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第1章 常用资料1

1.1 常用数据1

1.1.1 常用几何面积、体积及重心位置1

1.1.2 常用材料的密度4

1.1.3 常用松散材料的密度及安息角4

1.1.4 材料的线胀系数4

1.1.5 材料的弹性模量及泊松比4

1.1.6 常用材料的摩擦因数4

1.2 常用计量单位及单位换算9

1.2.1 国际单位制及我国法定计量单位9

1.2.2 常用单位换算10

1.3.1 运动学和动力学公式16

1.3 常用力学公式16

1.3.2 材料力学公式19

1.4 人体工程学有关参数34

1.4.1 人体必需的空间34

1.4.2 站着工作时手工操作的有关尺寸35

1.4.3 手工操作的主要数据35

1.4.4 梯子和防护栏杆37

第2章 压力管道材料40

2.1 钢铁材料牌号表示方法40

2.1.1 变形钢及合金牌号表示方法40

2.1.2 铸钢牌号表示方法40

2.1.3 铸铁牌号表示方法44

2.2 金属材料的力学性能代号45

2.3.1 碳素结构钢及合金结构钢46

2.3 各类钢铁材料的化学成分、力学性能及用途46

2.3.2 铸钢92

2.3.3 铸铁100

2.4 钢板103

2.4.1 钢板每平方米面积的理论质量103

2.4.2 冷轧钢板和钢带（摘自GB 708—1988）104

2.4.3 热轧钢板和钢带（摘自GB 709—1988）105

2.4.4 锅炉用钢板（摘自GB 713—1997）107

2.4.5 压力容器用钢板（摘自GB 6654—1996）110

2.4.6 低温压力容器用低合金钢板（摘自GB 3531—1996）112

2.4.7 镀锡钢板、镀锌钢板、镀铅钢板（摘自GB 2520—1988、YB/T 5131—1993、YB/T 5130—1993）113

2.4.8 不锈钢冷轧钢板、不锈钢热轧钢板（摘自GB 3280—1992、GB 4237—1992）114

2.4.9 耐热钢板（摘自GB 4238—1992）117

2.4.10 花纹钢板（摘自GB/T 3277—1991）118

2.5 钢管119

2.5.1 一般规定119

2.5.2 无缝钢管尺寸、外形、质量及允许偏差（摘自GB/T 17395—1998）119

2.5.3 低压流体输送用焊接钢管（摘自GB/T 3091—2001）124

2.5.4 低、中压锅炉用无缝钢管（摘自GB 3087—1999）125

2.5.5 高压锅炉用无缝钢管（摘自GB 5310—1995）126

2.5.6 高压化肥设备用无缝钢管（摘自GB 6479—2000）132

2.5.7 流体输送用无缝钢管（摘自GB/T 8163—1999）136

2.5.8 石油裂化用无缝钢管（摘自GB 9948—1988）136

2.5.9 流体输送用不锈钢焊接钢管（摘自GB/T 12771—2000）138

2.5.10 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管（摘自GB 13296—1991）141

2.5.11 直缝电焊钢管（摘自GB/T 13793—1992）145

2.5.12 流体输送用不锈钢无缝钢管（摘自GB/T 14976—1994）148

2.5.13 低温管道用无缝钢管（摘自GB/T 18984—2003）152

2.5.14 低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管（摘自SY 5037—2000）154

