压力管道材料－管道器材选用
6.1.2 无缝钢管
无缝钢管是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。必要时，热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。目前，无缝钢管（DN15－600）是石油化工生产装置中应用最多的管子。
a.碳素钢无缝钢管
材料牌号： 10、20、09MnV、16Mn共4种
标准：GB8163《流体输送用无缝钢管》
GB/T9711.1－1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》
GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》
GB9948《石油裂化用无缝钢管》
GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》
GB5310《高压锅炉用无缝钢管》
GB/T8163：
材料牌号：10、20、09MnV、16Mn
适用范围：设计温度小于350℃、压力低于10MPa的油品、油气和公用介质
GB6479：
材料牌号：10、20G、16Mn共3种
适用范围：设计温度－40～400℃、设计压力10.0～32.0MPa的油品、油气
GB9948：
材料牌号：10、20共2种
适用范围：不宜采用GB/T8163钢管的场合。
GB3087：
材料牌号：10、20共2种
适用范围：低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等
GB5310：
材料牌号：20G 1种
适用范围：高压锅炉的过热蒸汽介质
检验：一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。
GB5310、GB6479、GB9948三种标准的钢管，除了流体输送用钢管必须进行的试验外，还要求进行扩口试验和冲击试验；这三种钢管的制造检验要求是比较严格的。
GB6479标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。
GB3087标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，还要求进行冷弯试验。
GB/T8163标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，据协议要求进行扩口试验和冷弯试验。这两种管子的制造要求不如前三种严格。
制造：
GB/T/8163和GB3087标准的钢管多采采用平炉或转炉冶炼，其杂质成分和内部缺陷相对较多。
GB9948多采用电炉冶炼。大多加入了炉外精炼工艺，成分和内部缺陷相对较少。
GB6479和GB5310标准本身规定了炉外精炼的要求，其杂质成分和内部缺陷最少，材料质量最高。
上述几个钢管标准的制造质量等级从低到高的顺序：
GB/T8163 选用： 一般情况下，GB/T8163标准的钢管适用于设计温度小于350℃、压力低于10.0MPa的油品、油气和公用介质条件下； 对于油品、油气介质，当其设计温度超过350℃或压力大于10.0MPa时，宜选用GB9948或GB6479标准的钢管； 对于临氢操作的管道，或者在有应力腐蚀倾向环境中工作的管道，也宜使用GB9948或GB6479标准。 凡是低温下(小于－20℃)使用碳素钢钢管应采用GB6479标准，只有它规定了对材料低温冲击韧性的要求。 GB3087和GB5310标准是专门为锅炉用钢管而设置的标准。《锅炉安全监察规程》强调指出，凡与锅炉相连的管子都属监察范围，其材料与标准的应用都应符合《锅炉安全监察规程》的规定，故锅炉、电站、供暖以及石化生产装置中用到的公用蒸汽管道(由系统供给)等都应采用GB3087或GB5310标准。 **值得注意的是，质量好的钢管标准，钢管的价格也比较高，如GB9948比GB8163材料的价格高近1/5，因此，在选用钢管材料标准时，应依据使用条件综合考虑，既要可靠又要经济。 b.铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管 石油化工生产装置中，常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有 GB9948《石油裂化用无缝钢管》 GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》 GB5310《高压锅炉用无缝钢管》 GB9948包含的铬钼钢材料牌号：12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo共4种 GB6479包含的铬钼钢材料牌号：12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo共3种 GB5310包含的铬钼钢和铬钼钒钢材料牌号：15MoG、20MoG、12CrMoG 、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG共6种 c.不锈钢无缝钢管 常用的不锈钢无缝钢管标准有：GB/T14976、GB13296、GB9948、GB6479、GB5310共五个标准。其中，后三个标准中仅列出了两三个不锈钢材料牌号，而且是不常用的材料牌号。因此，当工程上选用不锈钢无缝钢管标准时，基本上都选用GB/T14976和GB13296标准。 GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》： 材料牌号：0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2 (316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等共19种适于一般流体的输送。GB13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》： 材料牌号：0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2 (316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Nil0Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347)、0Cr25Ni20(310)等共25种 ※“304”代号为ASTM标准中的对应牌号 ※其中超低碳不锈钢(00Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni10)具有优良的抗腐蚀性能，在一定条件下，可代替稳定型不锈钢(0018Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb)用于抗介质的腐蚀； ※超低碳不锈钢高温机械性能较低，一般仅用于温度低于525℃的条件下； ※稳定型奥氏体不锈钢既具有较好的抗腐蚀性能，又有较高的高温机械性能，但0Cr18Ni10Ti 中的Ti在焊接过程中易被氧化而失掉，从而降低了其抗腐蚀性能，其价格较高，这类材料一般用在较重要的场合。 ※0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2具有一般的抗腐蚀性能，价格便宜，因此被广泛应用。 6.2管件 常用的管件有：弯头、三通、异径管（大小头）、管帽、加强管嘴、加强管接头、异径短节、螺纹短节、活接头、丝堵、仪表管嘴、软管站快速接头、漏斗、水喷头、管箍等。 管道的拐弯以前由现场煨制，该方法劳动强度大、效率低，，材料的组织状态和性能也不好，而且往往因管壁厚减薄而导致拐弯处成为整个管道的薄弱环节；管道的分支一般是在管子上直接开孔连接，此处有时虽然进行补强，但.焊缝一般为角焊缝，受力状况不好，焊缝质量也不易控制，因此，该处往往也成为管道的薄弱环节。采用管件后，较好地解决了上述问题。因此，现在的压力管道已大量采用各种各样的管件，其投资约占整个管道投资的1/5。 6.2.1连接形式 管件之间、管件和管子之间常用的连接型式有对焊连接、承插焊连接、螺纹连接和法兰连接。 a.对焊连接 它是DN≥50的管道及其元件常用的一种连接型式。对于DN≤40的管子及其元件，因为它的壁厚一般较薄，采用对焊连接时错口影响较大，容易烧穿，焊接质量不易保证，故此时一般不采用对焊连接。