专题十三 熟悉化工管路（课件）-《化学工艺概论》（第三版）(化工社）专题复习讲练测

专题十三 熟悉化工管路 《化学工艺概论》（第三版） 化工社 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 CONTENTS 01 一.考纲解读 02 二.知识点梳理和重点概念复习 03 三.真题或常考题讲解 04 四.课内练习及讲评 05 五.内容归纳小结 目录 一、考纲解读 常见考点 1.公称压力是为方便设计、制造和使用而规定的名义压力；试验压力用于检验管道强度等性能，通常大于工作压力；工作压力则是管道正常运行时内部介质产生的实际压力。 3.螺纹连接简单方便但密封性能有限；法兰连接适用于多种管径和压力且便于检修；承插式连接常用于特定管材；焊接连接密封性好、强度高但不易拆卸。 4.化工管路伴热的目的是维持管道内介质在低温环境下的合适温度，防止其凝固、结晶或粘度增加等，保证正常输送。 2.阀门的作用与功能，包括切断或接通管路介质、改变介质流向、调节介质流量等。掌握了阀门选用的原则，需综合考虑管道压力、介质温度、介质性质和阀门功能等因素。 一、考纲解读 1.能够准确阐述公称压力、试验压力和工作压力的概念。能区分三种压力在数值大小、应用场景方面的不同，并举例说明。 1 2.准确列举金属管、非金属管和复合管的常见类型（至少三种）。详细描述每种类型管子的特点，包括物理性能、化学性能、适用介质和环境等。 2 3.能阐述化工管路保温的目的（节约能源、保证介质温度稳定、防止人员烫伤或冻伤），并能解释每个目的在化工生产中的意义。 3 考试要求： 易考题型： 选择题：知晓壁厚与公称直径、管道材质、压力等级等因素的关联，并能解释不同工况下壁厚变化的原因。 简答题：列举管件的主要类型（如弯头、三通、大小头、管箍等），并能准确描述其在管道系统中的作用。 论述题：解释化工管路伴热的目的（维持低温环境下介质温度，防止凝固、结晶、粘度增加等），理解其对于化工生产连续性的重要性。 一、考纲解读 知识点思维导图 二、知识点梳理和重点概念复习 二、知识点梳理和重点概念复习 一、知道管路标准化知识 管路标准化就是统一规定管子和管路附件(管件、阀件、法兰和垫片等)的主要参数与结构尺寸，是有关行业必须共同遵守的技术文件。其目的在于统一管子和管路附件产品的规格，方便设计制造和安装检修，使管件互相配合或互换使用。 管路标准化最重要的内容之一是直径和压力的标准化和系列化，即管道工程常用的公称通径(公称直径)系列和公称压力系列。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、知道管路标准化知识 1.知道压力标准 (1)公称压力 管道输送的介质具有一定的压力，不同压力的介质需用不同强度标准的管道来输送。为使设计和使用部门能正确选用管材，规定了一个系列的压力等级，这些压力等级被称为公称压力。 公称压力用符号PN表示，单位为MPa。例如，公称压力为2.5MPa，则以PN2.5表示。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、知道管路标准化知识 现行规定 低压管道的公称压力分为0.1MPa、0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa五个压力级别； 中压管道的公称压力分为2.5MPa、4.0MPa、6.4MPa和10MPa四个压力级别，公称压力大于 10MPa的为高压管道，大于100MPa的为超高压管道。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、知道管路标准化知识 (2)试验压力 化工管路系统建成或大检修后，均需按规定进行压力试验(试压)以检查系统的强度和严密性，从而保证生产安全稳定运行。试压包括强度试验和严密性试验。 强度试验是为了测试管路系统能否承受规定的压力，包括液压强度和气压强度试验。从安全角度出发，在条件允许的情况下，一般采用液压强度试验(水压试验)。通常以低于100C的水作水压试验的标准。 气密性试验是为了检验管路系统各连接部分的密封性，以保证管路系统能在使用压力下保持严密不漏。气密性试验一般应在水压试验合格后进行，采用的气体通常为干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体。 试验压力用符号p.表示。一般情况下，试验压力为公称压力的2~1.5倍，公称压力大则倍数值小些。