1. 非金屬(shu)(shu)管(guan)道的設計應(ying)滿足設計條件下的力(li)學、耐(nai)腐蝕、蠕變和熱膨脹等性能(neng)要求。非金屬(shu)(shu)管(guan)道(非金屬(shu)(shu)管(guan)道包括纖維增(zeng)強塑(su)料(liao)(liao)、纖維增(zeng)強塑(su)料(liao)(liao)襯里(li)、聚乙烯及其他非金屬(shu)(shu)材(cai)料(liao)(liao)管(guan)道)的材(cai)料(liao)(liao)及性能(neng)應(ying)符合相應(ying)材(cai)料(liao)(liao)的相關國家標準(zhun)(zhun)、行(xing)業(ye)標準(zhun)(zhun)。
非(fei)金屬(shu)管道的原材(cai)料(liao)不得(de)使(shi)用或者添加再生料(liao)(回(hui)(hui)收料(liao))[再生料(liao)(回(hui)(hui)收料(liao))是指已使(shi)用過的塑料(liao)制(zhi)品經清潔(jie)、破(po)碎(sui)、研磨或者造(zao)粒后制(zhi)得(de)的材(cai)料(liao)]。
2. 設計條(tiao)件要素:
①. 設計(ji)溫度下(xia)的抗(kang)拉強(qiang)(qiang)度、抗(kang)壓(ya)強(qiang)(qiang)度、抗(kang)彎(wan)強(qiang)(qiang)度、抗(kang)剪強(qiang)(qiang)度和彈(dan)性模量;
②. 設(she)計條件下(xia)的(de)蠕變速(su)率;
③. 許用應力;
④. 延展性(xing)和塑性(xing);
⑤. 沖擊和熱(re)沖擊性能;
⑥. 溫度限制;
⑦. 熔化和(he)氣化轉變溫(wen)度(du);
⑧. 氣孔和滲透性(xing);
⑨. 試驗方法;
⑩. 連接(jie)方法(fa)及其有效性。
3. 設(she)計條件的耦合。
①. 非金屬(shu)管道設計應根據介質(zhi)的設計壓(ya)力(li)、設計溫度和(he)流體特性(xing)等(deng)工藝條件,并(bing)結合環境(jing)和(he)各(ge)種荷載等(deng)條件進行;
②. 非金(jin)屬管道系統的(de)每個(ge)組成(cheng)件的(de)設計壓(ya)(ya)力(li),不(bu)應(ying)小于(yu)運行中遇到(dao)的(de)內壓(ya)(ya)和(he)外壓(ya)(ya)與溫度偶(ou)合時(shi)最(zui)(zui)(zui)苛刻條(tiao)件下的(de)壓(ya)(ya)力(li)。最(zui)(zui)(zui)苛刻條(tiao)件應(ying)為強度計算中管道組成(cheng)件需要(yao)最(zui)(zui)(zui)大厚度及最(zui)(zui)(zui)高公稱壓(ya)(ya)力(li)時(shi)的(de)參數;
③. 非金屬管(guan)道(dao)的(de)設計溫(wen)(wen)度(du)應(ying)為管(guan)道(dao)在(zai)運行時,壓力和溫(wen)(wen)度(du)相偶合的(de)最苛刻條件下的(de)溫(wen)(wen)度(du)。在(zai)確(que)定設計溫(wen)(wen)度(du)時,應(ying)考慮(lv)介質溫(wen)(wen)度(du)、環(huan)境溫(wen)(wen)度(du)、陽光(guang)輻(fu)射或(huo)其他熱源造(zao)成的(de)苛刻溫(wen)(wen)度(du);
④. 酸、堿、油(you)介(jie)質的影響。
4. 配管(guan)設計非金屬管(guan)選用應特別注意的(de)可能性。
①. 發生(sheng)火災時的(de)破壞(huai)。筆者調研某(mou)事故現(xian)場,發現(xian)金(jin)屬管(guan)道未遭到火災破壞(huai),一(yi)些(xie)非金(jin)屬管(guan)道因火災遭破壞(huai)較嚴重;
②. 毒性影響;
③. 非金(jin)(jin)屬(shu)管(guan)(guan)熱膨脹(zhang)系數(shu)一(yi)般比(bi)金(jin)(jin)屬(shu)管(guan)(guan)大,需注意非金(jin)(jin)屬(shu)管(guan)(guan)道的撓性(xing)(xing)問題。非金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的線性(xing)(xing)膨脹(zhang)系數(shu)較大,導熱性(xing)(xing)差,剛性(xing)(xing)差。選(xuan)用非金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)必須考慮其加工工藝(yi)性(xing)(xing)能和連接性(xing)(xing)能。對于(yu)襯(chen)里的材(cai)料(liao),需考慮襯(chen)里材(cai)料(liao)和基(ji)體(ti)材(cai)料(liao)的黏(nian)結力(li)和親和力(li),當用于(yu)負(fu)壓工況時尤其應注意。
5. 溫度稍微上升時(shi)材(cai)料拉伸強度的(de)減弱。一些非(fei)金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料的(de)強度受流(liu)體溫度、太陽直曬溫升的(de)影響較大。露天(tian)敷設的(de)管道應含(han)有穩(wen)定劑。對長期暴露在(zai)陽光下(xia)的(de)非(fei)金(jin)(jin)屬(shu)管道應當采取相應的(de)隔離防護措施。
