何仁洋-压力管道安全基础知识

（ 2 ）管 道体 系庞 大 ，由 多个 组成 件 、支 承件 组成 ， 任一 环节 出现 问 题都 会造 成整 条 管线 的失 效。
（ 3 ）管 道的 空间 变 化大 。要 么是 长 距离 却经 过复 杂 多变 的地 质条 件 、地 形地 貌、 人 文环 境、 天气环 境； 要么 是在一 个环 境里 ，但是 其立 体空间 变幻 莫测 。
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4.4.2 压力管道的特点
（1）应用广泛, 随着经济的发展，管道的数量越来越多。由于应用的领域不同，各 个 领域 所使 用的压 力管 道又 各有其 特点 ，如 化工 、石 化系 统有 大量的 压力 管道 ，它 们的 工作条件各种各样，工作压力由真空、负压到 300MPa 以上的高压、超高压。而工作温 度由－200℃到 1000℃以上，所传载的介质又多是有毒、易燃、易爆。
4.6.2 管件
（ 1）管 件分 类 压 力管 道上 常用的 管件 有无 缝管件、 有缝 管件、 锻制管 件、铸 造管 件、汇管、 收发 球 筒、 过滤 器和非 金属 材料 管件等 。 ① 按连接方式分类 按 连接 方式 可将管 件分 为对 焊管件 、法兰连 接管 件、承插 管件 、柔 性接 口管件 和螺 纹 管件 等。 ② 按使用材料分类 按 使用 材料 可分为 碳钢 、合 金钢、 奥氏 体不 锈钢、 灰口 铸铁和 球墨 铸铁 制管件 等。 ③ 按用途分类 按 用途 分有 弯头、 异径 接头 、三通 、四 通和 管帽等 。
4.6.4 连接件
管 道连 接件 用于管 道的 可拆 卸连接 部位 ，包 括法兰 、螺 栓（螺 柱） 和螺 纹连接 件。 法 兰有 整体 法兰、 带颈 对焊 法兰、 带颈 平焊 法兰、 带颈 松焊法 兰、 管法 兰、螺 纹法 兰、 板 式平 焊法 兰、板 式松套 法兰 等，根 据密封 面型 式有 平面、凹凸面 、沟槽 面等 不同型 式， 而 按照 与管 子的连 接方 式， 有焊接 和螺 纹连 接两种 。
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固 定件 是指 将负荷 从管 子或 管道附 着件 上传 递到支 承结 构或设 备上 的元 件。它 包括 吊 杆、弹簧 支吊架 、斜 拉杆、平衡 锤、松紧螺 栓、支撑杆 、链 条、导轨、锚固 件、鞍 庄、 垫 板、 滚柱 、托庄 和滑 动支 架等。
干 管线 )、分 配管 道 (在 供气 地区 将燃 气分 配给 工业 企业 用户 、商 业用 户和 居民 用户 。分
配 管道 包括 街区的 和庭 院的 分配管 道 )；用 户引 入管 和室内 燃气 管道 。 城镇燃气管道根据输气压力 P 分为：高压 A（2.5 MPa＜P≤4.0MPa）；高压 B（1.6
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管道元件）制造许可证管理。2007 年 1 月 1 日实施的《压力管道元件制造许可规则》将 螺 旋缝 埋弧 焊钢管 纳入 许可 范围管 理。
