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压力管道基础知识压力管道是指在一定压力下用于输送气体、液体或液化气体等介质的管状设备,广泛应用于石油、化工、天然气、电力、冶金等行业。其主要功能是安全、高效地输送具有高温、高压、易燃、易爆或有毒特性的介质。
根据《特种设备安全监察条例》,压力管道是指最高工作压力大于或等于0.1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体介质管道。通常由管道组成件(如管子、阀门、法兰、补偿器等)和支撑件组成,构成完整的输送系统。
压力管道按用途可分为工业管道、公用管道和长输管道三大类。工业管道主要用于工厂内部介质输送;公用管道多用于城市燃气和热力管网;长输管道则用于跨区域输送油气资源。
由于压力管道运行条件复杂,一旦发生泄漏或破裂,可能引发火灾、爆炸、中毒等重大安全事故,因此对其设计、制造、安装、使用、检验和维护都有严格规范与监管要求。国家对压力管道实行分类管理,并纳入特种设备安全管理范畴。
总之,压力管道是现代工业中不可或缺的重要设施,保障其安全运行对于防止事故发生、保护人民生命财产安全具有重要意义。
二、流体1、按状态分为气体、液体气体和浆体。浆体是指可燃、易爆、有毒和有腐蚀性的浆体介质。2、按性质分为可燃性介质、爆炸性介质、致毒性介质和腐蚀性介质。1)可燃性介质:是指有火灾危险性能引起燃烧的介质,标准中对可燃介质定义为:在生产操作条件下可以点燃和连续燃烧的气体或可以气化的液体。可燃介质分为可燃气体、液化气体和可燃液体。可燃流体的火灾危险性根据《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、乙和丙类可燃液体的分类见下表。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%助燃气体属于乙类火灾危险性介质
可燃液体的火灾危险性分类类别名称特征甲类A液化烃15℃时蒸汽压力>0.1Mpa的烃类液体及其他类似液体B可燃液体甲A以外的可燃液体,闪点<28℃乙类A可燃液体闪点≥28℃至≤45℃B闪点>45℃至<60℃丙类A可燃液体闪点≥60℃至≤120℃B闪点>120℃
在我国一般安全技术法规中提到“有毒”或“有毒介质”时,通常是指所有致毒性介质,包括极度危害、高度危害、中度危害和轻度危害介质在内。4)腐蚀性介质:是指能灼伤人体组织并对管道材料造成损坏的物质。如酸、碱以及其它能引起材料损害的流体。如氢、硫化氢等。
三、安装安装是按照设计文件的规定,将设备、材料完整地设置在规定位置的过程,包括按照规范的要求所进行的任何现场加工、装配、检验和试验等过程。其示意图为:安装基本过程装配加工检验和试验搬吊连找切切成表焊热粘尺无材运装平削面处寸损料行运就接找割加型处接理接测检试试位正工理量测验验
加工:将材料通过特定手段由某种状态改变为另一种状态的过程。包括:切割、切削、成型、焊接、热处理、粘接、表面处理等。装配:将两个或两个以上物件相互连接在一起,并调整到规定要求的过程。包括:搬运、吊装就位、连接、找平找正等。检验和试验:加工和装配过程及其结果是否达到规定要求的验证过程。包括:尺寸测量、无损检测、材料的力学性能试验和化学分析、系统压力试验和密封性试验、温度和振动测量等。
经理项目经理管理者代表项目质保师材工焊热检无理设计料艺接处验损化备量责责责理责检试责责任任任责任测验任任工工工任工责责工工程程程工程任任程程师师师程师工工师师师程程师师项目部专业质保责任人员压力管道安装质量管理组织机构
第二节压力管道的主要特点和结构要求一、压力管道的特点一个管道系统,为了完成流体的输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动的功能,必须与相应的动力设备、反应设备、储存设备、分离设备、换热设备、控制设备等连接在一起,形成一个系统,使管内流体具有一定的压力、温度和流量,完成设计预定的任务。同时,不同类别的压力管道,由于材料、结构和敷设形式不同,其特点也有所不同。
1、工业管道的特点1)数量多,管道系统大,车间内管道布置交叉、紧凑;2)管道组成件和支承件的材质、品种、规格复杂,质量均一性差;3)运行过程受生产过程波动影响,运行条件变化多,如热胀冷缩、交变载荷、温度和压力波动等;4)腐蚀和破坏机理复杂,材料失效模式多。2、长输管道和公用管道的特点1)管道敷设长度大,跨越地区多,地形地质复杂;2)埋地敷设多,缺陷检测难度大;3)容易遭受意外损伤。
二、压力管道的结构要求1、耐压强度:承受管内流体作用于管道上的压力(内压或外压)、温度所引起的应力及其长期、反复的影响,如蠕变和疲劳等;2、密封性:阻止管道内部流动的流体泄漏到管道外部空间或流体中;3、耐腐蚀性:承受管内流体对管道材料的腐蚀作用。管道材料的耐腐蚀等级分为4级,以年腐蚀速率衡量:充分耐腐蚀≤0.05mm;耐腐蚀>0.05~0.1mm;尚耐腐蚀>0.1~0.5mm;不耐腐蚀>0.5mm。
4、柔性:管道的柔性是反映管道变形难易程度的一个物理概念。管道的柔性就是管道通过自身变形吸收因温度变化发生尺寸变化或其他原因所产生的位移,保证管道上的应力在材料许用应力范围内的性能。
第三节安装资格类别、级别的划分一、长输管道为GA类,级别划分为:1.符合下列条件之一的长输管道为GAl级:(1)输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P>1.6MPa的管道;(2)输送有毒、可燃、易爆液体流体介质,输送距离(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)≥200km且管道公称直径DN≥300mm的管道;(3)输送浆体介质,输送距离≥50km且管道公称直径DN≥150mm的管道。
2.符合以下条件之一的长输管道脚GA2级。(1)输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P≤1.6PMa的管道;(2)GAl(2)范围以外的管道;(3)GAl(3)范围以外的管道。
二、公用管道为GB类,级别划分如下:GBl:燃气管道;GB2:热力管道。
三、工业管道为GC类,级别划分如下:1、符合下列条件之一的工业管道为GC1级:(1)输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中规定毒性程度为极度危害介质的管道;(2)输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJl6《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;(3)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;(4)输送流体介质且设计压力P≥10.0MPa的管道。
2、符合以下条件之一的工业管道为GC2级:(1)输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJl6《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;(2)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℃管道;(3)输送非可燃流体介质、无毒流体介质,设计压力P<10MPa且设计温度≥400℃的管道;(4)输送流体介质,设计压力P<10MPa且设计温度<400℃的管道。
3、符合以下条件之一的GC2级管道划分为GC3级:(1)输送可燃流体介质、有毒流体介质波纹排水管道技术交底,设计压力P<1.0MPa且设计温度<400℃的管道;(2)输送非可燃流体介质、无毒流体介质,设计压力P<4.0MPa且设计温度<400℃的管道。
四、特种设备目录对压力管道及压力管道元件的划分方法《特种设备目录》中列出的压力管道为特种设备的一个种类,分为长输(油气)管道、公用管道和工业管道3个类别;其中:长输(油气)管道分为输油管道和输气管道2个品种;公用管道分为燃气管道和热力管道2个品种;工业管道分为工艺管道、动力管道和制冷管道3个品种。