压缩机入口管道
关于压缩空气管道的话题可能比任何其他话题都要多，甚至是存储。与“实用”压缩空气技术中的许多其他主题一样，其中很大一部分是有争议的，而且往往是直接反对的。
这些指南的目的不是替换适当的正确信息量，也不是为了回答有关特定安装的所有问题。它们旨在为您提供始终适用的基本原则，并在遵循这些原则的情况下，最终为您提供性能良好的系统。与我们的所有指导方针一样，这些指导方针都是基于性能和现场测量的关键数据，并与理论性能相结合。我们在过去二十年中制定并使用了这些指南，发现它们非常准确。
为压缩空气提供的管道类型
在决定要使用的管道类型之前，请咨询联邦、州和地方规范。通常采用的标准是ANSI B31.1。对于医疗设施，请咨询美国国家消防协会现行标准NFPA 99。
压缩空气管道材料可分为两种基本类型:金属和非金属。
非金属管-通常称为“塑料”管作为压缩空气管道已经提供多年，因为：
- 它比大多数金属更轻，更容易操作
- 无需焊工、螺纹工等专用工具即可安装。
- 它一般是无腐蚀性的
- 使用适当的胶合材料进行安装快速
- 与大多数金属（铜、不锈钢、黑铁）相比，劳动力（也可能是非熟练劳动力）的成本要低得多，而且总的工作成本通常较低
是什么阻碍了许多压缩空气人员和组织接受这种材料？
早期，PVC用于压缩空气管道，并且在事实方面变得明显，它有时会在整个地区发送尖锐的碎片时有时会“破碎”。介绍了新产品，利用没有粉碎的材料。但是，此材料及其所提供的所有其他材料都具有重要限制：
- 它们中的大多数都被限制在140•华氏度到200•华氏度的工作温度。后冷却器的故障很容易达到或超过这些数字。例如，PVC在125 psig时限制在160华氏度左右，但实际上在70华氏度时开始减弱
- 这些材料中的大多数通常与压缩机油不兼容，尤其是与许多合成机油不兼容
- 虽然管道火灾在今天很少见，但当塑料管中发生火灾时，很有可能会通过塑料管熔化并转移到工厂中
热塑性塑料管道的典型压力温度额定值
与所有其他热塑性管道部件一样，最大非冲击工作压力是温度的函数。压缩热应完全消散，以便管道系统中不超过最大温度额定值（1/2时为140°F），3/4时为120°F）。
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即使这个HDPE塑料管与铝中心件仍然额定在73华氏度和140华氏度。它没有公布140•以上的测试结果。对普通油和溶剂的耐受性尚未公布。 |
典型热塑性管道和配件的压力额定值在-20•F至100•F温度范围内的所有尺寸约为185 psi，并逐渐降低到100•F以上，如表所示。
总的来说，压缩空气行业尚未接受任何类型的塑料管作为下游压缩空气的合适和安全管道。作为一名顾问，鉴于目前的材料、数据和可用的替代方案，我们同意这一点。
金属管-可选用黑铁、不锈钢、铜、铝等材质，具有适当的热压特性。
黑铁管或钢管在压缩空气系统中，当暴露在冷凝水（H2O）中时，系统将发生腐蚀，从而成为整个系统氨化的主要来源。该管道通常为直径小于等于3“的螺纹连接管道，并以较大的直径焊接。与铜和铝相比，该管道更重、更难操作，但成本更低。无油空气的内部腐蚀问题比润滑压缩机的内部腐蚀问题更为严重。
不锈钢通常是良好的选择，特别是当暴露在无油湿空气中，其极高的酸水平冷凝物（在干燥器之前）。不锈钢通常较轻，对于相同的压力温度额定值，焊接时良好安装。螺纹不锈钢经常倾向于泄漏。环形密封件，如沟槽连接中使用的密封件将与不锈钢合作。然而，作为管道材料，潜在的较低安装成本和更快的焊接（使用带槽配件）可能会使其成为最整体的经济体现。
铜管是敏感空气系统的常见选择，并且当正确选择并正确连接时非常坚固。铜管的工作压力为250 psi，适用于“M”硬，型“L”型型“k”柔软，400 psi为“k”。此外，由于50/50焊料在421℃下熔化，因此它将更耐高温。即使它确实失败了，它也会以可预测的方式这样做。管末端将分开。铜管的工作温度极限约为400°F。（管道手册，第6版）的数据。
