管道试压标准

第七节压力管道

在石油化工生产中，管道和设备同样重要。因此，加强管道的使用、管理，亦是实现安全生产的一项重要工作。

一、管道的标准

石油化工管道，从广义上理解，应包括管子(断面几何形状为封闭环形，有一定壁厚和长度、外表形状均匀的构件)、管件(管子的连接件，包括阀门、法兰等)及其附属设施。

(一)公称直径

根据需要，按照一定的科学规律，人为地规定的系列标准直径，称为公称直径。

公称直径标记为：

如DN100，即表示公称直径为100mm的管道及其附属元件，如阀门等。旧的公称直径代号为Dg。常用公称直径系列如表5—7。

表5—7公称直径系列表单位：mm

一般情况下，公称直径等于管子的内径。根据公称直径及公称压力，可以确定管道所用的管子阀门、管件、法兰、垫片的结构尺寸和连接螺纹的标准。

(二)公称压力

国家标准(GB1042—90)规定，公称压力表示为：

如：PN4．0，即表示公称压力为4．0MPa的管道及其元件。

公称压力级系列如表5—8。

表5—8公称压力等级系列表单位：MPa

(三)试验压力

管道投入使用前，要根据设计和使用工艺条件的要求，对管道的强度和材料的紧密性进行检验，检验所规定的压力称为试验压力。

试验压力表示为：

如PS15，即表示试验压力为15MPa。

一定的公称压力，有其相应的试验压力，按照国家标准的规定，PN0．25～30．0范围内，PS=1．5PN；PN40～80范围内，PS=1．4PN；PN≥100时，PS=1．3PN或PS=1．25PN。常温下工作的管道的公称压力PN与试验压力PS的关系见表5—9。

表5—9公称压力与相应的试验压力单位：MPa

由于在高温下工作的化工管道不可能在高温下进行压力试验，而是常温下进行的，因此，对于操作温度高于200℃的碳钢管道和操作温度高于350℃的合金管道的液压试验，其试验压力应乘以温度修正系数。试验压力PS按如下公式计算：

(5—7)

式中p——工作压力，MPa；

K——压力试验系数。中、低压管道K=1．25；高压管道K=1．5；

——常温下管材的许用应力，按20℃时选取，MPa；

——在操作温度下管材的许用应力，MPa。

试验压力PS的值不得小于(p+1)，式中的温度修正系数值最高不超过1．8。

真空操作的石油化工管道，试验压力规定为0．2MPa。

二、管道分级

(一)按压力分

石油化工管道，有低压、中压、高压、超高压及真空管道之分，压力分级如表5—10。

表5—10管道压力等级划分

工作压力≥9．0MPa，且工作温度≥500℃的蒸汽管道可升级为高压管道。

(二)按压力和介质危害程度分

按中国石化总公司《石油化工剧毒、易燃、可燃介质管道施工及验收规范》SHJ501—85的规定，可分为A、B、C三个级别，见表5—11。

表5—11管道按介质性质分级

(三)按最高工作压力、最高工作温度、介质、材质综合分类。见表5—12。

表5—12管道综合分类

(1)介质毒性程度为Ⅰ、Ⅱ级的管道按Ⅰ类管道。

(2)穿越铁路干线、公路干线、重要桥梁、住宅区及工厂重要设施的甲、乙类火灾危险物质和介质毒性为Ⅲ级以上的管道，其穿越部分按Ⅰ类管道。

(3)石油气(包括液态烃)、氢气管道和低温系统管道至少按Ⅲ类管道。

(4)甲乙类火灾危险物质、Ⅲ级毒性物质和具有腐蚀性介质的管道，均应升高一个类别。

(5)介质毒性程度参照GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》的规定分为四级，其最高容许浓度分别为：

Ⅰ级(极度危害)<0．1mg／m3；

Ⅱ级(高度危害)0．1～<1．0mg/m3；

Ⅲ级(中度危害)1．0～<10mg／m3；

Ⅳ级(轻度危害))10mg／m3。

Ⅰ、Ⅱ级——氟、氢氰酸、光气、氟化氢、碳酰氟、氯等。

Ⅲ级——二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二硫化碳、乙炔、硫化氢等。

Ⅳ级——氢氧化纳、四氟乙烯、丙酮等。

三、压力管道的设计与制造

(一)设计

压力管道与生产装置的设备、压力容器等安装、联接后，形成完整的石油化工生产系统。因此，压力管道的设计应力与压力容器的设计一样，其设计单位应取得省级以上有关主管部门颁发的设计资格证，并报省级以上劳动行政部门备案。高压、超高压压力管道的设计，应参照高压、超高压压力容器设计监察管理的原则进行要求和管理。

