绪论

将管子、管件和阀门等连接成具有流体输送功能的组合体就称为管道。管道在工农业生产、日常生活及科学技术等领域中发挥着不可替代的作用。管道的应用领域极为广泛，矿山开采、钢铁冶炼、机械制造、电力、石油天然气开采与加工、化学工业、建筑材料、纺织、造纸印刷、食品制造、科学教育、医药卫生、国防工程、农牧业生产及人们的日常生活都离不开管道。

现代文明离不开管道，管道推进了现代文明。通常来说，越是发达的国家或地区，管道的种类越多、人均长度也越长。越是落后的国家或地区，管道的种类越少、人均长度也越短。在极度落后的地区，根本就没有管道。工业的发展需要管道输送原油、成品油、天然气、煤气、煤浆、水、蒸气等流体。农牧业的发展需要用管道来灌溉和加工。人们生活水平的提高更离不开管道，在20世纪初我国居民家中，只要有自来水管道和下水管道，就是富裕人群的生活，一般居民家中是没管道的。20世纪50～60年代在城镇居民中逐渐普及自来水管道和下水管道，人们的生活得到了一定程度的改善。20世纪70～80年代推广使用暖气管道和燃气管道，人们的生活质量又有了一个较大的提高。20世纪90年代后在城镇居民中普及了自来水管道、下水管道、暖气管道和燃气管道。20世纪末自来水管道、下水管道和燃气管道向农村发展，部分城镇居民家中用上了中央空调，这又增加了通风管道。随着管道的增加，人们的生活质量在不断提高，现在人们一天也离不开管道。

0.1　管道的分类及特点

管道的分类方法较多，这里只介绍几种常用的分类方法。

0.1.1　按制造材质分类

（1）分类　管道按制造材质分为：金属管道和非金属管道两大类。

金属管道又分为：碳钢管道、低合金钢管道、合金钢管道及有色金属管道等。

非金属管道又分为：塑料管道、混凝土管道、橡胶管道及陶瓷管道等。

（2）特点

①金属管道的特点：具有较高的强度、塑性和韧性。

②非金属管道的特点：具有较强的耐蚀性，但一般来说强度较低、塑韧性较差。

0.1.2　按管道截面形状分类

（1）分类　管道按截面形状分为：圆形管道、方形管道和异形管道三类。

（2）用途

①圆形管道的用途：大部分的管道都是圆形的，可应用于各种领域。

②方形管道的用途：主要用于建筑、装潢和通风等。

③异形管道的用途：主要用于装潢和特殊用途。

0.1.3　按管径分类

管道按管径分为：小口径管道、中口径管道、大口径管道、超大口径管道。

0.1.4　按管壁厚度分类

管道按管壁厚度分为：薄壁管道、厚壁管道和超厚壁管道。

0.1.5　按输送的介质分类

管道按输送的介质分为：气体管道、液体管道和浆体管道等。

气体管道又分为：天然气管道、煤气管道、氧气管道、空气管道等。

液体管道又分为：输水管道、原油管道、成品油管道等。

浆体管道又分为：煤浆管道、混凝土管道等。

0.1.6　按输送介质温度分类

管道按输送介质温度分为：常温管道、低温管道和高温管道。

0.1.7　按管道内的压力分类

管道按压力分为：真空管道、低压管道、中压管道、高压管道和超高压管道。

0.1.8　按敷设方式分类

（1）分类　管道按敷设方式分为：地下管道、地面管道和架空管道。

（2）特点

①地下管道的特点：节省用地、受环境气候的影响小、安全性强。

②地面管道的特点：敷设和维修较为简单。

③架空管道的特点：节省用地和工艺的需要。

0.1.9　管道按行业分类

0.1.9.1　分类

按行业不同管道分为：长输管道、电站管道、化工管道、油气田集输管道、海洋管道和公用管道等。

0.1.9.2　特点

（1）长输管道的特点

①输送距离长，输送距离通常从几十千米到几千千米。

②输送管径大，管道管径通常在200mm以上。

③输送压力高，输送压力通常在1.6MPa以上。

④输送量大，年输油量通常在几十万到几千万吨，年输气量通常在几亿到几百亿立方米。

⑤产量与用量应基本一致，采用管道运输的方式，基本上不能大量储存，产地的产量与用户的用量应基本保持一致。

⑥输送介质品种单一，长输管道通常只输送原油、成品油、天然气和浆体，一般来说一条管道工程只能输送上述4种介质中的一种。

⑦绝大部分的长输管道都敷设在地下，它的优点是：节省大量的用地；有利于管道的安全运行，不易受到外界的破坏；地下的温度比较恒定。

（2）电站管道的特点

电站管道的主要特点：高温，最高温度可达600℃以上；高压，最高工作压力可达30MPa以上；腐蚀性，在高温、高压下电站管道极易腐蚀，所以电站管道应具有较好的耐蚀性。

