1. 非(fei)金屬管道的(de)(de)設計(ji)應滿足設計(ji)條件(jian)下的(de)(de)力學、耐腐蝕(shi)、蠕變和(he)熱膨脹等性能(neng)要求(qiu)。非(fei)金屬管道(非(fei)金屬管道包括纖維增強塑(su)料(liao)、纖維增強塑(su)料(liao)襯里、聚乙烯及其他非(fei)金屬材(cai)料(liao)管道)的(de)(de)材(cai)料(liao)及性能(neng)應符合相(xiang)應材(cai)料(liao)的(de)(de)相(xiang)關國家標準(zhun)、行業標準(zhun)。
非金屬管道(dao)的原材料(liao)(liao)不(bu)得使(shi)用(yong)或者添加再(zai)生(sheng)料(liao)(liao)(回(hui)收料(liao)(liao))[再(zai)生(sheng)料(liao)(liao)(回(hui)收料(liao)(liao))是指已(yi)使(shi)用(yong)過的塑料(liao)(liao)制品經(jing)清潔(jie)、破碎、研(yan)磨或者造粒后(hou)制得的材料(liao)(liao)]。
2. 設計條件要素:
①. 設計溫(wen)度(du)下的(de)抗拉強(qiang)度(du)、抗壓(ya)強(qiang)度(du)、抗彎強(qiang)度(du)、抗剪(jian)強(qiang)度(du)和彈性模(mo)量(liang);
②. 設計條件下的蠕(ru)變速率;
③. 許用應力;
④. 延展(zhan)性和塑性;
⑤. 沖(chong)擊和熱沖(chong)擊性能;
⑥. 溫度限制(zhi);
⑦. 熔化(hua)和(he)氣化(hua)轉(zhuan)變溫度;
⑧. 氣孔和(he)滲透性;
⑨. 試驗方法(fa);
⑩. 連接方法(fa)及其有效性。
3. 設(she)計條件的耦合。
①. 非金屬管道(dao)設(she)(she)計應根據(ju)介質的(de)設(she)(she)計壓力、設(she)(she)計溫(wen)度和流體特(te)性等(deng)工藝條(tiao)件(jian),并結合環境和各種(zhong)荷載等(deng)條(tiao)件(jian)進行;
②. 非金(jin)屬管道系統(tong)的(de)每個組成件的(de)設計(ji)壓力(li),不(bu)應小于運行中遇到(dao)的(de)內壓和(he)外壓與溫(wen)度(du)(du)偶(ou)合時(shi)最(zui)苛(ke)刻條件下的(de)壓力(li)。最(zui)苛(ke)刻條件應為強度(du)(du)計(ji)算中管道組成件需要(yao)最(zui)大厚度(du)(du)及(ji)最(zui)高公稱壓力(li)時(shi)的(de)參數;
③. 非金屬管(guan)道(dao)的設(she)計(ji)溫(wen)(wen)度(du)應為(wei)管(guan)道(dao)在運行時,壓(ya)力和溫(wen)(wen)度(du)相(xiang)偶合的最苛刻(ke)條件下的溫(wen)(wen)度(du)。在確定設(she)計(ji)溫(wen)(wen)度(du)時,應考慮介質溫(wen)(wen)度(du)、環(huan)境溫(wen)(wen)度(du)、陽(yang)光輻射或其他熱源造成的苛刻(ke)溫(wen)(wen)度(du);
④. 酸、堿、油介質的(de)影(ying)響(xiang)。
4. 配管(guan)設(she)計非(fei)金屬管(guan)選用應特(te)別注意的可能性(xing)。
①. 發(fa)生火災(zai)時(shi)的(de)破(po)壞(huai)。筆者調(diao)研某事故現(xian)場,發(fa)現(xian)金(jin)屬管道未(wei)遭到火災(zai)破(po)壞(huai),一些非金(jin)屬管道因火災(zai)遭破(po)壞(huai)較(jiao)嚴重;
②. 毒性影響;
③. 非金(jin)屬(shu)管(guan)熱膨脹系(xi)數一般比金(jin)屬(shu)管(guan)大(da),需注意非金(jin)屬(shu)管(guan)道的撓性(xing)(xing)問題。非金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的線性(xing)(xing)膨脹系(xi)數較大(da),導(dao)熱性(xing)(xing)差,剛性(xing)(xing)差。選用非金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)必須考慮其(qi)加工工藝性(xing)(xing)能和(he)連接性(xing)(xing)能。對于襯(chen)里的材(cai)(cai)料(liao)(liao),需考慮襯(chen)里材(cai)(cai)料(liao)(liao)和(he)基體材(cai)(cai)料(liao)(liao)的黏結力和(he)親和(he)力,當用于負壓(ya)工況時尤其(qi)應注意。
5. 溫度稍微上升時(shi)材料(liao)拉伸強度的(de)減弱。一些非金屬材料(liao)的(de)強度受流體(ti)溫度、太(tai)陽(yang)直曬(shai)溫升的(de)影響(xiang)較大。露天敷設(she)的(de)管道應含有穩定劑。對長期暴露在陽(yang)光下的(de)非金屬管道應當采取相應的(de)隔離防護措施(shi)。
