管道安装综合练习答案

综 合 练 习 答 案 1．术语解释 （1）公称尺寸：是字母和数字组合的尺寸标识，是管道元件的规格代号，其意义是同一规格的管道元件可相互连接而且具有互换性 （2）公称压力：公称压力由 PN 和后跟无因次的数字组成，是与管道系统元件的力学性能和尺寸特性相关用于参考的字母和数字组合的标识 （3）管系列：管材系列简称管系列，用 S 表示，是一个与公称外径和公称壁厚有关的无量纲数值，按下式计算： nnneedSDRS221 （4）咬口：金属薄板边缘弯曲成一定形状，用于相互固定连接的构造 （5）热熔连接：热熔连接又称热熔焊接，是采用专用加热工具加热连接部位，使其熔融后，施压连接成一体的连接方式热熔连接有热熔承插连接、热熔对接连接和热熔鞍形连接等 （6）电熔连接：管材或管件的连接部位插入内埋电阻丝的专用电熔管件内，通电加热，使连接部位熔融，连接成一体的连接方式电熔连接分为电熔承插连接（电熔套接）和电熔鞍形连接 （7）咬口连接：将带有钩状的薄板相互钩挂，再挂紧、压实、打平的连接方式。

（8）固定支架：可使管系在支承点处不产生任何线位移和角位移，并可承受管道各方向的各种荷载的支架 （9）导向支架：可阻止因力矩和扭矩所产生旋转的支架，可对一个或一个以上方向进行导向，但管道可沿给定轴向位移 （10）灌水试验：排水管道系统施工中，隐蔽或埋地的管道隐蔽前需要对其灌水，以检验管道的严密性能，此项试验称为灌水试验 （11）不圆度：管子弯曲后，弯曲后的最大外径与最小外径之差与管子弯曲前管子外径的比值，称为不圆度用下式计算：%100minmaxDDD （12）壁厚减薄率：管子弯曲后的壁厚与管子弯曲前的壁厚的差值与管子弯曲前壁厚的比值用下式计算：%100112K （13）防火风管：用防火材料制成的风管称为防火风管 （14）冷拉比：冷拉比又称为冷拉系数，是冷拉值与热变形量的比值，用下式计算：LX （15）标准尺寸比：管材的公称外径与公称壁厚的比值，按公式 SDR=dn/en计算并按一定规则圆整 （16）冷拉：在管道安装时，预先施加于管道的弹性变形，以产生预期的初始位移和应力，达到降低初始状态下管端的作用力和力矩 （17）静液压应力：管材充满有压液体时，管壁所受到的应力，单位为 MPa，它与压力、壁厚和外径的关系： eedPe2 （18）公称外径：标准规定的外径。

2．解释代号 （1）管子规格表示 （2）法兰表示 （3）型钢表示 （4）阀门型号表示 1．SDR13.6——标准尺寸比为 13.6 2．PN16——公称压力为 16 3．PE100——最小要求强度为 10MPa 的聚乙烯 4．RF 对焊法兰——突面对焊法兰 5．S5 dn32×en2.9——管系列为 5，公称外径为 dn32mm，公称壁厚为 en2.9mm 6．PE-X 管——交联聚乙烯管 7．GB50242-2002——国家标准，标准序号为50242，标准是 2002 年颁发的 8．R=4D——弯曲半径 R 为 4 倍的管外径 9．PE-RT 管——耐热聚乙烯管 10．100×68×6——工字钢，高为 100mm，腿宽为 68mm，腰厚为 6mm 11． ∟45×4.5——等边角钢， 角钢宽为 45mm，角钢厚为 4.5mm 12．J11T-16DN20——内螺纹直通式铁截止阀 13．Z942W-1——法兰铁闸阀 14．H46T-10——法兰铁止回阀 15．A21W-16P——外螺纹铬镍不锈钢安全阀。

16．PVC-C 管——氯化聚氯乙烯管 17．D159×4.5——管子外径为 159mm，壁厚为 4.5mm 18．PP-R 管——无规共聚聚丙烯管 19．PE80 给水管——用最小要求强度为8MPa 的聚乙烯混配料制成的聚乙烯给水管. 20．S49H-16——圆盘式法兰疏水阀 5．问答题 （1）支架的设置原则是什么？ 答：托稳转角，墙不作架，中间等分，不超最大 （2）采暖管道敷设时为什么必须有坡度？ 答： （1）若介质为热水，水中存在空气，若不加设坡度，系统中的空气不能顺利排出 （2）若介质为蒸汽，若不设坡度，系统中的凝 结水不便排除 （3） 系统检修和停止运行时需排放系统中的水，无坡度，系统里的水不易泄放所以管道敷设时必须设置坡度 （3）方形补偿器安装前为什么要进行冷拉？ 答：为提高补偿器的补偿能力，增加补偿器工作的安全可靠性， 方形补偿器安装安装前必须进行冷拉 （4）通风机安装必须满足哪些要求？ 答： （1）型号、规格、性能及参数应符合设计规定，其出口方向应正确 （2）叶轮旋转应平稳，停转后不应每次停留在同一位置上 （3）固定通风机的地脚螺栓应旋紧，且应有可靠的防松措施。

