當(dāng)流體的流量已知時,管徑的大小取決于允許的流速或允許的摩擦阻力(壓力降)。流速大時管徑小,但壓力降值增大。因此,流速大時可以節(jié)省管道基建投資,但泵和壓縮機等動力設(shè)備的運行能耗費用增大。此外,如果流速過大,還有可能帶來一些其他不利的因素。因此管徑應(yīng)根據(jù)建設(shè)投資、運行費用和其他技術(shù)因素綜合考慮決定。
管子、管子聯(lián)接件、閥門和設(shè)備上的進出接管間的聯(lián)接方法,由流體的性質(zhì)、壓力和溫度以及管子的材質(zhì)、尺寸和安裝場所等因素決定,主要有螺紋聯(lián)接、法蘭聯(lián)接、承插聯(lián)接和焊接等四種方法。
螺紋聯(lián)接主要適用于小直徑管道。聯(lián)接時,一般要在螺紋聯(lián)接部分纏上氟塑料密封帶,或涂上厚漆、繞上麻絲等密封材料,以防止泄漏。在1.6兆帕以上壓力時,一般在管子端面加墊片密封。這種聯(lián)接方法簡單,可以拆卸重裝,但須在管道的適當(dāng)?shù)胤桨惭b活接頭,以便于拆裝。
法蘭聯(lián)接適用的管道直徑范圍較大。聯(lián)接時根據(jù)流體的性質(zhì)、壓力和溫度選用不同的法蘭和密封墊片,利用螺栓夾緊墊片保持密封,在需要經(jīng)常拆裝的管段處和管道與設(shè)備相聯(lián)接的地方,大都采用法蘭聯(lián)接。
承插聯(lián)接主要用于鑄鐵管、混凝土管、陶土管及其聯(lián)接件之間的聯(lián)接,只適用于在低壓常溫條件下工作的給水、排水和煤氣管道。聯(lián)接時,一般在承插口的槽內(nèi)先填入麻絲、棉線或石棉繩,然后再用石棉水泥或鉛等材料填實,還可在承插口內(nèi)填入橡膠密封環(huán),使其具有較好的柔性,容許管子有少量的移動。
焊接聯(lián)接的強度和密封性最好,適用于各種管道,省工省料,但拆卸時必須切斷管子和管子聯(lián)接件。城市里的給水、排水、供熱、供煤氣的管道干線和長距離的輸油、氣管道大多敷設(shè)在地下,而工廠里的工藝管道為便于操作和維修,多敷設(shè)在地上。管道的通行、支承、坡度與排液排氣、補償、保溫與加熱、防腐與清洗、識別與涂漆和安全等,無論對于地上敷設(shè)還是地下敷設(shè)都是重要的問題。
地面上的管道應(yīng)盡量避免與道路、鐵路和航道交叉。在不能避免交叉時,交叉處跨越的高度也應(yīng)能使行人和車船安全通過。地下的管道一般沿道路敷設(shè),各種管道之間保持適當(dāng)?shù)木嚯x,以便安裝和維修;供熱管道的表面有保溫層,敷設(shè)在地溝或保護管內(nèi),應(yīng)避免被土壓壞和使管子能膨脹移動。
管道可能承受許多種外力的作用,包括本身的重量、流體作用在管端的推力、風(fēng)雪載荷、土壤壓力、熱脹冷縮引起的熱應(yīng)力、振動載荷和地震災(zāi)害等。為了保證管道的強度和剛度,必須設(shè)置各種支(吊)架,如活動支架、固定支架、導(dǎo)向支架和彈簧支架等。支架的設(shè)置根據(jù)管道的直徑、材質(zhì)、管子壁厚和載荷等條件決定。固定支架用來分段控制管道的熱伸長,使膨脹節(jié)均勻工作;導(dǎo)向支架使管子僅作軸向移動。
為了排除凝結(jié)水,蒸汽和其他含水的氣體管道應(yīng)有一定的坡度,一般不小于千分之二。對于利用重力流動的地下排水管道,坡度不小于千分之五。蒸汽或其他含水的氣體管道在最低點設(shè)置排水管或疏水閥,某些氣體管道還設(shè)有氣水分離器,以便及時排去水液,防止管內(nèi)產(chǎn)生水擊和阻礙氣體流動。給水或其他液體管道在最高點設(shè)有排氣裝置,排除積存在管道內(nèi)的空氣或其他氣體,以防止氣阻造成運行失常。