不銹鋼工業管道是指工礦企業等單位為生產制作各種產品過程所需的工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道。不銹鋼工業管道配管設計屬于多學科綜合性專業,是根據裝置工藝、設備、結構、儀表、電氣等各專業的設計要求,結合裝置特點、地理位置、氣候條件、設備和管道特性及維護人員實際操作等因素,并遵循相關法律、規范和規定,在規定的時間內合理地布置設備及有關設施,并用不(bu)銹鋼管道及其組成件將裝置中各設備安全、經濟、合理、美觀地連接成為一個系統的整體,是集體的、創造性的智力勞動。
本書重(zhong)點介紹(shao)配(pei)管設計(ji)(ji)的(de)裝(zhuang)置設備布(bu)置(工(gong)(gong)藝(yi)裝(zhuang)置布(bu)置)、管道布(bu)置設計(ji)(ji)及其有關的(de)專業內容與工(gong)(gong)程應用。
不銹(xiu)鋼配(pei)管設(she)計(ji)是詳細設(she)計(ji)的(de)(de)(de)主(zhu)導專業(ye)(ye),起著承(cheng)上啟(qi)下的(de)(de)(de)作用,貫穿(chuan)了(le)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)設(she)計(ji)的(de)(de)(de)全(quan)過程(cheng)(cheng)(cheng)。工(gong)(gong)(gong)藝裝置(zhi)(zhi)布置(zhi)(zhi)及配(pei)管設(she)計(ji)工(gong)(gong)(gong)作是一個(ge)反復修改、不斷完善的(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)(cheng),大到全(quan)廠的(de)(de)(de)設(she)備布置(zhi)(zhi),小到一個(ge)螺栓、螺母、墊片(pian)都在所需要考慮的(de)(de)(de)范圍內(nei)。工(gong)(gong)(gong)作量(liang)大,程(cheng)(cheng)(cheng)序繁瑣,設(she)計(ji)內(nei)容復用性低(di),參與(yu)人員多,專業(ye)(ye)內(nei)部和專業(ye)(ye)外部協(xie)調界面多。圖(tu)1.1所示(shi)為某石油化工(gong)(gong)(gong)項(xiang)目各專業(ye)(ye)人工(gong)(gong)(gong)時百分(fen)比(bi)圖(tu),通常配(pei)管設(she)計(ji)占項(xiang)目總工(gong)(gong)(gong)時的(de)(de)(de)比(bi)例在40%左右。
工(gong)藝(yi)(yi)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)布置(zhi)(zhi)(zhi)設(she)計是指將(jiang)一個生產裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)所(suo)用(yong)的(de)(de)設(she)備(bei)、建(jian)構筑物、管(guan)廊、通道等按一定的(de)(de)規則在圖紙、3D模型或電子CAD圖內進行定位(wei)的(de)(de)設(she)計過(guo)程(cheng)。它涉及工(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程(cheng)要(yao)求,生產操(cao)作(zuo)和(he)檢修要(yao)求,與(yu)其他設(she)備(bei)或裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)關系要(yao)求,所(suo)在地(di)形和(he)面積大小的(de)(de)要(yao)求,環境(jing)的(de)(de)要(yao)求等。工(gong)藝(yi)(yi)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)布置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)好壞直(zhi)接影(ying)(ying)響(xiang)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)操(cao)作(zuo)、檢修、安(an)全、美觀和(he)經濟性(xing),它對不銹鋼管(guan)道布置(zhi)(zhi)(zhi)設(she)計也起到宏觀控制作(zuo)用(yong)。工(gong)藝(yi)(yi)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)布置(zhi)(zhi)(zhi)會影(ying)(ying)響(xiang)設(she)備(bei)之間連接管(guan)道的(de)(de)柔性(xing)、經濟性(xing)、工(gong)藝(yi)(yi)性(xing)能,會影(ying)(ying)響(xiang)設(she)計階段各專業有(you)關設(she)施的(de)(de)碰撞,會影(ying)(ying)響(xiang)整個裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)投產后的(de)(de)整體運行。