但下列几种情况例外： 1) 对于DN≤40、壁厚大于等于SCH160的管道及其元件，其壁厚已比较厚，采用对焊连接时前面所述的问题已不存在，故也常用对焊连接； 2) 有缝隙腐蚀介质(如氢氟酸介质)存在的情况下，即使DN≤40、壁厚小于SCH160，也采用对焊连接，以避免缝隙腐蚀的发生，此时在焊接施工时常采用小焊丝直径、小焊接电流的氩弧焊而不用一般的电弧焊； 3）对润滑油管道，当采用承插焊连接时，其接头缝隙处易积存杂质而对机械设备产生不利影响，此时也应采用对焊连接； b.承插焊连接 它多用于D N≤40、管壁较薄的管子和管件之间的连接。 承插焊连接必定为一个是插口，另一个则为承口管件。 一般异径短节、螺纹短节等为插口管件； 弯头、三通、管帽、加强管嘴、活接头、管箍等为承口管件。在应用中应考虑这些管件之间的搭配组合以及所需的结构空间。 c.螺纹连接 螺纹连接也多用于DN≤40的管子及其元件之间的连接。常用于不宜焊接或需要可拆卸的场合。 螺纹连接件有阳螺纹和阴螺纹之分。 常用的管件中，螺纹短节为阳螺纹，而弯头、三通、管帽、活接头等多为阴螺纹，使用时应注意它们之间的搭配和组合。螺纹连接与焊接相比，其接头强度低，密封性能差，因此其使用时，常受下列条件的限制: 1) 螺纹连接的管件应采用锥管螺纹； 2)螺纹连接不推荐用在大于200℃及低于－45℃的温度下； 3)螺纹连接不得用在剧毒介质管道上； 4)螺纹连接不推荐用在可能发生的腐蚀、缝隙腐蚀或振动、压力脉动及温度变化可能产生交变载荷的管道上； 5)用于可燃气体管道上时，宜采用密封焊进行密封。 常用的锥管螺纹可分为： 550锥管螺纹 (多用于欧洲) 600锥管螺纹 (多用于美国) (ISO7/1)为550锥管螺纹。日本标准同时包含550锥管螺纹和600锥管螺纹两种。 GB7306为550锥管螺纹等同采用(ISO7/1) 螺纹锥度为：1：16； 牙型角：550 尺寸范围：1/16”~6” 螺纹标志代号：R(圆锥外螺纹) Rc（圆锥内螺纹） GB12716为600锥管螺纹等同采用（ANSI/ASME B 1.20.1） 螺纹锥度为：1：16； 牙型角：600 尺寸范围：1/16”~12” 标识：NPT 两种圆锥管螺纹不能互换。 6.2.2对焊管件 常用的对焊管件包括弯头、三通、异径管(大小头)和管帽，前三项大多采用无缝钢管或焊接钢管通过推制、拉拔、挤压而成，后者多采用钢板冲压而成。 它们通过公称壁厚等级（管子表号或壁厚值）来实现与管子等强度，至于其局部应力集中的补强，是制造厂应解决的事情。制造厂应对对焊管件的强度进行设计，并通过验证试验法进行验证。 a.弯头 长半径弯头（R＝1.5DN）：一般情况下，应优先采用； 短半径弯头（R＝1.0DN）：多用于尺寸受限制的场合。其最高工作压力不宜超过同规格长半径弯头的0.8倍。 弯管（R＝nDN）：用于缓和介质在拐弯处的冲刷和动能，可用到R=3DN、6DN、10DN、20DN 根据制造方法不同又分为推制弯头、挤压弯头和焊制斜接弯头 推制弯头和挤压弯头：常用于介质条件比较苛刻的中小尺寸管道上 焊制斜接弯头：常用于介质条件比较缓和的大尺寸管道上，同时要求其弯曲半径不宜小于其公称直径的1.5倍。当斜接弯头的斜接角度大于450时，不宜用于剧毒、可燃介质管道上，或承受机械振动、压力脉动及由于温度变化产生交变载荷的管道上。 b.三通 同径三通 异径三通 y型三通常常代替一般三通，用于输送有固体颗粒或冲刷腐蚀较严重的管道上。 四通 c.异径管(大小头)… 通常有同心异径管 偏心异径管 d.管帽(封头).. 有平盖封头 标准椭圆封头 平封头制造较容易，价格也较低，但其承压能力不如标准椭圆封头，故它常用于DN≤100、介质压力低于1.0MPa的条件下。标准椭圆封头为一带折边的椭圆封头，椭圆的内径长短轴之比为2:1，它是应用最广的封头。 在很多情况下，如管廊上的管子端部，管帽都由法兰代替，以便于管子的吹扫和清洗。 6.2.3承插焊和螺纹连接管件 它一般是指DN≤40的管道元件，包括弯头、三通、加强管嘴、加强管接头、管帽、管箍、异径短节、活接头、丝堵、仪表管嘴、软管站快速接头、水喷头等。 6.2.4 常用管件标准 国家标准： GB12459－90 钢制对焊无缝管件 DN=10－500mm A、B系列 GB/T13401－92钢板制对焊无缝管件 DN=350－1200mm A、B系列 GB/T14383－93锻钢制承插焊管件 DN=15－80mm A、B系列 GB/T14626－93 锻钢制螺纹管件 DN=8－100 GB/T17185－1997 钢制法兰管件 DN=25－600mm PN 2.0，5.0，11.0，15.0，26.0MPa 中石化标准： SH 3408－1996 钢制对焊无缝管件 DN＝15－500mm SH 3409－1996 钢板制对焊管件 DN＝200－1200mm SH 3410－1996锻钢制承插焊管件 DN=10－80mm 化工部标准： HG/T21634－1990锻钢制承插焊管件1/2”－11/2”，3000及6000磅 HG/T21635－1990碳钢、低合金钢无缝对焊管件DN=50－600mm PN 25，40，64，100kg/cm2 HG/T21631－1990钢制有缝对焊管件 DN=300－1000mm 石油部标准： SY/T0510－1998钢制对焊管件 DN=15－600mm 各种管件标准，对焊无缝和钢板制对焊管件均等有效采用ANSI B16.9和ANSIB16.28。锻钢制承插焊和螺纹管件均等有效采用ANSI B16.11。但各标准同类管件的结构尺寸不尽相同。 6.3法兰及紧固件 法兰、垫片及螺栓三者组成管道中可拆卸的连接结构，压力管道中应用很普遍也是一种很重要的连接形式。通常，法兰、螺栓与垫片三者共同构成一个密封副，三者共同作用，相辅相承，才能保证接头的良好密封。 盲板、8字盲板、限流孔板、混合孔板等与法兰、垫片及螺栓关系比较密切，常与它们配合使用，一起进行介绍。 6.3.1法兰 法兰是确定管道公称压力等级的基准件。由前面的介绍可知，法兰的种类很多，不同型式的法兰，其密封性能不同，适用场合也不同。在这里仅讨论不同型式的法兰应如何选用，仅供参考。 a. 法兰种类 ◆结构型式管道法兰按与管子的连接方式分为以下六种基本类型：平焊、对焊法、承插焊、松套、螺纹法兰和整体法兰，如图6－1。 图6－1 管道法兰与管子的连接方式 ◆密封面型式法兰密封面有全平面、凸台面、凹凸面、榫槽面、环槽面等五种。见图6－2。 图6－2 法兰密封面型式 ◆法兰代号 不同的标准其法兰的密封面及型式的名称、代号略有区别。见表6－1、表6－2。 表6－1 密封面名称及代号对照表 表6－2 结构型式代号对照表 b．结构型式的选用： 平焊法兰：多用于介质条件比较缓和的情况下，如低压非净化压缩空气、低压循环水，它的优点是价格比较便宜； 对焊法兰：最常用的一种，它与管子为对焊连接，焊接接头质量比较好，而且法兰的颈部利用锥度过渡，可以承受较苛刻的条件； 承插焊法兰：常用于PN≤10.0MPa，DN≤40的管道中； 松套法兰：常用于介质温度和压力都不高而介质腐蚀性较强的情况。当介质腐蚀性较强时，法兰接触介质的部分(翻边短节)为耐腐蚀的高等级材料如不锈钢等材料，而外部则利用低等级材料如碳钢材料的法兰环夹紧它以实现密封； 整体法兰：常常是将法兰与设备、管子、管件、阀门等做成一体，这种型式在设备和阀门上常用。 b.密封面型式的选用： 全平面密封面：常与平焊型式配合以适用于操作条件比较缓和的(PNg1.0)工况下；常用于铸铁法兰或与铸铁连接的钢法兰； 凸台面密封面：是应用最广的一种型式，它常与对焊和承插焊型式配合使用，在"美式法兰"中，常用在PN2.0、PN5.0和部分PN10.0MPa压力等级中；在"欧式法兰"中则常用在PN1.6、PN2.5MPa压力等级； 凹凸面密封面：常与对焊和承插型式配合使用，在"美式法兰中不常采用，在"欧式法兰"中常用在PN4.0、PN6.4MPa等级中。但它不便于垫片的更换； 榫槽面密封面：使用情况同凹凸面法兰； 环槽面密封面：常与对焊连接型式配合(不与承插焊配合)使用，主要用在高温、高压或二者均较高的工况。在"美式法兰'中，常用在PN10.0(部分)、PN15.0、PN25.0、PN42.0MPa压力等级中。在"欧式法兰"中常用在PNl0.0、PN16.0、PN25.0、PN32.0、PN42.0。 6.3.2螺栓/螺母 选择法兰连接用紧固件材料时，应同时考虑管道操作压力、操作温度、介质种类和垫片类型等因素。 垫片类型和操作压力、操作温度一样，都直接对紧固件材料强度提出了要求。例如，采用缠绕式垫片密封的低压剧毒介质管道的法兰连接，尽管管道的操作压力和温度都不高，但因为使缠绕式垫片形成初始密封时所需要的比压力较大，从而要求紧固件的承受载荷也大，因此，在这种情况下就要求紧固件采用高强度合金钢材料。 合金钢螺柱均应采用高级优质钢.即材料牌号后均应加字母A，如35CrMoA、25CrMoVA 根据结构型式的不同，螺栓可分为六角头螺栓和双头螺栓(又称为螺柱)两类，而双头螺栓又分为通丝和非通丝两种。 六角头螺栓：常与平焊法兰和非金属垫片配合用于操作较缓和的工况下。