一般工业管道由单位自行设计时，须经省级主管部门同意，并列省级劳动行政部门备案。

(二)制造

压力管道(包括其附件和阀门、法兰、螺栓、垫片、补偿器及安全保护装置)制造单位，应向省级以上劳动行政部门或者省级劳动行政部门授权的地(市)级劳动行政部门申请安全注册。安全注册的审查工作由劳动部会同同级有关主管部门认可的评审机构进行。

制造单位对其产品的安全质量负责。产品投产前要通过劳动部指定单位对产品进行形式试验。

四、加工检验及安装

(一)加工和检验

压力管道加工及安装前的检验均应按中国石化集团公司《石油化工剧毒、易燃、可燃介质管道施工及验收规范》(SHJ501—85)的规定进行。加工和安装前的检验包括：

(1)管件、阀门、材料的检验，如所用材料的材质标记及合格证。按规范的要求，对材料的化学成分和机械性能做分析检查。

(2)管子和管件的外观检验，如裂纹、夹渣、壁厚偏差、缺陷和机械损伤等。A级管道应逐根、B级管道应按比例抽检。

(3)B级管道的阀门应逐个进行液压强度试验，C级管道阀门每批按至少20％进行抽检。A、B级阀门检验后应填写试验记录。

(4)螺栓、螺母、垫片等附件按规定进行的各种检验。

具体检验项目和标准可按《工业管道工程及验收规范》等相关规范的规定进行。

(二)安装

《压力管道安全管理与监察规定》(劳动部发<1996>140号)要求，压力管道安装单位必须有劳动行政部门颁发的压力管道安装许可证。压力管道焊工和无损检测人员必须取得劳动行政部门颁发和特种作业人员资格证书。

压力管道安装单位应对其所安装施工的压力管道的安全质量负责。

在高温或低温下运行的管道，安装规范要求对于管道法兰螺栓要进行热紧或冷紧。由于工作条件为高温或低温管道的法兰螺栓安装时是在常温条件下紧固的。但当其处于工作状态时，由于温度升高或降低而引起膨胀或收缩，为了防止常温时紧固的螺栓松弛，必须在管道处于工作温度或一定温度时再进行紧固，称为热紧或冷紧。

热紧或冷紧一般在管道试运行24h后进行。热、冷紧的紧固力应适度，并应有相关安全措施，以保证操作人员安全。

五、管道工程验收

管道工程投、入运行前应进行全面地检查验收，验收内容包括试压、吹扫清洗和验收。较大和复杂管网系统的试压、吹洗，事先应制定专门的方案，有计划地进行。

(一)试压

管道系统的压力试验，包括强度试验、严密性试验、真空度试验和泄漏量试验。

强度与严密性试验，一般应采用液压。如有困难或特殊原因时，也可采用气压试验，但必须有相关安全措施并经有关主管部门批准。以气压代替液压进行强度试验时，试验压力应为设计压力的1．1倍。

