第十六章生物工业生产中常用管道和阀门.ppt
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1、生物工程设备,第十六章,生物工业生产中常用管道和阀门,生物工业生产中常用管道和阀门,16.1 生物工业中的管道 16.2 生物工业中常用的管道联接和 管路的标准化参数 16.3 生物工业中常用的阀门和维修,16.1 生物工业中的管道,16.1.1 生物工业中常用管道 1铸铁管 铸铁管分为两种:普通铸铁管和硅铁管。 普通铸铁管是用上等灰铸铁铸成,常用作埋在地下的供水总管线、煤气管、污水管或料液管等。 硅铁管可分为高硅铁管和抗氯硅铁管两种,前者指含硅14%以上的合金硅铁管,它能抗硫酸、硝酸和温度低于573K的盐酸等强酸的腐蚀,后者是含有硅和钼的铸铁管,它能抗各种浓度和不同温度的盐酸腐蚀。,16.1
2、 生物工业中的管道,2钢管 钢管根据材质的不同分为普通钢管和合金钢管两种,按照制造方法不同可分为无缝钢管和有缝钢管(焊接管)两种。 无缝钢管具有质地均匀、强度高等优点。根据材质的不同,无缝钢管可分为普通(碳)钢管、优质(碳)钢管、低合金钢管、不锈钢管等。根据加工方法不同,又分为冷拔不锈钢管和热拔不锈钢管。 无缝钢管的尺寸用外径来表示的,表16-1列出了普通碳钢无缝钢管规格。,16.1 生物工业中的管道,表16-1 普通无缝钢管规格,16.1 生物工业中的管道,无缝钢管的规格一般用 “外径壁厚长度/材质”表示,如无缝钢管外径40mm,壁厚3.5mm,长度4m,用20号钢制造,可表示为 403.5
3、4/20。 水、煤气管是用含碳量0.1%以下的软钢(10号钢)制成。这种管子用来输送水和煤气,它比无缝钢管容易制造,价格低廉,但由于接缝容易开裂,尤其是经过弯曲加工后,一般只用于0.8MPa(表压)以下的水、暖气、煤气、压缩空气和真空管道。 水、煤气管在规格写法中只表示内经,不表示壁厚,其规格见表16-2,16.1 生物工业中的管道,表16-2 水、煤气钢管的规格和每米重量,16.1 生物工业中的管道,3有色金属管 铜管(或称紫铜管)重量轻,导热性能好,低温强度高,适用于低温管路和低温换热器的列管。 铅管的抗腐蚀性能良好,能抗硫酸及10%以下的盐酸,但不能作浓盐酸、硝酸和醋酸等的输送管路。铅管
4、的最高允许温度为413K,易于碾压、煅制和焊接,但机械强度差,导热性能低,而且较柔软铝管有较好的耐酸腐蚀性能,铝管的纯度越高,耐酸腐蚀性能越好,通常用于输送浓硝酸、蚁酸、醋酸等物料,还可以用于制造换热器。铝管不耐碱,不能用于输送碱性液体。,16.1 生物工业中的管道,4塑料管 硬聚氯乙烯管能够抵抗任何浓度的酸类和碱类腐蚀,但不能抵抗强氧化剂,如,浓硝酸、发烟硫酸,也不能抵抗芳香族碳氢化合物和卤代碳氢化合物的腐蚀。它可用作输送0.50.6MPa(表压)和温度在263313K之间的腐蚀介质,其最高耐受温度为333K,若用钢管铠装后,可输送363473K的介质。由于塑料的保温性能好,使用塑料管输送流
5、体时,一般情况下可不用保温层。,16.1 生物工业中的管道,酚醛塑料管可分为石棉酚醛塑料管(通称“法奥利特”管)和夹布酚醛塑料管两种,前者主要用于输送酸性介质,最高工作温度为393K,后者用于压力低于0.3MPa及温度低于353K时使用,最高工作温度373K。 玻璃钢管又称玻璃纤维增强塑料管,是以玻璃纤维及其制品(玻璃布,玻璃带,玻璃毡)为增强材料,以合成树脂(如环氧树脂,酚醛树脂,呋喃树脂,聚酯树脂等)为粘结剂,经加工而成。玻璃钢管重量轻,强度高,耐腐蚀,耐高温,电绝缘性能好,隔温绝热性能也很好。,16.1 生物工业中的管道,5橡胶管 橡胶管具有较好的耐腐蚀性,有较好的弹性并可任意弯曲,常用
6、于实验室或其他临时管路,如抗生素工业中临时加料、加水管道等。橡胶管不耐酸碱、有机酸和石油产品,不能用于这些产品的输送。橡胶管按结构可分为纯胶小径胶管、橡胶帆布挠性管和橡胶螺旋钢挠性管。 6陶瓷管 陶瓷管能耐酸碱(氢氟酸除外),但其强度低,易碎,耐压性差,可用来输送工作压力为0.2MPa及温度在423K以下的腐蚀性介质。,16.1 生物工业中的管道,16.1.2 生物工业中管道的涂色 在工厂,各种管路交错排列,密如织网,为了使操作者便于区别各种类型的管路,通常在管道的外面涂上各种颜色。管路涂色的方法有两种,一种为全部涂以某种单色,另一种在底色上添加色圈,通常每隔2米有一个色圈,宽度为50100毫
7、米。涂色用的颜料有两种:油漆和硅酸盐颜料。前者涂于包扎类的保护层上,后者在石棉水泥类保护层上。 常用的管道涂色如表16-3所示。,16.1 生物工业中的管道,表16录-3 常用的管路涂色,返回,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,16.2.1 管件 管件就是用于管道连接的接头和接件,其种类很多,常见的管件如表16-4所示。使用管件时,将两个或多个管道通过螺纹固定在接头或三通、四通管件上,实现两个或多个管道的连接。管件已经标准化,表16-4列出了工业上常用的一些管件。,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,表16-4 水、煤气钢管的管件种类及用途,外螺纹管接头,
