承压铜管壁厚的确定

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1、承压铜管壁厚计算举例如下，其强度计算公式（即壁厚计算）为：SNP*（C+Dn）/2o式中：S为壁厚计算值 ，mm；P为工作压力，MPa ； Dn为圆管内径，mm （其他管型时另有计算规定）o为铜材许用应力，按软态紫铜管取为41.2MPa（已考虑焊接后铜管变软）;C为附加余量，主要是腐蚀余量。（钢管一般取0.30.5mm，铸铁取1.0mm， 铜可取0.2mm）可以看出，承压所必需的壁厚只是上式中的第一项数值。对于申20紫铜管、 工作压力1.0MPa时承压所需的壁厚数值，按上式计算为0.246mm。在此基础上， 加上铜管的壁厚偏差三0.04mm （铜管标准规定）、机械胀管时壁厚减薄量约为 0.03

2、mm （实测值为壁厚的5%上下），该项值总和为0.316mm。也就是说，只要 保证这一壁厚，就可保证散热器在压力 1.0MPa 的条件下可以安全使用。我国现在推广生产的铜铝复合柱翼型散热器，其立柱铜管的最小壁厚定为0.6mm，减去上述的承压所需壁厚0.316mm，尚余0.284mm，这就是计算公式中 的 附加 余量数值。 根据北科大试验所得数据， PH=12 时的 年腐蚀率为 0.0178mm/a，两者相除，约等于15年。这就说明，现有的铜铝复合柱翼型散热 器，在高碱度水质，且未除氧的条件下仍可有15 年的安全使用寿命。参照图2， 在 PH7.59.5 的中碱度水质条件下，如果年腐蚀率按 0.

3、005mm/a 分析，可有 50 年的耐蚀年限，在此条件下留有充分的余地，也可保证散热器的使用寿命 30 年 以上。在液压书本里找到的公式：（压力Mpax管径mm）4-50经验常数二壁厚mm。注意：压力指高压安全压力（常规空调应该为2.5Mpa，汽车空调应该为3.0Mpa ）,空调在停止使用时的蒸发器部分压力二冷凝压力，所以也应该选2.5Mpa，如果蒸发器铜管选10mm直径，铜管壁厚应该不小于0.5mm，现在厂家使用0.35甚至0.3 壁厚的铜管，是在吃安全系数。1.1 阀门的代号与识别：管道系统中的阀门按其结构特点可分为闸阀（代号为Z）截止阀（代号为J） 蝶阀（D）节流阀（L）止回阀（H）减

4、压阀（Y）疏水阀（S）安全阀（A） 隔膜阀（G）旋塞阀（X）、球阀（Q ）等。按压力可分为低压阀（pnvl.6MPa） 中压阀（ pn=2.54.0 6.4MPa） 高压阀（ 10MPa pn 100MPa）根据机标JB-308-74规定，国产的阀门都有一个特定的型号。 阀门的型号由7个单元组成，分别依次代表阀门的类别 驱动方式 连接型式 结构形式 密封圈衬里材料 公称压力和阀体材料。一般阀门的识别方法是：1） 阀门的类别 驱动方式和连接型式可按阀门的外形加以识别。 2）阀门的公称直 径 公称压力或工作压力 工作温度以及介质流动方向，可从阀体上的制造厂标 牌确定。阀门产品种类繁多，说法也不完全

5、统一，有的按用途分（如化工 石油 电 站等） 有的按介质分（如水蒸汽 空气阀等） 有的按材质分（如铸铁阀 铸钢 阀 锻钢阀等） 有的按连接形式分（如内螺纹 法兰阀等） 有的按温度分（如 低温阀 高温阀等）。我国目前大多数习惯是按压力和结构种类来分类。即：按 公称压力分：10MPa为高压阀、超过 100MPa 为超高压阀。 按结构种类分主要有：闸阀、截止阀、蝶 阀、球阀、止回阀、安全阀、疏水阀、调节阀、减压阀等。1.2 阀门型号的意义1.2.1 阀门的类别代号：类型代号类型代号 类型代号类型代号闸阀Z蝶阀D止回阀H调节阀T截止阀J隔膜阀G底阀节流阀L旋塞阀X减压阀Y球阀Q安全阀A疏水阀S短系列蝶

