7.4.3 管 道
在管道设计时要根据介质选择不同材质的管道,并由生产任务确定管道的最经济直径,根据工作压力选择壁厚。
1.选材
制药工业生产用管子、阀门和管件材料的选择主要是依据输送介质的浓度、温度、压力、腐蚀情况、供应来源和价格等因素综合考虑决定。在实际工作中,可查找材料手册或根据实际生产品种来直接选材,可按下列原则来确定:
(1)浓度:参阅临近浓度,如果相邻上下两个浓度的耐腐蚀性相同,那么中间浓度的耐腐蚀性一般也相同。如果上下两个浓度的耐腐蚀性不同,则中间浓度的耐腐蚀性常常介于两者之间。一般情况下,腐蚀性随浓度的增加而增强。
(2)温度:一般情况下温度越高,腐蚀性越大。但若上、下两个温度耐腐蚀性不同,低温耐蚀,高温不耐蚀,温度越高,腐蚀速度越快。
(3)腐蚀介质:可参阅同类介质的数据。有机化合物中各类物质的腐蚀性更为接近。
2.管径的计算与确定
管径的选择与计算是管道设计中的一项重要内容,因为管径的选择和确定与管道的初始投资费用和动力消耗费用有着直接的联系。管径越大,原始投资费用越大,但动力消耗费用可降低;相反,管径减小,投资费用减少,但动力消耗费用就增加。对于用量大的(如石油输送)管线,它的管道直径必须严格计算。对于制药企业,虽然每个车间管道并不太多,但就整个企业来讲,使用的管道种类繁多,数量也大,就不能不认真考虑了。
3.管壁厚度
根据管径和各种公称压力范围,查阅有关手册(如化工工艺设计手册等)可得管壁厚度。
4.常用管
制药工业中常用的管子按材质分有钢管、有色金属管和有机、无机非金属管等。
(1)钢管:钢管包括焊接(有缝)钢管和无缝钢管两大类。
1)焊接(有缝)钢管:焊接钢管通常由碳钢板卷焊而成,以镀锌管较为常见。焊接钢管的强度低,可靠性差,常用作水、压缩空气、蒸气、冷凝水等流体的输送管道。
2)无缝钢管:无缝钢管可由普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢、合金钢等的管坯热轧或冷轧(冷拔)而成。无缝钢管品质均匀、强度较高,常用于高温、高压以及易燃、易爆和有毒介质的输送。
(2)有色金属管:在药品生产中,铜管和黄铜管、铅管和铅合金管、铝管和铝合金管都是常用的有色金属管。
(3)非金属管:非金属管包括无机非金属管和有机非金属管两大类。玻璃管、搪玻璃管、陶瓷管等都是常见的无机非金属管,橡胶管、聚丙烯管、硬聚氯乙烯管、聚四氟乙烯管、耐酸酚醛塑料管、玻璃钢管、不透性石墨管等都是常见的有机非金属管。(www.xing528.com)
非金属管通常具有良好的耐腐蚀性能,在药品生产中有着广泛的应用,但在使用中应注意其机械性能和热稳定性。
5.管道连接
管道连接的基本方法有法兰连接、螺纹连接、承插连接和焊接,此外,还有卡套连接和卡箍连接。
(1)法兰连接:法兰连接常用于大直径、密封性要求高的管道连接。法兰连接的优点是连接强度高,密封性能好,拆装比较方便;缺点是成本较高。
(2)螺纹连接:螺纹连接也是一种常用的管道连接方式,具有连接简单、拆装方便、成本较低等优点,常用于小直径(≤50mm)低压钢管或硬聚氯乙烯管道、管件、阀门之间的连接;缺点是连接的可靠性较差,螺纹连接处易发生渗漏,因而不宜用作易燃、易爆和有毒介质输送管道之间的连接。
(3)承插连接:承插连接常用于埋地或沿墙敷设的给排水管,如铸铁管、陶瓷管、石棉水泥管等与管或管件、阀门之间的连接。连接处可用石棉水泥、水泥砂浆等封口,用于工作压强不高于0. 3M Pa、介质温度不高于60℃的场合。
(4)焊接:焊接是药品生产中最常用的一种管道连接方法,具有施工方便、连接可靠、成本较低的优点。凡是不需要拆装的地方,应尽可能采用焊接。所有的压力管道,如煤气、蒸气、空气、真空等管道应尽量采用焊接。
(5)卡套连接:卡套连接是小直径(≤40mm)管道、阀门及管件之间的一种常用连接方式,具有连接简单、拆装方便等优点,常用于仪表、控制系统等管道的连接。
(6)卡箍连接:该法是将金属管插入非金属软管,并在插入口外用金属箍箍紧,以防介质外漏。卡箍连接具有拆装灵活、经济耐用等优点,常用于临时装置或洁净物料管道的连接。
6.管道油漆及颜色
彻底除锈后的管道表层应涂红丹底漆两遍,油漆一遍;需保温的管道应在保温前涂红丹底漆两遍,保温后再在外表面上油漆一遍;敷设于地下的管道应先涂冷底子油一遍,再涂沥青一遍,然后填土;不锈钢或塑料管道不需涂漆。常见管道的油漆颜色如表7-4所示。
表7-4 常见管道的油漆颜色
7.管道验收
安装完成后的管道需进行强度及气密性试验。对小于68. 7kPa表压下操作的气体管道进行气压试验时,先将空气升到工作压力,用肥皂水试验气漏,然后升到试验压力维持一定时间而下降值在规定值以下。
在真空下操作的液体和气体管道及68. 7kPa以下的液体管道,水压试验的压力各为98. 1kPa和196. 2kPa表压,要求保持0. 5小时压力不变。高于196. 2kPa表压的管道,水压试验的压力为工作压力的1. 5倍。
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