本文節選自 《壓力管道設計及工程實例(二版) 第4章》

　　管件（Pipe Fitting）在管系中起著改變走向、改變標高或改變直徑、封閉管端以及由主管上引出支管的作用。在石油化工裝置中管道品種多，管系復雜、形狀各異，簡繁不等，所用的管件品種、材質、數量也就很多，選用時需要考慮的因素也復雜。

　　非金屬管件和襯里管件的標準化程度不如鋼制管件高，使用時要注意各制造廠在制造工藝、規格尺寸、各種性能等方面的差異。本節主要介紹鋼制管件，需要選用非金屬管件和襯里管件時可從有關的標準規范中查找。

　　一、  管件的用途及種類

　　根據管件端部連接形式可將管件分為對焊連接管件（簡稱對焊管件）、承插焊連接管件（簡稱承插焊管件）、螺紋連接管件（簡稱螺紋管件）、法蘭連接管件以及其它管件。

　　壓力管道設計中，常用對焊管件、支管臺、承插焊及螺紋連接管件的形式。法蘭管件多用于特殊場合，使用范圍及數量相對比較少。需要時可根據《鋼制法蘭管件》（GB/T17185）的規定選用。

　　1.             對焊管件(Butt Welded Fitting)

　　對焊管件通常用于DN≥50mm的管道，廣泛應用于易燃，可燃介質，以及高的溫度—壓力參數的其它介質管道。對焊管件比其它連接形式的管件連接可靠、施工方便、價格便宜、沒有泄漏點。

　　管件的壁厚等級用管子表號表示，常用的管子表號為Sch40、Sch80，選用對焊管件時，管件應與其連接的管子的管子表號相同，即管件與管子等強度（而不是等壁厚），只是管件端部的壁厚與管子的壁厚相同。我國鋼制對焊管件的國家標準（GB12459）、中國石油化工總公司標準（SH3408）基本與ASME B16.9、B16.28、JIS、JPI-7S、JPI-7S-1相同。

　　常用的對焊管件包括彎頭、三通、異徑管(大小頭)和管帽，前三項大多采用無縫鋼管或焊接鋼管通過推制、拉拔、擠壓而成，后者多采用鋼板沖壓而成。

　　它們通過公稱壁厚等級（管子表號或壁厚值）來實現與管子等強度，至于其局部應力集中的補強，是制造廠應解決的事情。制造廠應對對焊管件的強度進行設計，并通過驗證試驗法進行驗證。

　　1)   彎頭(Elbow)

　　長半徑彎頭(Long Radius Elbow)（R＝1.5DN）：一般情況下，應優先采用；

　　短半徑彎頭(Short Radius Elbow)（R＝1.0DN）：多用于尺寸受限制的場合。其最高工作壓力不宜超過同規格長半徑彎頭的0.8倍。

　　彎管(Bend)（R＝nDN）：用于緩和介質在拐彎處的沖刷和動能，可用到R=3DN、6DN、10DN、20DN

　　根據制造方法不同又分為推制彎頭、擠壓彎頭和焊制斜接彎頭

　　推制彎頭和擠壓彎頭： 常用于介質條件比較苛刻的中小尺寸管道上

　　焊制斜接彎頭： 常用于介質條件比較緩和的大尺寸管道上，同時要求其彎曲半徑不宜小于其公稱直徑的1.5倍。當斜接彎頭的斜接角度大于450時，不宜用于劇毒、可燃介質管道上，或承受機械振動、壓力脈動及由于溫度變化產生交變載荷的管道上。

圖4.6.1對焊彎頭

　　2)      三通(Tee)

　　等徑三通(Straight Tee)

　　異徑三通(Reducing Tee)

　　y型三通  常常代替一般三通，用于輸送有固體顆粒或沖刷腐蝕較嚴重的管道上。

圖4.6.2三通

　　3)      異徑管(大小頭)( Reducer)

　　通常有同心異徑管（Concentric Reducer），偏心異徑管（Eccentric Reducer）。

圖4.6.3異徑管(大小頭)

　　4)      管帽(封頭)（Cap）

　　有平蓋封頭、標準橢圓封頭。

　　平蓋封頭制造較容易，價格也較低，但其承壓能力不如標準橢圓封頭，故它常用于DN≤100、介質壓力低于1.0MPa的條件下。標準橢圓封頭為一帶折邊的橢圓封頭，橢圓的內徑長短軸之比為2:1，它是應用最廣的封頭。

　　在很多情況下，如管廊上的管子端部，不用管帽而用法蘭代替，以便于管子的吹掃和清洗。

　　對于DN≤40的管子及其元件，因為它的壁厚一般較薄，采用對焊連接時錯口影響較大，容易燒穿，焊接質量不易保證，故此時一般不采用對焊連接。但下列幾種情況例外：

　　（1） 對于DN≤40、壁厚大于等于SCH160的管道及其元件，其壁厚已比較厚，采用對焊連接時前面所述的問題已不存在，故也常用對焊連接；

　　（2） 有縫隙腐蝕介質(如氫氟酸介質)存在的情況下，即使DN≤40、壁厚小于SCH160，也采用對焊連接，以避免縫隙腐蝕的發生，此時在焊接施工時常采用小焊絲直徑、小焊接電流的氬弧焊而不用一般的電弧焊；