6、阀D1、 D2排渣用泥浆阀KZ给水分配阀F地下管网蝶阀SD驱动防爆BZ 、XZ减温减压装置W波纹管密封截止阀 WJ用于排渣系统闸阀PZ球蝶阀QD水位计、水位平衡器B 注：阀门类型前加 D表示为低温阀，即温度不超过40C ；在地下水用闸阀前加S表示竖式安装，加W 表示卧式安装。1.2.2 阀门驱动方式代号：驱动方式代号驱动方式代号驱动方式代号电磁动0正齿轮4气-液动8电磁-液动1伞齿轮5电动9电-液动2气动6气动常开6K蜗轮3液动7液动常开7K户外耐热9R气动带手动6S气动常闭6B防爆电动 9B 液动常闭 7B1.2.3 阀门连接型式代号：连接型式代号连接型式代号连接型式代号内螺纹1焊接6卡套9

7、外螺纹2对夹7法兰4卡箍81.2.4 阀门结构型式代号类型代号0123456789安全阀弹簧式先导式封闭 不封闭 封闭不封闭带散热片全启式微启式全启式带扳手带扳手带控制机构 带扳手双弹簧微启式全启式微启式全启式微启式全启式代号0 1 2 3 4 5 6 7 8 9调节阀 回转 升 降 式套筒式 多级单 级 多级柱塞式Z形 针形式 柱塞式 套筒式Z形 闸板式 套筒式 柱塞式1.2.5 阀座密封或衬里材料代号材料 代号 材料 代号 材料 代号铜合金 T 蒙乃尔合金 M衬胶 CJ耐酸钢H皮革 P衬铅CQ不锈钢无密封圈 W衬塑料 CS渗氮钢D 聚四氟乙烯SA搪瓷 TC巴士合金B 聚三氟乙烯SB尼龙 N

8、S硬质合金Y 聚氯乙烯SC酚醛塑料 SD橡胶 X硬橡胶 J石墨石棉 S注：W表示阀体直接加工的阀座密封面；在阀座与阀瓣（闸板）密封面材料不 同时，用低硬度材料表示（隔膜阀除外）。1.2.6 阀门公称压力系列在阀门的型号中，公称压力代号直接用公称压力的数值（压力单位为kg/cm2或O.IMPa ）表示，并用短线与阀座密封（或衬里材料）代号隔开。阀门的公 称压力为 1、2.5、6、10、16、25、40、64、100、160、200、320 kg/cm2（ 0.1MPa）等等级。对于工作介质温度45CC的阀门，标示出工作温度，方法是在P 右下角用工作温度除以10所得熟知的整数表示。如P54表示介质

9、工作温度在540 C左右。在英、美国家中，尽管目前在有关标准中已列入了公称压力的概念，但仍采用磅级（class）由于公称压力和磅级的温度基准不同，因此两者没有严格的应关系，两者参考的对应关系不如下：磅级 class 150 300 400 600 800 900 15002500 3500公称压力 PN（Mpa）2.0 5.0 6.8 10.0 14.0 15.025.0 42.0 58日本的K级制，其温度基准与英、美国家的磅级相同，但计量单位采用米制，K级与磅级之间的关系见下表：K 级 10204063100磅级 class 15030060090015001.2.7 阀体材料代号材料名称

10、代号 材料名称 代号 材料名称 代号 灰铸铁 H 铸钢 T 铬镍钛（铌）耐酸钢 P 可锻铸铁 K 碳钢 C 铬镍钼钛（铌）耐酸钢 R 球墨铸铁 Q 中镍钼合金钢 I 铬钼钒合金钢 V阀门公称通径系列：36 10 15 2025 3240 506580 100125150（175） 200 （225）250300 350400450 500 600 700 800 90010001200140016001800 2000 22002400 260028003000公称通径是指阀门与管道连接处通道的名义直径，用 DN 表示。它表示阀门规格的大小。1.3 常用阀门的作用与结构性能1.3.1 闸阀闸阀