六角头螺栓常用材料是BL3或者是Q235B； 双头螺栓：常与对焊法兰配合使用在操作条件比较苛刻的工况下，其中，因为通丝型双头螺栓上没有截面形状的变化，故其承载能力强。而非通丝型双头螺栓则相对承载能力较弱。 螺母材料常根据与其配合的螺栓材料确定，这些组合在一般的标准中都有规定。一般情况下，螺母材料应稍低于螺栓材料，并保证螺母硬度比螺栓硬度低HB30左右。 6.3.3垫片 垫片是借助于螺栓的预紧载荷通过法兰进行压紧，使其发生弹塑性变形，填充法兰密封面与垫片间的微观几何间隙，增加介质的流动阻力，从而达到阻止或减少介质的泄漏的目的。垫片性能的好坏以及选用的合适与否对密封副的密封效果影响很大。 常用的垫片可以分为三大类，即非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。 a.非金属垫片： 石棉橡胶垫片，它是通过向石棉中加入不同的添加剂压制而成。在美国，很多标准中都将石棉制品列为致癌物质而禁用。但在世界范围内，石棉仍以其弹性好、强度高、耐油性好、耐高温、易获得等优点而得到广泛应用。 适用范围：T≤260℃，PN≤2.0MPa（SH 3401） T≤400℃，PN≤4.0MPa（国标） 用于水、空气、氮气、酸、碱、油品等介质工况下。 聚四氟乙烯(PTFE)包覆垫片： 适用范围：T＝－180～200℃，PN≤4.0MPa 常用于低温或者要求干净的场合下 b.半金属垫片 半金属垫片有缠绕式垫片、金属包覆垫片和柔性石墨缠绕垫三大类。 缠绕式垫片：是半金属垫片中最理想、也是应用最普遍的垫片。 特点：压缩回弹性好、强度高，有利于适应压力和温度的变化，能在高温、低温、冲击、振动及交变载荷下保持良好的密封性能。 缠绕钢带：20、1Cr13、0Cr19Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2等材料 非金属缠绕带：特制石棉、柔性石墨带和聚四氟乙烯带， 适用范围：PN＝2.0～10.0MPa 表6－3缠绕式垫片的型式及代号 表6－4 常用缠绕式垫片的使用条件 铁包式垫片：密封性能不如缠绕式垫片，故压力管道中用的不多，它常用在换热器封头等大直径的法兰连接密封副上。 柔性石墨复合垫由冲齿或冲孔金属芯板与膨胀石墨粒子复合而成。适用于突面、凹凸面和榫槽面法兰。 c.金属垫片 金属垫片常用在高压力等级法兰上，以承受比较高的密封比压。常用的金属垫片有平垫、八角形垫和椭圆型垫三种。 金属平垫片：常与凸台面、凹凸面、榫槽面法兰使用。 八角形金属垫片和椭园形金属垫片：常与环槽面法兰使用。与椭圆形金属垫片相比八角形金属垫片容易加工，故其应用比较多。 金属垫片的材料应配合法兰材料选用，且要求垫片硬度比法兰密封面硬度低(不少于HB30)。 6.3.4盲板、8字盲板、限流孔板和混合孔板 它们常被夹在两片法兰之间以实现不同用途。 它们都应有两个和匹配法兰同样的密封面。 例：某工程把下列条件的管道编在一个管道等级中，管道材料为20： 蒸汽设计压力为1.6 MPa，设计温度为330 °C 蒸汽设计压力为2.6 MPa，设计温度为260 °C 如果不考虑法兰选用的温度-压力问题，请写出该管道等级的最小压力级别，并写出两种以上的法兰、垫片的组合形式。 答：1）压力级为：4.0MPa； 2） a、HG法兰 PN4.0 WN-MFM；垫片：PN4.0带内环缠绕垫。 PN4.0 WN-MFM；垫片：PN4.0柔性石墨复合垫 b、GB法兰 PN4.0 WN-MF；垫片：PN4.0 带内环缠绕垫。 PN4.0 SO-RF；垫片：PN4.0 带外环缠绕垫 c、JB法兰PN4.0 WN-MFM；垫片：PN4.0带内环缠绕垫。 6.4阀门及其它管道设备 工程上应用的阀门种类很多，常用的阀门： 有闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀、疏水阀、安全阀、调节阀等。 常用的其它管道设备：如膨胀节、过滤器、视镜、阻火器等 如何正确选用阀门及其它管道设备是一个比较复杂的问题，内容较多，这里只作简单的介绍。 6.4.1阀门的质量要求 a.内漏问题 是否有内漏或内漏的大小是衡量一个阀门质量的主要技术指标，对于压力管道来说，处理的介质大都是可燃、易燃、易爆、有毒的介质，阀门关闭时，希望通过阀板的泄漏(内漏)越少 越好，甚至有些介质的泄漏要求为零。常用的评判阀门内漏的标准有API598、ANSI B16.104和JB/T9092。 b.外漏问题 外漏是指通过阀杆填料和阀盖垫片处的介质外泄漏。它同样是衡量阀门好坏的一个重要指标。对有些介质，外漏的要求甚至比内漏要求更严格，因为它直接泄入大气，会直接引起事故造成人身伤害。对于这种情况，有时不得不采用波纹管密封阀或隔膜阀来保证阀门的外漏为零。限制外漏的标准目前大多数采用美国环保局的限定，即不超过500ppm。 c.材料质量 材料质量是衡量阀门强度可靠性和使用寿命的一个重要指标。众所周知，大多数DN≥50的阀门都是铸造阀体，如果质量不好，会直接影响到阀门的可靠性和使用寿命。 ASTM和我国的材料标准通常情况下的要求都是比较低的，为了保证在苛刻情况下材料能较好地适应操作条件的要求，这些标准中都设置许多选择性附加检验项目，设计人员如何根据使用条件来选择这些附加项目是一个技术性很强的问题，如果要求不当，会无意义的增加基建投资。 d.阀门出厂前试验要求 1）阀门出厂前要根据JB/T9092-1999《阀门的检验与验收》进行壳体压力试验和密封试验。密封试验分上密封、低压密封和高压密封试验。 2) 根据阀门类别不同选择密封试验。闸阀和截止阀要进行上密封和低压密封试验。 3) 壳体压力试验，一般采用温度不超过52℃的水或粘度不大于水的非腐蚀性流体，以38℃时1.5倍的公称压力进行。 4) 低压密封试验，一般采用空气或惰性气体，以0.5～0.7MPa压力进行。 5) SH3064《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》对不同等级的压力管道提出了相应的检验要求，比JB/T9092要求更严格。 6.4.2阀门规格书的内容 通用阀门规格书应包括下列内容： 1）采用的标准代号； 2）阀门的名称、公称压力、公称直径； 3）阀体材料、阀体对外连接方式； 4）阀座密封面材料； 5）阀杆与阀盖结构、阀杆等内件材料，填料种类； 6）阀体中法兰垫片种类、紧固件结构及材料； 7）设计者提出的阀门代号或标签号； 8）其它特殊要求。 国内现行的阀门型号表示方法，对阀杆及内件材料、填料种类、中法兰垫片种类、中法兰紧固件材料种类等均无规定，不能全面说明阀门的属性。 6.4.3阀门型式的选用 阀门型式的选用是材料工程师的重点工作内容之一，也是难点之一，它要求材料工程师不仅应对常用阀门的结构型式、性能特点、相关标准等比较熟悉，也应对应用环境和工程要求比较熟悉。 阀门型式的选用原则： a.闸阀：一般开关情况下应首选闸阀。 结构特点：.闸阀的闸板由阀杆带动，沿阀座密封面作升降运动，可接通或截断流体的通路，它主要用于管道的关断。 适用范围： 1) 闸阀与截止阀相比，流阻小、启闭力小，密封可靠，是最常用的一种阀门； 2) 当部分开启时，介质会在闸板背面产生涡流，易引起闸板的冲蚀和振动，阀座的密封面也易损坏，故一般不作为节流用； 3) 与球阀和堞阀相比，闸阀开启时间较长，结构尺寸较大，不宜用在直径较大的情况。 阀门标准：API和ANSI B16.34，前者专用于石油化工装置，后者则使用面比较广。 GB12232，它与管道的连接可以是螺纹、承插焊、法兰或对焊连接。 b.截止阀、节流阀：对要求有一定调节作用的开关场合(如调节阀旁路、软管站等)和输送液化石油气、液态烃介质的场合，宜选用截止阀以代替闸阀。 结构特点：都是向下闭合式阀门，阀瓣由阀杆带动，沿阀座中心线做升降运动的阀门。截止阀和节流阀结构基本相同，只是阀瓣形状不同。截止阀的阀瓣为盘形；节流阀的阀瓣多为圆锥流线型。 适用范围：1) 与闸阀相比截止阀具有一定的调节作用，故常用于调节阀组的旁路。 2) 截止阀在关闭时需要克服介质的阻力，因此，它最大直径仅用到DN200。 3）节流阀特别适用于节流，用于改变通道截面积，调节流量或压力。 c.止回阀：对于要求能自动防止介质倒流的场合应选用止回阀。 结构特点：止回阀又称单向阀，它只允许介质向一个方向流动，当介质顺流时阀瓣会自动开启，当介质反向流动时能自动关闭。安装时，应注意介质的流动方向应与止回阀上的箭头方向一致。 升降式止回阀：是靠介质压力将阀门打开，当介质逆向流动时，靠自重关闭(有时是借助于弹簧关闭)，因此升降式止回阀只能安装在水平管道上；受安装要求的限制，常用于小直径场合DN≤40。 旋启式止回阀：是靠介质压力将阀门打开，靠介质压力和重力将阀门关闭，因此它即可以用在水平管道上，又可用在垂直管道上(此时介质必须是自下而上)。