1. 非金(jin)(jin)屬(shu)(shu)管道的設計應滿足設計條件下的力學、耐腐蝕、蠕變(bian)和熱(re)膨脹(zhang)等性(xing)能要求。非金(jin)(jin)屬(shu)(shu)管道(非金(jin)(jin)屬(shu)(shu)管道包括纖維增強(qiang)塑料(liao)(liao)、纖維增強(qiang)塑料(liao)(liao)襯里(li)、聚乙(yi)烯及其(qi)他非金(jin)(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料(liao)(liao)管道)的材(cai)料(liao)(liao)及性(xing)能應符(fu)合相應材(cai)料(liao)(liao)的相關國家標準、行業標準。
非金屬管(guan)道的原材料(liao)(liao)不得使(shi)用或者添加再生料(liao)(liao)(回收(shou)料(liao)(liao))[再生料(liao)(liao)(回收(shou)料(liao)(liao))是(shi)指已使(shi)用過的塑料(liao)(liao)制(zhi)品(pin)經清潔(jie)、破碎、研磨或者造粒后(hou)制(zhi)得的材料(liao)(liao)]。
2. 設計條件要素:
①. 設計溫度(du)(du)下的抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)(du)、抗(kang)壓強(qiang)度(du)(du)、抗(kang)彎(wan)強(qiang)度(du)(du)、抗(kang)剪強(qiang)度(du)(du)和彈性模量(liang);
②. 設計條(tiao)件(jian)下的蠕變(bian)速率(lv);
③. 許用應力;
④. 延展性(xing)和塑(su)性(xing);
⑤. 沖(chong)(chong)擊和熱沖(chong)(chong)擊性能;
⑥. 溫度(du)限制;
⑦. 熔化和氣(qi)化轉(zhuan)變溫度;
⑧. 氣孔(kong)和滲透性;
⑨. 試驗方法;
⑩. 連接方(fang)法及其有效性(xing)。
3. 設(she)計條件的耦合。
①. 非金屬(shu)管道設計(ji)應根據介質的設計(ji)壓力、設計(ji)溫度和流體特(te)性(xing)等工藝(yi)條(tiao)件(jian),并結(jie)合環境和各(ge)種荷載(zai)等條(tiao)件(jian)進行;
②. 非金屬管道系統的(de)每個組(zu)成件的(de)設(she)計壓(ya)(ya)力(li),不應小(xiao)于(yu)運行(xing)中(zhong)(zhong)遇到的(de)內壓(ya)(ya)和外壓(ya)(ya)與(yu)溫度(du)偶合時(shi)最苛刻條(tiao)(tiao)件下的(de)壓(ya)(ya)力(li)。最苛刻條(tiao)(tiao)件應為強度(du)計算中(zhong)(zhong)管道組(zu)成件需要最大厚度(du)及(ji)最高公稱壓(ya)(ya)力(li)時(shi)的(de)參數;
③. 非(fei)金屬管道(dao)的(de)(de)設計溫(wen)度(du)(du)應為(wei)管道(dao)在運行時,壓力和溫(wen)度(du)(du)相偶(ou)合(he)的(de)(de)最苛(ke)刻條件下(xia)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)。在確定設計溫(wen)度(du)(du)時,應考慮介質溫(wen)度(du)(du)、環境(jing)溫(wen)度(du)(du)、陽光(guang)輻射或其他熱源造成的(de)(de)苛(ke)刻溫(wen)度(du)(du);
④. 酸、堿、油介質的影響。
4. 配(pei)管設計非金屬管選用(yong)應特別注意(yi)的可能性。
①. 發生火災(zai)時的破(po)壞。筆者調研某事故現場,發現金屬(shu)管道未(wei)遭到火災(zai)破(po)壞,一些非金屬(shu)管道因(yin)火災(zai)遭破(po)壞較(jiao)嚴重;
②. 毒(du)性影響;
③. 非(fei)(fei)金(jin)屬(shu)(shu)管(guan)熱膨脹(zhang)系數一般比金(jin)屬(shu)(shu)管(guan)大,需注意(yi)非(fei)(fei)金(jin)屬(shu)(shu)管(guan)道的撓(nao)性(xing)(xing)問題。非(fei)(fei)金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料的線性(xing)(xing)膨脹(zhang)系數較大,導熱性(xing)(xing)差,剛(gang)性(xing)(xing)差。選用非(fei)(fei)金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料必(bi)須(xu)考(kao)慮其加工工藝性(xing)(xing)能和連接(jie)性(xing)(xing)能。對于襯里(li)的材(cai)料,需考(kao)慮襯里(li)材(cai)料和基體材(cai)料的黏結力和親和力,當用于負(fu)壓(ya)工況時尤其應注意(yi)。