8、异径三通,活管接头,等经四通,异径管,异径四通,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,表16-4 (续) 水、煤气钢管的管件种类及用途,内外螺纹管接头,外方堵头,等经弯头,管帽,异径弯头,锁紧螺母,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,16.2.2 法兰 法兰是用来连接管道和管道、管道和阀门的一种带有螺孔的盘状接口,使用法兰时,先将法兰通过焊接或螺纹连接的方式固定到两个管道的端口,然后用螺丝将两个管道连接起来。法兰也已经标转化,工业上常用的有以下几种法兰: 1对焊带颈法兰 如图16-1所示,这种发兰有两个明显特征,一是它的长颈,二是它的厚度圆滑地过渡到焊接部位。
9、这种法兰与管道连接时,采用对焊方式。,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,2平焊法兰 平焊法兰样式如图16-2所示,是一个简单的带孔的圆盘,圆盘的中间可以有加强毂和密封槽。它与管道焊接时将管道的一段插入平焊法兰中间然后焊接,焊接后需要将焊渣磨去修平。 平焊法兰是各种法兰中应用最多的一种。它很容易买到,也能用标准钢板自制。这种法兰造价较低,对焊接管的长度要求不高,在安装时也比较容易对正。,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,图16-1 对焊长颈法兰,图16-2 平焊法兰,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,3翻边活套法兰 翻边活套法兰的形式及
10、与管道的连接方式,如图16-3所示。这类法兰通常和翻边管节配用,即在管端接上一段冲压成型的翻边管节,使法兰能轻松套于其上。活套法兰有一个其他法兰都不具备的优点,即在装上管子后,螺孔位置可以随意转动调整,因此适用于那些需要频繁拆卸、检修和清理的管路中。此外,这种法兰在与高级材质的管子配用时可以避免整个法兰都采用昂贵的高级材料。,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,图16-3 翻边活套法兰,图16-4 螺纹法兰,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,4螺纹法兰 螺纹法兰与管道的连接如图16-4所示。这种类型的法兰通常只在低压管路中使用,尤其是在不允许焊接的场合。
11、5法兰盖图16-5 法兰盖(盲板) 法兰盖俗称为“盲板” 或者“封堵”,如图16-5所示,实际上是一个四周带有螺孔的圆盘,中间没孔,用来封闭管路、阀门、和其他设备的出口端。,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,6承插焊接法兰 承插焊接法兰结构如图16-6所示,最初是为了连接小口径高压管道而设计的,现在已大量应用于密封性能要求较高的管道连接中。承插焊接法兰和平焊法兰的强度差不多,但其抗疲劳特性较好,因此,使用承插焊接法兰比使用平焊法兰安全性较好。承插法兰的缺点是价格比平焊法兰稍高。,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,图16-5 法兰盖(盲板),图16-6 承
12、插焊接法兰,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,16.2.3 管道的联接 1螺纹联接 螺纹联接一般用于水煤气、小直径水管、压缩空气管及低压蒸汽管路。只要在管端刻出螺纹,即可与各种螺纹管件或阀门联接。为了保证密封性能,防止泄露,在进行螺纹联接时,需要在螺纹上涂以胶合剂,对蒸汽管路可用厚白漆或涂上铅丹的石棉线,对于冷水和空气管路,可用白漆加麻丝或者聚四氟乙烯胶带。,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,2法兰联接 法兰联接是使用法兰将管道和管道、管道与阀门联接起来。作为最常用的联接方式,法兰联接拆卸方便,密封可靠,适用的压力与管径范围大。一般来讲,在中低压管路上多
13、采用焊接式法兰,法兰端面与管子的中心线垂直,两个对接的法兰端面互相平行,法兰的密封面应加工光滑,不允许有从中心向外辐射的沟槽和砂眼。在高压管路上多采用钢制的螺纹联接法兰,不应有伤痕,毛刺和裂纹。,16.2 生物工业中常用的管道联接和管路的标准化参数,3承插式联接又称钟拴式联接,是将需要联接的一根管插到另一根管端口的插套内,再在管端与插套所形成的环状空间内填入适当的填料,如果要求较高,则灌以溶铅后敲实,以达到密封的目的。给水管的密封一般是用麻绳为填料,再以水泥封固 4焊接联接 焊接联接法较其他各法方便、便宜、不易漏,无论是钢管、有色金属管以及塑料管都可用焊接的方法联接,特别适用于高压管路和长管路
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