1. 非(fei)金(jin)屬管(guan)道的(de)設(she)計應滿足(zu)設(she)計條件下的(de)力學、耐(nai)腐蝕(shi)、蠕變和(he)熱膨脹等性(xing)能(neng)要求。非(fei)金(jin)屬管(guan)道(非(fei)金(jin)屬管(guan)道包括纖維增(zeng)強塑料、纖維增(zeng)強塑料襯里、聚乙烯及其他(ta)非(fei)金(jin)屬材(cai)料管(guan)道)的(de)材(cai)料及性(xing)能(neng)應符合(he)相應材(cai)料的(de)相關國(guo)家標準、行業標準。
非金屬管(guan)道的原材(cai)料(liao)不得(de)使用或(huo)者添加(jia)再(zai)生料(liao)(回收料(liao))[再(zai)生料(liao)(回收料(liao))是指(zhi)已(yi)使用過(guo)的塑料(liao)制品經(jing)清潔、破碎、研磨或(huo)者造粒后制得(de)的材(cai)料(liao)]。
2. 設計條件要(yao)素:
①. 設計溫度(du)下的抗(kang)(kang)拉強度(du)、抗(kang)(kang)壓強度(du)、抗(kang)(kang)彎強度(du)、抗(kang)(kang)剪強度(du)和彈性模量;
②. 設(she)計(ji)條(tiao)件下的蠕(ru)變速率;
③. 許用應力;
④. 延展性和塑性;
⑤. 沖擊和熱沖擊性能;
⑥. 溫度限制;
⑦. 熔化和氣化轉變溫度;
⑧. 氣孔和滲透(tou)性;
⑨. 試(shi)驗(yan)方法;
⑩. 連接方(fang)法及其有(you)效(xiao)性。
3. 設(she)計條件的耦合。
①. 非金屬管道設計應根據(ju)介質的設計壓力、設計溫度(du)和流體特性等工藝條件,并結合環(huan)境和各種荷載等條件進行;
②. 非金屬管道系(xi)統的(de)每個(ge)組成件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)設(she)計壓(ya)力(li),不應小(xiao)于運(yun)行中遇到(dao)的(de)內(nei)壓(ya)和外壓(ya)與溫度偶(ou)合時(shi)最(zui)(zui)苛(ke)(ke)刻(ke)條件(jian)(jian)(jian)(jian)下的(de)壓(ya)力(li)。最(zui)(zui)苛(ke)(ke)刻(ke)條件(jian)(jian)(jian)(jian)應為(wei)強度計算(suan)中管道組成件(jian)(jian)(jian)(jian)需要最(zui)(zui)大厚度及最(zui)(zui)高公稱壓(ya)力(li)時(shi)的(de)參(can)數;
③. 非(fei)金屬管道(dao)的設(she)計溫(wen)度(du)應(ying)為管道(dao)在運行時(shi),壓力和溫(wen)度(du)相偶(ou)合的最(zui)苛(ke)刻條(tiao)件下(xia)的溫(wen)度(du)。在確定設(she)計溫(wen)度(du)時(shi),應(ying)考慮介質溫(wen)度(du)、環境溫(wen)度(du)、陽光輻(fu)射或其他熱(re)源造成(cheng)的苛(ke)刻溫(wen)度(du);
④. 酸(suan)、堿、油介(jie)質的影響。
4. 配(pei)管設計非(fei)金屬管選用應(ying)特(te)別注意的可能(neng)性。
①. 發生火災(zai)時的(de)破(po)壞(huai)。筆者調研某事故現(xian)場,發現(xian)金(jin)屬管(guan)(guan)道未遭到火災(zai)破(po)壞(huai),一些非(fei)金(jin)屬管(guan)(guan)道因火災(zai)遭破(po)壞(huai)較嚴(yan)重;
②. 毒性影響(xiang);
③. 非金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)管熱(re)膨脹(zhang)系數(shu)一般比金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)管大,需注意非金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)管道的撓性問題。非金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)材(cai)料(liao)的線(xian)性膨脹(zhang)系數(shu)較大,導熱(re)性差(cha),剛性差(cha)。選用非金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)材(cai)料(liao)必須考慮(lv)其加工工藝性能和連接性能。對于(yu)襯里的材(cai)料(liao),需考慮(lv)襯里材(cai)料(liao)和基(ji)體材(cai)料(liao)的黏結力(li)和親和力(li),當用于(yu)負(fu)壓工況時尤其應注意。
5. 溫度(du)稍微上升時材料拉伸(shen)強度(du)的(de)減弱。一些非(fei)金屬材料的(de)強度(du)受流(liu)體溫度(du)、太陽(yang)(yang)直曬溫升的(de)影(ying)響(xiang)較(jiao)大。露天(tian)敷設的(de)管道應含有(you)穩定劑。對長期暴(bao)露在(zai)陽(yang)(yang)光下的(de)非(fei)金屬管道應當采(cai)取相應的(de)隔離(li)防護措施。