2.5.15 石油天然气工业输送钢管交货技术条件（摘自GB/T 9711—1997）156

2.6 型钢161

2.6.1 热轧扁钢（摘自GB 704—1988）161

2.6.2 热轧圆钢、方钢、六角钢（摘自GB 702—1986、GB 705—1989）163

2.6.3 优质结构钢冷拉钢材技术条件（摘自GB 3078—1994）165

2.6.4 角钢（摘自GB 9787—1988、GB 9788—1988、GB 4227—1984）165

2.6.5 热轧工字钢（摘自GB 706—1988）174

2.6.6 热轧槽钢（摘自GB 707—1988）176

2.6.7 H型钢和剖分T型钢（摘自GB/T 11263—1998）178

2.7.3 有色金属铸造方法、合金状态代号（摘自GB/T 1173—1995、GB/T 1176—1987、GB/T 1175—1997）182

2.7.5 变形铝及铝合金牌号表示方法（摘自GB/T 16474—1996）182

2.7.4 有色金属产品状态、特性代号（摘自GB/T 340—1976）182

2.7.1 常用有色金属、合金元素名称及其代号（摘自GB/T 340—1976）182

2.7.2 专用有色金属、合金名称及其代号（摘自GB/T 340—1976）182

2.7 有色金属材料代号、牌号182

2.7.6 变形铝及铝合金状态代号（摘自GB/T 16475—1996）184

2.8 有色金属型材184

2.8.1 铜及铜合金型材184

2.8.2 常用铜及铜合金管材184

2.8.3 铝及铝合金型材185

2.8.4 钛及钛合金型材192

2.8.5 铅及铅锑合金型材199

2.8.6 镍及镍合金201

2.9.1 常用橡胶品种、性能、特点204

2.9 非金属材料204

2.9.2 橡胶板208

2.9.3 橡胶管208

2.9.4 石棉橡胶板211

2.9.5 耐油石棉橡胶板211

2.9.6 常用工程塑料211

第3章 螺纹及紧固件224

3.1 普通螺纹224

3.1.1 基本牙型和基本尺寸（摘自GB/T 192—2003、GB/T 196—2003）224

3.1.2 公差配合的选用（摘自GB/T 197—2003）229

3.1.3 螺纹标记（摘自GB/T 197—2003）229

3.2 英制螺纹231

3.3.1 基本尺寸和公差（摘自GB/T 7307—2001）232

3.3 55°非密封管螺纹232

3.3.2 螺纹标记233

3.4 55°密封管螺纹233

3.4.1 牙型和基本尺寸（摘自GB/T 7306.1—2000、GB/T 7306.2—2000）236

3.4.2 螺纹标记236

3.5 60°圆锥管螺纹236

3.5.1 基本尺寸和公差（摘自GB/T 12716—2002）236

3.5.2 螺纹标记236

3.6 米制锥螺纹236

3.6.1 牙型和基本尺寸（摘自GB/T 1415—1992）236

3.6.2 极限偏差236

3.6.3 螺纹标记237

3.8 切制管螺纹前的内孔和外螺纹毛坯直径239

3.7 管子旋入端普通螺纹尺寸（摘自GB/T 1414—1978）239

3.9 螺纹零件结构要素240

3.9.1 螺纹收尾、肩距、退刀槽、倒角240

3.9.2 紧固件用沉孔尺寸240

3.9.3 扳手空间240

3.10 通用紧固件244

3.10.1 紧固件材料及力学、物理性能244

3.10.2 螺栓252

3.10.3 螺母262

3.10.4 垫圈265

3.11 专用紧固件268

3.11.1 压力容器法兰用等长双头螺柱（摘自JB/T 4707—2000）268

3.11.2 管法兰连接用紧固件（摘自GB/T 9125—2003）269

3.12 管法兰连接用紧固件长度计算272

第4章 管道器材元件275

4.1 管件275

4.1.1 钢制对焊无缝管件（摘自GB/T 12459—2005）275

4.1.2 钢板制对焊管件（摘自GB/T 13401—1992）291

4.1.3 锻钢制承插焊管件（摘自GB/T 14383—1993）296

4.1.4 锻钢制螺纹管件（摘自GB/T 14626—1993）300

4.1.5 锻钢螺纹管件（摘自化工标准）302

4.1.6 钢制法兰管件（摘自GB/T 17185—1977）304

4.1.7 钢制承插焊、螺纹和对焊支管座（摘自GB/T 19326—2003）311

4.1.8 可锻铸铁管路连接件（摘自GB/T 3287—2000）315

4.1.9 斜接弯头尺寸333

4.1.10 衬胶钢管和管件（摘自HG 21501—1993）333

4.1.11 衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件（摘自HG 20538—1992）338