11、的作用是利用阀瓣沿通路中心的垂直线方向移动来实现开启或关闭管道通 路。闸阀的主要启闭零件是阀瓣和阀座。闸板与流体流向垂直，改变阀瓣与 阀座间的相对位置，既可改变通道截面面积大小，从而改变流量。为了保证关 闭严密，阀瓣与阀座密封面进行的研磨。闸阀的特点是结构复杂，尺寸较大， 价格较高；开启缓慢，无水锤现象，易调节流量；缺点是密封面较大，容易磨损。闸阀（左图）：1楔式闸板；2阀体；3阀盖；4阀杆；5填料；6填 料压盖；7套筒螺栓；8压紧环；9手轮；10压紧螺母；11键；12 阀盖垫。闸阀（右图）：（暗杆平行式）1-楔形闸瓣；2-套筒螺母；3-阀体；4-阀 杆；5-阀盖；6-止推凸肩；7-填料函法兰

12、；8-填料；9填料压盖；10- 手轮；11-阀盖垫。1.3.2 截止阀截止阀是利用阀瓣控制启闭的阀门，主要用于介质工作压力较高而口径不大的场合。截止阀的主要启闭件是阀瓣和阀座，阀瓣沿阀座中心线移动，改变阀 瓣和阀座之间的距离，既可改变通道截面积，从而控制和截断流量。为防止渗 漏，阀瓣与阀座接触面均经研磨配合。截止阀的特点是操作可靠，关闭严密， 易于调节或截断流量，开启高度小（一般为喉座直径的1/4）。但结构复杂，价 格较贵，流体阻力大，启闭缓慢。截止阀的流动方向在阀体上表明，一般是从 下向上流过阀瓣。截止阀： （a ）内螺纹截止阀（b ）外螺纹截止阀1阀座；2阀瓣；3铁丝圈；4阀体；5阀盖；6

13、阀杆；7填料；8填料压盖螺母；9填料压盖；10手轮；11阀座；12阀盘；13垫片；14开口锁片；15阀盘螺母；16阀体；17阀盖；18阀杆；19填料；20填料压盖；21螺母；22手轮；23轭；24螺栓；25垫片。1.3.3 止回阀止回阀又称逆止阀或单向阀，广泛应用于各类泵的出口管道、抽汽管道、疏水管道，以及其他不允许介质倒流的管路上。止回阀是利用阀前阀后的压力差自动启闭的阀门，它的作用是使介质只做一个方向的流动，而阻止其逆向流。按其结构的不同，止回阀主要有升降式（跳心式）、旋启式（摇板式）、抽 汽止回阀（结构类似旋启式，阀瓣的倾角较大）几种。升降式止回阀必须安 装在水平管道上，且使阀瓣的轴线严

14、格的垂直于水平面，以保证阀瓣的灵活升 降与可靠工作。旋启式止回阀只要保证阀瓣的旋转枢轴呈水平，就可任意安装 在水平、垂直或倾斜管路上。1.3.4 安全阀 安全阀是容器和管路系统中的安全装置。当系统的介质压力超过规定的工作压力时，安全阀就会自动开启，降低压力；当压力恢复正常时，它就会自动关 闭。安全阀按结构形式可分为弹簧式、杠杆重锤式、先导式。弹簧式安全阀是利用弹簧传递到阀瓣上的作用力来平衡容器或管道内压，通过调节弹簧的松紧来 平衡介质对阀瓣的压力从而达到控制介质压力的目的；杠杆重锤式安全阀是利 用重锤通过杠杆传递到阀瓣上的作用力来平衡管道或容器内介质的压力，通过整重锤对阀瓣的作用距离来平衡介质

