董 銳, 李 濤, 郜小晶

安陽鋼鐵股份公司（455004）

1 概述

自動化儀表，是對信息進行測量與控制的基礎(chǔ)設(shè)備，是信息產(chǎn)業(yè)的源頭和組成部分。著名科學(xué)家錢學(xué)森明確指出：“信息技術(shù)包括測量技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)。測量技術(shù)是關(guān)鍵?！备呔鹊膬x器儀表是實現(xiàn)系統(tǒng)全過程自動測量與控制功能的基礎(chǔ)條件和重要保障,現(xiàn)代高科技智能設(shè)備，現(xiàn)代化工藝流程和技術(shù)裝備,都配備相關(guān)的測量控制儀表。

要保證各種參數(shù)的準確測量和精確控制以及保證測控系統(tǒng)可靠運行，除正確選用和安裝檢測控制設(shè)置外，選用合適的安裝材料也是非常重要的。在工程建設(shè)中經(jīng)常發(fā)生由于安裝材料選擇錯誤造成測量不準和系統(tǒng)不能正常運行甚至造成設(shè)備損壞、人員傷害的情況,應(yīng)在自動化儀表工程中重視對常用安裝材料的正確選擇。

2 常用材料及其性能

自動化檢測儀表及控制工程中常用安裝材料主要有電線、電纜、法蘭、螺栓、各種管材、三通、接頭和閥門等。針對不同的測量介質(zhì)和使用場合有不同的規(guī)格和材質(zhì)可供選擇。

2.1 電線電纜

儀表控制工程中經(jīng)常用到的電纜大體說來有控制系統(tǒng)電纜、動力電纜和專用電纜三類，但為了滿足不同用途和不同的使用環(huán)境，又有盤內(nèi)配線多用的絕緣電纜、熱電偶專用補償電纜、控制信號傳輸?shù)挠嬎銠C電纜，以及低溫電纜、耐火（阻燃）電纜等。不同材質(zhì)和不同規(guī)格的電纜具有各自的性能，滿足不同的用途和使用環(huán)境。

2.2 管材

儀表控制工程中的導(dǎo)壓管路、氣動管路、電氣保護管路和蒸汽伴熱管路等經(jīng)常要使用到金屬或非金屬管材,但由于過程介質(zhì)的性質(zhì)和特點,冶金企業(yè)的儀表工程使用較多的還是金屬管材。導(dǎo)壓管路和氣動管路的連接還常用各種接頭,比如直通和彎通的終端接頭、中間接頭、隔壁接頭、異徑接頭、壓力表接頭、三通和四通接頭、三通和四通異徑接頭等。終端接頭用于變送器、閥門和容器等與管路的連接；隔壁接頭又稱穿板接頭，用于管路穿過板壁或箱壁時固定密封；異徑接頭用于導(dǎo)管變徑時的連接;中間接頭用于延長導(dǎo)管時管與管之間的連接。管接頭的連接方式主要有焊接式、卡套式。

2.3 法蘭及緊固件

法蘭是儀表加工件的一個大類。儀表使用的法蘭很多，總體可分為兩類：一類是安裝取源部件用，如壓力、溫度的取源部件。另一類是安裝儀表用，如安裝流量計、閥門等。從目前的設(shè)計看一般采用兩種處理方式：一種是在儀表設(shè)備訂貨時，配帶安裝法蘭及連接件；另一種是儀表設(shè)備自帶一片法蘭及連接件，需要配上另外一片法蘭，才能完成安裝。法蘭所用墊片的材料由管道介質(zhì)的特性、溫度及工作壓力決定。

2.4 管閥件

檢測和控制管路常用的閥門主要有兩類：一類是氣動管路用閥，這類閥以截止閥為主，也使用球閥；另一類是測量管路用閥，包括取源、切斷、防空、排污，也多使用截止閥和球閥。閘閥的介質(zhì)流動阻力較小，開啟和關(guān)閉用力小，安裝時無方向性，介質(zhì)可以從任一方向流動。但閘閥的密封面容易受損傷，檢修較為困難，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，價格也比同規(guī)格的截止閥貴。截止閥是廣泛使用的一種閥門，結(jié)構(gòu)簡單、制造維修方便、密封性好、操作可靠，缺點是流體阻力損失大，一般比閘閥大5～10倍。球閥結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，流體阻力小、開閉方便，缺點是閥芯轉(zhuǎn)動時磨擦力大、在高溫下容易變形。閥門與管路的連接方式有內(nèi)螺紋、外螺紋或法蘭連接，低壓管路多用螺紋連接，高壓管路則常用法蘭連接。

