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管道设备施工技术手册.pdf[1.1 力、重力和压力
1. 1. 1 力和重力
我国法定计量单位规定，力和重力的单位是牛顿，简称牛，符号是N。IN是使质量 为1kg的物体产生lm二次方秒（1m/s）加速度所需要的力，即：
IN=1kg.lm/s²=1kg:m/s
在工程单位制中DB34T 2605-2016 社区图书馆（室）服务规范，力和重力的基本单位是千克力。1千克力等于质量为1千克的物体 在北纬45°海平面上所受的重力。于克力的符号是kgf。 生顿与于克力的换算关系是：
[1. 1. 2 压强和应力
1N=0.102kgf 1kgf =9.81N
压强和应力都是指单位面积上力的大小。在管道工程中，常把压强称为压力。压强和 应力的单位是帕斯卡（简称帕，Pa）。1Pa是在1m²面积上均勾的垂直作用1N的力所产生 的压力，即：
1000Pa即为1kPa；1000kPa即为1MPa。由此，可以推算出工程中最常用的换算 系为：
1.1.3管道工程中的压力单位
IN/mm² = 1MPa
1.工程大气压 工程大气压的单位是kgf/cm，我国曾长期使用这个单位，在工程上使用十分方便， 现在不少国家仍使用这类单位。 工程大气压与帕斯卡、工程大气压的换算关系为：
1kgf/cm=0.098MPa 1MPa=10.2kgf/cm²
1kgf/cm²=0.098MPa
2.标准大气压 地球表面有几十公里厚的稠密大气层。大气对地面产生的压力称为大气压力。在同 地点，大气压力随着季节、气候的变化而变化。大气压力随着海拔高度的增加而减小。 通常以空气温度为0℃时，北纬45°海平面上的平均压力760mmHg（毫米汞柱）作为 个标准大气压，符号是atm。 标准大气压与帕斯卡、的换算关系为：
管道设备施工技术手册
latm=0.101MPa MPa =9.87atm 1atm=1.033kgf/cm 1kgf =0.968atm
3.英制压力单位 英制压力单位常用Ib/in²（磅力/英寸²），至今在有些进口设备中还在使用此类压力 表。英制压力单位与习用和法定压力单位的换算关系为：
1kgf/cm²=14.22lb/in² 或11b/in²=0.07kgf/cm 1kPa =0.145lb/in² 或1lb/in²=6.89kPa 1MPa=145lb/in² 或1lb/in² =0.00689MPa
kgf/cm²=14.22lb/in² 或11b/in²=0.07kgf/cm 1kPa =0. 145lb/in² 或 1lb/in² =6.89kPa 1MPa = 145Ib/in² 或 1lb/in²=0.00689MPa
毫米汞柱是指1mm高的汞（水银，Hg）柱所产生的压力，符号是mmHg，它与帕斯 卡的换算关系是：
1mH,0=9.8kPa(1mH,0=0.1kgf/cm) 1Pa =0.102mmH,0
作用在单位面积上的流体静压力，称为单位静压力。在液面以下，某处的单位静压力 的大小决定于液体的密度和深度。对同一种液体来说，液面以下任何一处的静压力均与深 度成正比。 例如，在水面以下10m处的静压力P为：
P=h=9.8kN/m.10m=98kN/m=
常见流体的密度和重力密度
在现行的有关管道组件压力分级和法兰技术标准中，还使用巴（符号为bar）作为压
力单位，1bar等于10'Pa，也就是1.02kgf/cm²，与标准工程大气压十分接近。
1.1.4绝对压力和相对压力
绝对压力是以没有气体存在的完全真空为零点起算的压力值。 相对压力是以周围环境的大气压力为零点起算的压力值，压力表指示出来的各种管 道、容器内的压力就是相对压力，也称为表压力。 相对压力加上外部的大气压力（一般取标准大气压，大体相当于0.1MPa），即为绝对 压力。因此也可以说，相对压力就是绝对压力减去大气压力。 当管道或容器内的绝对压力小于周围环境的大气压力时，称为真空状态。真空状态并 不是绝对的真空，而是压力低于周围自然环境大气压力的负压状态。
