緒論

將管子、管件和閥門等連接成具有流體輸送功能的組合體就稱為管道。管道在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活及科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。管道的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，礦山開采、鋼鐵冶煉、機(jī)械制造、電力、石油天然氣開采與加工、化學(xué)工業(yè)、建筑材料、紡織、造紙印刷、食品制造、科學(xué)教育、醫(yī)藥衛(wèi)生、國(guó)防工程、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活都離不開管道。

現(xiàn)代文明離不開管道，管道推進(jìn)了現(xiàn)代文明。通常來說，越是發(fā)達(dá)的國(guó)家或地區(qū)，管道的種類越多、人均長(zhǎng)度也越長(zhǎng)。越是落后的國(guó)家或地區(qū)，管道的種類越少、人均長(zhǎng)度也越短。在極度落后的地區(qū)，根本就沒有管道。工業(yè)的發(fā)展需要管道輸送原油、成品油、天然氣、煤氣、煤漿、水、蒸氣等流體。農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展需要用管道來灌溉和加工。人們生活水平的提高更離不開管道，在20世紀(jì)初我國(guó)居民家中，只要有自來水管道和下水管道，就是富裕人群的生活，一般居民家中是沒管道的。20世紀(jì)50～60年代在城鎮(zhèn)居民中逐漸普及自來水管道和下水管道，人們的生活得到了一定程度的改善。20世紀(jì)70～80年代推廣使用暖氣管道和燃?xì)夤艿?，人們的生活質(zhì)量又有了一個(gè)較大的提高。20世紀(jì)90年代后在城鎮(zhèn)居民中普及了自來水管道、下水管道、暖氣管道和燃?xì)夤艿馈?0世紀(jì)末自來水管道、下水管道和燃?xì)夤艿老蜣r(nóng)村發(fā)展，部分城鎮(zhèn)居民家中用上了中央空調(diào)，這又增加了通風(fēng)管道。隨著管道的增加，人們的生活質(zhì)量在不斷提高，現(xiàn)在人們一天也離不開管道。

0.1　管道的分類及特點(diǎn)

管道的分類方法較多，這里只介紹幾種常用的分類方法。

0.1.1　按制造材質(zhì)分類

（1）分類　管道按制造材質(zhì)分為：金屬管道和非金屬管道兩大類。

金屬管道又分為：碳鋼管道、低合金鋼管道、合金鋼管道及有色金屬管道等。

非金屬管道又分為：塑料管道、混凝土管道、橡膠管道及陶瓷管道等。

（2）特點(diǎn)

①金屬管道的特點(diǎn)：具有較高的強(qiáng)度、塑性和韌性。

②非金屬管道的特點(diǎn)：具有較強(qiáng)的耐蝕性，但一般來說強(qiáng)度較低、塑韌性較差。

0.1.2　按管道截面形狀分類

（1）分類　管道按截面形狀分為：圓形管道、方形管道和異形管道三類。

（2）用途

①圓形管道的用途：大部分的管道都是圓形的，可應(yīng)用于各種領(lǐng)域。

②方形管道的用途：主要用于建筑、裝潢和通風(fēng)等。

③異形管道的用途：主要用于裝潢和特殊用途。

0.1.3　按管徑分類

管道按管徑分為：小口徑管道、中口徑管道、大口徑管道、超大口徑管道。

0.1.4　按管壁厚度分類

管道按管壁厚度分為：薄壁管道、厚壁管道和超厚壁管道。

0.1.5　按輸送的介質(zhì)分類

管道按輸送的介質(zhì)分為：氣體管道、液體管道和漿體管道等。

氣體管道又分為：天然氣管道、煤氣管道、氧氣管道、空氣管道等。

液體管道又分為：輸水管道、原油管道、成品油管道等。

漿體管道又分為：煤漿管道、混凝土管道等。

0.1.6　按輸送介質(zhì)溫度分類

管道按輸送介質(zhì)溫度分為：常溫管道、低溫管道和高溫管道。

0.1.7　按管道內(nèi)的壓力分類

管道按壓力分為：真空管道、低壓管道、中壓管道、高壓管道和超高壓管道。

0.1.8　按敷設(shè)方式分類

（1）分類　管道按敷設(shè)方式分為：地下管道、地面管道和架空管道。

（2）特點(diǎn)