（3）化工管道的特点

①管材种类繁多：碳钢、低合金钢、合金钢、有色金属及非金属。

②工作环境苛刻：高温、高压、低温、真空和腐蚀性强。

③介质危险：易燃、易爆、有毒、腐蚀性介质。

④化工管道种类多：热力管道、制冷管道、压缩空气管道、氧气管道、乙炔管道、煤气管道、埋地管道、架空管道等。

（4）油气田集输管道的特点

油气田集输管道一般是一个油田或一个气田由井口装置连接各站点之间，输送未经处理的油气管道。集输管道的特点如下。

①管材品种多：碳钢、低合金钢、合金钢、不锈复合钢和非金属材料等。

②管材规格多：管径从几十毫米到几百毫米，管壁厚度从几毫米到几十毫米。

③输送压力范围大：从几兆帕到几十兆帕，最高可达上百兆帕。

④输送介质成分复杂：含水、含气和其他杂质，对管道具有较强的腐蚀性。

（5）海洋管道的特点

在海洋敷设的管道就称为海洋管道，海洋管道具有如下特点。

①具有很强的腐蚀性，所以海洋管道对耐蚀性能的要求很高。

②洋流和潮汐对管道的稳定性影响大，所以对海底管道应进行稳管处理。

③施工难度大，由于是在海洋上施工，并对焊接质量、防腐质量和稳管质量要求更高，所以施工难度大。

④维修难度大，海洋管道一旦发生事故，其维修难度要比陆上管道难得多。

（6）公用管道的特点

城市、乡镇、工业厂矿生活区范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道就称为公用管道。公用管道具有如下特点。

①管道敷设在居民密集区，对安全性要求较高。

②管道材质品种多，如碳钢、低合金钢和非金属管道等。

③管道规格多，管径从十几毫米到几百毫米，管壁厚度从几毫米到几十毫米。

④输送压力范围大，从零点几兆帕到几兆帕。

⑤输送的介质可燃、易爆、有毒、高温等。

0.2　管道的连接方式及特点

0.2.1　管道的连接方式

管道的连接方式主要有：焊接、螺纹连接、法兰连接、承插连接、沟槽连接等形式。

（1）管道的焊接

焊接——通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。

管道的焊接——用焊接的方法将管子、管件等连接起来。

（2）管道的螺纹连接　用螺纹连接的方式将管子、管件等连接起来就称为管道的螺纹连接。

（3）管道的法兰连接　用法兰连接的方式将管道、管件、阀门等连接起来就称为管道的法兰连接。

（4）管道的承插连接　管子、管件等的两端制成承插口的形式，将管子或管件的端部插入另一管子或管件的端部，就称为管道的承插连接。

（5）管道的沟槽连接　将管子、管件等的两端制成适用于沟槽连接的形式，然后用沟槽连接件将管子、管件等连接起来就称为沟槽连接。沟槽连接也称为卡箍连接。

0.2.2　管道连接方式的特点

（1）管道焊接连接的特点

①在所有的连接方式中管道焊接连接的密封性最好。

②连接强度好，只要采取合理的焊接工艺，焊接接头可实现与管材等强度。

③可节省大量的连接件，也节省了材料。

④焊接只适用于金属管道和部分非金属管道的连接。

⑤焊接是一种永久性的连接，换管、换件的维修难度较大。

（2）管道螺纹连接的特点

①螺纹的加工成本较高，通常还需螺纹连接件。

②通常情况下，螺纹连接的密封性和承压性较焊接连接差。

③螺纹连接施工较为简单，施工效率较高。

④螺纹连接是一种可拆性的连接，换管、换件的维修较为简单。

⑤由于螺纹连接是一种可拆性的连接，特别适用于临时管道的连接，管子和管件可重复利用。

（3）管道法兰连接的特点

①法兰连接的密封性和承压能力较螺纹连接强，密封性较焊接连接差。

②法兰的成本较高，通常适用于较大管径并需拆卸的管件和阀门等的连接。

③法兰连接是一种可拆卸的连接，阀门、管件等的更换和维修较方便。

④法兰连接施工较为复杂，施工效率较低。

⑤由于法兰连接是一种可拆性的连接，适用于临时管道的连接，管子和管件可重复利用。

（4）管道承插连接的特点

①承插连接的密封性和承压能力较差，通常只适用于低压管道的连接。

②承插管口的加工难度较焊接坡口大，成本也高。

③承插连接是一种可拆卸的连接，管子、管件等的更换和维修较方便。

④承插连接施工较为简单，施工效率较高。

⑤由于承插连接是一种可拆性的连接，适用于临时管道的连接，管子和管件等可重复利用。

（5）管道沟槽连接的特点

①沟槽连接密封性较好，并能承受较高的工作压力。

②沟槽管口的加工难度较大、成本较高。

③沟槽连接是一种可拆卸的连接，管子、管件等的更换和维修较方便。

④沟槽连接施工较为简单，施工效率较高。

⑤沟槽连接具有隔振、降噪的作用。

⑥由于沟槽连接是一种可拆卸的连接，特别适用于临时管道的连接，管子和管件等可重复利用。