（4） 通风机传动装置的外露部位以及直通大气的进、出口必须装设防护罩（网） （5）风机盘管的安装要求有哪些？ 答： （1）机组安装前宜进行单机三速试验及水压检漏试验，试验压力为系统工作压力的 1.5 倍，试验观察时间 2min，试验不渗不漏为合格 （2）机组应设置独立的支吊架， 支吊架的位置安装要正确，牢稳，支吊架及坡度应正确，固定要牢靠 （3） 机组与风管、 回风箱或风口的连接应严密、可靠 （6） 钢管焊接前为什么要坡口？常用的坡口形式有哪些？ 答：为确保焊接工艺性能和机械性能，提高焊口质量，钢管焊接前应进行坡口常用的坡口有：Ⅰ型、V 型、U 型、双 V 型、带垫板 V 型及 X 型坡口 （7） 塑料管排水系统应如何设置伸缩节？伸缩节应安装在什么位置？ 答；塑料水平管段长度超过 2m，应加设伸缩节，层高不超过 4m 的立管，每层加设 1 个，超过4m， 应根据计算的热变形量和伸缩节的补偿能力计算出伸缩节的数量加设不管横管、立管，伸缩节间的间距不超过 4m 伸缩节应加设在系统运行时，伸缩节处所连接的支立管所受影响最小处 （8） 何谓导向支架？导向支架通常应设置在什么地方？ 答：可阻止因力矩和扭矩所产生旋转的支架，可对一个或一个以上方向进行导向，但管道可沿给定轴向位移。

导向支架应加设在需要阻止管道因力矩和扭矩所产生旋转的地方 7．计算题 （1）管子揻弯长度的计算 （2）管子热伸长及应力计算 （3）自然补偿的计算 （4）穿楼板套管长度的计算 （5）管系列及标准尺寸比的计算 （6）阀门试验压力的计算 实例 1． 一供热直管道 AB， 输送热水， AB＝100m，管子规格为 D108×4，管道敷设时坡度为 0.003，抬头走 ，管道在 B 端水平方向拐弯，已知，管子 A端标高为 15.8m，试求管子 B 端标高，并计算出 B端支架标高 解： （1）管子 B 端标高为：15.8+100×0.003=16.1m （ 2 ） B端 支 架 标 高 为 ： 15.8+99 ×0.003-0.108/2=16.097-0.054=16.043m 或者 15.8+101×0.003-0.108/2=16.103-0.054=16.049m 2． 一圆形风管， 直径为300mm， 长为2000mm，采用单平咬口， 试计算制作该风管所需的薄钢板量 解： 风管采用平咬口， 咬口宽度为 B=6~12mm，本题取 B=8mm，则风管展开面积为： S=（2008. 031415926. 33 . 03LBD）18.90m2 3．一填料补偿器，其最大补偿量为 200mm，安装时环境温度为 15℃，管道输送介质的最高温度为 95℃，补偿器安装时的环境℃为 15℃，现将补偿器安装在室外，室外最低温度为－10℃，试计算补偿器安装时的预留伸缩量。

解：填料式补偿器安装时的预留伸缩量按下式计算： 1052520010951015200121max0ttttSSa=200×0.238=47.62mm 4．一 10 号钢钢管，管外径径为 219mm，现采用加热的方式对其进行揻弯，问加热温度是多少？揻制后，管子的最大外径为 223.5mm，最小外径为 216mm，试计算该弯管的不圆度，若将该弯管用在高压管路上，能否满足需求？ 解：加热温度为 950℃±50℃ 根据不圆度的计算式： %1002192165 .223%100minmaxDDD3.42% Ф′=3.42%＜5%，满足要求，可安装在高压工业管道上 5． 一 “L” 型热力管段， 用来输送温度为 220℃ 的介质，长臂长 20m，管子规格为D159×4.5，设计计算时冷态计算温度为－10℃，实际施工时的环境温度为 20℃，现将该管段采用“L”型自然补偿，问该补偿所需的短臂应为多少？（已知α＝1.2×10-51/℃） 解：根据公式3001 . 1LDl （1）设计计算时的热变形量为： △L=Lα△t= Lα(t2-t1)=20×1.2×10-5〔220-（-10） 〕=55.2mm （2）安装时计算的热变形量为： △L=Lα△t= Lα(t2-t1)=20×1.2×10-5（220-20）=48mm （3）设计计算时的短臂最小长度为： 41. 51 . 13001592 .551 . 13001 . 1LDl5.95m （4）安装时的短臂最小长度为： 043. 51 . 1300159481 . 13001 . 1LDl5.55m 6．现用 D159×4.5 的钢管制作一 90°弯头，要求弯曲半径为 4 倍的管外径，试计算揻制该弯头所需最小的管材长度，并进行画线下料。