4.1.12 衬聚四氟乙烯钢管和管件（摘自HG/T 21562—1994）343

4.1.13 化工用硬聚氯乙烯管件（摘自QB/T 3802—1999）347

4.1.14 聚丙烯／玻璃钢（PP/FRP）复合管及管件（摘自HG/T 21579—1995）349

4.1.15 异径短管（摘自MSS SP—1995）368

4.1.16 3000磅级承插焊式和螺纹式钢管活接头（摘自MSS SP—1983）368

4.2 管法兰373

4.2.1 钢制管法兰类型与参数（摘自GB/T 9112—2000）373

4.2.2 平面、突面整体钢制管法兰（摘自GB/T 9113.1—2000）387

4.2.3 凹凸面整体钢制管法兰（摘自GB/T 9113.2—2000）394

4.2.4 榫槽面整体钢制管法兰（摘自GB/T 9113.3—2000）395

4.2.5 环连接面整体钢制管法兰（摘自GB/T 9113.4—2000）395

4.2.6 突面带颈螺纹钢制管法兰（摘自GB/T 9114—2000）396

4.2.7 平面、突面对焊钢制管法兰（摘自GB/T 9115.1—2000）399

4.2.8 凹凸面对焊钢制管法兰（摘自GB/T 9115.2—2000）405

4.2.9 榫槽面对焊钢制管法兰（摘自GB/T 9115.3—2000）409

4.2.10 环连接面对焊钢制管法兰（摘自GB/T 9115.4—2000）410

4.2.11 平面、突面带颈平焊钢制管法兰（摘自GB/T 9116.1—2000）410

4.2.12 凹凸面带颈平焊钢制管法兰（摘自GB/T 9116.2—2000）415

4.2.13 榫槽面带颈平焊钢制管法兰（摘自GB/T 9116.3—2000）416

4.2.14 环连接面带颈平焊钢制管法兰（摘自GB/T 9116.4—2000）416

4.2.15 突面带颈承插焊钢制管法兰（摘自GB/T 9117.1—2000）417

4.2.16 凹凸面带颈承插焊钢制管法兰（摘自GB/T 9117.2—2000）419

4.2.17 榫槽面带颈承插焊钢制管法兰（摘自GB/T 9117.3—2000）419

4.2.18 环连接面带颈承插焊钢制管法兰（摘自GB/T 9117.4—2000）419

4.2.19 突面对焊环带颈松套钢制管法兰（摘自GB/T 9118.1—2000）420

4.2.20 环连接面对焊环带颈松套钢制管法兰（摘自GB/T 9118.2—2000）424

4.2.21 平面、突面板式平焊钢制管法兰（摘自GB/T 9119—2000）426

4.2.22 突面对焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9120.1—2000）431

4.2.23 凹凸面对焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9120.2—2000）434

4.2.24 榫槽面对焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9120.3—2000）434

4.2.25 突面平焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9121.1—2000）434

4.2.26 凹凸面平焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9121.2—2000）437

4.2.27 榫槽面平焊环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9121.3—2000）437

4.2.28 翻边环板式松套钢制管法兰（摘自GB/T 9122—2000）437

4.2.29 平面、突面钢制管法兰盖（摘自GB/T 9123.1—2000）439

4.2.32 环连接面钢制管法兰盖（摘自GB/T 9123.4—2000）445

4.2.33 钢制管法兰技术条件（摘自GB/T 9124—2000）445

4.2.31 榫槽面钢制管法兰盖（摘自GB/T 9123.3—2000）445

4.2.30 凹凸面钢制管法兰盖（摘自GB/T 9123.2—2000）445

4.2.34 大直径碳钢管法兰（摘自GB/T 13402—1992）455

4.3 垫片459

4.3.1 缠绕式垫片（摘自GB/T 4622.1～GB/T 4622.2—2003,GB/T 4622.3—1993）459

4.3.2 管法兰用非金属平垫片（摘自GB/T 9126—2003,GB/T 9129—2003）468

4.3.3 钢制管法兰用金属环垫（摘自GB/T 9128—2003,GB/T 9130—2003）473

4.3.4 大直径碳钢管法兰用垫片（摘自GB/T 13403—1992）476

4.3.5 管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（摘自GB/T 13404—1992）479