3 各種安裝材料的選擇要點

正確地選擇儀表安裝材料是至關(guān)重要的。如果選擇不當,不僅會帶來重大的經(jīng)濟損失,有時甚至?xí)斐扇松韨Α?/p>

3.1 導(dǎo)壓管件

導(dǎo)壓管件的選擇應(yīng)遵循以下原則：介質(zhì)壓力PN≤1.0 MPa時,導(dǎo)壓管路宜選用 GB／T 3091-1993鍍鋅鋼管和 GB／T 8163-1987無縫鋼管，特殊場合（如電站、制氧站等）可選用GB／T 14976-1994不銹無縫鋼管；介質(zhì)壓力PN＞1.0 MPa時，導(dǎo)壓管路宜選用GB／T 8163-1987無縫鋼管;特殊場合可選用GB／T 14976-1994不銹無縫鋼管;介質(zhì)壓力PN≥10.0 MPa時，且不含粉塵時導(dǎo)壓管路通常選用Φ14×2的各種管子，如含粉塵時導(dǎo)壓管路通常選用Φ32×2的不銹無縫鋼管;當介質(zhì)壓力＞I0.0 MPa,且不含粉塵時導(dǎo)壓管路通常選用Φ14×3的不銹無縫鋼管。氣動管路的流通介質(zhì)通常為經(jīng)過處理的壓縮空氣,送到儀表裝置的氣源總管多為DN25的無縫鋼管,與氣動儀表連接用的則是紫銅管，多采用 Φ6×1，個別情況也有用 Φ8×1、Φ10×l的紫銅管。

3.2 電線電纜

電線電纜的選擇應(yīng)主要考慮用途、電壓等級、傳輸距離、環(huán)境條件和電磁干擾等情況。如可以使用普通控制電纜的卻用了屏蔽控制電纜,可以使用普通屏蔽電纜的卻使用了對屏總屏電纜，從而提高了工程造價，造成經(jīng)濟上的浪費。也有一些建設(shè)項目環(huán)境溫度過高的應(yīng)該選高溫電纜卻選用了常溫電纜,導(dǎo)致電纜被烤斷或絕緣被破壞而重新更換電纜影響生產(chǎn)的情況。

通常各種導(dǎo)線、電纜根據(jù)其絕緣材料的性質(zhì)，制造廠規(guī)定了線芯長期允許的工作溫度,普通聚氯乙烯絕緣線和電纜的線芯長期允許的工作溫度不超過65℃,最低溫度不低于-15℃。當環(huán)境溫度超過65℃時，就采用耐高溫電纜。防爆場所應(yīng)選用防爆電纜。如儀表的電纜和電氣電纜走同一電纜隧道，則應(yīng)同電氣選用性質(zhì)相同的電纜。

電線、電纜的截面積，也是選擇電線、電纜的一個重要因素。儀表測量與控制系統(tǒng)用的電線、電纜的電流較小，一般可不作截面積計算，而以考慮機械強度為主。一般現(xiàn)場敷設(shè)采用截面積為1.5 mm2的電線和電纜。儀表供電系統(tǒng)用的電線、電纜，在供電容量較大時應(yīng)作計算，可按計算的電流確定截面積的大小。在某項目中，由于隔離器和為其供電的24VDC電源箱之間的電纜截面積選小了,致使送到隔離器的電壓達不到24V±2.4V的供電要求,隔離器不能正常運行。使用多芯電纜時，采用芯數(shù)的選擇也是一個關(guān)鍵。

應(yīng)根據(jù)管路敷設(shè)環(huán)境的具體條件選擇穿線管。推薦選用鍍鋅鋼管作為穿線管，因鍍鋅鋼管耐腐蝕，可省去除銹、刷油漆等工序。為了穿線方便，管子內(nèi)徑與線纜的外徑必須保持一定的比例關(guān)系，稱為電線和電纜的充填系統(tǒng)，一般不大于40%。

鋼管埋地或敷設(shè)在樓板內(nèi)，其管徑不應(yīng)小于20 mm。穿過大的設(shè)備基礎(chǔ)時，外徑不應(yīng)小于25 mm。

3.3 法蘭及緊固件

法蘭及緊固件的選擇要注意三點：1)壓力等級原則上選用相同或稍高的壓力等級,不能用低壓力等級代替高壓力等級；2)公稱通徑應(yīng)該一致；3)密封面和連接形式必須一致。

通常測溫元件的連接法蘭除特殊情況外,都選用GB/T 81—1994和GB／T 82-1994標準法蘭,材質(zhì)要根據(jù)介質(zhì)溫度和壓力以及腐蝕情況等綜合選擇?？装搴透鞣N流量計的配套法蘭如果是用于無腐蝕性介質(zhì)，其壓力＜10.0 MPa時，選用GB／T 81—1994材質(zhì)為Q235的法蘭,腐蝕性介質(zhì)可選耐酸鋼或不銹鋼;如介質(zhì)壓力＞10.0 MPa時選用 GB／T 82—1994材質(zhì)為25#鋼的法蘭。腐蝕性介質(zhì)可選耐酸鋼或不銹鋼；螺栓為 GB／T 900—1988或 GB／T 5780—1986標準規(guī)定的材質(zhì)。

3.4 測量和控制管路的閥門

測量和控制管路的閥門一般按工作性質(zhì)、溫度、壓力等條件選用。工作壓力不超過0.6 MPa,介質(zhì)溫度不低于20℃，如煤氣、空氣和水可采用高壓法蘭式截止閥門氧氣管路最好選用銅制閥門,也可用不銹鋼閥門，禁用鐵質(zhì)或鋼質(zhì)閥門。

4 結(jié)束語

正確、合理地選擇儀表安裝材料，對儀表控制系統(tǒng)的精確可靠運行有著舉足輕重的作用,這需要技術(shù)人員在長期的工程設(shè)計中積累經(jīng)驗，并重視該項工作，不斷提高自動化儀表安裝水平。