6. 設計(ji)(ji)選用(yong)時應根據所輸送介質的腐蝕(shi)、磨蝕(shi)情況以及(ji)電絕緣、阻力降等要求選用(yong)適當的材料(liao)和型式的管材。各(ge)種非(fei)(fei)金屬管的耐腐蝕(shi)性能、物(wu)理性能以及(ji)規格尺寸(cun)、偏差等可從相(xiang)關的設計(ji)(ji)資料(liao)、設計(ji)(ji)手冊(ce)查找(zhao)。由于非(fei)(fei)金屬管的標準化(hua)程度不如鋼管高,使用(yong)時要注意各(ge)制(zhi)造廠(chang)在制(zhi)造工藝、規格尺寸(cun)、各(ge)種性能等方面的差異。
7. 裝置生產過程中各種操(cao)作(zuo)工況和使(shi)用操(cao)作(zuo)條件,如壓(ya)力、溫度和被輸送流(liu)體的物化性(xing)質(組成、腐蝕性(xing)、物態、間歇或連續操(cao)作(zuo))。
8. 各種工(gong)程(cheng)材(cai)料(liao)的(de)特(te)性(xing),正確地選(xuan)擇(ze)所使用(yong)的(de)材(cai)料(liao),分析(xi)在裝置(zhi)生產過程(cheng)中可能出現的(de)各種材(cai)料(liao)問題(如(ru)材(cai)料(liao)韌性(xing)降低的(de)影(ying)響,同時要考慮(lv)所選(xuan)用(yong)材(cai)料(liao)的(de)加工(gong)工(gong)藝性(xing)和經濟性(xing))。
9. 對(dui)于新型(xing)材料和特殊材料的選(xuan)用(yong)要嚴(yan)格建立在試驗與生(sheng)產的基(ji)礎上,經過(guo)充分論證后(hou)方可(ke)選(xuan)擇使用(yong)。
10. 當介質腐蝕(shi)性強,不適宜選用(yong)一般碳鋼及合金(jin)鋼,須(xu)選用(yong)貴(gui)重合金(jin)時(shi),為了考慮經濟實用(yong)性,可用(yong)非(fei)金(jin)屬材(cai)料(例如PVC、PP、PTFE等(deng))。需注意(yi)以下幾點:
①. 允許使用的溫度(du)及壓力范圍(wei),襯里管道的真空度(du)大小。
②. 塑(su)料管道及附件受光(guang)和氧作用引起的老化(hua)現(xian)象,塑(su)料管道在特定溫(wen)度下對(dui)介質的腐蝕性(xing)能。
③. 壓力和溫度突(tu)變的場(chang)合(he)。
④. 塑料在某些介質(zhi)作用下失去彈性而(er)發生的脆(cui)性現象(xiang)。
11. 熱塑(su)性(xing)塑(su)料(liao)一般不用于地面上輸送可(ke)燃(ran)(ran)性(xing)流體。對可(ke)燃(ran)(ran)、易燃(ran)(ran)的非金屬材(cai)料(liao),必須采取防(fang)火措施(shi)。
12. 脆性(xing)材(cai)料(硼硅玻(bo)璃、陶瓷)不(bu)得(de)用于輸(shu)送有毒、可燃易爆及危險性(xing)介質。
13. 非金屬(shu)管道(dao)不得用于(yu)輸送可燃、毒(du)性危害程度為極(ji)度或高度危害的(de)介(jie)質。
14. 各(ge)種不同(tong)(tong)的非金屬材料對(dui)各(ge)種流體(ti)有(you)(you)著(zhu)不同(tong)(tong)的耐(nai)腐蝕性能。可根據(ju)有(you)(you)關非金屬材料手冊、試驗數據(ju)和(he)產品(pin)樣本加以選擇(ze)。
15. 熱固性樹脂材料用于輸(shu)送(song)有毒或可燃性流(liu)體時,應采取安全防護措施。
16. 塑料(liao)(liao)(liao)類管(guan)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)壁厚(hou)必須考慮(lv)塑料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)蠕變,防止管(guan)子(zi)(zi)(zi)在預期壽命內不會因蠕變而發生(sheng)破(po)裂(lie),根(gen)據不同(tong)塑料(liao)(liao)(liao)選用其(qi)安(an)(an)全系數。各種(zhong)高分子(zi)(zi)(zi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)性(xing)(xing)能差別較大,且在選用時應(ying)對各類材(cai)料(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能加以綜合(he)分析、對比評估,選出合(he)適(shi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)并(bing)進(jin)行(xing)試驗,進(jin)一步(bu)驗證材(cai)料(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能的(de)(de)可靠性(xing)(xing)。同(tong)時還需要(yao)了解所選材(cai)料(liao)(liao)(liao)加工工藝(yi)性(xing)(xing)能和制造、安(an)(an)裝、維(wei)修等性(xing)(xing)能。
17. 非金屬管道不得用于(yu)有劇(ju)(ju)烈振動和劇(ju)(ju)烈循(xun)環的場合。