①地下管道的特點(diǎn)：節(jié)省用地、受環(huán)境氣候的影響小、安全性強(qiáng)。

②地面管道的特點(diǎn)：敷設(shè)和維修較為簡(jiǎn)單。

③架空管道的特點(diǎn)：節(jié)省用地和工藝的需要。

0.1.9　管道按行業(yè)分類

0.1.9.1　分類

按行業(yè)不同管道分為：長(zhǎng)輸管道、電站管道、化工管道、油氣田集輸管道、海洋管道和公用管道等。

0.1.9.2　特點(diǎn)

（1）長(zhǎng)輸管道的特點(diǎn)

①輸送距離長(zhǎng)，輸送距離通常從幾十千米到幾千千米。

②輸送管徑大，管道管徑通常在200mm以上。

③輸送壓力高，輸送壓力通常在1.6MPa以上。

④輸送量大，年輸油量通常在幾十萬到幾千萬噸，年輸氣量通常在幾億到幾百億立方米。

⑤產(chǎn)量與用量應(yīng)基本一致，采用管道運(yùn)輸?shù)姆绞剑旧喜荒艽罅績(jī)?chǔ)存，產(chǎn)地的產(chǎn)量與用戶的用量應(yīng)基本保持一致。

⑥輸送介質(zhì)品種單一，長(zhǎng)輸管道通常只輸送原油、成品油、天然氣和漿體，一般來說一條管道工程只能輸送上述4種介質(zhì)中的一種。

⑦絕大部分的長(zhǎng)輸管道都敷設(shè)在地下，它的優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省大量的用地；有利于管道的安全運(yùn)行，不易受到外界的破壞；地下的溫度比較恒定。

（2）電站管道的特點(diǎn)

電站管道的主要特點(diǎn)：高溫，最高溫度可達(dá)600℃以上；高壓，最高工作壓力可達(dá)30MPa以上；腐蝕性，在高溫、高壓下電站管道極易腐蝕，所以電站管道應(yīng)具有較好的耐蝕性。

（3）化工管道的特點(diǎn)

①管材種類繁多：碳鋼、低合金鋼、合金鋼、有色金屬及非金屬。

②工作環(huán)境苛刻：高溫、高壓、低溫、真空和腐蝕性強(qiáng)。

③介質(zhì)危險(xiǎn)：易燃、易爆、有毒、腐蝕性介質(zhì)。

④化工管道種類多：熱力管道、制冷管道、壓縮空氣管道、氧氣管道、乙炔管道、煤氣管道、埋地管道、架空管道等。

（4）油氣田集輸管道的特點(diǎn)

油氣田集輸管道一般是一個(gè)油田或一個(gè)氣田由井口裝置連接各站點(diǎn)之間，輸送未經(jīng)處理的油氣管道。集輸管道的特點(diǎn)如下。

①管材品種多：碳鋼、低合金鋼、合金鋼、不銹復(fù)合鋼和非金屬材料等。

②管材規(guī)格多：管徑從幾十毫米到幾百毫米，管壁厚度從幾毫米到幾十毫米。

③輸送壓力范圍大：從幾兆帕到幾十兆帕，最高可達(dá)上百兆帕。

④輸送介質(zhì)成分復(fù)雜：含水、含氣和其他雜質(zhì)，對(duì)管道具有較強(qiáng)的腐蝕性。

（5）海洋管道的特點(diǎn)

在海洋敷設(shè)的管道就稱為海洋管道，海洋管道具有如下特點(diǎn)。

①具有很強(qiáng)的腐蝕性，所以海洋管道對(duì)耐蝕性能的要求很高。

②洋流和潮汐對(duì)管道的穩(wěn)定性影響大，所以對(duì)海底管道應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)管處理。

③施工難度大，由于是在海洋上施工，并對(duì)焊接質(zhì)量、防腐質(zhì)量和穩(wěn)管質(zhì)量要求更高，所以施工難度大。

④維修難度大，海洋管道一旦發(fā)生事故，其維修難度要比陸上管道難得多。

（6）公用管道的特點(diǎn)