6. 設(she)計(ji)選用時(shi)應根(gen)據所輸送介質的(de)腐(fu)蝕(shi)、磨(mo)蝕(shi)情況以及電(dian)絕緣、阻力降等要(yao)求選用適(shi)當(dang)的(de)材料和型(xing)式的(de)管(guan)(guan)材。各(ge)種(zhong)非金屬管(guan)(guan)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)、物理(li)性(xing)能(neng)以及規格尺寸(cun)、偏差(cha)等可從相關的(de)設(she)計(ji)資料、設(she)計(ji)手(shou)冊(ce)查(cha)找(zhao)。由(you)于非金屬管(guan)(guan)的(de)標準化程(cheng)度不如鋼管(guan)(guan)高,使用時(shi)要(yao)注意各(ge)制(zhi)造廠在(zai)制(zhi)造工(gong)藝、規格尺寸(cun)、各(ge)種(zhong)性(xing)能(neng)等方面的(de)差(cha)異。
7. 裝置生產過程中各種操(cao)作(zuo)工(gong)況和使用操(cao)作(zuo)條件(jian),如壓力、溫度和被輸(shu)送流體的物化性質(組(zu)成、腐蝕性、物態、間歇或連續操(cao)作(zuo))。
8. 各(ge)種工程材料的特(te)性(xing)(xing),正確地選擇(ze)所(suo)使用(yong)的材料,分析在(zai)裝置生產(chan)過程中可(ke)能(neng)出(chu)現的各(ge)種材料問題(如材料韌性(xing)(xing)降低的影響(xiang),同時要考慮所(suo)選用(yong)材料的加工工藝性(xing)(xing)和經(jing)濟性(xing)(xing))。
9. 對于新型材(cai)料和特(te)殊材(cai)料的選用要嚴格建立(li)在試驗與生產的基礎上,經過充(chong)分論證后方可選擇使用。
10. 當(dang)介質腐蝕(shi)性強,不適宜選(xuan)用(yong)一般碳鋼(gang)及合金(jin)鋼(gang),須選(xuan)用(yong)貴重(zhong)合金(jin)時,為了考慮經濟(ji)實用(yong)性,可用(yong)非金(jin)屬材(cai)料(liao)(例(li)如PVC、PP、PTFE等(deng))。需注意以下幾點:
①. 允許使用的(de)溫度及(ji)壓(ya)力(li)范圍,襯(chen)里管(guan)道的(de)真空度大小。
②. 塑料(liao)管道及附(fu)件受光和氧作(zuo)用引起的老化現象(xiang),塑料(liao)管道在特定溫度(du)下對介(jie)質的腐蝕性能。
③. 壓力和溫度突變的(de)場合。
④. 塑料在某些介質作用下(xia)失(shi)去彈性(xing)而發(fa)生的脆(cui)性(xing)現(xian)象。
11. 熱塑性(xing)塑料一(yi)般不用于地(di)面(mian)上輸送可(ke)燃(ran)(ran)性(xing)流體。對可(ke)燃(ran)(ran)、易(yi)燃(ran)(ran)的非金屬材料,必須采取防火措(cuo)施。
12. 脆性材(cai)料(硼硅玻璃、陶瓷(ci))不得用于(yu)輸送(song)有毒、可燃易爆(bao)及危險性介質。
13. 非金屬(shu)管(guan)道(dao)不得(de)用于輸送可燃、毒性危害程度(du)為極度(du)或高度(du)危害的(de)介質。
14. 各種不(bu)同的(de)非(fei)金屬(shu)材料對(dui)各種流體有著不(bu)同的(de)耐腐蝕(shi)性能(neng)。可根據有關非(fei)金屬(shu)材料手冊、試(shi)驗數(shu)據和產(chan)品樣本加(jia)以選擇。
15. 熱固性樹脂材料用于輸送有(you)毒或可燃(ran)性流(liu)體時,應采取安(an)全防(fang)護措施。
16. 塑料類(lei)管(guan)子(zi)的(de)壁厚必須考慮(lv)塑料的(de)蠕變,防止管(guan)子(zi)在預(yu)期(qi)壽命內不(bu)會因蠕變而發(fa)生破(po)裂,根(gen)據不(bu)同(tong)(tong)塑料選用其(qi)安全系數。各種高(gao)分子(zi)材(cai)(cai)料的(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)差別(bie)較(jiao)大(da),且在選用時應對各類(lei)材(cai)(cai)料性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)加(jia)以綜合分析、對比評(ping)估,選出(chu)合適材(cai)(cai)料并(bing)進行試(shi)驗(yan),進一步驗(yan)證材(cai)(cai)料性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)可靠性(xing)(xing)(xing)(xing)。同(tong)(tong)時還需要了解所選材(cai)(cai)料加(jia)工工藝(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和制造、安裝(zhuang)、維修等性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。