在 输油 输气 用的焊 接钢 管中 使用钢 级的 概念。钢级 以规 定总伸 长应 力命 名（规 定总 伸长应力为试样标距长度上产生 0.5%的总伸长时所需的拉应力）。在《石油天然气工业 输送钢管交货技术条件》（GB/T9711）规定的钢级与 ANSI/API spec 5L[1]规定的钢级对 比表见表＜P≤2.5 MPa）；次高压 A（0.8 MPa <P≤1.6 MPa）；次高压 B（0.4 MPa <P≤0.8 MPa）；中压 A（0.2 MPa＜P≤0.4 MPa）；中压 B（0.01 MPa≤P≤0.2 MPa）； 低压（P
＜0.01 MPa）。
4.6 压力管道元件
管 道元 件包 括管道 组成 件和 支承件 ，但 属于压 力管 道元 件的只 是其 中的 一部分 。根 据 2007 年 1 月 1 日实施的《压力管道元件制造许可规则》的规定，压力管道元件包括 管 子、管 件、阀 门、法 兰、合 金钢螺 柱和 螺帽、 垫片 和其他 特殊 组成件 或受 压部 件，以 及 上述 元件 的组合 件。
4.5 压力管道的组成
4.5.1 概述
压 力管 道由 管子 、管 件 、阀门 、法兰 、补 偿器 等压 力管道 元件 以及 安全保 护装 置 (安 全 附件 )、附属 设置 等组 成。
安 全 保护 装 置包 括紧 急 切断 装置 （紧 急 切断 阀等 ）； 安 全泄 压装 置 （安 全阀 、 爆破 片 等）； 测漏装 置（气 密性 试验、 氨渗透 试验、 卤素 检漏试 验、氦 检漏 试验 等）；测 温测 压 装 置（ 温度 表 、压 力表 ）、 静电 接地 装 置、 阻火 器、 液位 测 试装 置（ 液位 计 ）和 泄漏 气 体安 全报 警装置 （声 、光 报警）。
有 色金 属管 有铝及 铝合 金管 、铜 及铜 合金管 、钛及钛 合金 管和 锆及锆 合金 管等 ，也 分 无缝 和有 缝两种 。
非 金属 管通 常称为 塑料 管， 由聚乙 烯、 聚丙 烯、聚 氯乙 烯等不 同材 料制 成。 （ 1） 无缝钢 管 无 缝 钢管 通常 采 用轧 制方 法制 造 ，采 用生 产线 批 量生 产, 有热 轧管 和 冷轧 管两 种。 轧 制过 程是 用钢锭 或实 心管 坯经穿 孔制 成毛 管，然后 经热轧 、冷轧或 冷拨 制成 。热 轧钢 管 以热 轧状 态或热 处理 状态 交货；冷轧 钢管则 以热 处理 状态交 货。冷轧 钢管的 尺寸 精度 比 热轧 钢管 高。 （ 2）焊 接钢 管 ① 概述 焊 接钢 管也 称焊管 ，是 用钢 板或钢 带经 过卷曲 成型 后焊 接制成 的钢 管。焊接钢 管按 焊 缝的 形式 分为直 缝焊 管和 螺旋焊 管。 直 缝焊 管生 产工艺 简单 ，生产效 率高 ，成本低 ，发展 较快 。螺 旋焊 管的 强度一 般比 直 缝焊 管高 ，能用 较窄 的坯 料生产 管径 较大的 焊管 ，还 可以用 同样 宽度 的坯料 生产 管径 不同的焊管。但是与相同长度的直缝管相比，螺旋焊管焊缝长度增加 30~100%，而且生 产 速度 较低 。因此 ，较 小口 径的焊 管大 都采 用直缝 焊， 大口径 焊管 则多 采用螺 旋焊 。 螺旋缝埋弧焊钢管（简称 SSAW）是采用埋弧焊工艺生产，带有一条螺旋焊缝的钢管。 是 将卷 板矫 平、切头、 修边， 由螺 旋成型 机成 型后， 使用埋 弧焊 先内 后外进 行焊 接，按 规 定长 度切 管并经 规定 的检 验与试 验， 来完 成生产 的。 螺旋缝埋弧焊管原为全国工业产品生产许可证管理，2006 年 4 月 20 日，国家质检 总局以《关于将石油天然气工业用焊接钢管等 5 类工业产品实行特种设备制造许可证管 理的通知》（国质检特[2006]162 号），将工业产品生产许可证转为实行特种设备（压力
4.6.1 管子