(DN≥50) 对夹式止回阀：结构尺寸小，制造成本低，常用来代替升降式和旋启式止回阀 梭式止回阀：是解决DN40的升降式止回阀不能用在竖管上的问题。 选用： DN≤40时宜用升降式止回阀(仅允许安装在水平管'道上)； DN=50~400时，宜采用旋启式止回阀(不允许装在介质由上到下的垂直管道上)； DN≥450时，宜选用Tillting－Disc (缓冲型)止回阀； DN=100~400，也可以采用对夹式止回阀，其安装位置不受限制； d.蝶阀：对于设计压力较低、管道直径较大，要求快速启闭的场合一般选用蝶阀。 结构特点：具有900旋转快速开启关闭的特点，重量轻，结构尺寸小(尤其是对夹式蝶阀)等优点。但密封性能不如闸阀可靠，在某些条件下可以代替闸阀 e.球阀：对于要求快速启闭的场合一般选用球阀。 结构特点：阀瓣为一中间有通道的球体，球体绕自身轴线作900旋转，达到启闭目的。球阀的最大特点是在众多的阀门类型中其流体阻力最小，流动特性最好。其密封性能较可靠。与蝶阀相比，它的重量较大，结构尺寸也比较大，故不宜用于直径太大的管道。 ◆※与蝶阀一样，长期影响它不能在石化生产装置上应用的问题是热胀或磨损后会造成密封不严的题。软密封球阀虽有较好的密封性能，但当它用于易燃、易爆介质管道上时，尚须经受火灾安全试验和防静电试验。因此，石化生产装置上球阀应用的也不多，近年来，许多球阀生产厂开发出了一些新型结构的球阀，如:轨道球阀、偏心球阀等，一些球阀将阀座设置成金属弹性阀座，使其在热胀和磨损的情况下仍有良好的密封。因此，这些球阀也在石化生产装置上开始应用。 压力管道设计说明 Revised by Chen Zhen in 2021 1、工程概况 本工程为射阳港经济区射阳金鹤纤维素有限公司蒸汽管网设计工程。蒸汽管网利用三通由原厂区内蒸汽管道接出，通至新库房。 2、设计参数 工作压力：MPa 工作温度： 160℃ 设计压力： MPa 设计温度： 300℃ 工作管道直径：Φ108×5 过路段埋地外护管直径：Φ219×6 保温材料：超细离心玻璃棉δ=60-70mm（详见图纸列表） 保护层：镀锌彩钢板δ=0.5mm 3、本设计遵照以下标准规范 1、《压力管道规范-工业管道》（GB/T20801-2006）； 2、《压力管道安全技术监察规程-工业管道》（TSGD0001-2009）； 3、《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》（CJJ104-2005）； 4、《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235－97）； 5、《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》（GB50126-2008）； 6、《工业金属管道工程施工质量验收规范》（GB50184－2011）； 7、《工业设备及管道绝热工程设计规范》（GB50264-97）； 8、《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》（GB50236－2011）； 9、《压力管道设计许可规范》（TSGR1001-2008）； 10、《特种设备安全监察条例》 549号国务院令； 11、《承压设备无损检测》（JB/T4730-2005）； 4、输送介质为蒸汽的管道，管道分类为GC3。 5.蒸汽管道安装 蒸汽管道的施工验收应符合《压力管道规范-工业管道》（GB/T20801-2006）和《压力管道安全技术监察规程-工业管道》（TSG D0001-2009）的有关规定。 材料：工作管采用20＃（Φ108×5）无缝钢管，管道标准为GB/T8163-2008或GB3087-2008。焊接采用氩弧焊打底，焊丝为H08Mm2Si,盖面采用手工电弧焊，焊条型号为 E4303，对应牌号为J422；埋地外护管均采用螺旋钢管（Q235B），管道标准号为 SY/T5037-2000，采用手工电弧焊，焊条型号为E4303，对应牌号为J422。 蒸汽管道的弯头采用热压弯头（GB12459-2005），除特殊注明外，弯头弯曲半径R=。三通采用标准无缝三通（GB12459-2005）。管件壁厚不小于直管段壁厚。 全部钢管、管件以及预制件等应有制造厂的合格证书或复印件，在安装前应进行外观检查，并将内部清洗干净，不得留有杂质；保温制品需有性能检测报告，保温表面不得有裂纹、坑洞、破坏等现象。 压力管道单线图的画法和要求 《特种设备安全监察条例》明确地将“压力管道”纳入到了特种设备安全监察的范围，对于压力管道的规范工作逐步进入到有法可依的轨道。但是，在压力管道的设计、元件制造、现场安装、维修改造及使用管理等方面长期积累的诸多问题，还很难一蹴而就地适应目前安全监管的要求。特别是在压力管道安装方面，一个比较突出的问题就是对于压力管道单线图作用的认识、绘制方法的相关要求等方面缺乏规范、标准或统一的技术要求；使得安装单位的技术人员普遍对此项工作缺乏足够的认识和相关知识，造成在实际工作中的单线图五花八门。结果给管道安装后使用登记证的办理和将来的管道定期检验工作造成了很多困难。 1. 压力管道单线图概述 单线图是按照正等轴侧投影方法进行绘制的管道图(或画成以单线表示的管道空视图)，也称管段图。单线图具有简单明了、易于识别、具有较好的三维真实感、便于在管道安装过程中编制施工进度计划和对于材料及安装质量进行有效控制。在《压力管道使用登记管理规则》(试行)中，规定了办理压力管道使用登记必须提供的重要文件之一。特别是对于埋地管道的定期检验工作的开展而言，单线图具有非常重要的意义。 单线图主要应包括以下内容：图形，表明所施工的管段由哪些组件组成以及它们在三维空间的位置；工程数据，包括管道设计参数、各种尺寸、标高和管道标志、管道编号、安装检验的主要要求等标注说明；材料清单中开列组成该单线图的管段所有组件的型号、规格、数量和使用的标准规范。另外还应包括图例、指北针和标题框等相关内容。上述概念及内容很难在常用标准和相关规范中找到明确的规定，在实际的管道安装工程的竣工资料中的单线图比较混乱。 2. 目前在压力管道安装过程中，单线图主要存在的问题 单线图图纸的规格与内容(图纸规格、主题部分表达、图上内容，特别是设计参数部分、材料和元件列表、标题框、指北针和图例)比较混乱。一般较小的工程常见的是以A4纸为主，图纸上的内容简单到不足以了解管道的基本情况。绘制方法常常是以平面来表达。对于管道单元的选取更是没有区分出管道的管段与管线的区别，一般较少标示出管道绘制的图例。没有提供出管道的主要参数及主要技术要求等基本信息。 以上问题的存在，对于规范管道安装的技术文件是一个亟待解决的问题。对于压力管道投入运行后的定期检验也造成了很多困难，需要对其提出统一的规范要求。 3. 管道单线图的基本绘制要求 3.1管道单元的选取 按照《压力管道使用登记管理规则》(试行)中提出的确定压力管道登记单元的4条原则，特别是对于工业管道来说，再结合不同的系统或管段设计参数来作为重要的划分管道单元的 风管系统按其系统的工作压力（P）划分为三个类别： P≤500Pa为低压系统 500Pa＜P≤1500Pa为中压系统 P＞1500 Pa为高压系统 压力容器的压力等级和品种划分 一、按压力容器的设计压力(P)分为低压、中压、高压、超高压四个压力等级，具体划分如下： 1.低压(代号L)0.1MPa≤P＜1.6MPa 2.中压(代号M)1.6MPa≤P＜10MPa 3.高压(代号H)10MPa≤P＜100MPa 4.超高压(代号U)P≥100MPa 参考：压力容器安全技术监察规程 压力管道”系指最高工作压力大于或等于0.1MPa 的气体、液化气体、蒸汽介质或可 燃、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm 的管道。 工业金属压力管道按其安全等级划分为GC1、GC2、GC3 三级。其中GC1 级安全等级最高； GC3 级安全等级最低。 4.1 符合下列条件之一的工业压力管道为GC1 级： 4.1.1 输送GB5044 及HG20660 中，毒性程度如下所列介质的管道： a)极度危害介质（但苯除外）； b)高度危害气体介质（包括苯）； c)工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质。 4.1.2 输送GB50160 及GBJ16 中规定的火灾危险性如下所列，且设计压力大于或等于4.0MPa 的管道： a)甲、乙类可燃气体； b)甲类可燃液体（包括液化烃）。 4.1.3 输送流体介质且设计压力大于或等于10.0MPa 的管道，以及设计压力大于或等于 4.0MPa 且设计温度高于或等于400℃的管道。 4.2 符合下列条件的工业压力管道为GC2 级： 除4.3 条规定的GC3 级管道外，介质毒性危害程度、火灾危险（可燃性）、设计压力和 设计温度低于4.1 条规定（GC1 级）的管道。 