管道系统进行压力试验过程中，不得带压修理，以免发生危险。

埋地压力管道在回填土后，还要进行最终水压试验和渗水量测定，即进行第二次压力试验和测定渗水量。具体方法和标准按规范规定进行。

真空管道在强度试验和严密性试验合格后，还应做真空试验。真空试验一般在工作压力下试验24h，增压率A级管道不大于3．5％，B、C级管道不大于5％为合格。

A、B级管道试验前，应由建设单位与施工单位对管子、管件、阀门、焊条的制造合格证、阀门试验记录、焊接32212作记录、静电测试记录等有关资料按相关规定进行审查。

(二)吹扫清洗

吹扫清洗的目的是为了保证管道系统内部的清洁。采用气体或蒸汽清理称为吹扫，采用液体介质清理称为清洗。

吹扫清洗前应编制吹扫清洗方案，以确保吹扫清洗质量和安全。

1．空气吹扫

工作介质为气体的管道，一般用空气吹扫。空气吹扫时，在排出口用白布或涂有白漆的靶板检查，5分种内靶板上无铁锈、灰尘、水分和其它脏物为合格。

2．蒸汽吹扫

工作介质为蒸汽的管道和用空气吹扫达不到清洁要求的非蒸汽管道用蒸汽吹扫。蒸汽吹扫应先缓慢升温暖管，防止升温过快造成管道系统膨胀破坏。

一般蒸汽管道或其它管道，吹扫时可用刨光的木板轩于排汽口处检查，无铁锈、脏物为合格。中、高压蒸汽管道及蒸汽透平机的人口管道，吹扫质量要求比一般管道严格，用装于排汽管口的铝靶板检查，俗称打靶。两次靶板更换检查时，每次肉眼可见的冲击斑痕不多于10点，每点不大于1mm，视为蒸汽吹扫合格。

3．油清洗

润滑、密封及控制油系统管道，在试压吹扫合格后，系统试运转前进行油清洗。清洗至目测过滤网(200目或100目，根据设备转数定)，每厘米滤网上滤出的杂物不多于3个颗粒为合格。油清洗合格的管道系统，在试运转前换上合格的正常使用的油品。

4．管道脱脂

氧气管道、富氧管道等忌油管道，要进行脱脂处理。脱脂处理应在水或蒸汽吹扫、清除杂物合格后进行。脱脂处理一般可选用二氯乙烷、三氯乙烯、四氯化碳、工业酒精、浓硝酸或液碱等进行。脱脂剂为易燃易爆、有毒、腐蚀介质，因此脱脂作业要有防火、防毒、防腐蚀灼伤的安全措施。

5．酸洗钝化

酸洗的目的是清除管道系统内壁的锈迹、锈斑，而又不损坏内壁表面。一般石油化工装置在投料前都要进行整个系统或局部系统的酸洗、钝化。

(三)验收

管道施工完毕后交付生产时，应提交一系列技术文件，如管子、管件、阀门等的材料合格证；材料代用记录；焊接探伤记录；各种试验检查记录；竣工图等。高压管道系统还应提交高压管子管件制造厂家的全部证明书；验收记录及校验报告单；加工记录；紧固件及阀门的制造厂家的全部证明及校验报告单；高压阀门试验报告、修改设计通知及材料代用记录；焊接记录及Ⅰ类焊缝位置单线图；热处理记录及探伤报告单；压力试验、吹洗、检查记录；其它记录及竣工图等。

六、压力管道管理

压力管道与压力容器一样，危险性较大。因此，做好日常的检查维护及检修，十分重要。压力管道的维护管理主要有：

(一)外部检查

管道外部检查每年一次。

外部检查的主要项目有：

(1)有无裂纹、腐蚀、变形、泄漏等情况；

(2)紧固件是否齐全，有无松动，法兰有无偏斜，吊卡、支架是否完好等；

(3)绝热层、防腐层是否完好；

(4)管理震动情况，管道与相邻物件有无摩擦；

(5)阀门填料有无泄漏，操作机构是否灵活。

(6)易燃易爆介质管道，每年必须检查一次防静电接地电阻。法兰间接触电阻应小于0．03Ω，管道对地电阻不得大于100Ω。停用2年以上需重新启用的，外部检查合格后方可使用。

(二)定点测厚

定点测厚主要用于检查高压、超高压管道。一般每年至少进行一次。

主要检查管道易冲刷、腐蚀、磨损的焊缝弯管、角管、三通等部位。定点测厚部位的测点数量，按管道腐蚀、冲刷、磨损情况及直径大小、使用年限等确定。定点测厚发现问题时，应扩大检测范围，做进一步检测。定点测厚数据记入设备档案中。

(三)全面检查

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类管道的全面检查，每3～6年进行一次。可根据实际技术状况和检测情况，延长或缩短检查周期，但最长不得超过9年。高压、超高压管道全面检查，一般6年进行一次。使用期限超过15年的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类管道，经全面检查，技术状况良好，经单位技术总负责人批准，仍可按原定周期检查，否则应缩短检查周期。

压力管道是可能引起燃烧爆炸或中毒等危险性较大的特种设备。因此，使用单位必须做好压力管道的安全管理工作。

劳动部(1996)140号文件《压力管道安全管理与监察规定》对压力管道使用单位的安全管理有具体要求。

----中国石化出版社2003年4月出版发行