5. 溫(wen)度(du)(du)稍微上升時(shi)材料(liao)拉伸(shen)強度(du)(du)的(de)減(jian)弱。一些非金屬材料(liao)的(de)強度(du)(du)受流體溫(wen)度(du)(du)、太陽直(zhi)曬溫(wen)升的(de)影響較大。露天敷(fu)設的(de)管道應含有穩(wen)定劑。對長期暴露在陽光下(xia)的(de)非金屬管道應當采取相應的(de)隔離防護措施。
6. 設(she)計選用時應根據所輸送介(jie)質的(de)腐(fu)蝕、磨蝕情況以及電絕緣、阻力降(jiang)等(deng)(deng)要求選用適當(dang)的(de)材料和(he)型式的(de)管(guan)材。各(ge)種非金(jin)屬管(guan)的(de)耐腐(fu)蝕性能、物(wu)理(li)性能以及規格尺寸(cun)、偏差(cha)等(deng)(deng)可從相關的(de)設(she)計資料、設(she)計手冊查找。由于非金(jin)屬管(guan)的(de)標準化程度(du)不如(ru)鋼(gang)管(guan)高,使用時要注意各(ge)制造(zao)廠(chang)在(zai)制造(zao)工藝、規格尺寸(cun)、各(ge)種性能等(deng)(deng)方面的(de)差(cha)異。
7. 裝置(zhi)生產(chan)過程中各種操(cao)作工況和使用操(cao)作條件,如(ru)壓力(li)、溫度和被輸送流(liu)體的物化性質(組成、腐蝕性、物態、間歇或連續操(cao)作)。
8. 各(ge)種工程材(cai)料的(de)(de)(de)特性,正(zheng)確(que)地選擇所使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)材(cai)料,分(fen)析在裝置生產過程中可能出現的(de)(de)(de)各(ge)種材(cai)料問題(如(ru)材(cai)料韌性降低的(de)(de)(de)影響,同時(shi)要考慮所選用(yong)(yong)材(cai)料的(de)(de)(de)加(jia)工工藝性和經濟性)。
9. 對于新型材(cai)料和特殊(shu)材(cai)料的選用要嚴格建立(li)在試(shi)驗(yan)與生產的基礎(chu)上,經過充(chong)分論證后方可選擇(ze)使用。
10. 當(dang)介質腐蝕性(xing)強,不適宜選用一般碳鋼(gang)及合(he)金鋼(gang),須選用貴重(zhong)合(he)金時(shi),為了考(kao)慮(lv)經濟實用性(xing),可用非金屬材料(例如(ru)PVC、PP、PTFE等(deng))。需(xu)注意以下幾點(dian):
①. 允許使(shi)用的(de)溫(wen)度(du)及壓力范圍,襯(chen)里管道的(de)真空度(du)大小。
②. 塑(su)料管道(dao)(dao)及附件受光和氧作用引起的(de)老化現象,塑(su)料管道(dao)(dao)在特(te)定(ding)溫度下對(dui)介(jie)質的(de)腐(fu)蝕性能。
③. 壓力和溫度突變的場合。
④. 塑料在某些介質作用下失(shi)去(qu)彈性(xing)而發生的脆性(xing)現(xian)象。
11. 熱塑(su)性塑(su)料一般不用于地面上(shang)輸送(song)可(ke)燃(ran)性流(liu)體。對可(ke)燃(ran)、易燃(ran)的非金屬材料,必(bi)須采取防火措(cuo)施。
12. 脆性材(cai)料(硼硅玻璃(li)、陶瓷)不得(de)用于輸送有毒、可燃易爆及危險性介質(zhi)。
13. 非金屬管道不得用于輸送可燃、毒性危(wei)害程度為極度或高度危(wei)害的介(jie)質。
14. 各(ge)種(zhong)不同的非(fei)金屬材(cai)料對(dui)各(ge)種(zhong)流體有著(zhu)不同的耐(nai)腐蝕性能。可根據有關非(fei)金屬材(cai)料手冊、試驗數據和產(chan)品(pin)樣本加以選擇。
15. 熱固性樹脂材料用(yong)于輸送有毒或可燃性流(liu)體時(shi),應采取安全防護措施。
16. 塑料(liao)類管子(zi)的(de)壁厚必(bi)須考慮(lv)塑料(liao)的(de)蠕(ru)變(bian),防止管子(zi)在預期壽命內不會因蠕(ru)變(bian)而發生破(po)裂,根據不同塑料(liao)選用其(qi)安全系數。各種高分子(zi)材(cai)料(liao)的(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)差別較大(da),且在選用時應對(dui)各類材(cai)料(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)加(jia)以(yi)綜合分析、對(dui)比(bi)評估(gu),選出合適(shi)材(cai)料(liao)并(bing)進行試驗,進一步驗證材(cai)料(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)可靠性(xing)(xing)。同時還需(xu)要了(le)解所(suo)選材(cai)料(liao)加(jia)工(gong)工(gong)藝性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)制造、安裝、維修等性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。
17. 非金屬管道不得用于有劇(ju)烈(lie)振(zhen)動和劇(ju)烈(lie)循環的場合。
18. 非金屬管道不宜在火災爆炸危(wei)險區內的地上敷設(she)。
