1、承壓類特種設(shè)備基本知識_壓力管道3.1概述3.1概述壓力管道的定義及分類壓力管道是4種運輸方式之一。壓力管道是管道中的一部分。從廣義上理解，所謂壓力管道，應(yīng)當(dāng)是指所有承受內(nèi)壓或外壓的管道，無論其管內(nèi)介質(zhì)如何。但從我國頒發(fā)壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定以后，“壓力管道”便成為受監(jiān)察管道的專用名詞。在壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定第二條中將壓力管道定義為：“在生產(chǎn)、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危險性較大的特種設(shè)備”。特種設(shè)備安全監(jiān)察條例定義：壓力管道，是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓）的氣體、液化氣體、蒸汽介質(zhì)或者可燃、易爆、有

2、毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體介質(zhì)，且公稱直徑大于25mm的管道。 壓力管道是在高壓下輸送氣體、液體的一種特殊設(shè)施，無論是爆炸或泄漏都易引起災(zāi)難性事故。隨著石油天然氣工業(yè)的發(fā)展，壓力管道的使用越來越廣泛，事故起數(shù)逐年增加。1994年3月至1995年3月，僅吉林、遼寧、河北三省的5起事故，就死亡57人，傷149人，直接經(jīng)濟損失達3500多萬元。從1995年開始，原勞動部開始將壓力管道納入安全監(jiān)察范圍，于1996年頒布壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定。1998年原國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的“三定”和2001年國家質(zhì)檢總局的“三定”規(guī)定中，明確對壓力管道實行安全監(jiān)察。壓力管道安全監(jiān)察范圍是

3、根據(jù)事故發(fā)生的危險程度，由介質(zhì)的爆炸潛能和可燃性、有毒性等因素界定，現(xiàn)規(guī)定的范圍與發(fā)達工業(yè)國家的規(guī)定是一致的。如歐盟承壓設(shè)備指令為0.05MPa，公稱直徑大于或等于25mm。德國的氣體管道條例規(guī)定的安全監(jiān)察范圍為工作壓力大于或者等于0.1MPa或者0.l6MPa。公稱直徑?jīng)]有作出明確規(guī)定。 壓力管道分類壓力管道分類依據(jù)壓力容器壓力管道設(shè)計單位資格許可與管理規(guī)則和壓力管道安裝單位資格認(rèn)可實施細則一、長輸管道為GA類，級別劃分為：1.符合下列條件之一的長輸管道為GA1級：(1)輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì)，設(shè)計壓力P1.6MPa的管道；(2)輸送有毒、可燃、易爆液體流體介質(zhì)，輸送距離200km且管

4、道公稱直徑DN300mm的管道；(3)輸送漿體介質(zhì)，輸送距離50km且管道公稱直徑DN150mm的管道。 輸送距離指產(chǎn)地、儲存庫、用戶間的用于輸送商品介質(zhì)管道的直接距離； 壓力管道分類2.符合以下條件之一的長輸管道為GA2級：(1)輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì)，設(shè)計壓力P1.6MPa的管道；(2)GA1(2)范圍以外的管道；(3)GA1(3)范圍以外的管道。壓力管道分類壓力管道分類壓力管道分類壓力管道分類壓力管道分類二、公用管道為GB類，級別劃分如下：GB1：燃氣管道；GB2：熱力管道。壓力管道分類壓力管道分類三、工業(yè)管道為GC類，級別劃分如下：1.符合下列條件之一的工業(yè)管道為GC1級：(1)

5、輸送GB5044職業(yè)性接觸毒物危害程度分級中規(guī)定毒性程度為極度危害介質(zhì)的管道；(2)輸送GB50160石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范及GBJ16建筑設(shè)計防火規(guī)范中規(guī)定的火災(zāi)危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體介質(zhì)且設(shè)計壓力P4.0MPa的管道；(3)輸送可燃流體介質(zhì)、有毒流體介質(zhì)，設(shè)計壓力P4.0MPa且設(shè)計溫度400的管道；(4)輸送流體介質(zhì)且設(shè)計壓力P10.0MPa的管道。壓力管道分類2.符合以下條件之一的工業(yè)管道為GC2級：(1)輸送GB50160石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范及GBJ16建筑設(shè)計防火規(guī)范中規(guī)定的火災(zāi)危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體介質(zhì)且設(shè)計壓力P4.0MPa的管道；(2)輸