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、知道管路标准化知识 (3)工作压力 工作压力是指管道在正常运行情况下，所输送的工作介质的压力，用符号p表示。介质最高工作温度数值除以10所得的整数值，可标注在p的右下角。 例如:某阀件工作介质最高温度250C，工作压力为1.0MPa，用1.0表示。 2.知道口径标准 表示管路直径的尺寸，称为口径。 (1)公称直径 为了设计、制造、安装和修理方便，使管子、管件及阀门等相互连接在一起而规定的标准通径，有时候也称为公称直径或名义直径。它是就内径而言的标准，近似于内径而不是实际内径。根据公称直径，可以确定管子、管件、阀件、法兰和垫片等的结构尺寸和连接尺寸。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、知道管路标准化知识 (2)壁厚 知道公称压力后可查表得知管壁的厚度。 同一公称直径的管子，外径必定相同，但内径则因壁厚不同而异，故与管子的内径相接近，但不一定相等。 (3)公称直径的表示方法 用符号DN表示，其后注明公称通径数值为毫米(mm)。 例如:DN1000表示管子公称直径为1000mm。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 1.认识管子的种类 管子是管路的要件，生产中使用的管子按管材不同可分为金属管、非金属管和复合管。 管子的规格一般用“ф外径X 壁厚”表示，例如ф32X2.5，即此管的外径为32mm，管壁的厚度为2.5mm。 (1)金属管 金属管主要有以下几种。 有缝钢管(含合金钢管) 有缝钢管可分为水、煤气钢管和电焊钢管等。 有缝钢管比无缝管容易制造，价廉，但由于接缝的不可靠性(特别是经弯曲加工后)，故只广泛用于压力较低和危险性较小的介质，如水、空气、低压蒸汽等。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 无缝钢管 无缝钢管的种类较多，化工生产应用广泛。 由于其强度高，主要用在高压和较高温度的介质输送或作为换热器和锅炉的加热管; 强腐蚀性介质和可燃可爆介质的输送。 铸铁管 常用的铸铁管有普通铸铁管和硅铁管。 紫铜管与黄铜管紫铜管与黄铜管主要用于化工厂的某些特殊生产工艺，例如:深度冷冻和空分设备需要使用紫铜管和黄铜管; 紫铜管适用于低温管路和低温换热器的列管 ; 黄铜管多用于海水管路。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 (2)非金属管 陶瓷管 陶瓷管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。 最大的特点是耐酸碱(除氢氟酸外)，但承压能力低、性脆易碎等。 水泥管 水泥管多用于下水道污水管。 玻璃管 玻璃管具有耐蚀、透明、易清洗、阻力小、价格低廉等优点，但性脆、热稳定性差、耐压力低等。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 塑料管 常用塑料管有硬聚氯乙烯塑料管、酚醛塑料管和玻璃钢管。 硬聚氯乙烯塑料管 硬聚氯乙烯塑料管具有抵抗任何浓度的酸类和碱类的特点，常用于生活中的排污管道等。 酚醛塑料管 酚醛塑料管机械强度高、坚韧耐磨，耐腐蚀、耐热。 玻璃钢管玻璃钢管质轻、高强度、耐腐蚀(除不耐HF、浓HNO,和浓HSO,外)、耐温、电绝缘、隔音、绝热等性能都很优异。 橡胶管 橡胶管只能做临时性管路及某种管路的挠性连接，如接煤气、抽水等;但不得作永久性的管路。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 (3)复合管 由金属与非金属两种材料复合得到的管子称为复合管。选用目的:为了节约成本、增加强度和防腐。应用场合:通常作用在一些管子的内层，衬以适当材料，如金属、橡胶、塑料、搪瓷等而形成。 2.认识常见阀门 阀门是流体输送系统中的控制部件，是管道重要的组成部分。 (1)作用与功能 阀门可以控制流体在管内的流动。它的功能主要体现在启闭、调节、节流、自控、保证安全等方面。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 (2) 选用原则 一般需要考虑输送流体的性质(腐蚀性、含有固体颗粒、黏度大小等)，阀门的功能(切断、调节)，阻力的损失及阀门的材质等方面。 (3) 常见阀门 闸阀 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 截止阀 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 球阀 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 其他阀门 其他阀门见表3.1。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 3.认识管件的种类 管件是管路的重要零件，其功能在于:连接管子、改变管径、变更方向、引出支管及封闭管路等。 (1)管件的类型 螺管接头三通管、四通管、异径管、堵头等,如图3.2所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 (2)管件分类 按其材质和用途可分为以下五类。 水、煤气管件 有内螺纹管与外螺纹管接头、活接头、异径管、等径与异径三通、等径与异径四通、外方堵头、等径与异径弯头、管帽、锁紧螺母等。 电焊钢管、无缝钢管和有色金属管的管件 包括弯头、法兰和垫片、螺栓等。 铸铁管的管件 这类管件已标准化，有弯头、三通、四通、异径管、管帽、嵌环等。 塑料管的管件 酚醛塑料管的管件已标准化，用钢管装铠的硬聚氯乙烯90°弯头和斜三通。 耐酸陶瓷管件 这类管件已标准化，常采用的有90°和45°弯头、三通、四通和异径管等。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 4.了解管件及管路的连接 (1)螺纹连接螺纹连接又称丝扣连接 连接特点螺纹连接简单、装拆方便、成本低。 适用范围 水煤气管、小直径水管、压缩空气管及低压蒸汽管路等。 注意:不宜用于易燃、易爆和有毒介质的管道。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 (2)法兰连接 法兰连接又称突缘连接或接盘连接。在化工生产中应用极为广泛。 连接特点 法兰连接装卸方便、密封可靠、结合强度高等，其缺点是费用较高。 法兰密封 法兰密封是指在两法兰之间添加适当的垫片(巴金垫)，并用螺钉将两法兰拧紧。 法兰密封有平面密封、槽面密封、凹凸面密封。 适用范围 各种压力和温度的管道。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 (3)承插式连接承插式连接又称中栓式连接。 连接特点 承插式连接安装较方便，允许各管段的中心线有少许偏差，管路稍有扭曲时，仍能维持不漏 :但难于拆卸，不能耐高压。 应用场合 压力不大的上、下水管路。 (4)焊接连接 连接特点 焊接连接成本低、方便、不漏;无论是钢管、有色金属管及聚氯乙烯管均可焊接。 适用范围 大直径的长管道的连接，凡是不需要拆装的地方，都可以采用焊接。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、认识管子及管件 5.知道管架的作用 管架对管道起支承、导向和固定作用。分为固定管架、活动管架等。图3.3为管架示意图。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、了解化工管路的保温与涂色 1.了解化工管路的保温 (1)保温目的 减少物料在输送过程中的热(冷)损失，降低能耗，保证物流畅通:减少管路的腐蚀，以维护管路:防烫并降低操作区温度，改善劳动环境。图3.4为管道保温的形式。 (2) 保温材料 保温的实质是减少管道内外的热量传递。所以保温材料的选择就应当选用热导率小、体轻、吸湿性小、来源广泛等的材料。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、了解化工管路的保温与涂色 化工管路的保温材料种类繁多，有以下材料:石棉纤维及其混合材料、硅藻土及其混合材料、高分子泡沫塑料、玻璃纤维、多孔混凝土、软木砖和木屑等。图3.5为部分保温材料。 (3)保温范围 制冷系统的管道及其附件;必须采用伴热措施的管道及其附件;管道表面温度高于50C、人员经常出入的区域等。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、了解化工管路的保温与涂色 2.了解化工管路的伴热 (1)伴热目的 伴热概念 伴热是指与管路内的物料“结伴而行”:物料在管内、热在管外。 伴热目的 伴热能对管路上的化工物料进行保温或加热，避免物料在输送过程中因降温可能引起的结晶或凝固，以保证输送物料“畅通无阻”。 (2)伴热方式 伴热方式有蒸汽伴热、电伴热。