- 不要用焊接连接管道或配件。铅锡焊料的极限强度较低，蠕变极限较低，并且根据合金的不同，在361•F开始熔化。银钎焊和硬钎焊都是钎焊的形式，不应与铅锡钎焊混淆。银钎焊和硬焊是用一种银合金类型的填充材料进行钎焊，其熔点在1145•F至1800•F之间。
铝压缩空气管如今所应用的那样变得非常受欢迎。这是不仅开发的，不仅可以提供平稳的（由于摩擦而导致的低压损失）内表面，并消除自污染，还提供了提高的灵活性，以满足不断变化的压缩空气分配需求。这在汽车支架行业中特别理想的是，随着装配和子组件区域的变化。
大多数铝管制造商在+4•F至140•F或176•F中速率对其材料进行速率。管道材料通常具有超过1,100°F的熔点。
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无需特殊工具或管道螺纹连接的铝制空气系统管道。-由Transair提供 |
进气管和排气管的材料和最佳涂层
镀锌管道的问题经常出现在压缩空气系统管道，而不是计划40黑铁为公称100 psig空气系统。为了帮助评估这一点，让我们分别看看进口和排放管道。
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进水管道指南
适当的进口管道将空气从过滤器输送到压缩机，不会造成压力损失，也不会在压缩机内部产生任何类型的自污染。重要的是要认识到，环境进口空气条件可以很好地决定选择一种类型的管道而不是另一种。
镀锌入口管道具有比标准铁管更耐腐蚀的优点。然而，随着时间的推移，当腐蚀开始时，镀锌材料就会剥落。现在，进气管在过滤器和压缩机之间可能产生非常有害的固体污染物。这对离心式压缩机的机械完整性尤其危险。我们不建议这样做。
在高湿度天气下，很可能会在进气管中形成冷凝。因此，OEM安装手册通常建议在入口之前的管道上安装一个排放阀。管道中的冷凝会明显加快涂层分解前的时间。该时间范围取决于涂层最薄部分的应用位置。
不锈钢进水管对于这种大直径、低压进气，只要安装正确且内部清洁得当，都是一种极好的材料。
也有很多等级热塑性材料适用于进风管道。
Air Power USA推荐用于入口管道的不锈钢或适当的热塑性型材料，不建议镀锌管道。挤压铝将良好，但根据情况，可能或可能不是经济的选择。
挤压铝合金
铝管可以很容易地用普通的手工工具组装，可以给运行中的空气系统或子系统带来很大的灵活性。这些方法对于特定工作区域尤其有效，这些工作区域可能必须在日常基础上进行更改。
设计低压降管道系统-网络研讨会记录下载幻灯片并观看免费网络广播的录制，以了解：
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排放和分配管道
这里我们有更复杂的考虑：
压缩机的排气温度可为250•F至350•F（离心式、无油旋转螺杆式和往复式），或200•F至220•F（润滑油冷却旋转螺杆式压缩机），因此管道必须能够承受这些温度。
即使有一个后冷却器将温度降至100华氏度，也必须考虑后冷却器失效的后果。
压缩空气产生的冷凝液往往是酸性的。在无油压缩机（如离心机和无油旋转螺钉）中，它通常非常具有腐蚀性。
连接管道的基本目的是将空气输送到过滤器和干燥器，然后再输送到生产空气系统，压力损失很少或没有，当然也很少或没有自污染。
在进入申请中描述的情况下，镀锌管道将具有相同的问题。在所有概率中，由于冷凝物的侵蚀性酸性特性，镀锌涂层寿命可能更短。
不管热塑性塑料管道制造商的声明是什么，我们从不推荐任何塑料类型的材料用于连接管道，也很少推荐用于分配总管管道。大多数这些材料都带有警告，不要暴露在超过200•F的温度下，并避免任何类型的油或润滑剂。
这里再次不锈钢或涂层铝是我们的首要推荐，用于将压缩机与过滤器和干燥器的互连管道互连管道，当压缩空气无油时。显然将比标准时间表40黑熨斗更好地抵抗腐蚀。一些其他考虑因素：
- 大多数区域将允许使用附表10不锈钢代替附表40黑铁
- 对于直径相同的管道，不锈钢会更轻，更容易处理，通常降低人工成本
- 对于焊接连接，不锈钢通常只需要一个焊道，而黑铁管通常需要三个焊道（焊接、填充和覆盖）。这也会降低劳动力成本
- 不锈钢螺纹通常密封性不好。当焊接不可行时，使用槽型连接会更好