1.水的热胀冷缩 水在热胀冷缩的性质方面具有与其他物质不同的特点。水在4℃时的密度最大，若温 度升高或者降低，水的体积都将发生膨胀。在1个标准大气压下，4℃的水的密度是 000kg/m²，0℃时的密度是999.87kg/m²。在0℃时，冰的密度为916.8kg/m²，也就是说， 一定数量的水结成冰以后，体积膨胀率达8%以上。如果水在管道中结冰，管壁将承受相 当大的压力，其数值可高达200MPa以上，对于任何管材来说是无法抗拒的。因此，不论 可种材质的管道，在施工和运行过程中，都要避免冰冻。 由于冰的密度大体上只有水的90%，因此，当冰块漂浮在水中的时候，在水面以上露 出的体积仅为其整块体积的约1/10，还有9/10的体积在水面以下。因此，人们便常用 “冰山一角”来表达尚未暴露出来的问题的严重性或重要性。 2.水的压缩性和膨胀性 流体的压缩性，是指在温度不变的情况下，流体所受压力增大时，体积会缩小的 性质。 流体的膨胀性，是指当流体温度升高时，体积会膨胀的性质。 液体的压缩性是极小的。以水为例，当压力每增加一个大气压，水的体积压缩量不足 二万分之一，当压力从一个大气压增加到100个大气压时，其体积缩量不足0.5%。因此， 在工程技术中，可以认为液体是不可压缩的。如果水真的一点都不会被压缩，地球的海平 面可能提高近10m。 当温度变化不大时，水的膨胀性不太明显，但若温度变化大，其膨胀性则是不可忽视 的。例如热水供热或采暖系统在常温下充满水后启动时，由于水温不断升高，水的体积就 会明显膨胀，因此，必须设置膨胀水箱或超压泄水装置，否则，水的膨胀将会在系统中产 生很高的压力，给热水锅炉和管道系统带来爆裂的危险。 为了避免液体的膨胀性带来的危害，在密闭容器中装盛任何液体时，都不能完全装 满，要在容器上部留出一定的空间，以便当环境温度变化、液体温度上升时，仍有膨胀余 地，以免容器内压力过高而爆裂。
管道设备施工技术手册
1.2. 2热水和采暖、供热系统中的水
美国、日本和德国的热水分类标准
前苏联使用高温水供热的时间比较早，且一直比较普遍；美国传统上是使用蒸汽供暖系 统，但自20世纪70年代以后，在区域供热系统中几乎全部使用高温水，并在逐步把蒸汽系 统改造成高温水系统；日本的高温水系统自20世纪70年代以来，也有明显发展的趋势。 在我国，以120℃为分界温度，即热水锅炉出水温度高于120℃的为高温热水，低于 120℃的为低温热水。根据工程设计或锅炉产品的不同，热水锅炉的供水和回水温度有95℃/ 70℃、115℃/70℃、130℃/70℃、150℃/90℃、180℃/110℃多种温度参数，额定热功率为 0.1~174MW，允许工作压力为0.4~2.5MPa。热水锅炉是以加热循环水热水的方式生产热 水并计算其额定热功率的，即进水为热管网的回水温度，出水为热管网的供水温度。 一般说来，蒸汽锅炉每1t/h的出力（蒸发量），相当于热水锅炉60×10*kcal/h的供热 量，即0.7MW；蒸汽锅炉每10t/h的出力，相当于热水锅炉600×10*kcal/h的供热量，即 7MW：蒸汽锅炉每20/h的出力，相当于热水锅炉1200×10kcal/h的供热量，即14MW。
当水的表面以上是自由空间时，水分子会吸收水体中的热量而飞逸到水面以上的自由 空间中去，这种在水体表面进行的汽化过程称为蒸发。 如果对水进行加热，水温就会升高，蒸发也会相应加快，当水温升高到沸点时，就会 沸腾。沸腾是水体内部和表面同时进行剧烈汽化的过程。沸腾现象不仅用加热的方法可以 实现，而且用减压的方法也可以实现。如果对过热水或热水进行减压，就会产生天量蒸 汽。在蒸汽锅炉房里，就有根据减压沸腾的原理制造的设备，以便对锅炉排污时排出的过 热水的余热加以利用。