6. 設計選(xuan)用時(shi)應根(gen)據(ju)所輸(shu)送介質的腐蝕(shi)、磨蝕(shi)情況以及(ji)電絕緣、阻(zu)力降等要求選(xuan)用適(shi)當的材料(liao)和型式的管(guan)材。各(ge)種非(fei)金屬(shu)管(guan)的耐腐蝕(shi)性能、物(wu)理性能以及(ji)規格尺寸、偏(pian)差等可(ke)從相關的設計資料(liao)、設計手冊查找。由于非(fei)金屬(shu)管(guan)的標準化程(cheng)度不如鋼(gang)管(guan)高,使(shi)用時(shi)要注意各(ge)制(zhi)(zhi)造廠在制(zhi)(zhi)造工(gong)藝、規格尺寸、各(ge)種性能等方面的差異。
7. 裝(zhuang)置生產過程中各種操作工(gong)況和(he)使(shi)用(yong)操作條件,如壓力、溫度和(he)被輸送流體的(de)物化性質(組成、腐蝕性、物態、間(jian)歇或連(lian)續操作)。
8. 各(ge)種(zhong)工程材料(liao)(liao)的(de)特性,正(zheng)確(que)地選(xuan)擇所使用的(de)材料(liao)(liao),分析在裝(zhuang)置生產過程中(zhong)可能出(chu)現的(de)各(ge)種(zhong)材料(liao)(liao)問題(如材料(liao)(liao)韌性降(jiang)低(di)的(de)影響,同時(shi)要考慮所選(xuan)用材料(liao)(liao)的(de)加工工藝(yi)性和經濟(ji)性)。
9. 對于新型材料和特殊材料的選用(yong)要嚴格(ge)建立在試驗與(yu)生產的基礎(chu)上,經過充分論證后方可選擇使用(yong)。
10. 當介質腐蝕(shi)性(xing)強,不適宜(yi)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)一般碳鋼及合(he)金鋼,須選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)貴重(zhong)合(he)金時(shi),為了考慮經濟實用(yong)(yong)(yong)性(xing),可用(yong)(yong)(yong)非金屬材料(例如PVC、PP、PTFE等(deng))。需注(zhu)意以下幾點(dian):
①. 允許使用的溫度(du)及(ji)壓力范圍,襯里管道(dao)的真空度(du)大小。
②. 塑(su)料(liao)管道(dao)及附件受光和氧(yang)作(zuo)用(yong)引起的(de)老(lao)化現(xian)象,塑(su)料(liao)管道(dao)在(zai)特定溫(wen)度下對介質的(de)腐蝕性能。
③. 壓力和(he)溫度(du)突變的場合。
④. 塑料在某(mou)些介質作(zuo)用下(xia)失(shi)去彈(dan)性(xing)而發(fa)生的脆性(xing)現(xian)象。
11. 熱(re)塑(su)性塑(su)料一般不(bu)用于地面(mian)上輸送(song)可燃(ran)性流體。對可燃(ran)、易燃(ran)的(de)非金屬(shu)材料,必須采取防(fang)火措(cuo)施(shi)。
12. 脆性(xing)材料(硼硅玻(bo)璃(li)、陶瓷)不得(de)用于(yu)輸送有毒、可燃易爆及危(wei)險性(xing)介質。
13. 非金屬(shu)管道不得用于輸(shu)送可燃(ran)、毒(du)性危害程度(du)為極(ji)度(du)或高度(du)危害的介(jie)質。
14. 各種不同(tong)的非金屬材料對各種流體(ti)有著不同(tong)的耐腐(fu)蝕性能。可根據(ju)有關非金屬材料手冊、試驗數據(ju)和產品(pin)樣本加以選擇(ze)。
15. 熱(re)固(gu)性(xing)樹(shu)脂材料(liao)用于輸送(song)有毒或可燃性(xing)流體時,應(ying)采取安全防護措施(shi)。
16. 塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)類管子的(de)壁(bi)厚必須考慮塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)蠕變,防止管子在(zai)預期壽(shou)命(ming)內不會因蠕變而發生破裂,根(gen)據不同塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)選用其安全系數。各種高分(fen)子材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)性(xing)(xing)能差別較大,且(qie)在(zai)選用時應對(dui)各類材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能加以綜合分(fen)析、對(dui)比評估(gu),選出合適(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)并進行試(shi)驗(yan),進一(yi)步驗(yan)證材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能的(de)可靠(kao)性(xing)(xing)。同時還需要了解(jie)所選材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)加工工藝(yi)性(xing)(xing)能和制造、安裝、維修(xiu)等性(xing)(xing)能。
17. 非(fei)金屬(shu)管道(dao)不得用于有劇烈振動(dong)和劇烈循環的(de)場合。