总结
以下对比图总结了每种管道材料的一些优缺点。这些信息来自与管道制造商、机械承包商和电厂人员的讨论，以及现场人员多年的系统分析。
分发头和分发区
主标题的目的是将最大预期流量运输到生产区域，并为下降或馈线提供可接受的供应量。同样，现代设计考虑一个可接受的头部压力损失为0 psi。
液滴和馈线的目标是在压力损失最小或没有压力损失的情况下，将最大的预期流量输送到工作站或过程。线的尺寸应该是接近零损耗的尺寸。当然，工作站或过程中的控制、调节器、执行机构和空气马达都要求最低的进口压力，以便能够执行它们的功能。
管道的具体指南-按压缩机类型
这些技巧本质上是通用的。有关特定装置，请参阅手册和/或制造商。
进气管道
旋转式压缩机：
- 如果单位有调制控制，请使用干燥过滤器或压力吸气油湿润
- 对于远程过滤器安装，请从要安装的软件包中删除过滤器：
- 入口互连管中无阀门或障碍物
- 是否可以使用支撑的弯曲软管/橡胶管连接外壳外的管道到进水管
- 如果入口在外面，一定要安装一个导鸟器
- 支持入口管道，不要挂在设备上
- 启动压缩机前，确保管道无灰尘、铁锈、焊道、氧化皮、碎屑等
- 如果运行超过50英尺(与制造商确认)，在过滤器外壳连接尺寸上至少增加一个或更大的管道尺寸
往复式压缩机：
- 始终尝试将进气管道的尺寸增加到压缩机连接尺寸以上一个或两个尺寸。切勿从装置上的连接尺寸减少入口管尺寸
- 定期支撑/夹紧管道-压缩机连接上无管道重量
- 启动压缩机前，确保管道清洁，无锈蚀、水垢等
- 确保你没有达到“临界长度”，如果是，请参考制造商的数据以采取适当的纠正措施
- 如果可能，在较大的装置上使用入口脉动瓶。启动装置前，确保瓶子清洁
- 可以使用干式或油浴过滤器。如有疑问，请咨询手册或制造商
- 避免临界长度
离心式：
- 如果要使用远程入口过滤器，则必须与供应商/制造商密切合作，以尺寸进入入口管道。由于离心式压缩机是“质量流量”型压缩机，因此其整体性能非常好于可识别和可预测的入口空气压力
- 在空气进入压缩机之前，在进口管道上安装排水腿
排放管道
扶轮社：
- 管道尺寸应始终大于单位连接尺寸。基于系统流动，管道长度，端部/阀门数，可接受的压降等确定正确的管尺寸。
- 管道，使空气管路中的冷凝液不能流回装置
- 支撑管道，使压缩机连接处或其上没有应变
往复运动：
- 管道通径应该比压缩机连接通径大一个或两个通径。永远不要从装置的连接尺寸减小排放管的尺寸。检查管道的流速尺寸并计算压力损失
- 每隔一定的时间用夹子夹住管子。压缩机连接处没有管道张力
- 确保您未处于“临界长度”，如果您处于“临界长度”，请咨询手册或制造商以获得适当的纠正措施
- 如果可能，在较大的装置上使用排气脉动瓶
离心式：
有关止回阀、回阀、安全阀等的详细位置，请参阅手册/制造手册
放电管道应大于压缩机连接，直接远离该装置的平滑运行。它不应该太大，这可能会在放电时创造“石墙”型效果
所有转向应为“长扫掠ells”，以允许最小背压。这在任何空气系统中都是推荐的，但在质量流离心式压缩机中更为关键
所有管道应远离压缩机。所有立管应该有排水腿。在排出线中的压缩机后立即安装漏极腿
多机组互连管道
互连管道配置在进入生产区域之前，在压缩机通过空气处理设备和储存之间放电。
多年来，我们发现很少有电厂的互连管道不会对动车组造成控制问题，尤其是带有调节控制装置的旋转螺杆机组。这通常会导致多台机组部分负荷，从而导致基本效率低下。周期极短的步进控制单元可能会出现效率低下，并导致操作部件过早失效。
连接管道的尺寸的目的是将从压缩机排出的最大期望气流通过干燥器、过滤器和接收器输送到具有最小压降的主分配头上。当代设计考虑压缩空气目标的真实成本，总压降小于3 psi。
为了避免高紊流及其对流动的阻力以及由此产生的压力峰值和损失，互连管道的尺寸应根据速度而非摩擦损失确定。设计配置对此也有重大影响。在管道压力为psig时，所有管道速度应小于等于20 fps。在这些速度下，即使是一些糟糕的管道配置实践也会产生更少的负面影响（如果有的话）。
所有管道的一般指南
