浅析工艺流程设计变等级的方法

赵继春

（天津辰力工程设计有限公司，天津 300000）

浅析工艺流程设计变等级的方法

赵继春

（天津辰力工程设计有限公司，天津 300000）

介绍了管道变等级的种类和统计材料的方法。

工艺流程；管道等级；法兰

1 化工介质的输送

化工介质的输送，有间歇输送和连续输送两种，间歇输送有的用罐车运输，有的用管道输送；而连续输送大多数都采用管道输送。化工介质不同，所用的管道材质也是多种多样的，有碳钢、不锈钢、塑料等管道，如果需要把这些不同的材质连接到一起，就需要变等级连接。

2 为什么变等级

在化工设计中为什么会出现变等级的情况呢？结合工作中遇到的情况做了以下分析，之所以变等级是由于以下几点原因：

（1）工艺包要求；

（2）工艺物料的特殊要求；

（3）装置内材质和外管材质不同；

（4）设备管口和管道材质等级不同。

3 变等级如何连接

像这种变等级以后，材质不同不能直接焊接；压力等级不一样，造成管道壁厚有差异，也不宜焊接，那么变等级后两部分怎么连接呢？那就需要法兰。

3.1 法兰种类

（1）结构形式

按法兰与管子的连接方式分为以下五种基本类型：螺纹法兰、平焊法兰、对焊法兰、承插焊法兰、松套法兰。

（2）密封面形式

法兰密封面有宽面、光面、凹凸面和梯形槽面等几种。

3.2 法兰系列

目前国际上的法兰主要有两个体系。

一是以德国DIN为代表的法兰体系，公称压力为0.1、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0MPa，公称直径6～4 000mm。另一体系是以美国ASME B16.5为代表的法兰体系，其公称压力为150、300、400、600、900、1 500、2 500psi，公称直径范围15～600mm。

4 变等级的种类

随着PDMS的普及使用，对于这种变等级统计材料出现问题的情况越来越少，但是也应该明白变等级统计材料的规则，这样也能检查PDMS上的模型是否正确，那么材料如何统计呢？首先总的原则是：就高等级，不就低的等级。从以下几种情况说明。

1）变材质，压力等级不变；管道本身材质是碳钢，到某一位置，管道变成不锈钢。根据流程和管道等级，B2RF4和E2RF5压力等级都是1.6MPa，材质不一样，在做材料统计和上三维的时候，选择一片B2RF4的法兰、垫片、螺栓螺母，再选择一片E2RF5的法兰，这样选择变等级就没有问题了。

2）材质不变，管道本身是公制管道，在某一位置变为英制管道。根据流程和管道等级，B2RF4压力等级都是1.6MPa， A6S压力等级都是150B，材质是20 GB/T 8163，就高等级的走，选择A6S等级的：一片法兰、垫片和螺栓螺母，一片2.0MPa非标法兰。

3）变压力等级，变材质，管道本身是公制碳钢管，在某一位置变为塑料管道。根据流程和管道等级，G1FF2压力等级都是1.0MPa，材质是FRP/PVC；B3RF2压力等级都是1.6MPa，材质是20 GB/T 8163。由于蝶阀是低等级的，所以变等级的法兰也只能按照低等级的走，不然螺栓孔对不上，所以这个变等级的选择G1FF2一片法兰，垫片和螺栓螺母，一片压力等级1.0MPa碳钢法兰。

4）材质相同，变压力等级。根据流程和管道等级，E3RF1压力等级都是2.5MPa，A7K压力等级都是150B，材质都是S30408，GB/T 14976，就高等级的走，选择2.5MPa等级的一片法兰、垫片和螺栓螺母，一片2.5MPa系列法兰。

5）设备管口和管道材质等级、材质不同。根据设备图纸信息显示，管口N2法兰材质是16MnII，150b-SO-RF HG/ T20615；而管道是S30408，HG20592-09，1.6MPa-SO-RF。就高等级，选择150B对应的公制等级选择一片S30408，HG20592-09 2.0MPa-SO-RF法兰，垫片和螺栓螺母。

5 变等级方法

像以上这种变等级的例子很多，选择方法也是多种多样，总的原则就是高等级，具体问题具体分析，大致分为以下四个步骤：

1）首先保证压力等级满足整个管系的要求，选择高压力等级。

2）再有保证螺栓孔对的上，就是两片法兰的压力等级匹配。

3）材质为了和各自的等级匹配，就按照各自的等级选择材质。

4）垫片、螺栓螺母根据高压力等级的选择。

6 结束语

如果没有搞清楚变等级是怎么回事，设计错误了，表面上看只是涉及到一片法兰、垫片或者螺栓螺母的小事情，其实则不然，特别是在偏远地区，交通运输不便，而且材料奇缺的地方，比如设计错误一片法兰，导致施工不能继续，既拖延了工期，又给采购带来了麻烦。业主投资建设一个项目要花费大量的资金，经济市场又面临众多的对手，因此自项目开始启动到建成投产，中间的每个环节、每一步，业主都要在进度、费用、质量进行全面的控制。就施工阶段而言，暴露出的问题多，现场处理不及时、不妥当，会直接影响到工程项目的费用、效益和质量，会将一般问题人为地搞成大问题、棘手问题，更会加重业主的不满，以致对我们的工作进行批评和指责，影响我公司的声誉。

[1] 方玮.管道法兰的设计及应用[J].图书情报导刊，2008，18（16）：198-200.

[2] 梁丰收.标准管道法兰强度计算及有限元分析研究[D].合肥：合肥工业大学，2003.

A n a l y s i s o n t h e Me t h o d o f C h a n g i n g t h e P r o c e s s F l o w

Zhao Ji-chun

This paper introduces the types of pipeline and the method of statistical materials.

process fl ow；pipe grade；f l ange

TQ055.81

A

1003-6490（2017）08-0125-01

2017—07—16

赵继春（1983—），男，天津人，工程师，主要从事化工设计工作。