18. 非(fei)金屬管道不宜在火災爆(bao)炸(zha)危險區內的(de)地上敷設。
19. 硬聚乙烯管道(PVC-U)不得用于輸(shu)送氣體介質。
20. 需減少熱損失和(he)防止管(guan)內液(ye)體凝結、結晶或凍結的(de)非金屬(shu)(shu)管(guan)道應進行(xing)保溫,管(guan)道保溫應采用不可燃的(de)輕(qing)質(zhi)材料。埋地的(de)非金屬(shu)(shu)管(guan)道不得采用法蘭連(lian)接,管(guan)道上的(de)閥門(men)應設在閥門(men)井(jing)內。
21. 非(fei)(fei)(fei)金(jin)屬(shu)(shu)壓(ya)力管道元件(jian)[非(fei)(fei)(fei)金(jin)屬(shu)(shu)壓(ya)力管道元件(jian)包括聚(ju)乙(yi)烯(xi)(帶金(jin)屬(shu)(shu)骨架的聚(ju)乙(yi)烯(xi)、纖維增強(qiang)聚(ju)乙(yi)烯(xi))及(ji)其他非(fei)(fei)(fei)金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料管、管件(jian)和(he)閥(fa)門;纖維增強(qiang)塑料及(ji)纖維增強(qiang)塑料襯里管和(he)管件(jian)制造單位應(ying)當有可靠的技術資(zi)料和(he)試(shi)驗方法,以確保原材(cai)料及(ji)非(fei)(fei)(fei)金(jin)屬(shu)(shu)壓(ya)力管道元件(jian)的適用性。
非金屬壓力管(guan)道元(yuan)件(jian)的制造單(dan)位應當對其制造工(gong)(gong)藝(yi)進行(xing)工(gong)(gong)藝(yi)評定或工(gong)(gong)藝(yi)驗證(zheng)。
22. 按照相應的標準、工程規(gui)定(ding)(設計要求(qiu))等對(dui)非金屬管道的支撐、防護、熱變形補(bu)償和接頭(tou)連(lian)接型式進行設計。
23. 非(fei)(fei)金(jin)(jin)(jin)屬管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)不允許使用(yong)在超過(guo)設(she)計壓(ya)(ya)力、設(she)計溫度的(de)環境下;非(fei)(fei)金(jin)(jin)(jin)屬管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)最高使用(yong)溫度不高于其材(cai)料的(de)熱變形溫度減20℃;非(fei)(fei)金(jin)(jin)(jin)屬管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)最高設(she)計壓(ya)(ya)力與其使用(yong)溫度相關(guan),應按(an)相關(guan)標準規定(ding)或(huo)者應用(yong)實(shi)例的(de)工況考慮其溫度折減系數;除纖維增強(qiang)塑料及纖維增強(qiang)塑料襯里(li)壓(ya)(ya)力管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)元件可以用(yong)于GC1(3)級(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)外,其他非(fei)(fei)金(jin)(jin)(jin)屬壓(ya)(ya)力管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)元件不得(de)用(yong)于GC1級(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)。
24. 應(ying)(ying)當根(gen)據非(fei)金(jin)屬(shu)管道(dao)和(he)介(jie)質重量以(yi)及非(fei)金(jin)屬(shu)管道(dao)的(de)長度(du)設(she)計支(zhi)吊架(jia)。管道(dao)支(zhi)架(jia)、導向架(jia)和(he)固定架(jia)的(de)選擇和(he)采用,除(chu)應(ying)(ying)當核算(suan)局部載荷或者應(ying)(ying)力的(de)負(fu)面影響外,還應(ying)(ying)避免點荷載和(he)非(fei)金(jin)屬(shu)管道(dao)與支(zhi)架(jia)間的(de)點支(zhi)撐。
25. 當非金屬管道有阻(zu)燃性能要求時,應采用阻(zu)燃樹脂(zhi)、添加阻(zu)燃劑或(huo)其他措施。
26. 非金屬管道有(you)防(fang)靜(jing)電性(xing)能要(yao)求時(shi)應當采取有(you)效的防(fang)靜(jing)電措施。
27. 架空(kong)敷設的(de)(de)非金屬(shu)管(guan)道與高于其使用(yong)溫度的(de)(de)設備、非金屬(shu)管(guan)道(無隔(ge)熱(re))的(de)(de)凈距不應(ying)小于0.5m,否則應(ying)采取隔(ge)熱(re)防護措施。
28. 非(fei)金屬管道法(fa)(fa)蘭與異種材料法(fa)(fa)蘭相(xiang)接(jie)時(shi)應(ying)(ying)采用(yong)相(xiang)應(ying)(ying)的墊(dian)片或墊(dian)環。
29. 對非(fei)金屬(shu)管道(dao)系統可能(neng)出現的水錘、負壓進行專項核算。