6、送可燃流體介質(zhì)、有毒流體介質(zhì)，設(shè)計壓力P4.0MPa且設(shè)計溫度400C管道；(3)輸送非可燃流體介質(zhì)、無毒流體介質(zhì)，設(shè)計壓力P10MPa且設(shè)計溫度400的管道；(4)輸送流體介質(zhì)，設(shè)計壓力P10MPa且設(shè)計溫度400的管道。壓力管道分類3.符合以下條件之一的GC2級管道劃分為GC3級；(1)輸送可燃流體介質(zhì)、有毒流體介質(zhì)，設(shè)計壓力P1.0MPa且設(shè)計溫度400的管道；(2)輸送非可燃流體介質(zhì)、無毒流體介質(zhì)，設(shè)計壓力P4.0MPa且設(shè)計溫度400的管道。壓力管道的用途及特點3.2壓力管道的用途及特點用途工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范GB50316-2000的規(guī)定，管道是由管道組成件、管道支吊架等組成，用以

7、輸送、分配、混合、分離、排放、計量或控制流體流動。工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范GB50235-97的定義是：由管道組成件和管道支承件組成，用以輸送、分配、混合、分離、排放、計量、控制和制止流體流動的管子、管件、法蘭、螺栓連接、墊片、閥門和其他組成件或受壓部件的裝配總成。 壓力管道的用途及特點上述定義包含兩個含義：（A）管道的作用：是用以輸送、分配、混合、分離、排放、計量、控制和制止流體流動。1）流體：在有些標(biāo)準(zhǔn)中稱為介質(zhì)。流體可按狀態(tài)或性質(zhì)進行分類。a）按狀態(tài)分：氣體；液體；液化氣體：是指在一定壓力下呈液態(tài)存在的氣體；漿體：是指可燃、易爆、有毒和有腐蝕性的漿體介質(zhì)。 壓力管道的用途及特點b）

8、按性質(zhì)分：火災(zāi)危險性；是指可燃介質(zhì)引起燃燒的危險性，分為可燃氣體、液化氣體和可燃液體。有甲、乙、丙三類。爆炸性；與空氣混合后可能發(fā)生爆炸的可燃介質(zhì)或在高溫、高壓下可能引起爆炸的非可燃介質(zhì)。毒性；按GB5044分級。有劇毒（極度危害）和有毒（高度危害、中毒危害和輕度危害）兩大類四個級別。腐蝕性。是指能灼傷人體組織并對管道材料造成損壞的物質(zhì)。壓力管道的用途及特點2）輸送流體：依靠外界的動力（利用流體輸送機械如壓縮機、泵等給予的動能）或流體本身的驅(qū)動力（如介質(zhì)本身的壓力）將管道源頭的流體輸送到管道的終點。3）分配流體：通過管系中的支管將流體分配到設(shè)計規(guī)定的多個預(yù)定的設(shè)備或用戶。4）混合流體：將管系中

9、來自不同支管中的流體在管道中進行混合，如稀釋等。5）分離流體：將管道內(nèi)部不同狀態(tài)的流體通過支管進行分離，如汽液分離、油水分離等。壓力管道的用途及特點6）排放流體：將管道內(nèi)部流體通過支管進行排放，如超壓放空、排放被分離的流體等。7）計量流體：通過設(shè)置于管道系統(tǒng)中的計量儀表對輸送、分配的流體進行計量，如測量流量、壓力、溫度和粘度等。8）控制流體：通過設(shè)置于管道系統(tǒng)中的控制元件對管內(nèi)流體的流動進行控制，如調(diào)壓、減溫、流體分配和切斷等。 壓力管道的主要特點壓力管道的主要特點同時，不同類別的壓力管道，由于材料、結(jié)構(gòu)和敷設(shè)形式不同，其特點也有所不同：（A）工業(yè)管道的特點1）數(shù)量多，管道系統(tǒng)大，車間內(nèi)管道布