压 力管 道使 用的管 子按 材质 分有铸 铁管 、钢 管 、有色 金属 管和 非金属 管 ；按结 构分 有 无缝 管和 焊接管 ；按制造 方法 分有 轧制管 、焊接管 和铸 造管 ；按 用途 分则有 低压 用流 体 输送 管、高 压锅炉 钢管、 管线 管、石油 裂化 管、化 肥用管 等等。 在压 力管道 中使 用的 钢 管一 般只 使用流 体输 送用 钢管，而不 允许使 用结 构用 钢管。管线 管目 前只用 在长 输管 道 上， 品种 有陆上 管线 管和 海底管 线管 。
第 4 章 压力管道安全基础知识
4.4 压力管道的主要工艺参数及特点
4.4.1 压力管道的主要工艺参数
由 于压 力管 道种类 繁多 ，运行工 况多 样化和 复杂 化 ，通常 认为 压力 管道的 工作 参数 包 括以 下几 个方面 ：
（ 1）设 计压 力 在 相应 的设 计温度 下 ，用 以确定 管道 及其它 元件 尺寸 的压力 值 ，该 压力为 管道 的内 压 力时 ，称 为设 计内 压力 ，为 外部压 力时 称设 计外压 力 。设计 压力 不得 低于工 作过 程中 可 能出 现的 由压力 与温 度形 成的最 苛刻 条件 下的压 力。 （ 2）操 作压 力 在 稳定 操作 条件下 ，压 力管 道系统 内介 质的 压力。 （ 3）最 大操 作压 力 在 正常 操作 条件下 ，压 力管 道系统 中的 最大 实际操 作压 力。 （ 4）最 大允 许操 作压力 压 力管 道系 统遵循 相关 标准 的规定 ，所能连 续操 作的 最大压 力 ，等 于或小 于设 计压 力。 （ 5）设 计温 度 压 力管 道在 正常工 况下 ，管壁或 元件 金属可 能达 到的 最高或 最低 温度 。设 计温 度不 得 高于（或 低于）工作 过程 中可能 出现 的由压 力与 温度 形成的 最苛 刻条 件下的 最高 温度 （ 最低 温度）。 （ 6）管 输介 质温 度 管 道输 送介 质在管 道内 输送 时的流 动温 度。 （ 7）公 称直 径（ DN） 由字母 DN 和无因次整数数字组合的尺寸标志，代表管道组成件的规格。数字反映 管 道组 成件 连接端 部的 孔径 或外径（ mm）。公称 是一 种数字 标记 ，作 为尺 寸、容积 、额 定 值或 其它 特征的 标称 ，不 是一种 精确 的度 量。 （ 8）公 称压 力 (PN) 由字母 PN 和无因次整数数字组合的尺寸标志，代表管道组成件的压力等级,数字反 映 管道 组成 件的（ 以＂ bar＂ 计 ）。 （ 9）设 计壁 厚 在 相应 的设 计内压 力和 公称 直径下 ，根据选 用钢 管的 许用应 力 ，设 计得出 满足 工艺 条 件的 管壁 厚度。
紧 固 件是 连接 法 兰的 部件 ，主 要 有螺 栓、 螺柱 和 螺帽 三种 。《 压力 管 道元 件制 造许 可 规则 》的 规定， 目前 受监 察的管 道支 承件 只有合 金钢 螺柱和 螺帽 。
4.6.5 密封件
压 力管 道密 封元件 包括 用于 法兰连 接接 头的 垫片和 用于 阀门的 填料 。前 者分为 金属 密 封元 件、非 金属密 封元 件等， 有平垫 片、缠 绕垫 片、透镜 式垫 片、椭 圆形垫 片和 八角 垫 片等 。用 于阀门 的填 料主 要是石 棉编 制品 ，有些 填料 在石棉 编制 品中 夹有金 属丝 。
（ 4 ）腐 蚀机 理与 材 料损 伤的 复杂 性 。易 受周 围介 质 或设 施的 影响 ， 容易 受诸 如腐 蚀 介质 、杂 散电流 影响 ，而 且还容 易遭 受第 三方破 坏。