19. 硬聚(ju)乙(yi)烯(xi)管(guan)道(dao)(PVC-U)不(bu)得用于(yu)輸送氣體(ti)介質。
20. 需(xu)減少熱損失和防止管內液體凝結(jie)、結(jie)晶或凍(dong)結(jie)的(de)非金屬(shu)管道應進行保溫(wen),管道保溫(wen)應采(cai)用不可燃的(de)輕質材(cai)料。埋地的(de)非金屬(shu)管道不得采(cai)用法蘭(lan)連接,管道上的(de)閥門應設在(zai)閥門井內。
21. 非(fei)金(jin)屬壓(ya)力管(guan)(guan)(guan)道元件[非(fei)金(jin)屬壓(ya)力管(guan)(guan)(guan)道元件包(bao)括聚(ju)乙烯(帶金(jin)屬骨架的(de)聚(ju)乙烯、纖(xian)(xian)維增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)聚(ju)乙烯)及其他(ta)非(fei)金(jin)屬材料(liao)管(guan)(guan)(guan)、管(guan)(guan)(guan)件和(he)閥門;纖(xian)(xian)維增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)塑料(liao)及纖(xian)(xian)維增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)塑料(liao)襯里(li)管(guan)(guan)(guan)和(he)管(guan)(guan)(guan)件制造單位(wei)應當有可靠的(de)技術資料(liao)和(he)試驗方法,以確保(bao)原材料(liao)及非(fei)金(jin)屬壓(ya)力管(guan)(guan)(guan)道元件的(de)適用性。
非金(jin)屬壓力管道元件的制(zhi)造(zao)單(dan)位應(ying)當對其制(zhi)造(zao)工(gong)(gong)藝進行(xing)工(gong)(gong)藝評定或(huo)工(gong)(gong)藝驗證。
22. 按(an)照相應的標(biao)準、工程規定(設計要求)等對(dui)非金屬(shu)管道的支撐、防護、熱變形補償和接頭(tou)連接型式(shi)進行(xing)設計。
23. 非金(jin)屬管(guan)道(dao)(dao)不允許使(shi)(shi)用(yong)在(zai)超過設計(ji)壓力(li)(li)、設計(ji)溫度(du)(du)(du)的(de)環(huan)境下;非金(jin)屬管(guan)道(dao)(dao)的(de)最(zui)高(gao)使(shi)(shi)用(yong)溫度(du)(du)(du)不高(gao)于其(qi)材料的(de)熱變形溫度(du)(du)(du)減20℃;非金(jin)屬管(guan)道(dao)(dao)的(de)最(zui)高(gao)設計(ji)壓力(li)(li)與其(qi)使(shi)(shi)用(yong)溫度(du)(du)(du)相關,應按相關標(biao)準規(gui)定或(huo)者(zhe)應用(yong)實例的(de)工況考慮(lv)其(qi)溫度(du)(du)(du)折(zhe)減系數;除纖維增強(qiang)塑料及纖維增強(qiang)塑料襯里壓力(li)(li)管(guan)道(dao)(dao)元件可以用(yong)于GC1(3)級管(guan)道(dao)(dao)外,其(qi)他非金(jin)屬壓力(li)(li)管(guan)道(dao)(dao)元件不得(de)用(yong)于GC1級管(guan)道(dao)(dao)。
24. 應(ying)(ying)(ying)當(dang)根據非(fei)金屬管(guan)(guan)(guan)道(dao)和(he)(he)介質(zhi)重量以及非(fei)金屬管(guan)(guan)(guan)道(dao)的長度(du)設計(ji)支吊架(jia)(jia)。管(guan)(guan)(guan)道(dao)支架(jia)(jia)、導(dao)向架(jia)(jia)和(he)(he)固定架(jia)(jia)的選擇和(he)(he)采用(yong),除(chu)應(ying)(ying)(ying)當(dang)核算局部(bu)載荷或者(zhe)應(ying)(ying)(ying)力的負(fu)面(mian)影(ying)響外,還應(ying)(ying)(ying)避免(mian)點荷載和(he)(he)非(fei)金屬管(guan)(guan)(guan)道(dao)與支架(jia)(jia)間的點支撐。
25. 當非金屬管道有阻燃(ran)性能要求時,應采(cai)用阻燃(ran)樹脂(zhi)、添(tian)加(jia)阻燃(ran)劑或其(qi)他(ta)措施。
26. 非金屬(shu)管(guan)道有(you)防靜電性能要求時應當采取有(you)效的(de)防靜電措施。
27. 架空敷設(she)的非金屬管(guan)道與高于其使用溫度的設(she)備、非金屬管(guan)道(無(wu)隔(ge)熱)的凈距不應小于0.5m,否則應采取隔(ge)熱防護措施。
28. 非金屬管道法(fa)蘭(lan)與異(yi)種材料法(fa)蘭(lan)相接時應采(cai)用相應的墊(dian)片或(huo)墊(dian)環。
29. 對非(fei)金屬管道系統可能(neng)出現的水(shui)錘、負壓進(jin)行專項核(he)算。