　　（3） 對潤滑油管道，當采用承插焊連接時，其接頭縫隙處易積存雜質而對機械設備產生不利影響，此時也應采用對焊連接。

　　2.          承插焊管件（Socket Welding Fitting；SW）

　　通常情況下，承插焊管件用于DN≤40mm、管壁較薄的管子和管件之間的連接。包括彎頭、三通、加強管嘴、加強管接頭、管帽、管箍、異徑短節、活接頭、絲堵、儀表管嘴、軟管站快速接頭、水噴頭等

　　在我國，主要的承插焊管件標準有國家標準《鍛鋼制承插焊管件》（GB/T14383）、中國石油化工總公司標準《鍛鋼制承插焊管件》（SH3410）、化工行業標準《鍛鋼承插焊管件》（HG/T21634）。承插焊管件通常采用模壓鍛造后再機械加工成型工藝制造。

　　一般異徑短節、螺紋短節等為插口管件；彎頭、三通、管帽、加強管嘴、活接頭、管箍等為承口管件。承插焊是插口與承口之間的連接，因此，在應用中應考慮這些管件之間的搭配組合以及所需的結構空間。

圖4.6.4  承插焊管件圖

　　3.          螺紋管件（Threaded Fitting; ＳＣＲ‘Ｄ）

　　1）  常用材料有鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵、可鍛鑄鐵，石油化工裝置的工藝管道大多選用鍛鋼制錐管螺紋管件。常用鍛鋼制螺紋管件的標準有HG/T21632、GB/T14626。

　　2）  螺紋連接也多用于DN≤40的管子及其元件之間的連接。常用于不宜焊接或需要可拆卸的場合。螺紋連接件有陽螺紋（Male Screw）和陰螺紋（Female Screw）之分。常用的管件中，螺紋短節為陽螺紋，而彎頭、三通、管帽、活接頭等多為陰螺紋，使用時應注意它們之間的搭配和組合。螺紋連接與焊接相比，其接頭強度低，密封性能差，因此其使用時，常受下列條件的限制：

　　(1)         螺紋連接的管件應采用錐管螺紋；

　　(2)         螺紋連接不推薦用在大于200℃及低于－45℃的溫度下；

　　(3)         螺紋連接不得用在劇毒介質管道上；

　　(4)         按國標GB50316，螺紋連接不得用于有縫隙腐蝕的流體工況中，不應使用于有振動的管道。

　　(5)         用于可燃氣體管道上時，宜采用密封焊進行密封。

　　3）  常用的錐管螺紋可分為：55°錐管螺紋 (多用于歐洲)；60°錐管螺紋 (多用于美國)。

　　(1)         (ISO7/1)為55°錐管螺紋。日本標準同時包含55°錐管螺紋和60°錐管螺紋兩種。

　　(2)         GB7306為55°錐管螺紋 等同采用(ISO7/1)

　　螺紋錐度為：1：16；牙型角：55°；尺寸范圍：1/16”~6”；螺紋標志代號：R(圓錐外螺紋)； Rc（圓錐內螺紋）。

　　(3)         GB12716為60°錐管螺紋等同采用（ASME B 1.20.1）

　　螺紋錐度為：1：16；牙型角：60°；尺寸范圍：1/16”~12”；標識：NPT；兩種圓錐管螺紋不能互換。

圖4.6.5  螺紋管件圖

　　4.          法蘭連接管件多用于特殊配管場合，實際用量相對比較少。

　　5.          其它常用的管件還有加強管接頭，例如螺紋加強管接頭（Threadolet）、承插焊加強管接頭（Sockolet）、對焊加強管接頭（Weldolet）、插入加強管接頭（Insert Weldolet）、斜接加強管接頭（Latrolet）、彎頭加強管接頭（Elbolet）以及一種英文叫Sweepolet的加強管接頭（這些“加強管接頭”按2003年中國寰球工程公司編寫的《英漢化學工程圖解詞匯》均稱為支管臺）。這些加強管接頭可直接焊在主管上，與三通一樣從主管上引出支管，不需另外補強，適用于高、中壓管道。國內有化工行業標準《鍛鋼承插焊、螺紋和對焊管臺》（HG/T21634）。

 　　圖4.6.7所示的插入加強管接頭（Insert Weldolet）、斜接加強管接頭（Latrolet）、彎頭加強管接頭（Elbolet）以及加強管接頭(Sweepolet)與主管連接的焊縫可進行無損探傷檢查，焊接可靠，克服了“馬鞍焊”的角焊縫焊縫質量不宜保證、檢查困難的缺點，適用于火災危險分類為甲、乙類介質和劇毒介質的管道，是理想的管接頭。目前，國內還沒有制造廠生產這幾種接頭。圖4.6.6所示是承插焊和螺紋連接的變徑管接頭，用于DN50以下管道及其管配件的連接。

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