15、对阀瓣的压力，从而达到控制介质压力 的目的；先导式安全阀是由主阀和副阀组成，借副阀的作用带动主阀动作，又 称为脉冲式安全阀。安全阀按开启高度的不同可分为微启式和全启式，微启式安全法用于液体介质 场合，全启式安全法用于气体或蒸汽介质场合。在安装弹簧式安全阀时要注 意确认实际工作压力、工作温度以及弹簧的工作压力等参数。 气压升降式抽汽止回阀（左上图）：1阀体；2蝶阀；3阀盖；4阀杆；5套筒；6壳体；7活塞；8上盖；9进气管接头；10出气管接头；11弹簧。弹簧式安全阀（右上图）：1保护罩；2扳手；3调节螺套；4阀盖；5 上弹簧座；6弹簧；7阀杆；8下弹簧座；9导向座；10反冲盘；11 阀瓣；12定位

16、螺杆；13调节套；14阀座；15铅封；16阀体 。1.3.5 节流阀节流阀的作用是调节流量和压力。节流阀的结构形状节本同于截止阀只是关 闭件有差异，节流阀是通过锥形（或抛物线形）启闭件随阀杆的升降改变流 道的通流面积，从而达到调节流量和压力的目的。节流阀的特点是：启闭时通截面的变化比较缓慢，调节性能好；由于流体通过阀瓣和阀座时流速较大，冲蚀密封面，密封性能差，所以不可做为截断阀用；同时由于调节精度不高， 故也不能作为调节阀用。1.3.6 蝶阀蝶阀主要是由阀体、阀门板、阀杆与驱动装置等组成。旋转手柄，使驱动装 置带动阀门板绕阀体内一固定轴转动，通过阀门板转动角度的大小来改变流 道的流通面积从而达

17、到启闭和节流的目的。目前使用的蝶阀多为软密封蝶阀， 其特点是结构简单、重量轻、维修方便、成本造价低；缺点是使用温度低，密 封性能差，当运行时间较长后橡胶密封圈易老化而失去弹性造成渗漏，故多用 于低温低压的循环水管道系统中。但随着技术的发展，已研制出硬密封蝶阀， 使得蝶阀的工作温度和压力有较大的提高。1.3.7 疏水阀疏水阀的作用是能自动、间歇排出蒸汽管道及蒸汽设备系统中的冷凝水，并 能防止蒸汽泄出。常用的疏水阀有浮桶式、热动力式、自由浮球式、双金属式、脉冲式、钟形浮子式等。1.3.8 球阀球阀是以球状件作为启闭件的阀门。其主要功能是切断或接通管道内的介质流通通道。球阀的工作原理是借助手柄或其他

18、驱动装置使球体旋转90o（特 殊结构球阀除外），使球体的通孔与阀体通道中心线重合或垂直，即完成阀门的 全开或全关。一般球阀的结构分为浮动球球阀和固定球球阀两类。浮动球球阀 的球体自由支承在阀座上，靠介质的压力形成单面密封，故不能保证密封。固 定球球阀是靠浮动的阀座借助弹簧或介质推力，建立密封比压，密封性能较好。球阀的主要特点是：介质流动阻力小，球体的通道直径等于管道直径，故局 部阻力损失之有同等长度管道的摩擦损失；开关迅速且方便，一般情况下球体 只需转动 90即可完成全开或全关，并且密封性能较好。缺点是使用温度不高，通常只用于低温低压的小口径场合。1.3.9 调节阀是一种能按控制要求、借助驱动

19、装置来调节阀门的开度，以改变阀内件（阀 座、阀瓣）的通流尺寸，使流程管道或设备中的介质压力、流量发生变化或 保持一定的阀门。调节阀相当于一个局部阻力可变的节流元件。调节阀一般是阀门本体和驱动装置两部分组成，用于电厂的调解阀主要有喷水调节阀、疏水调节阀、水位调节阀、再循环调节阀、给水调节阀、排渣阀等。调节阀的结 构有多种，常见的阀瓣分平衡式和非平衡式两种。调节件形状有针形、抛物线 形、缝隙形、笼形和叠片形等，高性能的调解法主要在抗汽蚀、高压差、无渗 漏、低噪声、提高通疏能力等方面进行改进，重点是对阀内件采取措施，如多 级节流（糖葫芦）结构、多孔笼式结构、多孔叠片结构、层叠迷宫式圆盘结 构、虎牙形