4.3 符合下列条件的工业压力管道为GC3 级： 输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或等于1.0MPa 且设计温度高于-20℃但不高 于+186℃的管道。 4.4 涉及毒性或可燃性不同的混合介质时，应按其中毒性或可燃性危害程度最大的介质考 压力管道的定义及概念详解 更新时间：2008-11-19 7:43:00 《特种设备安全监察条例》对压力管道的定义是：压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。这就是说，现在所说的“压力管道”，不但是指其管内或管外承受压力，而且其内部输送的介质是“气体、液化气体和蒸汽”或“可能引起燃爆、中毒或腐蚀的液体”物质。这里所谓能燃爆、能中毒或有腐蚀性，具有如下内涵： 介质的燃爆性：即介质具有可燃性和爆炸性，在一定条件下能引起燃烧或爆炸，酿成火灾和破坏。这些介质包括可燃气体、液化烃和可燃液体等有火灾危险性的物质，也包括容易引起爆炸的高温高压介质如蒸汽、超过标准沸点的高温热水、压缩空气和其他压缩气体等。其中，可燃介质的火灾危险性根据《石油化工企业设计防火规范》 GB50160和《建筑设计防火规范》GBJ16，共分为甲、乙、丙三类。 其中甲、乙类可燃气体与空气混合物的爆炸下限（体积）分别规定为： 甲类可燃气体：＜10%； 乙类可燃气体：≥10%。 甲、乙和丙类可燃液体的分类见表1。 表1 液化烃、可燃液体的火灾危险性分类 注：闪点低于45 ℃的液体称为易燃液体；闪点低于环境温度的液体称为易爆液体。在GBJ16的规定中，属于甲类火灾危险性的可燃介质（或生产过程）还有：常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致自燃或爆炸的物质；常温下受到水或蒸汽作用能产生气体并引起燃烧或爆炸的物质；遇酸、受热、撞击、摩擦、催化及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂；受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质；以及在密闭设备内操作温度等于或超过物质本身自燃点的生产。属于乙类火灾危险性的介质主要是指不属于甲类火灾危险性的氧化剂和化学易燃固体，以及助燃气体。（B）介质的毒性：即介质具有使人中毒的特性。当这些介质被人吸入或与人体接触后，能对人体造成伤害，甚至死亡。根据《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044的规定，毒物按急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高允许浓度等六项指标，共分为极度危害、高度危害、中度 低压管道公称压力不超过2.5MPa 中压管道公称压力4-6.4MPa 高压管道公称压力10-100MPa 超高压管道公称压力超过100MPa 压力管道级别的划分 6.1 长输管道为GA 类，级别划分为： 6.1.1 符合下列条件之一的长输管道为GA1 级： a) 输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P<1.6MPa 的管道； b) 输送有毒、可燃、易爆液体介质，输送距离（注1）≥200Km 且管道公 称直径DN≥300mm 的管道； c) 输送浆体介质，输送距离≥50Km 且管道公称直径DN≥150mm 的管道。 6.2 公用管道为GB 类,级别划分为： GB1、燃气管道； GB2、热力管道。 6.3 工业管道为GC 类；级别划分为： 6.3.1 符合下列条件之一的工业管道为GC1 级： a) 输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中，毒性程度为极度危害 介质的管道； b) 输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火 规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力 P≥4.0MPa 的管道； c) 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P≥4.0MPa 且设计温度大 于等于400℃的管道； d) 输送流体介质且设计压力P≥10.0MPa 的管道。 6.3.2 符合下列条件之一的工业管道为GC2 级： a) 输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火 规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力 P<4.0MPa 的管道； b) 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P<4.0MPa 且设计温度≥400 ℃的管道； c) 输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力P<10.0MPa 且设计温度 ≥400℃的管道； d) 输送流体介质，设计压力P<10.0Mpa 且设计温度<400℃的管道； 注1：输送距离指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距 离。 GD类 火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道，划分为GD1级、GD2级。 1.GD1类。设计压力大于或等于6.3Mpa，或者设计温度高于或等于400℃的动力管道 为GD1级。 2.GD2级。设计压力小于6.3Mpa，且设计温度低于400℃的动力管道为GD2级。 目录 1.管道等级代号说明 (1) 2.缩写词说明 (2) 3、采用的主要管道器材标准(规范) (6) 4、管道等级说明 (11) 5.管道分支表见表－1 (12) 6.管道变径表见表－2 (15) 7、管道等级索引 (17) 管道等级号: 2A1 (21) 管道等级号：2A2 (29) 管道等级号：2A3 (36) 管道等级号: 2B2 (65) 管道等级号: 2B3 (77) 管道等级号: 2B4 (87) 管道等级号: 2B5 (102) 管道等级号: 2B6 (116) 管道等级号: 2C1 (127) 管道等级号: 2C2 (138) 管道等级号: 2C3 (150) 管道等级号: 2H1 (165) 管道等级号: 2L1 (175) 管道等级号: 2L2 (184) 管道等级号: 2L4 (203) 管道等级号: 3B1 (214) 管道等级号: 3B2 (224) 管道等级号: 3B3 (235) 管道等级号: 3B4 (245) 管道等级号: 3C1 (255) 管道等级号: 3C2 (266) 管道等级号: 3C3 (275) 管道等级号: 3H1 (284) 管道等级号: 3H2 (295) 管道等级号: 3H3 (306) 管道等级号: 3H5 (329) 管道等级号: 3H6 (340) 管道等级号: 3K1 (351) 管道等级号: 3K2 (361) 管道等级号: 3K3 (371) 管道等级号: 5B1 (379) 管道等级号: 5B2 (389) 管道等级号: 5B3 (401) 管道等级号: 5B5 (413) 管道等级号: 5F1 (423) 管道等级号: 5H1 (434) 压力管道材料－管道器材选用 6.1。2 无缝钢管 无缝钢管是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。必要时，热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能.目前，无缝钢管(DN15－600)是石油化工生产装置中应用最多的管子. a.碳素钢无缝钢管 材料牌号: 10、20、09MnV、16Mn共4种 标准：GB8163《流体输送用无缝钢管》 GB/T9711。1－1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》 GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》 GB9948《石油裂化用无缝钢管》 GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》 GB5310《高压锅炉用无缝钢管》 GB/T8163: 材料牌号：10、20、09MnV、16Mn 适用范围：设计温度小于350℃、压力低于10MPa的油品、油气和公用介质 GB6479： 材料牌号：10、20G、16Mn共3种 适用范围:设计温度－40～400℃、设计压力10。