按绝对压力10°Pa排列的饱和蒸汽特性表
6管道设备施工技术手册
1.3管道及附件的有关标准
1.3.1管道组件的常用公称直径
管道组件的常用公称直径（mm
注：管径
KDN10及管径>DN1600的
对于无缝钢管、直缝焊接钢管和螺旋缝焊接钢管，应采用外径乘壁厚的形式标注，但 在实际工作中，常出现采用以公称直径或公称直径乘壁厚标注的不规范标注方式。
1.3.2管道组件的公称压力
金属管道组件的压力分级【MPa（bar）]
注：1bar=10’Pa=1.02kg/cm²。表中粗体字为32（320）【MPa（bar）】以下的常用压力分级
1.工业管道的压力分级 工业管道大体上分为两种：凡直接为产品生产输送物料的管道称为工艺管道；凡用于 输送动力媒介物质的管道称为动力管道，如热力管道、压缩空气管道、氧气管道、乙炔管 道、燃气管道、燃油管道等。 工业管道按压力不同一般进行以下分级： 真空管道公称压力小于大气压力； 低压管道公称压力小于或等于1.6MPa； 中压管道公称压力大于1.6MPa，小于或等于10MPa； 高压管道公称压力大于10MPa
2.阀门按压力和温度分级
3.室外给水铸铁管道的压力分级
10管道设备施工技术手册
铸铁制件的公称压力与最大工作压力
工作温度下的公称压力与最大工作压力的
公称压力与最大工作压
1.4工业锅炉的分类及参数
本手册虽然没有锅炉方面的内容，但由于管道工程与锅炉有密切的关系，还是简单介 绍一下锅炉的分类及参数系列。采暖和供热系统的锅炉属于工业锅炉。没有“民用锅炉 的说法。 工业锅炉系指额定工作压力大于0.04MPa，但不大于2.5MPa；且额定蒸发量不小于 0.1t/h，但不大于65t/h的以水为介质的固定式钢制蒸汽锅炉和额定出水压力大于 0.1MPa的固定式钢制热水锅炉
12管道设备施工技术手册
注：锅炉设计时的给水温度分为20℃、60℃、104℃三档，由设计单位根据具体情况确定。 原来蒸汽压力大于2.5MPa的锅炉称为电站锅炉，出口的蒸汽均为过热蒸汽，其额定蒸发量与发电机组 量配套。近年来，由于环保和节能减排政策的逐步落实，与低中压锅炉配套的发电机组、企业的自备小 电站或城镇供热部门建立的小型热电站，正逐渐被淘汰。
1.4.2热水锅炉参数系列
热水锅炉额定参数系列
[14 管道设备施工技术手明
主：管材的试验压力，普通管为2.5MPa，加厚管为3.
皇接钢管直径及壁厚规格
焊接钢管外径及壁厚允许偏差（mm
1.5.5可锻铸铁管件
铸铁管件又称为马铁管件或玛钢管件，用于焊接钢管的螺纹连接，适用于公称压 PN1.6MPa，工作温度200℃以内，输送一般液体和气体介质的管道上。镀锌管 输送生活冷、热水、自喷消防给水及燃气管道；表面不镀锌管件多用于输送采暖 汽、空调水及普通油品管道。
弯头；（）圆边三通：（g）无边三通：（h）方边三通
20管道设备施工技术手册
（2）异径可锻铸铁管件的常用品种外形见图1.54。因规格尺寸数据繁多，不再 列表。
图1.54异径管件常用品种 （a）圆边异径弯头；（b）无边异径弯头；（c）圆边异径三通；（d）无边异径三通； （e）圆边异径四通；（）无边异径四通；（g）圆边异径外接头； （h）无边异径外接头：（i）内外螺丝
1.5.6钢制无缝管件
管件材料牌号及相关标
DB41T 429-2018 林业科技示范园建设规范[22管道设备施工技术手加
5°90°弯头规格（mm
2.等径三通和等径四通
等径三通和等径四通的规格（mm）
GB/T 25228-2010 粮油检验 玉米及其制品中伏马毒素含量测定 免疫亲和柱净化高效液相色谱法和荧光光度法3.异径三通和异径四通
[24管道设备施工技术手册
异径三通和异径四通的规格mm