10、置交叉、緊湊；2）管道組成件和支承件的材質(zhì)、品種、規(guī)格復(fù)雜，質(zhì)量均一性差；3）運行過程受生產(chǎn)過程波動影響，運行條件變化多，如熱脹冷縮、交變載荷、溫度和壓力波動等；4）腐蝕和破壞機理復(fù)雜，材料失效模式多。（B）長輸管道和公用管道的特點1）管道敷設(shè)長度大，跨越地區(qū)多，地形地質(zhì)復(fù)雜；2）埋地敷設(shè)多，缺陷檢測難度大；3）容易遭受意外損傷。壓力管道的組成及結(jié)構(gòu)3.3壓力管道的組成及結(jié)構(gòu)管道的構(gòu)成：由管道組成件、管道支吊架（管道支承件）等組成，是管子、管件、法蘭、螺栓連接、墊片、閥門、其他組成件或受壓部件和支承件的裝配總成。管道組成件和支承件在我國現(xiàn)行壓力管道法規(guī)中也統(tǒng)稱為壓力管道元件。1）管道組成件：指

11、用于連接或裝配成管道的元件，包括管子、管件、法蘭、墊片、緊固件、閥門以及管道特殊件。所謂管道特殊件，是指非普通標(biāo)準(zhǔn)組成件。是按工程設(shè)計條件特殊制造的管道組成件，包括膨脹節(jié)、特殊閥門、爆破片、阻火器、過濾器、撓性接頭及軟管等。 壓力管道的組成及結(jié)構(gòu)2）管道支吊架：用于支承管道或約束管道位移的各種結(jié)構(gòu)的總稱，但不包括土建的結(jié)構(gòu)。有固定支架、滑動支架、剛性吊架、導(dǎo)向架、限位架和彈簧支吊架等。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB50235-97工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范中也稱為管道支承件，包括管道安裝件和附著件。a）管道安裝件：指將負荷從管子或管道附著件上傳遞到支承結(jié)構(gòu)或設(shè)備上的元件，包括吊桿、彈簧支吊架、斜拉桿、平衡

12、錘、松緊螺栓、支撐桿、鏈條、導(dǎo)軌、錨固件、鞍座、墊板、滾柱、托座和滑動支架等。b）附著件：用焊接、螺栓連接或夾緊方法附裝在管子上的零件，包括管吊、吊（支）耳、圓環(huán)、夾子、吊夾、緊固夾板和裙式管座等。壓力管道的組成及結(jié)構(gòu)壓力管道的結(jié)構(gòu)要求 由于輸送的流體具有毒性、燃爆性和腐蝕性，且又有高溫、高壓、低溫等特殊操作條件，使其具有相當(dāng)大的危險性。因此,壓力管道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具備下列條件： 耐壓強度：承受管內(nèi)流體作用于管道上的壓力（內(nèi)壓或外壓）、溫度所引起的應(yīng)力及其長期、反復(fù)的影響，如蠕變和疲勞等； 密封性：阻止管道內(nèi)部流動的流體泄漏到管道外部空間或流體中； 耐腐蝕性：承受管內(nèi)流體對管道材料的腐蝕作用。管

13、道材料的耐腐蝕等級分為4級，以年腐蝕速率衡量：充分耐腐蝕0.05mm； 耐腐蝕0.050.1mm；尚耐腐蝕0.10.5mm；不耐腐蝕0.5mm； 柔性：管道的柔性是反映管道變形難易程度的一個物理概念。管道在設(shè)計條件下工作時，因熱脹冷縮、端點附加位移、管道支承設(shè)置不當(dāng)?shù)仍驎a(chǎn)生應(yīng)力過大、變形、泄漏或破壞等影響正常運行的情況。管道的柔性就是管道通過自身變形吸收因溫度變化發(fā)生尺寸變化或其他原因所產(chǎn)生的位移，保證管道上的應(yīng)力在材料許用應(yīng)力范圍內(nèi)的性能。為了滿足上述條件，管道系統(tǒng)的管道組成件必須使用耐介質(zhì)腐蝕，有能夠在設(shè)計規(guī)定溫度下承受介質(zhì)作用壓力的材料，且有相應(yīng)的壁厚和密封結(jié)構(gòu)。同時整個管道系統(tǒng)應(yīng)有