城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、工業(yè)廠礦生活區(qū)范圍內(nèi)用于公用事業(yè)或民用的燃?xì)夤艿篮蜔崃艿谰头Q為公用管道。公用管道具有如下特點(diǎn)。

①管道敷設(shè)在居民密集區(qū)，對(duì)安全性要求較高。

②管道材質(zhì)品種多，如碳鋼、低合金鋼和非金屬管道等。

③管道規(guī)格多，管徑從十幾毫米到幾百毫米，管壁厚度從幾毫米到幾十毫米。

④輸送壓力范圍大，從零點(diǎn)幾兆帕到幾兆帕。

⑤輸送的介質(zhì)可燃、易爆、有毒、高溫等。

0.2　管道的連接方式及特點(diǎn)

0.2.1　管道的連接方式

管道的連接方式主要有：焊接、螺紋連接、法蘭連接、承插連接、溝槽連接等形式。

（1）管道的焊接

焊接——通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。

管道的焊接——用焊接的方法將管子、管件等連接起來。

（2）管道的螺紋連接　用螺紋連接的方式將管子、管件等連接起來就稱為管道的螺紋連接。

（3）管道的法蘭連接　用法蘭連接的方式將管道、管件、閥門等連接起來就稱為管道的法蘭連接。

（4）管道的承插連接　管子、管件等的兩端制成承插口的形式，將管子或管件的端部插入另一管子或管件的端部，就稱為管道的承插連接。

（5）管道的溝槽連接　將管子、管件等的兩端制成適用于溝槽連接的形式，然后用溝槽連接件將管子、管件等連接起來就稱為溝槽連接。溝槽連接也稱為卡箍連接。

0.2.2　管道連接方式的特點(diǎn)

（1）管道焊接連接的特點(diǎn)

①在所有的連接方式中管道焊接連接的密封性最好。

②連接強(qiáng)度好，只要采取合理的焊接工藝，焊接接頭可實(shí)現(xiàn)與管材等強(qiáng)度。

③可節(jié)省大量的連接件，也節(jié)省了材料。

④焊接只適用于金屬管道和部分非金屬管道的連接。

⑤焊接是一種永久性的連接，換管、換件的維修難度較大。

（2）管道螺紋連接的特點(diǎn)

①螺紋的加工成本較高，通常還需螺紋連接件。

②通常情況下，螺紋連接的密封性和承壓性較焊接連接差。

③螺紋連接施工較為簡(jiǎn)單，施工效率較高。

④螺紋連接是一種可拆性的連接，換管、換件的維修較為簡(jiǎn)單。

⑤由于螺紋連接是一種可拆性的連接，特別適用于臨時(shí)管道的連接，管子和管件可重復(fù)利用。

（3）管道法蘭連接的特點(diǎn)

①法蘭連接的密封性和承壓能力較螺紋連接強(qiáng)，密封性較焊接連接差。

②法蘭的成本較高，通常適用于較大管徑并需拆卸的管件和閥門等的連接。

③法蘭連接是一種可拆卸的連接，閥門、管件等的更換和維修較方便。

④法蘭連接施工較為復(fù)雜，施工效率較低。

⑤由于法蘭連接是一種可拆性的連接，適用于臨時(shí)管道的連接，管子和管件可重復(fù)利用。

（4）管道承插連接的特點(diǎn)

①承插連接的密封性和承壓能力較差，通常只適用于低壓管道的連接。

②承插管口的加工難度較焊接坡口大，成本也高。

③承插連接是一種可拆卸的連接，管子、管件等的更換和維修較方便。

④承插連接施工較為簡(jiǎn)單，施工效率較高。

⑤由于承插連接是一種可拆性的連接，適用于臨時(shí)管道的連接，管子和管件等可重復(fù)利用。

（5）管道溝槽連接的特點(diǎn)

①溝槽連接密封性較好，并能承受較高的工作壓力。

②溝槽管口的加工難度較大、成本較高。

③溝槽連接是一種可拆卸的連接，管子、管件等的更換和維修較方便。

④溝槽連接施工較為簡(jiǎn)單，施工效率較高。

⑤溝槽連接具有隔振、降噪的作用。

⑥由于溝槽連接是一種可拆卸的連接，特別適用于臨時(shí)管道的連接，管子和管件等可重復(fù)利用。