工业管道器材选用是根据工程设计的总体要求、工艺数据条件和采购特点等因素,对管子、管件、阀门、法兰、垫片、紧固元件、特殊管道器材、隔热材料、涂漆材料等的选用,包括管道材料的标准、材质、规格、结构形式、连接形式等内容的选定。在国内外一些大型工程公司,工业管道器材选用的具体工作还包括管道材料数量汇总、向采购部门提出请购单、编制管道材料的采购技术要求文件、对管道材料提供商文件的评阅、施工现场工业管道器材的检验和试验等内容。工业管道器材选用的工作贯穿工程设计的整个过程。在工程项目的询价、设计、采购、施工及后期服务等阶段均离不开工业管道器材的选用。


①. 标准系列化


   目前大多数管道及其元件都进行了系列化,并有相应的应用标准作支持。因此,管道材料设计时首先要考虑的问题就是管道及其元件标准系列的选用。一个管系中各元件所用系列标准的集合称为应用标准体系。这些标准应包括管子系列标准、管件系列标准、法兰及其连接件系列标准、阀门标准等。这些标准通过一定的规则在一个管系中得到应用,它们之间相互衔接、相互配合,从而确定了管道及其元件的基本参数。这些标准中尤其以管子标准和法兰标准最具有代表性,它们是其他应用标准的基础。


   世界上各国应用的管道标准体系有很多,不同的国家有不同的应用标准和标准体系,而在我国,不同的行业又各采用不同的应用标准和标准体系。这些标准之间千差万别,甚至有些标准和标准体系相差甚远,相互之间无法配套使用和互换,从而给使用者带来了不少麻烦。为此,工业管道设计的第一步就是选择应用标准体系,并作为装置内各个专业设计的统一规定,以避免各相关专业因采用不能互换的其他应用标准体系而导致错误。


工程应用:配管设计的管子标准系列不同引起的错误


   图16.2所示的是在某施工现场发现的,因设计引起的错误。两个装置在界区接点,因管子标准系列不同引起管子外径不同而连接不上。左侧为ASME标准管子,右侧为HG 20553II标准系列管子,都是DN500的公称直径,但是左侧管子外径为508mm,右侧管子外径为530mm。


②. 国际化


   现在的工程项目越来越国际化,这就要求工业管道器材设计时按照工程项目的具体要求,选用国际化标准的管道器材。管道器材选用设计标准规范也逐渐在统一向通用的国际化标准看齐。


③. 经济性


   经济性是指管道的一次投资费用和操作维护费用的综合指数低。一般情况下,如果一次投资较高的话,其可靠性好,操作、维护费用低。对于特别重大和复杂的决策,可借助计算机分析取技术和经济的最优化组合,如图16.3所示。在设计时,要力争做到管系中各元件具有相同的强度和寿命选用。


④. 多学科性


   工业管道器材设计是配管设计的基础技能之一,工业管道器材设计既要求从事这项设计的工程技术人员具有材料、力学、机械、技术经济等多学科知识,还要求能够运用好计算机和外语两个最重要的工具,结合项目实际的采购情况,根据工艺专业的工艺管道数据表要求,根据管道布置、设备布置和管道应力分析的特殊要求,根据甲方提出的要求,并遵循相关法规和规定,用计算机文本、表格或者数据库表示出来,成为一个系统的、集体的、创造性的智力劳动。


⑤. 复杂性


   工业管道工程设计过程中实际应用的管道器材种类很多,使用工况也千差万别,影响因素和环节也比较多。工业管道是一个系统,各环节相互关联、相互影响,管道组成件和管道支撑件的种类繁多,各种材料各有特点和具体技术要求,材料选用复杂。管道长径比很大,极易失稳,受力情况比压力容器更复杂。管道内流体流动状态复杂,缓冲余地小,工作条件变化频率比压力容器高(如高温、高压、低温、低压、位移变形、风、雪、地震等都可能影响管道受力情况)。在做管道器材选用工作时需要全面考虑。管道器材选用和装置布置、管道布置、配管应力分析一样都是完成工程项目配管(管道)设计专业工作的基本技术技能。


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