0～32。0MPa的油品、油气 GB9948: 材料牌号：10、20共2种 适用范围:不宜采用GB/T8163钢管的场合。 GB3087： 材料牌号：10、20共2种 适用范围：低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等 GB5310： 材料牌号：20G 1种 适用范围：高压锅炉的过热蒸汽介质 检验：一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验. GB5310、GB6479、GB9948三种标准的钢管，除了流体输送用钢管必须进行的试验外，还要求进行扩口试验和冲击试验；这三种钢管的制造检验要求是比较严格的。 GB6479标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。 GB3087标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外,还要求进行冷弯试验。 GB/T8163标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外,据协议要求进行扩口试验和冷弯试验。这两种管子的制造要求不如前三种严格。 制造： GB/T/8163和GB3087标准的钢管多采采用平炉或转炉冶炼，其杂质成分和内部缺陷相对较多。 压力管道基础知识 1．压力管道一般采用哪些材料制造？ 压力管道一般采用钢管、混凝土(预制、现场浇筑)、木制三种材料。 2．根据什么条件选择焊接材料？ 根据焊件钢材性能来决定选用合适的焊接材料，其焊接材料主要是指焊条、焊丝和焊药。 3．压力管道对环向焊缝的检查有哪些要求？ 环向焊缝检查要求是每一道环向焊缝检查数量，不少于该环向焊缝总长的10%。 4．压力管道对纵向焊缝检查有哪些要求？ 对纵向焊缝检查量不少于全部纵向焊缝的25%长度。 5．焊接压力钢管必须采用哪种焊接方法？ 焊接压力钢管必须采用与压力钢管材料相符合的焊条和电弧焊接方法。 6．压力钢管基本荷载有哪些？ (l)内水压力。 (2)在管径变化处及钢管转弯处由水压力所引起的轴向力。 (3)压力钢管的金属结构自重，钢管内的水重和镇墩、支墩自重。 (4)压力钢管发生轴向位移时，沿支墩及伸缩接头内产生的摩擦阻力，以及水对管壁产生的摩擦力。 (5)钢管转弯处由于管内水流引起的离心力。 (6)由于温度变化，钢管变形所产生的力。 (7)钢管内水压力作用下，直径方向产生变形所引起的轴向力。 (8)土壤作用在镇墩或支墩时的主动土压力。 (9)中间支墩不均匀沉陷时，所产生的作用力。 7．压力管道发生外压力有几种情况？ (1)当压力管道内的水放空时，因为通气管(阀)的失灵，使压力管道内发生真空现象，管壁外受大气压力的作用，使压力管道转变为承受外压力作用。 (2)埋设于地下的钢管，管内的水放空后管壁外承受地下水或土压力的作用。 (3)埋填于混凝土内的部分管段，施工时承受未硬化的混凝土压力。 (4)灌浆压力。 8．压力钢管振动现象有哪几种？ (1)压力钢管发生振动时，只出现在某些管段，并不是全长范围都发生。 (2)管段的振动型式，基本上是管壁出现径向往复变形，其变形方式与钢管承受外压失稳破坏时出现皱曲的波浪形相似。整个圆周可能有两个以上波浪形或者更多的波浪形变形。 (3)压力钢管振动很少出现管轴线方向以连续梁形式的振动，即以跨中烧度频率为振幅的往复变形。 9．对发生振动压力钢管采取哪些有效措施消除振动？ (1)加装刚性环紧箍于管壁外，以改善原来管壁的椭圆度。 (2)加装刚性坏后，即改变了钢管的原来自然振动频率，使它与管内水流的压力波频率错开，不形成共振，从而消除振动。 10．按型立场用于主承钢管，钢管直径范围是多少？ 鞍型支墩一般用于管道直径小于1m的压力管道。 11．在压力钢管上设置进人孔主要有哪几个原则？ (1)压力钢管人孔一般都设置在管段的下游镇墩的上方。 (2)没有特殊情况时，入扎在钢管断面的位置为水平直径以下45度角处，应设在交通方便的一侧。 (3)特殊情况下，人孔可以设置在钢管顶部或水平直径45度以上。 12．伸缩节在压力管道中起什么作用？ (1)钢管能够沿着管轴线方向自由伸长或缩短。 (2)钢管产生轴向位移时，伸缩节处的摩擦阻力很小。 (3)伸缩节不但对轴向位移起到伸缩作用，还能适应管段产生的横向位移。 13．套管式伸缩节由哪几部分组成？ 由套筒、插入管、水封填料及填料压紧环组成。 管道级别的划分 (1) 压力管道类别级别的划分 (7) 管道分类（级） (10) 压力管道设计类别、级别划分 (19) 压力管道定义及分级 (24) 管道级别的划分 1、概述 在目前国内的规范中，工业管道级别划分可分为两个体系。一是压力管道划分体系，主要涉及的规定有《压力管道安全技术监察规程-工业管道》TSG D0001-2009、《压力容器压力管道设计许可规则》TSG R1001-2008等。另一个是工业管道的设计、施工及验收规范，主要涉及的规范有《工业金属管道设计规范》GB 50316-2000、《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》GB 50517-2010、《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH 3501-2011、《工业金属管道工程施工质量验收规范》GB 50184-2011。两个体系中对流体类别的划分，以及管道级别的划分并不相同，前者用于压力管道的设计、制造、安装、使用、维修、改造、检验等；后者主要用于工业金属管道的施工、检验和验收。 工艺专业在进行PID和管道一览表的设计中会涉及到压力管道的划分，管道一览表中施工技术要求部分是由管材专业完成，其中涉及到射线检查一项。目前公司EPC项目比重较大，工艺作为主导专业应该适当拓展知识面，以便更好的配合项目组和现场的相关工作。下面我将各规范中对流体类别、管道类别和射线探伤的划分以及相关注意事项一一作出介绍。 2、相关规范的介绍 《压力管道安全技术监察规程-工业管道》TSG D0001-2009 本规定中对工业管道的适用条件做出了如下规定： 1、最高工作压力大于等于或者等于（表压）的； 2、公称直径大于25mm的 3、输送介质为气体、蒸汽、液化气体、最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体。 流体的类别涉及火灾危险性、毒性和腐蚀性。其分类如下： 介质的毒性应当符合GB5044-85《职业性接触毒物危害程度分级》的规定，压力管道中介质的毒性危害程度包括极度危害、高度危害和中度危害。 介质的火灾危险性应当符合GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》及GB50016-2006《建筑设计防火规范》中的规定。压力管道中介质的火灾危险性气体分为甲类和乙类。液体分为液化烃、甲类、乙类和丙类。 介质的腐蚀性系指：与皮肤接触，在4h内出现可见坏死现象，或55℃时，对20钢的腐蚀率大于y（年）的流体。 根据介质的状态、火灾危险性、毒性、腐蚀性、设计温度、设计压力等因素可将压力管道的级别划分为GC1、GC2、GC3。 《压力容器压力管道设计许可规则》 TSG R1001-2008 本规定中对工业管道中流体类别和管道等级的划分与《压力管道安全技术监察规程-工业管道》基本一致。 但是关于GC3的规定有所不同，需要特别注意。 《压力管道安全技术监察规程-工业管道》中的规定为：“输送无毒、非可燃流体介质，设计压力 一、单选题【本题型共15道题】 1.根据TSG D0001-2009规定，奥氏体不锈钢在（）区间长期使用时，应采取适当的防护措施防止材料脆化。 ?A．500-850℃? ?B．450-800℃? ?C．520-900℃? ?D．540-900℃ 正确答案：[D] 用户答案：[D] ??得分：6.60 2.铬钼合金钢在（）区间长时间使用时，应当根据使用经验和具体情况提出适当的回火脆性防护措施。 ?A．400-500℃? ?B．350-450℃? ?C．400-550℃? ?D．410-550℃ 正确答案：[C] 用户答案：[C] ??得分：6.60 3.管道组成件所用材料采用国际标准或者国外标准，首次使用前，应对化学成份（）进行复验，并且进行焊接工艺评定，符合规定要求时，方可投入制造。 ?A．物理性能? ?B．力学性能? ?C．工艺性能? ?D．化学性能 正确答案：[B] 用户答案：[B] ??得分：7.60 4.TSG D0001-2009规定，灰铸铁和可锻铸铁用于可燃介质时，使用温度高于或者等于150℃，设计压力小于或者等于（）MPa。 ?A．1.6? ?B．2.0? ?C．1.0? ?D．1.2 正确答案：[C] 用户答案：[C] ??得分：6.60 5. 