4.3.6 管法兰用金属包覆垫片（摘自GB/T 15601—1995）480

4.3.7 柔性石墨金属波齿复合垫片（摘自GB/T 19066—2003）482

4.3.8 钢制管法兰齿形组合垫（摘自欧洲系列HG 20611—1997，美洲系列HG 20632—1997）488

4.4 管道用钢制插板、垫环、8字盲板（摘自HG 21547—1993）490

4.4.1 插板、垫环、8字盲板尺寸系列490

4.4.2 技术条件526

4.4.3 管道用钢制插板、垫环、8字盲板的压力温度等级表527

第5章 管道器材的设计与选用530

5.1 一般规定530

5.2 压力管道常用金属材料的应用限制531

5.2.1 压力管道受压元件钢铁材料的使用温度531

5.2.2 碳素钢沸腾钢板Q235AF和镇静钢板Q235BC的适用范围531

5.2.3 选用高温材料时应注意的问题532

5.2.4 对钢材使用温度下限的有关规定532

5.3 关于耐腐蚀材料的选择533

5.3.1 根据腐蚀速率选择耐腐蚀材料533

5.3.2 常见应力腐蚀条件下的材料选择533

5.4 管道的连接539

5.5 管道分支540

5.6 管子的选用542

5.6.1 钢管的外径尺寸系列542

5.6.2 钢管壁厚系列542

5.6.3 压力管道设计常用钢管标准544

5.6.4 钢管的选用548

5.7 管件的选用549

5.7.1 压力管道设计常用管件标准549

5.7.2 选用要求549

5.8 管法兰的选用550

5.8.1 管法兰标准体系550

5.8.2 管法兰的选用要求552

5.9 垫片的选用553

5.9.1 现行管法兰用垫片标准553

5.9.2 垫片的性能参数及计算数据554

5.9.3 垫片的选用要求557

5.10 紧固件选用560

5.10.1 常用管法兰连接紧固件标准560

5.10.2 紧固件的选用要求561

5.11 管法兰、垫片和紧固件的选配563

5.12 阀门的选用567

5.12.1 中国阀门标准567

5.12.2 阀门型号568

5.12.3 法兰阀门的压力温度等级571

5.12.4 阀门材料选用585

5.12.5 常用阀门的主要零件材料588

5.12.6 常用国产阀门的型号、规格及适用范围596

5.12.7 按国外标准生产的阀门603

5.12.8 蒸汽疏水阀605

5.12.9 阀门的选用要求607

5.13 管道材料等级表609

5.13.1 管道材料等级代号610

5.13.2 管道材料等级表610

第6章 压力管道设计652

6.1 压力管道的应用652

6.2 压力管道的监察与管理652

6.2.1 压力管道安全管理与监察规定652

6.2.2 压力管道设计单位资格许可与管理653

6.3 现行管道设计规范对工业管道设计类别、级别的划分方法656

6.3.1 《工业金属管道设计规范》GB 50316对工业金属管道的分级656

6.3.2 石油化工管道的分级657

6.4 公称压力、公称直径658

6.4.1 公称压力658

6.3.3 化工管道的分级658

6.4.2 公称直径662

6.5 压力管道设计条件与设计基准663

6.5.1 设计条件663

6.5.2 设计基准665

6.6 石油化工管道的设计程序668

6.6.1 基础工程设计阶段668

6.6.2 详细工程设计阶段668

7.1 石油、化工管道670

7.1.1 压力管道布置设计必须具备的条件670

第7章 压力管道布置670

7.1.2 管道敷设的种类671

7.1.3 管道布置的一般要求672

7.1.4 管廊上管道的布置678

7.1.5 塔、器的管道布置682

7.1.6 加热炉的管道布置688

7.1.7 换热设备的管道布置693

7.1.8 蒸汽发生器的管道布置702

7.1.9 泵的管道布置703

7.1.10 压缩机的管道布置712

7.1.11 工艺及公用工程管道的布置716

7.2 油品储运及工厂系统管道733

7.2.1 油品储运管道733

