时，就需要用管件来解决，对不同的管道则需要采取不同的管件。

    常用的管件有弯头、三通、异径管和管接头等。

1．螺纹连接管件

   螺纹连接管件分镀锌和非镀锌两种，一般均采用可锻铸铁制造。

   常用的螺纹连接管件有管接头，用于两根管子的连接与其他管件的连接；异径管（大小头），用于连接两根直径不同的管子；等径与异径三通、等径与异径四通，用于两根管子平面垂直交叉时的连接；活接头用于需经常拆卸的管道上。

   螺纹连接管件主要用于供暖、给排水管道和煤气管道上。

   在工艺管道中，除需要经常拆卸的低压管道外，其他物料管道上很少使用。

 2．冲压管件和焊接管件

   施工中使用的成品冲压管件和焊接管件一般分为冲压无缝弯头、冲压焊接弯头和焊接弯头三种。

 3．高压弯头 （高压管件）

    高压弯头是采用优质碳素钢或低合金钢锻造而成。

    根据管道连接形式，弯头两端加工成螺纹或坡口，加工精度很高。

（二）附件

  1．吹扫接头

      吹扫接头（胶管活动接头），有以下两种连接形式：

     （1）接头的一端与胶管相连，另一端与丝扣阀相连。

     （2）接头的一端与胶管相连，另一端与钢管相连。

  2．封头

      用在管端起封闭作用的管件，有平盖形和椭圆形两种。

3．凸台

      也称管嘴，是自控仪表在工艺管道上的一次性部件，用于连接主管和其他部件。

4．盲板

      用于临时（永久）切断管道内介质的管件。

      根据法兰密封面的形式有光滑面盲板、凸面盲板、梯形槽面盲板和8字盲板（也分为光滑面、凹凸面、梯形槽面三种）。

 

二、法兰

     管道与阀门、管道与管道、管道与设备的连接，常采用法兰连接。

     采用法兰连接既有安装拆卸的灵活性，又有可靠的密封性。

     法兰连接包括上下法兰、垫片及螺栓螺母三部分。

（一）法兰

  平焊法兰

      平焊法兰是中低压工业管道最常用的一种。

      平焊法兰与管子固定时，是将法兰套在管端，焊接法兰里口和外口，使法兰固定。      平焊法兰适用于公称压力不超过2.50mpa。

      对焊法兰

      对焊法兰又称为高颈法兰。

      它的强度大，不易变形，密封性能较好。

     管口翻边活动法兰

     管口翻边活动法兰多用于铜、铝等有色金属及不锈钢管道上。

     优点是由于法兰可以自由活动，法兰穿螺丝时非常方便，缺点是不能承受较大的压力。

     焊环活动法兰

     焊环活动法兰多用于管壁比较厚的不锈钢管法兰的连接。

     它的连接方法是将与管子材质相同的焊环直接焊在管端，利用焊环作密封面。

     5．螺纹法兰

     螺纹法兰是用螺纹与管端连接的法兰，有高压和低压两种。

     高压螺纹的特点是法兰与管内介质不接触，安装也比较方便。

 

（二）垫片

1．橡胶石棉垫

    橡胶石棉垫是法兰连接用量最多的垫片，能适用于很多介质，如蒸汽、煤气、空气、盐水、酸和碱等。

    炼油工业常用的橡胶石棉垫有两种，一种是耐油橡胶石棉垫，适用于输送油、液化气、丙烷和丙酮等介质。

    另一种是高温耐油石棉橡胶垫，使用温度可达350~380℃。

2．橡胶垫片

   橡胶垫片有一定的耐腐蚀性。

   这种垫片的特点是利用橡胶的弹性，达到较好的密封效果，常用于输送低压水、酸和碱等介质的管道法兰连接 。

3．缠绕式垫片

     缠绕式垫片是用金属钢带和非金属填料带缠绕而成。这种垫片具有制造简单，价格低廉，材料能被充分利用，密封性能较好的优点。在石油化工工艺管道上被广泛利用。

 