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、了解化工管路的保温与涂色 3.了解化工管路的涂色 (1)涂色目的 化工生产企业内的管路纵横交错，密如蛛网，为了便于操作者区别各种类型的管路，知道管路中流经的物料种类，必须在管路的保护层或保温层表面涂上不同颜色。 (2)国家标准国家标准(GB) 对工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识做了统一规定。根据管道内流经物质的一般性能，将其分为8类，如表3.2所示。 化工管路涂色的目的:安全、防腐、醒目、美观和整洁。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、了解化工管路的保温与涂色 题目 1： 工作压力与公称压力、试验压力相比，通常（ ） A. 工作压力＜公称压力＜试验压力 B. 公称压力＜工作压力＜试验压力 C. 试验压力＜公称压力＜工作压力 D. 公称压力＜试验压力＜工作压力 答案：A。 解析：一般工作压力小于公称压力，试验压力大于公称压力，用于检验管道性能。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 2： 公称直径的表示符号是（ ） A. DW B. DN C. PN D. SW 答案：B。 解析：DN 表示公称直径，PN 表示公称压力，A、D 选项不是标准表示。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 3： 以下属于金属管的是（ ） A. 聚乙烯管 B. 铜管 C. 玻璃钢管 D. 陶瓷管 答案：B。 解析：铜管是金属管，聚乙烯管是非金属管，玻璃钢管是复合管，陶瓷管是非金属管。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 4： 选择阀门时，需要重点考虑的是（ ） A. 阀门外观颜色 B. 流体的温度、压力和性质 C. 阀门的重量 D. 阀门的生产厂家 答案：B。 解析：选择阀门要依据流体温度、压力、性质（如腐蚀性等），外观颜色、重量、厂家不是主要选用原则。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 5： 管件按连接方式分类不包括（ ） A. 焊接管件 B. 卡箍管件 C. 可锻铸铁管件 D. 橡胶管件 答案：D。 解析：管件按连接方式有焊接、卡箍、可锻铸铁等类，橡胶管件不是按连接方式分类。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 6： 焊接连接的优点是（ ） A. 安装方便、可随时拆卸 B. 密封性好、强度高 C. 适用于各种管径和介质 D. 成本低 答案：B。 解析：焊接连接密封性好、强度高，但安装后不可随意拆卸，不是适用于所有管径和介质，成本也不一定低。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 7： 管架在管路系统中的主要作用是（ ） A. 连接不同管件 B. 调节流体压力 C. 支撑管道，保证管道位置稳定 D. 控制流体流量 答案：C。 解析：管架用于支撑管道，维持管道的正确位置，防止因自重等因素变形，A、B、D 选项功能错误。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 8： 化工管路保温的主要目的不包括（ ） A. 防止热量散失 B. 避免管道内介质温度变化过大 C. 防止管道腐蚀 D. 增加管道耐压能力 答案：D。 解析：化工管路保温可防止热量散失、避免介质温度变化大、防止腐蚀，但一般不能增加管道耐压能力。 选择题 三.真题或常考题讲解 1.复合管是由___________组成的。 答案：两种或两种以上不同材料 解析：复合管结合了不同材料的优点，如钢塑复合管就是外层钢管和内层塑料的结合。 2.选择阀门时要考虑管道________、________、________等因素。 答案：压力、介质温度、介质性质 解析：这些因素决定了阀门的材质、类型和规格，确保阀门在管道系统中能正常工作。 填空题 三.真题或常考题讲解 3.工作压力是指管道在________时内部介质产生的压力。 答案：实际运行 解析：明确工作压力与实际运行工况相关，区别于公称压力和试验压力的概念。 4.管道壁厚与________、________、________等因素有关。 