当压力超过设计极限(如火灾、堵塞、误操作、热膨胀),安全泄放装置是防止工业气管超压炸裂的至后防线。关键组件:安全阀(PSV):弹簧式:至常见,设定压力精确,需定期校验。先导式:大流量、背压影响小、可远程控制。平衡波纹管式:适用于高背压。选型依据:泄放量计算(API 520/521)、设定压力、介质特性(洁净/粘稠/有毒)。爆破片(RD):一次性,无泄漏,适用于极高压力、剧毒介质、粉尘/浆料(防堵塞)、反应失控快速升压。安全阀+爆破片组合:爆破片在安全阀前隔离腐蚀介质或防止安全阀泄漏(需设压力表监测)。设计要点:自主设置:不与其他系统共用;排放路径安全:排向安全地点(火炬、大气、收集罐),考虑反作用力、噪声、冻结;入口/出口压降小;定期校验(安全阀每年或按规范);标识清晰。计算和选型必须符合ASME Sec VIII Div 1 或相关规范。PTFE气管具有极高的耐化学腐蚀性和耐高温性,常用于特殊环境。黑龙江机械气管市场
压缩空气在气管中流动时因摩擦阻力会产生压降,直接影响气动元件的输出力与速度。压降(ΔP)与管长(L)、流量(Q)、管径(D)的关系遵循达西-魏斯巴赫公式:ΔP∝L·Q²/D⁵。例如,内径6mm的气管在0.7MPa下输送500L/min空气时,每米压降可达0.02MPa,而内径10mm气管的压降只为前者的1/5。因此,主管道常选用较大管径(如Φ12mm)以减少压损,支路则按执行元件流量选择Φ6~Φ8mm管。设计时还需考虑管件(弯头、三通)的等效长度(通常一个90°弯头≈30倍管径的直管阻力),并确保工作压力波动不超过±10%。采用压力传感器监测关键节点压力,可实时优化气源分配。黑龙江机械气管市场气管与接头类型(快插、卡套式、螺纹式等)必须正确匹配。
部分工业气管需在极端条件下运行:北极/严寒环境:挑战—材料低温脆性(-50°C以下)、冻土/冰载荷、保温要求极高、施工窗口短、维保困难。方案—严格低温韧性材料(X80低温钢、特殊不锈钢)、管道埋设于活动层下或架空、高效保冷、电伴热防冻、模块化施工。深海:挑战—极高静水压(1000米水深约10MPa)、低温、腐蚀、安装/维修困难、水合物风险。方案—厚壁管/复合管、CRA材料、防腐涂层+阴极保护、保温(湿保温或管中管)、J-lay/S-lay铺管、ROV维护。沙漠:挑战—高温(>50°C)、风沙磨蚀、紫外线老化、昼夜温差大。方案—耐高温材料/涂层、防沙设计(密封、过滤器)、防晒保护(涂层、遮蔽)、热补偿设计。地震带:挑战—强地面运动导致管道大变形/断裂。方案—增加柔性(更多膨胀节、特殊埋设方式)、抗震支架/阻尼器、应变监测、基于性能的抗震设计(PBSD)。地热/高温环境:挑战—高温(>200°C)导致材料强度下降、蠕变、氧化。方案—耐热合金(Inconel, 高铬钢)、特殊密封、热补偿、保温减少散热损失。每种环境都需定制化解决方案。
压力等级是工业气管设计、制造和选型的关键参数,直接关联系统安全。它定义了管道及其组件(阀门、法兰、管件)在指定温度下所能承受的扩大工作压力(MWP)和设计压力。国际通用标准体系(如ASME B16.5/B16.47法兰的Class 150/300/600…;DIN/EN的PN 6/10/16/25/40…)对尺寸、材料、测试方法、公差进行严格规定。选择压力等级需考虑:至高工作压力(包括可能的压力波动和峰值);设计温度(高温降低材料强度);介质危险性(易燃易爆、有毒介质需更高安全系数);水锤/冲击压力;外部载荷(如支撑、风载、地震)。高压系统(如蒸汽动力、液压传动、气体压缩)需采用厚壁无缝管、出色度合金钢、锻造法兰和全焊接结构,并实施严格的质量控制和无损检测。压力等级标识错误或选用不足是工业管道失效的主要诱因之一。弯曲半径要求决定了气管的及小弯曲能力。
绝热(保温/保冷)是工业气管减少能量损失、维持介质温度、防结露、防烫伤的关键措施。材料性能关键参数:导热系数(λ):越低越好,单位W/(m·K)。使用温度范围:需覆盖工况。防火性能:不燃性(A级)、阻燃性(氧指数OI)。憎水性(抗吸湿)。抗压强度(尤其埋地管)。常用类型:无机纤维类:岩棉/矿渣棉:耐高温(>700°C),防火A级,经济,但易吸湿沉降。玻璃棉:使用温度较低(<250°C),憎水型好,施工略扎手。硅酸铝纤维:耐极高温度(>1000°C),用于加热炉。多孔颗粒类:硅酸钙:强度高,耐高温(>650°C),微孔结构,但易碎。膨胀珍珠岩:轻质,防火,但强度低。泡沫塑料类:聚氨酯(PUR/PIR):特低λ(0.022-0.028),完整用于保冷(-196°C)和中低温保温(<120°C),需阻燃处理。酚醛泡沫:低λ,防火性能优于PUR,但更脆。橡塑海绵(NBR/PVC):柔软易施工,λ低(0.034-0.04),用于空调水、冷冻水(-40~105°C)。新兴材料:气凝胶:纳米多孔,λ极低(~0.015),超薄高效,但昂贵。选择需综合性能、成本、寿命、环保(无石棉、低VOC)。工业气管必须能承受系统的工作压力而不发生破裂或泄漏。黑龙江机械气管市场
PA尼龙气管耐压高、耐高温、刚性好,但低温下较脆。黑龙江机械气管市场
液压系统以流体为介质传递动力和控制,其管道要求极高。特点:压力极高(可达40MPa以上);压力脉动(泵引起);对清洁度极度敏感(微小颗粒磨损阀件导致失效)。管道要求:高压能力:选用出色度无缝钢管(冷拔精密管),厚壁设计。极高清洁度:管道需酸洗、磷化、钝化处理,安装前彻底冲洗吹扫。连接可靠:焊接(需氩弧焊打底保证内壁光滑)或高压卡套接头(如DIN 2353/ISO 8434-1),严禁普通螺纹连接。防振动:管路需刚性固定,避免共振,使用软管连接移动部件(高压钢丝编织/缠绕橡胶软管)。材质:碳钢(ST52.4等)、不锈钢。管径设计:保证流速合理(压力管:3-6 m/s,回油管:<1.5 m/s),减少压降和发热。任何污染(颗粒、水、空气)或泄漏都可能导致系统故障,维护要求严苛。黑龙江机械气管市场