解： （1）弯曲半径 R=4D=4×159=636mm （2）弯曲长度，180159490180Rl999.03mm （3）钢管规格为：D159×4.5，属于公称直径 DN150， 则弯管两端应各加 400mm 的操作长度，999.03+400+400=1799.03mm （4）展开放样，绘出下料图 略去 7．一根长为 2300mm，D57×3.5 的钢管，现将其弯成一端长为 800mm， 弯曲半径为 R=4D 的 60°乙字弯管，试对该管进行画线 解： （1）弯曲半径 R=3.5D=3.5×57=199.5mm （2）计算第一个弯头的弯曲长度，并确定此弯头的弯曲起点和终点，过程及方法同上题 （3）计算第二个弯头的弯曲长度，并确定此弯头的弯曲起点和终点，过程及方法同上 （4）展开放样，绘出下料图 略去 8．一水平敷设的 D219×11 的热力管线直管段长 120m， 设计计算时的冷态计算温度为－10℃， 已知安装时的环境温度为 15℃，管线运行时，介质的最高温度为 215℃，试求管线运行前后管子的热变形量。

若管子两端固定， 管子对支架的推力是多少？若采用方形补偿器补偿，需要加设几个补偿器？补偿器安装时的冷紧值是多少？（已知α＝1.2×10-51/℃，E＝2.0×105MPa） 解： （1）热变形量 根据公式△L=Lα△t= Lα(t2-t1) 1）设计计算时的热变形量 △L=Lα△t= Lα(t2-t1)=120 ×1.2 ×10-5[215-(-10)]=0.324m=324mm 2) 安装时的热变形量 △L=Lα△t= Lα(t2-ta)=120 ×1.2 ×10-5[215-15]=0.288m=288mm （2）若管子两端固定，管子产生的热应力为：σ=EαΔt=2.0×105×1.2×10-5×200 σ=480MPa (3)管子对固定支架的推力为 622221045. 348019721944dDFN (4)根据计算的热伸长量，根据方形补偿器所允许的最大跨度，确定加设两个方形补偿器则每个补偿器的补偿量为 144mm，因为输送介质温度为t＜250℃，则ε=0.5， 补偿器的冷紧值为△X=ε△L=0.5×144=72mm 冷紧值为 72mm，是工程中的简略计算方法，此方法计算的结果完全满足工程精度需求。

准确的计算方法如下： ΔX′＝ΔX－ΔXa＝Lα(t2－t1)（ε－(ta－t1)/ (t2－t1)） ＝ΔL（ε－(ta－t1)/ (t2－t1)） =631111. 05 . 01621021510155 . 0162mm 亦可计算为： t0= t1+ε(t2- t1)= -10+0.5[215-（-10）]=-10+0.5×225=102.5℃ ΔX′=Lα（t0— ta=）60×1.2×10-5[102.5-15]=63mm 9．一聚乙烯给水管规格为 dn225×en16.6,问该管的标准尺寸比是多少？若该管采用热熔连接，则该管连接时的热熔温度是多少？ 解：标准尺寸比SDR SDR=dn/en=225/16.6=13.6 该管采用热熔连接， 若为 PE80， 热熔温度为 210±10℃，若为 PE100，热熔温度为 220±10℃  10．某蒸汽管道，采用 10 号钢无缝钢管，管子规格为 D219×7，输送介质为蒸汽，蒸汽温度为215℃， 管道安装时温度为 15℃， L1=10m， L2=15m，求 Z 形自然补偿短臂最小长度 l。

（管材的线胀系数α取 1.26 [mm/(m•℃)]） 解： （1）计算（L1+ L2）的总热伸长量△L 由 tLL得： 152151026. 110211tLL=25.2mm 152151026. 115222tLL=37.8mm 21LLL25.2+37.8=63mm （2）其他计算参数 [σbw]=70MPa，E=1.83×105MPa，D=219mm，101510121LLLn=2.5 （3）计算 Z 形自然补偿短臂最小长度 l 由5 . 22 . 1170102191083. 16362 . 11106757nLEDlbw =2.33m 11．一阀门型号为 Z40H-25，现对该阀门做压力试验，试计算阀门的试验压力该阀门能否安装工作温度是 350℃、工作压力是 2.5C 的管路上？ 解：从阀门型号知，阀门为钢质闸阀，阀门的公称压力为 PN25 则该阀门在基准温度为 200℃时最大的工作压力为 25bar(2.5MPa)阀门作试验包括两项内容： （1）强度的试验压力 Ps1为 1.5PN，2.5×15=3.75MPa (2) 强度的试验压力 Ps2为 1.1PN，2.5×11=2.75MPa (3) 阀门不能安装在工作温度是 350℃,工作压力是 2.5MP 的管路上,因为碳钢制品的基准温度是 200℃,制品在基准温度下的所允许的最大的工作压力。