20、结构、低噪声结构、TSO无渗漏结构、DST防磨损结构等。1.3.10 隔膜阀 是一种起截断作用的阀门，其内部结构与其它阀门的主要区别在于无填料函，而是采用强度较高或耐磨的材料做隔膜把阀门内腔与阀盖驱动部件分隔开， 因而消除了阀门的驱动部件易受介质浸蚀造成外泄的隐患，因此隔膜阀常被选于含硬质悬浮物、腐蚀性介质、密封要求高的设备与管道系统做启闭阀门。膜阀的隔膜多采用橡胶、塑料等软质密封材料，有的采用搪瓷作衬里以提高 耐磨性。隔膜阀多用于低压（P16MPa）与低温（190C）的管道上。1.3.11 减温减压装置是一种集减压阀、减温系统、安全阀以及管道组合的装置，使介质通过这个 装置能得到较稳定的复合

21、工艺要求的蒸汽压力和温度。1.3.12 水封阀基本结构同于闸阀、截止阀，特点是阀门的阀盖填料室带有一个水封结构（又 称水封式），当把具有一定压力的水注入水封室，就可以使系统与大气隔离， 起到密封作用。在需拥有真空的管道上一般装有水封阀。1.3.13 旋塞阀旋塞阀的启闭件呈锥形，并绕垂直于管道中心线的轴线旋转，完成阀门的启 闭动作。直通式旋塞阀主要做切断用，三通式和四通式用于分配用于分配介 质流量。旋塞阀的优点在于结构简单，占用空间小，已安装，启闭只需旋转90 度。算塞阀的旋塞圆锥面必须严密配合，故存在制造难度大、密封面易损坏、度升高时旋塞易卡涩等缺点。液压系统的公称压力： 工作态下的稳定平均压

22、力。液压系统的压力并不是恒定的，即使不工作时压力也是脉动变化的。所以提出一 个公称压力来代表使用的压力。管材的公称压力、工作压力、设计压力：公称压力是指管材20C时输水的工作压力。若水温在25C-45C之间应按不 同的温度下降系数，修正工作压力。工作压力是指给水管道正常工作状态下作用在管内壁的最大持续运行压力， 不包括水的波动压力。设计压力是指给水管道系统作用在管内壁上的最大瞬时压力。一般采用工作 压力及残余水锤压力之和。三者的关系：公称压力近作压力设计压力=1.5工作压力工作压力由管网水力计算而得出安全阀的公称压力表示安全阀在常温状态下的最高许用压力，高温设备用的 安全阀不应考虑高温下材料许

23、用应力的降低。安全阀是按公称压力标准毓进行设 计制造的。开启压力：也叫整定压力，是安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的介质压 力。排放压力：阀瓣达到规定开启高度时进口侧的压力。回座压力：安全阀排放后，阀瓣重新压紧阀座，介质停止排出时的进口压力。 回座压力是表征安全阀使用品质的一个重要参数，一般要求它至少为工作压力的 80，上限以不产生阀瓣频繁跳动为宜。启闭压差：开启压力和回座压力之差。对锅炉锅筒和过热器的安全阀的开启压力规定如下：(1)额定蒸汽压力小于 127MPa 时，开启压力分别为工作压力 +0.02MPa和工作压力+0.04MPa ；(2 )额定蒸汽压力大于1.27MPa，但小于3.82MPa时，开启压力分别为1.04 倍的工作压力和 1.06 倍的工作压力；(3 )额定蒸汽压力大于3.82MPa时，开启压力分别为1.05借工作压力和1.08 倍工作压力。省煤器安全阀的开启压力为省煤器工作压力的1.5 倍。压力容器安全阀的开启压力不得超过压力容器的设计压力。