用于管道组成件的碳素结构钢的焊接厚度：沸腾钢.半镇静钢，厚度不得大于（）；A级镇静钢，厚度不得大于（）；B级镇静钢，厚度不得大于（）。 ?A．? ?B．? ?C．? ?D． 正确答案：[C] 用户答案：[C] ??得分：6.60 6.金属在外力作用下抵抗变形或断裂的能力，称为（）。 ?A．硬度? ?B．强度? ?C．韧性? ?D．塑形 正确答案：[A] 用户答案：[A] ??得分：6.60 7.奥氏体不锈钢使用温度高于540℃（铸件高于425℃）时，应当控制材料含碳量不低于（），并且在固溶状态下使用。 ?A．0.04%? ?B．0.03%? ?C．0.06%? 5管道压力等级 前面已经提及，压力管道的组成件一般都是标准件，因此压力管道组成件的设计主要是其标准件的选用，管道压力等级的确定也就是其标准件等级的确定。 管道的压力等级包括两部分: 以公称压力表示的标准管件的公称压力等级； 以壁厚等级表示的的标准管件的壁厚等级。 管道的压力等级：通常把管道中由标准管件的公称压力等级和壁厚等级共同确定的能反映管道承压特性的参数叫做管道的压力等级。而习惯上为简化描述，常把管道中管件的公称压力等级叫做管道的压力等级。 压力等级的确定是压力管道设计的基础，也是设计的核心。它是压力管道布置、压力管道应力校核的设计前提条件，也是影响压力管道基建投资和管道可靠性的重要因素。 5.1 设计条件 工程上，工艺操作参数不宜直接作为压力管道的设计条件，要考虑工艺操作的波动、相连设备的影响、环境的影响等因素，而在工艺操作参数的基础上给出一定的安全裕量作为设计条件。这里所说的设计条件主要是指设计压力和设计温度。 管道的设计压力：应不低于正常操作时，由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的压力。最苛刻条件：是指导致管子及管道组成件最大壁厚或最高公称压力等级的条件。 设计压力确定：考虑介质的静液柱压力等因素的影响，设计压力一般应略高于由(或)外压与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力。 a. 一般情况下管道元件的设计压力确定 一般情况下，为了操作上的方便，在此不妨采用压力容器的做法，即在相应工作压力的基础上增加一个裕度系数。 表5-1 一般情况下管道元件的设计压力确定 工作压力Pw(MPa) 设计压力P(MPa) Pw≤1.8P= Pw+0.18 1.8 1.材料及热处理基础知识 材料是人类用于制造物品、器件、构件产品的物质，是人类赖以生存和发展的物质基础，通常人们把新材料，信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。 压力管道在用的材料分为两大类：金属材料和非金属材料。 铁碳合金是工业上应用最广泛的材料。 1.1 铁碳合金 一、组元介绍 1.纯铁 1大气压下，T熔点=1538℃，20℃时ρ=7.87×103 kg/m3。 （1）纯铁的同素异构转变 组成元素相同的金属在固态下由一种晶格向另一种晶格的转变。 ①纯铁具有两个同素异构转变 图1 纯铁同素异构体与温度关系 ②也是重结晶过程，遵循结晶的一般规律： 有一定的转变温度；形核+长大；需要△T；有结晶潜热。 （2）纯铁的性能 σb=180～280Mpa，σ0.2=100～170Mpa，HBS=50～80，δ=40～50%，Z=70～80%。软、强度低，塑性好，很少作结构材料。 2.渗碳体（Fe3C） C。C%：6.69%，硬、脆（800HBW，是复杂晶格的间隙化合物，分子式为Fe 3 HV=950～1050，αk≈0，δ≈0），属于亚稳相： 形状：片、网、条状；不易受硝酸酒精腐蚀，在显微镜下呈白亮色。 二、Fe－C合金中的基本相 L、Fe C 、γ（A）、α（F）、δ 3 1.铁素体（α或F） C溶于α－Fe中的间隙固溶体。α－Fe的晶格间隙很小（约0.364），比C原子半径（0.77）小很多，故溶C量很小；在727℃，最大溶C量为0.0218%，室温下几乎为0。因而性能与纯铁相近。属于铁磁相。 2.奥氏体（γ或A） C在γ－Fe中的的间隙固溶体。γ－Fe的晶格间隙半径为0.535，故溶C 压力管道规范工业管道GB/T20801—2006 目前管道工程设计、施工验收主要执行现行的国家和行业标准。具体适用范围见表1和表2。表1 工业管道设计规范及其适用范围规 范 名 称 适 用 范 围 工业金属管道设计规范GB50316—2000 公称压力小于等于42MPa 的工业金属管道及非金属衬里管道 化工管道设计规范HG/T20695—1987 设计压力35MPa 以下化工用金属和非金属压力管道和真空管道。但设计压力小于0.1MPa ，设计温度为-29—186℃的非易燃和无毒管道除外火力发电厂设计技术规程DL5000-2000 大中型火力发电厂设计 小型火力发电厂设计规范 GB50049—1994单台汽轮发电机额定功率750—6000kW 和单台燃煤锅炉额定蒸发量6.5—35吨的发电厂 压缩空气站设计规范 GB50029—2003 装有工作压力小于等于0.8MPa 、单机排量小于等于100m 3/min 的活塞式或螺杆式空压机的压缩空气站 氧气站设计规范GB50030—1994单机产量不大于300m 3/h 或高压、中压流程，深度冷冻空分法生产氧、氮的氧气站 乙炔站设计规范GB50031—1991利用电石生产乙炔的乙炔站和乙炔管道氢氧站设计规范GB50177—1993 水电解制氢的氢氧站和供氢站发生炉煤气站设计规范GB50195—1994 常压固定床发生炉煤气站和煤气管道 石油库设计规范GB50074—2002石油库的新建扩建工程，但容积小于500m 3、地下水封式、自然洞和少于五年的临时石油库除外汽车加油加气站设计与施工规范 GB50156—2002 汽车用加油加气站冷库设计规范GB50072-2001各种冷库设计 锅炉房设计规范GB50041-2008 各种锅炉房设计 除了表1所列设计规范外，还有专用设计规范，如器材选用规范、管道布置设计规范、静电接地设计规范、伴热 管和夹套管设计规范、绝热工程设计规范等。第二部分：材料 1 范围 规定了压力管道建造材料的基本要求，包括材料选用、使用限制、检验要求和标记方面的规定。 2 规范性引用文件（略） 3 术语和定义 3.1 低温低应力工况 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。 压力管道使用登记申报材料说明：1、申报材料未注明份数的均为提供1份； 2、申报材料未注明原件或复印件的均为复印件； 3、申报材料为复印件的需加盖单位公章，并提供原件供办 理机关核对，用后归还申请者。 一、首次登记 (1)《特种设备使用登记表（式样三）》 (原件 2份)； (2)含有使用单位统一社会信用代码的证明； (3)监督检验、定期检验证明； （4）《压力管道基本信息汇总表——工业管道》。 注： 1.工业管道按单位为对象向登记机关办理使用登记； 2. 锅炉与用热设备之间的连接管道总长小于或者等于1000米时，压力管道随锅炉一同办理使用登记；包含压力容器的撬装式承压设备系统 或者机械设备系统中的压力管道可以随其压力容器一同办理使用登记。 登记时另提交分汽（水）缸、压力管道元件的产品合格证（含产品数据表），但是不需要单独领取使用登记证； 3.压力管道应当提供安装监督检验证明，达到定期检验周期的压力管道还应当提供定期检验证明；未进行安装监督检验的，应当提供定期检 验证明； 4. 办理工业管道使用登记时，对《中华人民共和国特种设备安全法》实施后安装的管道，使用单位应提供安装监督检验证明。 5.国家明令淘汰或者已经报废的特种设备，不符合安全性能或者能效指标要求的特种设备，不予办理使用登记。 二、变更登记 说明： 1.按台（套）登记的特种设备改造、移装、变更使用单位或者使用单位更名、达到设计使用年限继续使用的，按单位登记的特种设备变更使用单位或者使用单位更名的，相关单位应当向登记机关申请变更登记。 2.办理特种设备变更登记时，如果特种设备产品数据表中的有关数据发生变化，使用单位应当重新填写产品数据表。变更登记后的特种设备，其设备代码保持不变。 3.原使用登记证和使用登记表遗失、损毁而无法提供的，原使用单位或者产权单位应出具遗失、损毁的自我声明，方可办理变更登记。 4.有下列情形之一的特种设备，不得申请办理移装变更、单位变 更： (1)已经报废或者国家明令淘汰的； (2)进行过非法改造、修理的； (3)无《特种设备使用管理规则》第2.5条中（3）、（4）规定的技术资料的； (4)达到设计使用年限的； (5)检验结论为不合格的或者能效测试结果不满足法规、标准要求的。 1、单位变更 （1）原使用单位或产权单位凭产权证明文件先向原登记机关申请办理注销 （a）原《特种设备使用登记证》（原件 1份）； （b）原《特种设备使用登记表》（原件 1份）； （c）有效期内的定期检验报告。 