4．齿形垫片

    齿形垫片是利用同心圆的齿形密纹与法兰密封面相接触，构成多道密封，因此密封性能较好，常用于凹凸式密封面法兰的连接。齿形垫的材质有普通碳素钢、低合金钢和不锈钢等。

5．金属垫片

      金属垫片，按形状分为金属平垫片、椭圆形垫片、八角形垫片和透镜式垫片。按制造材质分为低碳钢、不锈钢、紫铜、铝和铅等。

 6．塑料垫片

      塑料垫片适用于输送各种腐蚀性较强的管道的法兰连接。

      常用的塑料垫片有聚氯乙烯垫片、聚四氟乙烯垫片和聚乙烯垫片等。

（三）法兰用螺栓

    用于连接法兰的螺栓，有单头螺栓和双头螺栓两种，其螺纹一般都是三角形公制粗螺纹。

 

三、阀门

  （一）阀门型号及表示方法

      工业管道及设备上常用的控件主要是指一些常用的阀门，它用于控制管道内介质的流量。

     常用阀门有闸阀、截止阀、节流阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀、止回阀、安全阀、柱塞阀、减压阀和疏水阀。

（二）各种阀门的结构及选用特点

     阀门按其动作特点分为两大类，即驱动阀门和自动阀门。驱动阀门是用手操纵或其它动力操纵的阀门。

     ——如截止阀、节流阀（针型阀）、闸阀、旋塞阀等，均属这类阀门。

     自动阀门是借助于介质本身的流量、压力或温度参数发生变化而自行动作的阀门。

     ——如止回阀（逆止阀、单流阀）、安全阀、浮球阀、减压 阀、跑风阀和疏水器等，均属自动阀门。

 

1．截止阀

    截止阀主要用于热水供应及高压蒸汽管路中，它结构简单， 严密性较高，制造和维修方便，阻力比较大。

    流体经过截止阀时要转弯、改变流向，因此水流阻力较大， 所以安装时要注意流体“低进高出”，方向不能装反。

    选用特点：结构比闸阀简单，制造、维修方便，也可以调节 流量，应用广泛。

    但流动阻力大，为防止堵塞和磨损，不适用于带颗粒和粘性 较大的介质。

2．闸阀

     闸阀又称闸门或闸板阀，它是利用闸板升降控制开闭的阀门， 流体通过阀门时流向不变，因此阻力小。

     它广泛用于冷、热水管道系统中。

     闸阀和截止阀相比，在开启和关闭闸阀时省力，水流阻力较 小，阀体比较短，当闸阀完全开启时，其阀板不受流动介质的

冲刷磨损。但是闸阀的缺点是严密性较差。

     选用特点：密封性能好，流体阻力小，开启、关闭力较小， 也有一定调节流量的性能，并且能从阀杆的升降高低看出阀的 开度大小，主要用在一些大口径管道上。

 

3．止回阀

     是一种根据阀瓣前后的压力差而自动启闭的阀门。

     它有严格的方向性，只许介质向一个方向流通，而阻止其 逆向流动。

     用于不让介质倒流的管路上，如用于水泵出口的管路上作 为水泵停泵时的保护装置。

     选用特点：一般适用于清洁介质，对于带固体颗粒和粘性 较大的介质不适用。

4. 蝶阀

     蝶阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛应用，而且还应用于热电站的冷却水系统。

     蝶阀结构简单、体积小、重量轻，只由少数几个零件组成； 而且只需旋转90°即可快速启闭，操作简单，同时具有良好的流 体控制特性。

     蝶阀处于完全开启位置时，碟板厚度是介质流经阀体时唯一 的阻力，因此通过该阀门所产生的压力降很小，故具有较好的 流量控制特性。

     蝶阀适合安装在大口径管道上。

 

5．旋塞阀

     旋塞阀或转心门，热水龙头属旋塞阀的一种。

     选用特点：结构简单，外形尺寸小，启闭迅速，操作方便， 流体阻力小，便于制造三通或四通阀门，可作分配换向用。

     但密封面易磨损，开关力较大。

     此种阀门不适用于输送高压介质（如蒸汽），只适用于一 般低压流体作开闭用，不宜于作调节流量用。

6．节流阀

     节流阀的构造特点是没有单独的阀盘，而是利用阀杆的端头 磨光代替阀盘。

     节流阀多用于小口径管路上，如安装压力表所用的阀门常用 节流阀。

     选用特点：阀的外形尺寸小巧，重量轻，该阀主要用于仪表调节和节流。

     制作精度要求高，密封较好。

 