7.2.2 工厂系统管道的布置739

7.2.3 可燃气体排放及火炬设施741

7.3 加油、加气站管道747

7.3.1 汽车加油站的管道布置747

7.3.2 液化石油气加气站的管道布置748

7.3.3 压缩天然气加气站的管道布置750

7.4 工业管道上的阀门安装753

7.4.1 阀门的安装位置753

7.4.2 阀门的旁通756

7.4.3 启闭阀门的传动装置757

7.4.4 减压阀的安装757

7.4.5 气动调节阀的安装758

7.4.6 安全泄压装置764

第8章 管道器材受压元件强度计算780

8.1 一般规定780

8.2 金属直管780

8.2.1 内压直管780

8.2.2 外压直管781

8.3 弯管、弯头及斜接弯头781

8.3.1 弯管及弯头的壁厚781

8.3.2 斜接弯管782

8.4 挤压三通783

8.5 非标准异径管784

8.6 平盖786

8.7 盲板786

8.8.1 一般规定787

8.8 开孔及开孔补强787

8.8.2 焊接支管补强788

8.8.3 主管上多支管的开孔补强789

8.8.4 挤压引出支管的补强790

8.8.5 其他支管连接的补强要求791

第9章 管道应力分析的任务和工作过程793

9.1 管道应力分析的任务793

9.1.1 管道静力分析的任务793

9.1.2 管道动力分析的任务794

9.2 管道应力分析的工作过程794

9.2.1 编制项目的管道应力分析技术统一规定794

9.2.2 确定需要进行详细应力分析的管道795

9.2.3 接收管道应力分析三维等视图795

9.2.4 对管系进行分析计算797

9.2.5 编制计算书、向相关专业提交分析计算结果798

9.3 需要进行详细应力分析管道的确定方法799

9.3.1 GB 50316的规定799

9.3.2 ASME B31.3的规定799

9.3.3 SH/T 3041的规定802

9.3.4 确定需要进行详细应力分析管道的其他方法803

第10章 管道应力分析的安全评定804

10.1 工业管道的应力校核准则804

10.1.1 工业管道的应力分类804

10.1.2 工业管道一次应力的校核条件805

10.1.3 风荷载和地震荷载的计算方法806

10.1.4 工业管道二次应力的校核条件809

10.1.5 工业管道二次应力校核的替代方法812

10.2.1 GB 50253—2003《输油管道工程设计规范》对管道强度校核及刚度和稳定性校核的规定813

10.2 输油、输气管道的强度校核及刚度和稳定性校核813

10.2.2 GB 50251—2003《输气管道工程设计规范》对管道强度校核及刚度和稳定性校核的规定815

10.2.3 ASME B31.4《Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and Other Liquids》的应力校核条件817

10.2.4 ASME B31.8《Gas Transportation and Distribution Piping Systems》的应力校核条件818

10.3 转动机器的允许受力限制819

10.3.1 汽轮机和离心式压缩机的允许受力限制819

10.3.2 离心泵的允许受力限制822

10.4 静设备的允许受力限制826

10.4.1 加热炉的允许受力和允许位移限制826

10.4.2 空冷器的允许受力限制826

10.4.3 法兰的允许受力限制828

11.1.1 管道柔性设计的目的829

11.1.2 计算温度和计算压力的确定方法829

11.1 管道柔性设计的目的和一般方法829

第11章 管道的柔性设计829

11.1.3 管道柔性设计的一般方法830

11.2 金属波纹管膨胀节的选用830

11.2.1 金属波纹管膨胀节的常用类型831

11.2.2 波纹管压力推力及固定支架作用力的计算832

11.2.3 金属波纹管膨胀节选用中应注意的问题834

11.2.4 金属波纹管膨胀节在安装和使用中应注意的问题836