注：《特种设备使用登记证变更证明》由办理注销的机关签发，同时对《特种设备使用登记表》和《特种设备使用登记证》标注注销标志。 （2）新使用单位再向特种设备所在地登记机关申请办理变更 （a）《特种设备使用登记表（式样三）》 (原件 2份)； 管道的压力等级|标准管件的公称压力等级|壁厚等级 管道压力等级 前面已经提及，压力管道的组成件一般都是标准件，因此压力管道组成件的设计主要是其标准件的选用，管道压力等级的确定也就是其标准件等级的确定。 管道的压力等级包括两部分: 以公称压力表示的标准管件的公称压力等级； 以壁厚等级表示的的标准管件的壁厚等级。 管道的压力等级：通常把管道中由标准管件的公称压力等级和壁厚等级共同确定的能反映管道承压特性的参数叫做管道的压力等级。而习惯上为简化描述，常把管道中管件的公称压力等级叫做管道的压力等级。 压力等级的确定是压力管道设计的基础，也是设计的核心。它是压力管道布置、压力管道应力校核的设计前提条件，也是影响压力管道基建投资和管道可靠性的重要因素。 5.1 设计条件 工程上，工艺操作参数不宜直接作为压力管道的设计条件，要考虑工艺操作的波动、相连设备的影响、环境的影响等因素，而在工艺操作参数的基础上给出一定的安全裕量作为设计条件。这里所说的设计条件主要是指设计压力和设计温度。管道的设计压力：应不低于正常操作时，由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的压力。 最苛刻条件：是指导致管子及管道组成件最大壁厚或最高公称压力等级的条件。 设计压力确定：考虑介质的静液柱压力等因素的影响，设计压力一般应略高于由(或)外压与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力。 a. 一般情况下管道元件的设计压力确定 一般情况下，为了操作上的方便，在此不妨采用压力容器的做法，即在相应工作压力的基础上增加一个裕度系数。 表5-1 一般情况下管道元件的设计压力确定 b. 管道中有安全泄压装置时， 管道中有安全泄压装置时预示着该管道在运行过程中有出现超出其正常操作压力的可能。设置安全泄压装置(如安全阀、爆破片等)的目的，就是在系统中出现超出其正常操作压力的情况时，能将压力自动释放而使设备、管道等系统的硬件得到保护。此时管道的设计压力应不低于安全泄压装置的设定压力。 c. 管道中有高扬程的泵 对于高扬程的泵，尤其是往复泵，在开始启动的短时间内，往往会在第一道切断阀之前的管道和泵内产生一个较高的封闭压力，有时这个封闭压力会达到一个很大的值。此时泵的出口管道，其设计压力应取泵的最大封闭压力值。 d. 真空系统 真空系统管道承受的压力就是其外部的大气压力，故其设计压力应取0.1MP a外压； e. 与塔或容器等设备相连的管道 与塔或容器等设备相连的管道其设计压力应不低于所连设备的设计压力。当管道内有较高的液体液柱时，还应考虑该液体静压头的影响。事实上，对于管道来说，其受力要比设备复杂，这是因为它除受介质载荷之外，还往往遭受到由于管道的热胀冷缩而产生的管系力等。因此，管道的设计压力一般应不低于设备的设计压力。 5.1.2设计温度 管道的设计温度:应不低于正常操作时，由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的温度。 最苛刻条件指导致管子及管道组成件最大壁厚、最高公称压力等级或最高材料等级的条件。 设计温度的确定:考虑环境、隔热、操作稳定性等因素的影响，设计温度应略高于由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的最高工作温度。 a. 一般情况下管道元件的设计温度确定 一般情况下为了操作上的方便，在此不妨也采用压力容器的做法，在相应工作温度的基础上增加一个裕度系数（除法兰和螺栓以外）。 法兰、垫片的设计温度不低于最高工作温度的90％； 螺栓、螺母的设计温度应不低于最高工作温度的80％。 b. 夹套或外伴热管道 对于夹套或外伴热的管道当工艺介质温度高于伴热介质温度时，其设计温度按上表选取；当工艺介质温度低于伴热介质温度时，对夹套伴热取伴热介质温度为设计温度，而对外伴热则取伴热介质温度减10℃与工艺介质温度二者的较大值为设计温度； c.安全泄压管道 安全泄压管道取排放时可能出现的最高或最低温度为设计温度； 表5－2 一般情况下管道元件的设计温度确定 压力管道报检资料明细 Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8 压力管道安装所需准备资料 1、告知书（原件）备注：安装单位、无损检测单位应分别办理告知手续。 2、资质证书复印件（①安装单位资质※；②设计单位设计许可证※； ③探伤检测单位资质※；④防腐绝热单位资质；⑤监理单位资质； ⑥焊工人员※；⑦无损检测人员※；⑧工程规划许可证）；备注： 带※者必须为技术监督局颁发的。 备注：①③④⑤⑥⑦项需盖单位红章。 3、设计图纸；备注：设计图纸必须盖上设计单位的椭圆设计章。 4、合同评审记录、图纸会审记录、技术（安全）交底记录； 5、施工方案（包括管段预制加工工艺、管道安装工艺、焊接工艺、热 处理工艺、防腐工艺、试压工艺等）；人员（质量保证责任人员、 技术管理人员、行政管理人员），设备； 6、焊接工艺评定；焊接作业指导书； 7、管道特性表（填写表2，表3）； 8、绘制单线图（单线图须注明管线号、管子及其他管道组成件的规 格、尺寸、材质、介质名称、设计压力、设计温度、焊缝编号、焊 工代号、焊接位置、标明固定口或转动口、经无损检测的焊口位 置、无损检测方法、无损检测抽查比例、热处理焊口编号、是否返 修标识）；单线图与管线号一一对应，用A4纸单独装订成册，此项 为必备项。 9、材质证书（管道组成件、管道支撑件、补偿器、焊材）；设计修改文 件及材料代用证明； 备注：1、材质证书必须提供原件（带有制造单位或者经销商的红章）； 2、管道组成件及焊材到达安装工地必须约请监检人员到现场监检； 3、必须提供压力管道组成件的制造许可证（技术监督局发）； 4、《压力管道元件制造监督检验规则》规定的部分管子、管件、阀门须有当地特检院出具的制造监检报告。 10、管道用材一览表（包括管子、弯头、法兰、三通、变径、补偿 器、阀门、焊条、焊丝、密封件、紧固件等）（填写表4）； 11、管道组成件的检验及复验： 11.1材料复验报告（合金钢（CrMo钢、MoWVNb钢）、含镍低温 刚、含钼奥氏体不锈钢、镍基合金、钛和钛合金材料的管道组成件）； 11.2阀门壳体压力试验和密封试验； 11.3外表面磁粉或渗透检验（GC1级管道设计压力≥10MPa的管子和 管件；GC1级管道中输送极度危害介质的管子和管件。） 11.4硬度检查（设计压力≥10MPa的GC1级管道用高压螺栓和螺母） 备注：本条具体要求请参考GB/T20801.4-2006 12、高压及剧毒流体管道用弯管加工记录； 13、主蒸汽、再热蒸汽、主给水管道弹簧支吊架弹簧安装高度记录， 恒作用力支吊架制造厂性能测试记录；支吊架安装调试记录； 14、注明蠕胀测点、监察管段、膨胀指示器、焊口及支吊架位置的单 线立体图； YF-ED-J1173 可按资料类型定义编号 压力管道建档标识及数据 采集实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日 压力管道建档标识及数据采集实 用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 1.建档 压力管道的档案中至少应包括下列内容： 管线号、起止点、介质（包括各种腐蚀性介质 及其浓度或分压）、操作温度、操作压力、设 计温度、设计压力、主要管道直径、管道材 料、管道等级（包括公称压力和壁厚等级）、 管道类别、隔热要求、热处理要求、管道等级 号、受监管道投人运行日期、事项记录等。 2.标识与数据采集 管道的标识可分为常规标识和特殊标识两 大类。特殊标识是针对各个压力管道的特点，有选择的对压力管道的一些薄弱点、危险点、或管道在热状态下可能发生失稳（如蠕变、疲劳等）的典型点、重点腐蚀检测点、重点无损探测点及其他作为重点检查的点等所做的标识。在选择上述典型点时，应优先选择压力管道的下列部位：弹簧支吊架点、位移较大点、腐蚀比较严重的点、需要进行挂片腐蚀试验的点、振动管道的典型点、高压法兰接头、重设备基础标高，及其他有必要标识记录的点。 对于压力管道使用者来说，作为安全管理的手段之一，就是对于这些影响压力管道安全的地方，设置监测点并予以标识，在运行中加强观测。确定监测点之后，应登记造册，并采集下初始（开工前的）数据。压力管道设计说明
压力管道单线图的画法和要求
高压中压低压管道的划分
压力管道的定义及概念详解
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