答案：材质、压力等级、使用环境 解析：不同材质承受压力能力不同，压力等级高则可能需要更厚的壁厚，使用环境（如温度、腐蚀情况）也会影响壁厚的设计。 填空题 三.真题或常考题讲解 1.工作压力只与管道内介质的种类有关。（ ） 答案：错误 解析：工作压力不仅与介质种类有关，还与管道的材质、温度、管径等多种因素相关。 2.公称直径的表示方法只有公制单位毫米。（ ） 答案：错误 解析：公称直径表示方法还有英制单位等，如英寸，不只是公制单位毫米。 判断题 三.真题或常考题讲解 3.复合管是由多种相同材料组成的。（ ） 答案：错误 解析：复合管是由两种或两种以上不同材料组成，以结合不同材料的优势。 4.所有阀门都可以双向使用，没有安装方向要求。（ ） 答案：错误 解析：例如截止阀就有安装方向要求，不是所有阀门都能双向使用。 判断题 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 1.简述公称压力、试验压力和工作压力的区别。 答案：公称压力是为了设计、制造和使用方便而规定的一种名义压力，它是一个标准化的压力等级值，与管道的实际工作情况无关。例如，公称压力为 PN16 的管道元件，这个值只是表明其压力等级，方便统一规格。 试验压力是在对管道进行强度试验或密封性试验等时所施加的压力，其值通常高于工作压力，目的是检验管道在规定条件下是否能够安全可靠地运行，确保管道能够承受正常工作压力以上的压力而不发生损坏或泄漏。比如，在进行水压试验时，根据管道材质和设计要求确定试验压力值。 工作压力是指管道在正常运行过程中，内部介质实际产生的压力。它与管道内的介质种类、流量、温度以及管道的安装高度等多种因素有关。例如，在供水管道中，根据用户的用水情况和水塔的高度等因素确定工作压力。 简答题 四.课内练习及讲评 2.请列举三种金属管并简述其特点。 答案： 金属管： 钢管：强度高，可承受较高压力，广泛应用于各种工业管道和建筑给排水管道等。它具有良好的韧性和焊接性能，但容易生锈，需要进行防腐处理。例如，在石油输送管道中大量使用钢管。 铜管：具有良好的导热性、耐腐蚀性和卫生性能，常用于饮用水系统和空调制冷系统中的管道。例如，家庭中的高档饮用水管道可能采用铜管。 铝管：重量轻，具有一定的耐腐蚀性，常用于对重量有要求的航空航天等领域的管道系统或一些特定的化工行业中对铝不敏感的介质输送。 简答题 四.课内练习及讲评 3. 简述阀门选用的一般原则。 答案：根据管道压力选择：阀门的公称压力应不小于管道的工作压力，以确保阀门在管道运行压力下能安全可靠地工作。例如，如果管道工作压力为 1.0MPa，应选择公称压力大于等于 1.0MPa 的阀门。 根据介质温度选择：不同材质的阀门对温度的耐受能力不同。高温介质需要选用耐高温材质的阀门，低温介质则要考虑阀门材料在低温下的性能。如在蒸汽管道（高温）中，不能使用普通橡胶密封的阀门，因为橡胶在高温下会老化失效。 根据介质性质选择：如果介质具有腐蚀性，要选择具有相应耐腐蚀性的阀门材料，如不锈钢阀门用于输送腐蚀性较弱的介质，对于强腐蚀性介质可能需要采用特殊合金或塑料阀门。对于含有固体颗粒的介质，要考虑阀门的抗磨损能力。 简答题 四.课内练习及讲评 4.列举并简要说明四种管件及管路的连接方式。 答案：螺纹连接：通过管件或阀门上的外螺纹与管道上的内螺纹旋合连接。这种连接方式简单、方便，适用于管径较小（一般在 DN100 以下）、压力较低的管道系统。 法兰连接：在管道端部和管件上分别安装法兰盘，然后用螺栓将它们连接在一起。它适用于各种管径和压力范围，尤其是大管径和高压管道。 承插式连接：将管道的一端插入管件的承口内，然后通过密封材料（如橡胶圈）或填充材料（如水泥、铅等）密封。常用于铸铁管、混凝土管等非金属管材的连接。 简答题 重点复习知识点： 1.公称压力是为方便设计、制造和使用而规定的名义压力；试验压力用于检验管道强度等性能，通常大于工作压力；工作压力则是管道正常运行时内部介质产生的实际压力。 2.阀门的作用与功能，包括切断或接通管路介质、改变介质流向、调节介质流量等。掌握了阀门选用的原则，需综合考虑管道压力、介质温度、介质性质和阀门功能等因素。 3.螺纹连接简单方便但密封性能有限；法兰连接适用于多种管径和压力且便于检修；承插式连接常用于特定管材；焊接连接密封性好、强度高但不易拆卸。 4.化工管路伴热的目的是维持管道内介质在低温环境下的合适温度，防止其凝固、结晶或粘度增加等，保证正常输送。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 五、课堂小结 感谢观看 $$