7．安全阀

安全阀是一种安全装置，当管路系统或设备（如锅炉、冷凝 器）中介质的压力超过规定数值时，便自动开启阀门排汽降压，以免发生爆炸危险。

    当介质的压力恢复正常后，安全阀又自动关闭。    安全阀一般分为弹簧式和杠杆式两种。

8．减压阀

     减压阀又称调压阀，用于管路中降低介质压力。

     常用的减压阀有活塞式、波纹管式及薄膜式等。

     减压阀的进、出口一般要伴装截止阀。

     选用特点：

     减压阀只适用于蒸汽、空气和清洁水等清洁介质。

     在选用减压阀时要注意，不能超过减压阀的减压范围，保证 在合理情况下使用。

9．疏水阀

     疏水阀又称疏水器，它的作用在于阻气排水，属于自动作用 阀门。它的种类有浮桶式、恒温式、热动力式以及脉冲式等。主要用于蒸气管道。在管道的底端安转，放出管道的积水。

 

四、其他附件

    （一）除污器

     除污器是在石油化工工艺管道中应用较广的一种部件。

     其作用是防止管道介质中的杂质进入传动设备或精密部位，使生产发生故障或影响产品的质量。其结构形式有y型除污器、锥形除污器、直角式除污器和高 压除污器。

（二）阻火器

     阻火器是化工生产常用的部件，多安装在易燃易爆气体的设备及管道的排空管上，以防止管内或设备内气体直接与外界火种接触而引起火灾或爆炸。常用的阻火器有砾石阻火器、金属网阻火器和波形散热式阻火器。

（三）视镜

     视镜又称为窥视镜，其作用是通过视镜直接观察管道及设备内被传输介质的流动情况，多用于设备的排液、冷却水等液体管道上。

     常用的有玻璃板式、三通玻璃板式和直通玻璃管式三种。

 

（四）阀门操纵装置

    阀门操纵装置是为了在适当的位置能够操纵距离比较远的 阀门而设置的一种装置。

（五）套管

    套管分为柔性套管、刚性套管、钢管套管及铁皮套管等几种，前两种套管用填料密封，适用于穿过水池壁、防爆车间的墙壁 等。

    后两种套管只适用于穿过一般建筑物楼层或墙壁不需要密封的管道。

（六）补偿器

 1）自然补偿。

     自然补偿是利用管路几何形状所具有的弹性来吸收热变形。

     最常见的管道自然补偿法是将管道两端以任意角度相接,多 为两管道垂直相交。

     自然补偿的缺点是管道变形时会产生横向的位移,而且补偿 的管段不能很大。                    

     自然补偿分为l形和z形两种。

 

2）人工补偿

    (1)方形补偿器。

    其优点是制造方便,补偿能力大,轴向推力小,维修方便,运行 可靠。缺点是占地面积较大；         

    (2)填料式补偿器。

    又称套筒式补偿器,主要由三部分组成:带底脚的套筒、插管 和填料函。

    在内外管间隙之间用填料密封,内插管可以随温度变化自由活动,从而起到补偿作用。

    其材质有铸铁和钢质两种。

     铸铁适用于压力在1.3mpa以下管道,钢制的适用压力不超过 1.6mpa的热力管道上,其形式有单向和双向两种。

     填料式补偿器安装方便,占地面积小,流体阻力较小,补偿能力 较大。

     缺点是轴向推力大,易漏水漏气,需经常检修和更换填料。

     如管道变形有横向位移时,易造成填料圈卡住。

     这种补偿器主要用在安装方形补偿器时空间不够的场合。

(3)波形补偿器。

     只用于管径较大(300nm以上)、压力较低的(0.6mpa)场合。它的优点是结构紧凑,只发生轴向变形,与方形补偿器相比占据空间位置小。缺点是制造比较困难,耐压低,补偿能力小,轴向推力大。它的补偿能力与波形管的外形寸、壁厚、管径大小有关。

 

例题1

　   公称直径为300mm的工艺管道,当工作压力为10mpa时,其连接法兰的结构形式应为(  )。

　　a．光滑式对焊法兰         b。凹凸式密封面对焊法兰

　　c．榫槽密封面对焊法兰     d。梯形槽式密封面对焊法兰

答案:b

     解析：这道题的考点是法兰,具体而言是几种常用的对焊法兰的适用范围。

     对焊法兰又称为高颈法兰。它的强度大,不易变形,密封性能较好。

     对焊法兰分为以下几种形式:

     (1)光滑式对焊法兰。

     光滑式对焊法兰其公称压力为2.50mpa以下,规格范围为 dn10一800mm。

   (2)凹凸式密封面对焊法兰。

     凹凸式密封面对焊法兰由于凹凸密封面严密性强,承受压力大,每副法兰的密封面必须一个是凹面,另一个是凸面。

     常用公称压力范围为4.00一16.00mpa,规格范围为dnl5一 400mm。

  　(3)榫槽密封面对焊法兰。

     榫槽密封面对焊法兰密封性能好,结构形式类似凹凸式密封面 法兰,该法兰必须配套使用。

     公称压力为1.60一6.40mpa,常用规格范围为 dn15一400mm。

 (4)梯形槽式密封面对焊法兰。

     梯形槽式密封面对焊法兰承受压力大,常用公称压力为6.40、10.00、16.p00mpa,规格范围为dn15一250mm。

 

例题2.

      与填料式补偿器相比,方形补偿器的特点为(     )。

　　a．补偿能力大气   b。流体阻力小

　　c.轴向推力小      d。运行可靠性差

答案:c

      这道题的考点是几种常用的补偿器的特性。

      方形补偿器由管子弯制或由弯头组焊而成,利用刚性较小的 回折管挠性变形来补偿两端直管部分的热伸长量。

      优点是制造方便,补偿能力大,轴向推力小,维修方便,运行可靠。缺点是占地面积较大。

     填料式补偿器安装方便,占地面积小,流体阻力较小,补偿能力较大。

     缺点是轴向推力大,易漏水漏气,需经常检修和更换填料。如管道 变形有横向位移时,易造成填料圈卡住。

     这种补偿器主要用在安装方形补偿器时空间不够的场合。

    人工补偿器在热力管道上,波形补偿器只用于管径较大(300mm以上)、压力较低的(0.6mpa)的场合。

    它的优点是结构紧凑,只发生轴向变形,与方形补偿器相比占据空间位置小。

    缺点是制造比较困难、耐压低、补偿能力小、轴向推力大。

它的补偿能力与波形管的外形尺寸、壁厚、管径大小有关。

 

例题3.

   蝶阀广泛应用于石油、化工、煤气、水处理等领域,其结构和 使用特点有(     )。

    a．结构较复杂、体积较大       b.可快速启闭、操作简单

    c．具有较好的流量控制特性    d.适合安装在大口径管道上

答案:bcb

      解析：这道题的考点是几种常用的阀门的性能与用途。

      蝶阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到 广泛应用,而且还应用于热电站的冷却水系统。

     蝶阀结构简单、体积小、重量轻,只由少数几个零件组成。      

     常用的蝶阀有对夹式蝶阀和法兰式蝶阀两种。

     对夹式蝶阀是用双头螺栓将阀门连接在两管道法兰之间。

法兰式蝶阀是阀门上带有法兰,用螺栓将阀门上两端法兰连接 在管道法兰上。

     蝶阀适合安装在大口径管道上。

 

例题4.

     管道采用法兰连接时,焊环活动法兰多用于(    )。

　  a．铜管连接                   b.厚壁铝管连接

　  c．薄壁不锈钢管连接     d.厚壁不锈钢管连接

答案:b

     这道题的考点是常用法兰的特点和用途。

     焊环活动法兰多用于管壁比较厚的不锈钢管法兰的连接。

     法兰的材料为q235、q255碳素钢。

     它的连接方法是将与管子材质相同的焊环直接焊在管端,利 用焊环作密封面,其密封面有光滑式和榫槽式两种。

例题5.

    不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛 应用,而且还应用于电站冷却水系统的大口径阀门类型为(   )。

   a．蝶阀    b.闸阀   

   c.截止阀   d.旋塞阀

答案:a

   这道题的考点是常用阀门的特点和用途。

 

例题6.

      法兰不与管内介质接触,且安装也比较方便的法兰结构形式 为(   )。

　     a．螺纹法兰           b.平焊法兰

        c.光滑式对焊法兰    d.凹凸式密封面对焊法兰

答案：a

      解析：这道题的考点是法兰的种类与特点。

      螺纹法兰是用螺纹与管端连接的法兰,有高压和低压两种。

      高压螺纹法兰被广泛应用于现代工业管道的连接。

      密封面由管端与透镜垫圈形成,对螺纹和管端垫圈接触面的 加工要求精度很高。

      高压螺纹的特点是法兰与管内介质不接触,安装也比较方便;低压螺纹法兰现已逐步被平焊法兰所代替。

 

 

例题7

     结构简单、体积小、重量轻,且适合安装在大口径管道上,在石 化、煤气、水处理及热电站的冷水系统中广泛应用的阀门为(     )。

　   a．截止阀      b．气闸阀　

      c.蝶阀            d．节流阀

答案:c

      这道题的考点是阀门的种类与用途。

      蝶阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛应用,而且还应用于热电站的冷却水系统。

例题8.