14、適當(dāng)?shù)闹С小?壓力管道的無損檢測要求表面無損檢測方法選用原則：對鐵磁性鋼管，應(yīng)選用磁粉檢測；對非鐵磁性鋼管，應(yīng)選用滲透檢測；對有延遲裂紋傾向的焊縫，應(yīng)在焊接冷卻適當(dāng)時間后進行，對有再熱裂紋傾向的焊縫，應(yīng)在焊后及熱處理后各進行一次無損檢測。RT、UT檢測的主要對象是壓力管道的對接接頭，對焊管件的對接接頭。無損檢測方法的選用按設(shè)計文件的規(guī)定進行。對鈦、鋁及鋁合金、銅及銅合金、鎳及鎳合金的焊接接頭，應(yīng)選用射線檢測方法。對有延遲裂紋傾向的焊縫，應(yīng)在焊接冷卻適當(dāng)時間后進行。當(dāng)夾套內(nèi)的主管有焊縫時，該焊縫應(yīng)進行100%射線檢測。管道上被補強圈或支座墊板覆蓋的焊接接頭，應(yīng)進行100%射線檢測，合格后方可覆蓋

15、。對規(guī)定進行層間無損檢測的焊縫，無損檢測應(yīng)在外觀檢查合格后進行，表面無損檢測應(yīng)在射線、超聲前進行。在用管道定期檢驗中應(yīng)根據(jù)宏觀檢查中發(fā)現(xiàn)裂紋或可疑情況、應(yīng)力腐蝕環(huán)境、承受明顯交變載荷狀況、制造安裝中返修過或錯邊、咬邊嚴(yán)重超標(biāo)的焊接接頭等情況進行無損檢測。無損檢測1、表面無損檢測檢測方法：鐵磁性 非鐵磁性檢驗時機：延遲裂紋 再熱裂紋檢測對象：管子材料外表面重要對接焊縫表面重要角焊縫表面管道彎制后表面淬硬較大焊接接頭坡口重要承插焊和跨接式三通支管的焊接接頭表面設(shè)計溫度低于或等于-29的非奧氏體不銹鋼管坡口雙面焊件規(guī)定清根的焊縫清根后檢測乙炔焰切割淬硬傾向的鋼材上的焊接卡具2、射線和超聲對象：焊接接

16、頭檢測方法：按設(shè)計文件，有色金屬及其合金選擇射線檢測時機：延遲裂紋夾套內(nèi)主管有環(huán)焊縫，進行100%射線補強圈、墊板覆蓋的接頭，進行100%射線焊道中間需要檢測的焊縫，首先外觀檢測，然后表面檢測，其次射線或者超聲，合格后方可繼續(xù)焊接。定期檢驗無損檢測第二十九條表面無損檢測：(一)宏觀檢查中發(fā)現(xiàn)裂紋或可疑情況的管道，應(yīng)在相應(yīng)部位進行表面無損檢測；(二)絕熱層破損或可能滲入雨水的奧氏體不銹鋼管道，應(yīng)在相應(yīng)部位進行外表面滲透檢測；(三)處于應(yīng)力腐蝕環(huán)境中的管道，應(yīng)進行表面無損檢測抽查；(四)長期承受明顯交變載荷的管道，應(yīng)在焊接接頭和容易造成應(yīng)力集中的部位進行表面無損檢測；(五)檢驗人員認(rèn)為有必要時，應(yīng)

17、對支管角焊縫等部位進行表面無損檢測抽查。 第三十條GC1、GC2級管道的焊接接頭一般應(yīng)進行超聲波或射線檢測抽查。GC3級管道如未發(fā)現(xiàn)異常情況，一般不進行其焊接接頭的超聲波或射線檢測抽查。超聲波或射線檢測抽查的比例與重點檢測部位按下述原則確定： (一)GC1、GC2級管道焊接接頭的超聲波或射線檢測抽查比例見下表。管道級別超聲波或射線檢測比例GC1焊接接頭數(shù)量的15且不少于2個GC2 焊接接頭數(shù)量的10且不少于2個注：1溫度、壓力循環(huán)變化和振動較大的管道的抽查比例應(yīng)為表中數(shù)值的2倍。 2耐熱鋼管道的抽查比例應(yīng)為表中數(shù)值的2倍。抽查時若發(fā)現(xiàn)安全狀況等級3級或4級的缺陷，應(yīng)增加檢查比例，增加量由檢驗人員與使用單位結(jié)合管道運行參數(shù)和運行經(jīng)驗協(xié)