17. 非金屬管道不得用于有劇烈(lie)振動和劇烈(lie)循環(huan)的場(chang)合。
18. 非金屬管道不宜在火災爆(bao)炸危險區內的地上敷設(she)。
19. 硬聚乙烯(xi)管道(PVC-U)不得(de)用于輸送氣體(ti)介質。
20. 需減少(shao)熱損失和防止管(guan)內液(ye)體凝結(jie)(jie)、結(jie)(jie)晶或凍結(jie)(jie)的(de)非(fei)金(jin)屬(shu)(shu)管(guan)道(dao)應(ying)進行保溫,管(guan)道(dao)保溫應(ying)采用不可燃(ran)的(de)輕質材料。埋(mai)地的(de)非(fei)金(jin)屬(shu)(shu)管(guan)道(dao)不得采用法(fa)蘭連接,管(guan)道(dao)上的(de)閥(fa)門應(ying)設在閥(fa)門井內。
21. 非(fei)金屬(shu)壓力(li)(li)管道(dao)元(yuan)件(jian)[非(fei)金屬(shu)壓力(li)(li)管道(dao)元(yuan)件(jian)包(bao)括聚乙烯(xi)(帶金屬(shu)骨架的聚乙烯(xi)、纖維增強聚乙烯(xi))及其(qi)他非(fei)金屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)管、管件(jian)和閥(fa)門;纖維增強塑(su)料(liao)(liao)及纖維增強塑(su)料(liao)(liao)襯(chen)里管和管件(jian)制造單位(wei)應當(dang)有可靠的技術資料(liao)(liao)和試(shi)驗方(fang)法(fa),以確保(bao)原材(cai)料(liao)(liao)及非(fei)金屬(shu)壓力(li)(li)管道(dao)元(yuan)件(jian)的適(shi)用(yong)性。
非金屬壓力(li)管(guan)道(dao)元件(jian)的(de)制(zhi)造單位應(ying)當對其(qi)制(zhi)造工(gong)藝進行工(gong)藝評定或(huo)工(gong)藝驗證。
22. 按(an)照相應的標準、工程規定(設計要求(qiu))等對非金屬管道的支(zhi)撐、防護、熱變形補(bu)償和(he)接頭連接型(xing)式進行設計。
23. 非(fei)金屬(shu)(shu)管(guan)道(dao)(dao)不允許(xu)使用(yong)(yong)在超過設(she)(she)計壓(ya)力(li)(li)、設(she)(she)計溫度(du)的環境(jing)下(xia);非(fei)金屬(shu)(shu)管(guan)道(dao)(dao)的最高使用(yong)(yong)溫度(du)不高于其材料的熱變形溫度(du)減(jian)20℃;非(fei)金屬(shu)(shu)管(guan)道(dao)(dao)的最高設(she)(she)計壓(ya)力(li)(li)與其使用(yong)(yong)溫度(du)相關(guan),應按(an)相關(guan)標準規定或者應用(yong)(yong)實例(li)的工(gong)況考慮其溫度(du)折減(jian)系(xi)數(shu);除纖維增強(qiang)塑(su)料及纖維增強(qiang)塑(su)料襯里壓(ya)力(li)(li)管(guan)道(dao)(dao)元件可以用(yong)(yong)于GC1(3)級管(guan)道(dao)(dao)外,其他非(fei)金屬(shu)(shu)壓(ya)力(li)(li)管(guan)道(dao)(dao)元件不得(de)用(yong)(yong)于GC1級管(guan)道(dao)(dao)。
24. 應(ying)當(dang)根據非(fei)(fei)金(jin)屬管(guan)道和(he)(he)介質重(zhong)量以(yi)及(ji)非(fei)(fei)金(jin)屬管(guan)道的長度(du)設計支(zhi)吊架。管(guan)道支(zhi)架、導向架和(he)(he)固定架的選擇和(he)(he)采(cai)用,除應(ying)當(dang)核算局部載(zai)荷(he)或(huo)者應(ying)力的負面影(ying)響外,還(huan)應(ying)避免點荷(he)載(zai)和(he)(he)非(fei)(fei)金(jin)屬管(guan)道與(yu)支(zhi)架間的點支(zhi)撐。
25. 當(dang)非金屬管道有阻(zu)燃(ran)性能要求時(shi),應采用阻(zu)燃(ran)樹脂、添加阻(zu)燃(ran)劑或其他(ta)措施(shi)。
26. 非金(jin)屬管道有防(fang)靜電性能要求時(shi)應當采取有效(xiao)的防(fang)靜電措施。
27. 架(jia)空敷設的非(fei)金(jin)屬管道與高(gao)于其使用溫度(du)的設備、非(fei)金(jin)屬管道(無隔熱)的凈(jing)距不應(ying)小于0.5m,否則應(ying)采取隔熱防護措施。
28. 非金屬管道法蘭與異種材料法蘭相接時應采用相應的墊片或墊環。
29. 對非金屬管道系統可能出現的(de)水錘、負壓進(jin)行專項核算(suan)。