工業(yè)管道器材選用是根據(jù)工程設(shè)計的總體要求、工藝數(shù)據(jù)條件和采購特點等因素,對管子、管件、閥門、法蘭、墊片、緊固元件、特殊管道器材、隔熱材料、涂漆材料等的選用,包括管道材料的標準、材質(zhì)、規(guī)格、結(jié)構(gòu)形式、連接形式等內(nèi)容的選定。在國內(nèi)外一些大型工程公司,工業(yè)管道器材選用的具體工作還包括管道材料數(shù)量匯總、向采購部門提出請購單、編制管道材料的采購技術(shù)要求文件、對管道材料提供商文件的評閱、施工現(xiàn)場工業(yè)管道器材的檢驗和試驗等內(nèi)容。工業(yè)管道器材選用的工作貫穿工程設(shè)計的整個過程。在工程項目的詢價、設(shè)計、采購、施工及后期服務(wù)等階段均離不開工業(yè)管道器材的選用。
①. 標準系列化
目前大多數(shù)管道及其元件都進行了系列化,并有相應(yīng)的應(yīng)用標準作支持。因此,管道材料設(shè)計時首先要考慮的問題就是管道及其元件標準系列的選用。一個管系中各元件所用系列標準的集合稱為應(yīng)用標準體系。這些標準應(yīng)包括管子系列標準、管件系列標準、法蘭及其連接件系列標準、閥門標準等。這些標準通過一定的規(guī)則在一個管系中得到應(yīng)用,它們之間相互銜接、相互配合,從而確定了管道及其元件的基本參數(shù)。這些標準中尤其以管子標準和法蘭標準最具有代表性,它們是其他應(yīng)用標準的基礎(chǔ)。
世界上各國應(yīng)用的管道標準體系有很多,不同的國家有不同的應(yīng)用標準和標準體系,而在我國,不同的行業(yè)又各采用不同的應(yīng)用標準和標準體系。這些標準之間千差萬別,甚至有些標準和標準體系相差甚遠,相互之間無法配套使用和互換,從而給使用者帶來了不少麻煩。為此,工業(yè)管道設(shè)計的第一步就是選擇應(yīng)用標準體系,并作為裝置內(nèi)各個專業(yè)設(shè)計的統(tǒng)一規(guī)定,以避免各相關(guān)專業(yè)因采用不能互換的其他應(yīng)用標準體系而導(dǎo)致錯誤。
工程應(yīng)用:配管設(shè)計的管子標準系列不同引起的錯誤
圖16.2所示的是在某施工現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的,因設(shè)計引起的錯誤。兩個裝置在界區(qū)接點,因管子標準系列不同引起管子外徑不同而連接不上。左側(cè)為ASME標準管子,右側(cè)為HG 20553II標準系列管子,都是DN500的公稱直徑,但是左側(cè)管子外徑為508mm,右側(cè)管子外徑為530mm。
②. 國際化
現(xiàn)在的工程項目越來越國際化,這就要求工業(yè)管道器材設(shè)計時按照工程項目的具體要求,選用國際化標準的管道器材。管道器材選用設(shè)計標準規(guī)范也逐漸在統(tǒng)一向通用的國際化標準看齊。
③. 經(jīng)濟性
經(jīng)濟性是指管道的一次投資費用和操作維護費用的綜合指數(shù)低。一般情況下,如果一次投資較高的話,其可靠性好,操作、維護費用低。對于特別重大和復(fù)雜的決策,可借助計算機分析取技術(shù)和經(jīng)濟的最優(yōu)化組合,如圖16.3所示。在設(shè)計時,要力爭做到管系中各元件具有相同的強度和壽命選用。
④. 多學(xué)科性
工業(yè)管道器材設(shè)計是配管設(shè)計的基礎(chǔ)技能之一,工業(yè)管道器材設(shè)計既要求從事這項設(shè)計的工程技術(shù)人員具有材料、力學(xué)、機械、技術(shù)經(jīng)濟等多學(xué)科知識,還要求能夠運用好計算機和外語兩個最重要的工具,結(jié)合項目實際的采購情況,根據(jù)工藝專業(yè)的工藝管道數(shù)據(jù)表要求,根據(jù)管道布置、設(shè)備布置和管道應(yīng)力分析的特殊要求,根據(jù)甲方提出的要求,并遵循相關(guān)法規(guī)和規(guī)定,用計算機文本、表格或者數(shù)據(jù)庫表示出來,成為一個系統(tǒng)的、集體的、創(chuàng)造性的智力勞動。
⑤. 復(fù)雜性
工業(yè)管道工程設(shè)計過程中實際應(yīng)用的管道器材種類很多,使用工況也千差萬別,影響因素和環(huán)節(jié)也比較多。工業(yè)管道是一個系統(tǒng),各環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)、相互影響,管道組成件和管道支撐件的種類繁多,各種材料各有特點和具體技術(shù)要求,材料選用復(fù)雜。管道長徑比很大,極易失穩(wěn),受力情況比壓力容器更復(fù)雜。管道內(nèi)流體流動狀態(tài)復(fù)雜,緩沖余地小,工作條件變化頻率比壓力容器高(如高溫、高壓、低溫、低壓、位移變形、風(fēng)、雪、地震等都可能影響管道受力情況)。在做管道器材選用工作時需要全面考慮。管道器材選用和裝置布置、管道布置、配管應(yīng)力分析一樣都是完成工程項目配管(管道)設(shè)計專業(yè)工作的基本技術(shù)技能。