11.3 冷紧及简单管系对固定点的作用力837

11.3.1 冷紧837

11.3.2 简单管系对固定点的作用力837

11.4 容器管口的柔性838

11.5.1 离心泵管道的柔性设计840

11.5 转动机器管道的柔性设计840

11.5.2 汽轮机和离心式压缩机管道的柔性设计841

第12章 管道应力分析中的特殊问题843

12.1 夹套管的分析843

12.2 埋地管的分析844

12.3 安全阀排气反作用力的计算846

12.4 水锤荷载的计算847

12.5 高压管道的应力分析848

12.5.1 内压作用下直管的计算壁厚848

12.5.2 管道应力的校核条件849

第13章 管道支吊架的设计850

13.1 管道支吊架的种类、作用及选用原则850

13.1.1 管道支吊架的种类和作用850

13.1.2 管道支吊架选用的一般原则851

13.2 固定支架和导向支架的选用和位置确定原则852

13.2.1 固定支架的选用和位置确定原则852

13.2.2 导向支架的选用和位置确定原则852

13.3 支吊架设计中的荷载853

13.3.1 支吊架承受的荷载853

13.3.2 支吊架结构上荷载的分类853

13.3.3 支吊架的荷载组合853

13.4 弹簧支吊架的选用854

13.4.1 可变弹簧支吊架的形式855

13.4.2 可变弹簧支吊架的选用方法856

13.4.3 可变弹簧支吊架的串联与并联857

13.4.4 可变弹簧支吊架在安装时应注意的问题857

13.4.5 可变弹簧支吊架的选用实例858

13.5.1 恒力弹簧支吊架的形式859

13.5 恒力弹簧支吊架的形式及选用方法859

13.5.2 恒力弹簧支吊架的选用方法860

第14章 管道的防振与抗震864

14.1 往复压缩机和往复泵管道振动的原因及控制标准864

14.1.1 往复压缩机和往复泵管道振动的原因864

14.1.2 往复压缩机管道振动的控制标准864

14.1.3 往复泵管道振动的控制标准867

14.2 往复压缩机和往复泵管道的防振设计方法868

14.3 往复压缩机和往复泵管道防振设计中应注意的问题870

14.4 管道的抗震设计871

14.4.1 管道抗震设计的一般原则871

14.4.3 管道抗震验算的方法872

14.4.2 需要进行抗震验算的管道872

第15章 管道应力分析程序的应用873

15.1 管道应力分析程序简介873

15.2 CAESAR Ⅱ软件的应用873

15.2.1 管道应力分析模型的建立874

15.2.2 分析计算880

15.2.3 输出结果及安全评定884

第16章 石油化工压力管道的施工检验和试验886

16.1 石油化工压力管道工程常用施工及验收规范886

16.2 阀门的试验886

16.2.1 阀门的压力试验要求886

16.2.3 试验介质887

16.2.4 高压气体壳体试验887

16.2.2 高压密封试验887

16.2.5 试验压力888

16.2.6 试验持续时间888

16.2.7 泄漏量888

16.3 管道组成件检验889

16.3.1 一般规定889

16.3.2 管子检验889

16.3.3 阀门检验889

16.3.4 其他管道组成件检验890

16.4 焊缝质量检验890

16.4.1 焊缝外观质量分级890

16.4.2 焊缝表面无损检验890

16.4.3 射线照相检验和超声波检验891

16.5.2 试验压力893

16.5 管道系统压力试验893

16.5.1 一般规定893

16.5.3 泄漏性试验894

16.5.4 真空度试验894

附录A 常用钢管许用应力895

附录B 金属材料的平均线胀系数898

附录C 金属材料的单位线胀系数899

附录D 金属材料的弹性模量900

附录E 连续敷设管道的允许跨距901

附录F 柔性系数和应力增大系数918

附录G 可变弹簧荷载位移选用表919

附录H 恒力弹簧荷载位移系列922

参考文献925