    与方形补偿器相比,填料式补偿器的特点有(    )。

　　a.轴向推力大     b.流体阻力大

　　c.易漏水漏气     d.占地面积较小

答案:acd

　 这道题的考点是填料式补偿器的特点。

    填料式补偿器安装方便,占地面积小,流体阻力较小,补偿能力较大。

    缺点是轴向推力大,易漏水漏气,需经常检修和更换填料。

    如管道变形有横向位移时,易造成填料圈卡住。

    这种补偿器主要用在安装方形补偿器时空间不够的场合。

 

例题9：

     管壁比较厚的不锈钢管采用法兰连接时，其连接法兰的形式为（    ）。

     a. 平焊法兰         b. 对焊法兰    

     c. 翻边活动法兰     d. 焊环活动法兰

答案：d

例题10：

     在法兰连接中，法兰与管内介质不接触的连接方式为(    )。

      a.平焊法兰      b.对焊法兰    

      c.高颈法兰      d.高压螺纹法兰

答案：d

 

例题11：

     制造简单，价格低廉，材料能被充分利用，密封性能较好， 在石油化工工艺管道上被广泛应用垫片为（   ）。

     a. 橡胶石棉垫   b. 齿形垫片  

     c. 缠绕式垫片   d. 塑料垫片

答案：c

例题12：

     常用于输送低压水、酸和碱等介质的管道法兰连接垫片为 （　　）。

     a．橡胶石棉垫片    b．橡胶垫片

     c．金属垫片　       d．缠绕式垫片

答案：b

例题13

     在一般管路上，常用截止阀主要性能特点包括（     ）。

     a．流体阻力小        

     b．可以用来调节流量

     c．安装时“低进高出”

     d．可用于热水及高压蒸汽管路

答案：bcd

 

例题14：

     与截止阀相比，闸阀（    ）。

     a．宜用于需要调节流量大小的场合      

     b.宜用于启闭频繁的管路

     c.适用于蒸汽管路                     

     d.适用于大口径管路

答案：d

例题15：

     在一垂直安装的管道上，为防止介质倒流，应选用的止回阀 为（    ）。

     a. 升降式止回阀   b. 旋启式止回阀  

     c. 节流式止回阀   d. 夹塞式止回阀

答案：b

例题16

     下列关于蝶阀的特征与用途，叙述不正确的是（  ）。

     a.不仅在一般工业上得到广泛应用，而且还应用于热电站 的冷却水系统

     b.结构简单、体积小、重量轻，只由少数几个零件组成

     c.有较好的流量控制特性

     d.适合安装在各种口径的管道上

答案：d

 

例题17

     选用安全阀的主要参数是（    ）。

     a.阀座口径           b.阀瓣开启高度         

     c.操作压力           d.排泄量

答案：d

    解题要点：

    选用安全阀的主要参数是排泄量，排泄量决定安全阀的阀座口径和阀瓣开启高度。

    由操作压力决定安全阀的公称压力，由操作温度决定安全阀 的使用温度范围，由计算出的安全阀定压值决定弹簧或杠杆的 调压范围，再根据操作介质决定安全阀的材质和结构型式。

例题18：

     阻火器多安装在易燃、易爆气体的设备及管道的排空管上，常用的阻火器类型有（   ）。

    a．泡沫阻火器         b．砾石阻火器

    c．金属网阻火器     d．波形散热式阻火器

答案：bcd

 

例题19：

     热力管道热膨胀自然补偿方法的缺点有（  ）。

     a．管道变形时会产生横向位移    

     b．占地面积较大

     c．耐压低  

     d．补偿管段不能很大

答案：ad

例题20：

     方形补偿器由管子弯制或由弯头组焊而成，其特点有（    ）。

     a. 补偿能力大       b. 轴向推力大    

     c. 占地面积较大     d. 维护方便，运行可靠

答案：acd

例题21：

     波形补偿器的特点有（     ）。

     a.适用于工作压力较低的场合      

     b.制造比较简单、方便

     c.补偿能力较小                  

     d.轴向推力较小

答案： ac