进出空气压缩机入口和出口连接的所有空气入口和出口管道必须考虑振动、脉动、温度暴露、最大暴露压力、腐蚀和耐化学性等。此外，润滑压缩机将始终向气流排放一些油，排放管道和其他附件（如O形圈、密封件等）与石油和/或合成润滑剂的兼容性至关重要。
压缩空气分配系统管道定径的一般规则
- 压缩机和使用点之间的压降无法恢复
- 管道尺寸应足够大，以使压降保持在最小，甚至不存在压降。在集管分配正常运行期间，没有理由容忍任何压力损失
- 布置管道以避免以下类型的应变：
- 管道自重引起的应变
- 由于管道的膨胀或收缩而导致温度变化，菌株
- 由于管道内部压力而产生的应变
- 设计进口和排放管道，使其在管道的整个区域内以均匀的横向速度平稳流动
- 在压缩机和切断阀之间安装一个安全阀，压力高于压缩机工作压力5至10 psi。不得超过系统中任何ASME容器的工作压力额定值
- 计划未来的紧急情况，并建立连接点，以安装带有电源和后冷器的临时压缩机（如果需要）
- 考虑所有可能需要维护的项目上的旁路管线或阀门
- 如果可能的话，在植物周围和每个生产区内使用环路设计系统
- 仅当您对该点附近的空气的最高要求时，才能在线或循环结束时考虑第二空气接收器
- 从主标题定位出口尽可能接近应用点。这有助于限制通过软管的大压力降
- 出口应始终位于管道顶部，以减少冷凝水分带入工具
- 所有管道应倾斜，以使其排水至远离压缩机和/或工艺的下降管集湿器或接收器
应采用柔性连接，以减少或吸收振动，减轻热膨胀的影响。它们不应该被用来纠正偏差。使用的任何伸缩连接都应进行调查，以确保其规格符合系统的操作参数。
重要的是要注意，空气系统中不当或不正确使用的管道和材料可能导致机械故障、损坏和严重伤害或死亡。
总结
- 如果使用了合适的铜管，确保使用的铜管和焊料具有适当的特性，以处理满载时的预期温度
- 使用塑料管道。多年来，塑料管道的使用带来了许多负面影响
- 由于振动引起的疲劳而缺乏抗故障能力
- 缺乏对软化开裂、开裂和润滑剂（尤其是双酯合成材料）的抵抗力
- 灾难性故障的易感性是由冷却器故障引起的
- 由外部火灾引起的潜在灾难性故障
- 管道火灾或爆炸造成的潜在灾难性故障
- 可能受到来自外部或内部空气传播的化学品和冷凝物的攻击(内部)
- 塑料管或PVC管在压力下发生故障可能会爆炸或破碎，危及该区域的人员
- 有新的产品介绍塑料管道系统，其要求解决了大多数存在破碎特性的负面问题。新的塑料管基于特殊改性的配方或丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）树脂
- 许多人认为，任何类型的非金属（即塑料）管道都是高风险的，因为在任何空气系统（特别是润滑的）中，管道火灾的可能性总是存在的。即使这可能是最不可能发生的情况，但如果管道火灾留在管道中，并且不会烧穿墙壁，那么电厂的安全肯定会提高
运行中的管道配置不良
该工厂在调节控制下运行4台100马力润滑油冷却旋转式螺杆压缩机。由于20psi的压降使封头无法维持所需的最小90psig，因此导致了生产能力的损失。这个管道示意图显示了原始的管道。四台100马力，490 cfm油冷旋转螺杆压缩机将空气输送到一个6英寸的主集箱。4”内连管的速度如下:
- 13.2 FPS @ 490 CFM
- 每分钟980立方英尺时为26.4英尺/秒
- 1470立方英尺每分钟39.6 fps
- 1760立方英尺每分钟47.4英尺
四个交叉三通在这些速度下增加了湍流。所有机器满载时的总压力损失为20 psig。当需求增加时，主管道中的压力降至90 psig以下，从而停止生产。两个变化解决了这个问题。首先是4“交叉T形三通改为定向角入口。压力降降至6 psi，主系统现在接收104 psig，可轻松调节至稳定的90 psig。这些连接件是在一天的维修停工期间预制和安装的，费用为4200美元。这消除了20年来的生产中断。其次，压缩机排放压力降低至98 psig，这意味着6%的节能，相当于每年约9585美元。
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