不銹鋼管(guan)道(dao)布置(zhi)設計(ji)是通過圖(tu)紙(zhi)、3D模型或電子CAD圖(tu)來表示出工藝(yi)裝置(zhi)設備之間連(lian)接管(guan)道(dao)的(de)位置(zhi)、走(zou)向、支承等,并能(neng)滿(man)足工藝(yi)流(liu)程(cheng)的(de)要求(qiu)(qiu),滿(man)足管(guan)道(dao)強度(du)、剛度(du)的(de)要求(qiu)(qiu),滿(man)足操作(zuo)、維護(hu)、消防的(de)要求(qiu)(qiu)等,最后給出管(guan)道(dao)及其元件(jian)的(de)用量。
配管(guan)設(she)(she)計首(shou)先要了解設(she)(she)計條件和用(yong)戶要求,然后確(que)定設(she)(she)計應用(yong)標(biao)準規(gui)范,配管(guan)設(she)(she)計材料(liao)工程師確(que)定管(guan)道等級。最后進(jin)行管(guan)道走向、支承、操作平臺等方面的綜合規(gui)劃和布置,并(bing)對必要的管(guan)道進(jin)行應力分(fen)析。
工程應用:裝置設備布置及配管設計需考慮的內(nei)容
如(ru)(ru)圖(tu)(tu)1.2(a)所(suo)示(shi),需根(gen)據(ju)裝置(zhi)(zhi)設備布(bu)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)基(ji)本原則和(he)要(yao)求布(bu)置(zhi)(zhi)設備A、B、C。然后考慮用管(guan)(guan)(guan)道連接(jie)(jie)它們的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)口,如(ru)(ru)圖(tu)(tu)1.2(b)所(suo)示(shi),連接(jie)(jie)管(guan)(guan)(guan)道后,位(wei)置(zhi)(zhi)1需要(yao)彎頭(tou),位(wei)置(zhi)(zhi)2需要(yao)分(fen)支(zhi)連接(jie)(jie)和(he)異徑(jing)管(guan)(guan)(guan),位(wei)置(zhi)(zhi)3需要(yao)考慮管(guan)(guan)(guan)子對設備C管(guan)(guan)(guan)口的(de)(de)(de)(de)應力(li)作(zuo)用。其他位(wei)置(zhi)(zhi)還(huan)需考慮增加閥門(men)、支(zhi)吊架等。設備A、B到設備C之間的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)道不能有上袋形。圖(tu)(tu)1.2(c)所(suo)示(shi)為在(zai)充分(fen)考慮以上因素后的(de)(de)(de)(de)配管(guan)(guan)(guan)設計(ji)方案研究圖(tu)(tu),需考慮增加閥門(men)、支(zhi)吊架、壓力(li)表、流(liu)量(liang)計(ji)、過(guo)濾器(qi)、異徑(jing)管(guan)(guan)(guan)等的(de)(de)(de)(de)布(bu)置(zhi)(zhi)。如(ru)(ru)需最終(zhong)完成,作(zuo)為施(shi)工的(de)(de)(de)(de)依(yi)據(ju),還(huan)需進(jin)行管(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)(de)(de)柔性分(fen)析、管(guan)(guan)(guan)道組成件的(de)(de)(de)(de)定位(wei)、三(san)維(wei)或二維(wei)制圖(tu)(tu)、涂漆(qi)涂色、靜電(dian)接(jie)(jie)地、隔熱、伴熱、統計(ji)管(guan)(guan)(guan)道材料等。
工(gong)程應用(yong):某工(gong)業裝置的配管設(she)計錯誤
筆者(zhe)參加某工業(ye)裝(zhuang)置(zhi)的評審(shen)和調(diao)研,該裝(zhuang)置(zhi)已(yi)經開(kai)始(shi)生產(chan)運(yun)行(xing),但(dan)是(shi),管(guan)道(dao)的炮、冒、滴(di)、漏現象較(jiao)多,并且不斷發(fa)生新的險情,影(ying)響了工廠的正(zheng)常生產(chan)。圖1.3所示的是(shi)工廠裝(zhuang)置(zhi)的一角,其主(zhu)要是(shi)配管(guan)設計錯誤問題,主(zhu)要包括以下內容。
位(wei)置1是(shi)一(yi)個(ge)液位(wei)計,設計的位(wei)置在3m以上,附近沒有(you)直爬梯和平(ping)臺(tai),無(wu)法觀測;液位(wei)計旁還有(you)一(yi)排管子阻(zu)擋,即使(shi)有(you)移動平(ping)臺(tai)也無(wu)法靠近,造(zao)成液位(wei)計無(wu)法觀測。
位(wei)置2 有一(yi)個(ge)手動閥(fa)門,高度為2.4m,維(wei)護人員無法接觸(chu)到。
位置3 缺少立管(guan)的(de)支架,易(yi)引起管(guan)道的(de)不穩定。
位置4 和位置5 都(dou)設計成了(le)固定架,應該有(you)一處(chu)(chu)為(wei)固定架,一處(chu)(chu)為(wei)滑動(dong)架。
位置6止回(hui)閥宜(yi)布置在水(shui)平(ping)管道上。