18. 非金(jin)屬管道(dao)不宜在(zai)火(huo)災爆炸危(wei)險(xian)區內(nei)的地上敷設。
19. 硬聚乙烯(xi)管道(PVC-U)不得用于輸(shu)送氣體介質。
20. 需減少熱損(sun)失和防止(zhi)管(guan)內(nei)液體凝(ning)結、結晶或凍(dong)結的(de)非金屬(shu)(shu)管(guan)道(dao)(dao)(dao)應(ying)(ying)進行(xing)保溫(wen),管(guan)道(dao)(dao)(dao)保溫(wen)應(ying)(ying)采用不可燃的(de)輕(qing)質材(cai)料。埋(mai)地(di)的(de)非金屬(shu)(shu)管(guan)道(dao)(dao)(dao)不得采用法蘭(lan)連接,管(guan)道(dao)(dao)(dao)上的(de)閥門應(ying)(ying)設在閥門井內(nei)。
21. 非(fei)金屬壓(ya)(ya)力管(guan)(guan)(guan)道(dao)元件(jian)(jian)[非(fei)金屬壓(ya)(ya)力管(guan)(guan)(guan)道(dao)元件(jian)(jian)包括聚(ju)乙烯(帶金屬骨架的(de)聚(ju)乙烯、纖維(wei)增(zeng)強聚(ju)乙烯)及(ji)其他(ta)非(fei)金屬材料管(guan)(guan)(guan)、管(guan)(guan)(guan)件(jian)(jian)和(he)閥門(men);纖維(wei)增(zeng)強塑料及(ji)纖維(wei)增(zeng)強塑料襯(chen)里管(guan)(guan)(guan)和(he)管(guan)(guan)(guan)件(jian)(jian)制造單位應當有可靠的(de)技術資料和(he)試驗方法,以確保原(yuan)材料及(ji)非(fei)金屬壓(ya)(ya)力管(guan)(guan)(guan)道(dao)元件(jian)(jian)的(de)適用(yong)性。
非金屬壓力管道元件的制(zhi)造單位(wei)應當對其制(zhi)造工藝(yi)(yi)進行(xing)工藝(yi)(yi)評定或工藝(yi)(yi)驗證(zheng)。
22. 按照相應的標準、工程規定(設計要求)等對非金(jin)屬管道的支撐、防護、熱變形補償(chang)和(he)接頭連接型式進行(xing)設計。
23. 非(fei)金屬管(guan)(guan)道(dao)不(bu)允(yun)許使(shi)用(yong)在超過設(she)(she)計壓力(li)(li)(li)、設(she)(she)計溫度(du)的(de)環境(jing)下;非(fei)金屬管(guan)(guan)道(dao)的(de)最(zui)高(gao)(gao)使(shi)用(yong)溫度(du)不(bu)高(gao)(gao)于其材料(liao)的(de)熱變形溫度(du)減20℃;非(fei)金屬管(guan)(guan)道(dao)的(de)最(zui)高(gao)(gao)設(she)(she)計壓力(li)(li)(li)與其使(shi)用(yong)溫度(du)相關,應按(an)相關標準規定或者應用(yong)實例的(de)工況(kuang)考(kao)慮(lv)其溫度(du)折減系數;除纖維增(zeng)強(qiang)塑料(liao)及纖維增(zeng)強(qiang)塑料(liao)襯(chen)里壓力(li)(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)元件可以(yi)用(yong)于GC1(3)級管(guan)(guan)道(dao)外,其他非(fei)金屬壓力(li)(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)元件不(bu)得(de)用(yong)于GC1級管(guan)(guan)道(dao)。
24. 應當根據非金屬管(guan)(guan)(guan)道(dao)和(he)介質重量以及非金屬管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)長(chang)度(du)設計支(zhi)(zhi)吊架。管(guan)(guan)(guan)道(dao)支(zhi)(zhi)架、導(dao)向架和(he)固定架的(de)選擇和(he)采用,除應當核算局部載荷(he)或者應力(li)的(de)負面影響外,還(huan)應避(bi)免點荷(he)載和(he)非金屬管(guan)(guan)(guan)道(dao)與支(zhi)(zhi)架間的(de)點支(zhi)(zhi)撐。
25. 當非金(jin)屬管道(dao)有阻(zu)燃(ran)(ran)性能(neng)要(yao)求時,應采用阻(zu)燃(ran)(ran)樹脂、添加阻(zu)燃(ran)(ran)劑或(huo)其他措(cuo)施。
26. 非(fei)金屬(shu)管道有防靜(jing)電性能要求時應當采取有效的(de)防靜(jing)電措(cuo)施。
27. 架空敷設(she)的(de)非金(jin)屬(shu)管(guan)道與(yu)高于其使用溫度的(de)設(she)備、非金(jin)屬(shu)管(guan)道(無隔熱)的(de)凈距不應小于0.5m,否則應采取隔熱防護措施。
28. 非金(jin)屬管道法蘭(lan)與異種材料(liao)法蘭(lan)相接時應(ying)采(cai)用相應(ying)的墊片(pian)或墊環(huan)。
29. 對非金屬管道(dao)系統可(ke)能(neng)出現的水錘、負壓進行專項核算。