承压设备制造质量控制(教案3).doc

1.3压力管道基本知识1.3.1 压力管道的定义与分类1.3.1.1 压力管道的定义：压力管道是一类生产和生活中广泛使用的，可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种设备。哪些管道属于压力管道呢？原劳动部以劳部发1996140号文颁发的压力管道安全管理与监察规定规定：压力管道是指具有下列属性的管道：a.输送GB5004职业性接触毒物危害程度分级中规定的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、乙类介质的管道；c.最高工作压力大于等于0.1MPa（表压，下同），输送介质为气（汽）体、液化气体的管道；d.最高工作压力大于等于0.1MPa，输送介质为可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的或最高工作温度等于高于标准沸点的液体管道。e.前四项规定的管道附属设施及其安全保护装置等。其中，第e项中所述的“管道附属设施”是指压力管道体系中所用的管件（包括弯头、大小头、三通、管帽、加强管嘴、加强管接头、异径短节、螺纹短节、管箍、仪表管嘴、漏斗、快速接头等）、连接件（包括法兰、垫片、螺栓/螺母、限流孔板、盲板、法兰盖等）、管道设备（包括各类阀门、过滤器、疏水器、视镜等）、支撑件（包括各种类型的管道支吊架）和其它安装在压力管道上的设施。国务院于2003年3月以373号令公布的特种设备安全监察条例中关于压力管道的定义为：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0.1MPa（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。1.3.1.2 压力管道的分类：压力管道品种繁多，其分类方法也有多种。1.按用途分类压力管道按其用途划分为工业管道、公用管道和长输管道。工业管道系指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的管道、公用工程管道及其它辅助管道。包括延伸出工厂边界线，但归属企、事业单位管辖的工艺管道。公用管道系指城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。长输管道系指产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道。2.从安全管理和监察角度按操作工况和用途分类为了便于监察规定的执行，就像压力容器那样宜将压力管道按不同的操作工况和不同的用途进行分类，并分别进行管理，国家质量技术监督局以质技监局锅发1999272号文颁发了压力管道设计单位资格认证与管理办法给出的压力管道分类、分级方法如下：（1）长输管道长输管道为GA类，级别划分为：a.符合下列条件之一的长输管道为GA1级：输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P1.6MPa的管道；输送有毒、可燃、易爆液体介质，输送距离200km且管道公称直径DN300mm的管道；输送浆体介质，输送距离50km且管道公称直径DN150mm的管道；b.符合下列条件之一的长输管道为GA2级：输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P1.6MPa的管道；GA1范围以外的长输管道；GA1范围以外的长输管道（2）公用管道公用管道为GB类，级别划分为：燃气管道为GB1管道；热力管道为GB2管道。（3）工业管道工业管道为GC类，级别划分为：a.符合下列条件之一的工业管道为GC1级：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；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P4.0MPa的管道；输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P4.0MPa且设计温度400的管道；输送流体介质且设计压力P10.0MPa的管道。b.符合下列条件之一的工业管道为GC2级：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P4.0MPa的管道；输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P4.0MPa且设计温度400的管道；输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力P10.0MPa且设计温度400的管道；输送流体介质，设计压力P10.0MPa且设计温度400的管道。3.按主体材料、敷设位置、输送介质特性和用途分类按主体材料、敷设位置、输送介质特性和用途等管道使用特性对压力管道的分类可见图3-1。主 体 材 料介 质 特 性介质可燃性介质可燃性管 道 分 类铸铁管道碳钢管道金属管道合金钢管道不锈钢管道有色金属管道塑料管道混凝土管道陶瓷管道非金属管道玻璃管道金属复合管道非金属复合管道金属与非金属复合管道架空管道敷设位置地沟敷设管道埋地管道超高压管道（42MPa）高压管道（1042MPa）介质压力中压管道（1.610MPa）低压管道（1.6 MPa）真空管道高温管道（200）介质温度常温管道（29200）低温管道（29）剧毒管道（极度危害）介质毒性有毒管道（非极度危害）无毒管道可燃介质管道非可燃介质管道腐蚀性介质管道非腐蚀性介质管道工业管道管道用途公用管道长输管道压力管道的分类示意图4.不同规范标准中有关管道分类规定的比较就工业管道而言，几个有关压力管道的主要标准对管道分类的情况是：化工金属管道工程施工及验收规范（HG202251995）的管道分类是按流体特性划分；石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范（SH35012001）的管道分级是按流体特性和设计参数划分；而电力建设施工及验收规范（管道篇）（DL50311994）的管道分级是按设计压力划分。受监察的压力管道现行分类分级的方法有两种。即压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则和压力管道安装单位资格认可实施细则中的管道分类和分级。前一种的分类分级是将长输管道定为GA类和分成GAl级、GA2级，将公用管道定为GB类和分成GBl级（燃气管道）和GB2级（热力管道），而工业管道被定为GC类和分级GCl级、GC2级。后一种的分类方法与前一种相同，对长输管道和公用管道的分级也相同，区别是将前一种分级方法中的GC2级中的一部分管道划分为GC3级。压力管道设计和安装分类分级对比如表3-1所示。1.3.1.3 压力管道的充装介质（流体）的分类流体介质是压力管道分类的主要依据之一，因此有必要了解流体介质的分类。压力管道输送的流体按物态分，可分为气体、液体、液化气体和浆体。而按危害性质可分为火灾危险性、爆炸性、毒性、腐蚀性。火灾危险性是指可燃介质，分为可燃气体、液化气体和可燃液体。有甲、乙、丙三类。具有爆炸性的介质是与空气混合后可能发生爆炸的可燃介质或高温、高压下可能引起爆炸的非可燃介质。而毒性是按职业性接触毒物危害程度分级（GB5044）分级，有剧毒（极度危害）和有毒（高度危害、中毒危害和轻度危害）两大类。腐蚀性是指能灼伤人体组织并对管道材料造成损坏的物质，也可按流体腐蚀性质分类。工业金属管道设计规范（GB503162000）中的流体分类是将其分为A1、A2、B、C、D五类。压力管道的流体涉及以下种类：可燃流体、可燃液体、有毒流体、剧毒流体、有毒液体、易爆流体等，有关定义如下：1.可燃流体：指闪点高于45的流体（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，如35#轻柴油、重柴油、变压器油、甘油等）。2.可燃液体：指闪点高于45的液体。3.有毒流体：指某种物质一旦泄漏，被人吸入或与人体接触，若治疗及时，不至于对人体造成不易恢复的危害。相当于CB5044职业性接触毒物危害程度分级中级及以下危害度的毒物。如甲醛、乙醚、氯水等。4.剧毒液体：指如有极少量这类物质泄漏到环境中，被人吸入或与人体接触，既使迅速治疗，也能对人体造成严重的危害和难以治疗的后果的物质。相当于GB5044职业接触毒物危害程度分级中I级危害程度的毒物。如汞、苯、砷化氢、氯乙烯等，最高允许浓度0.1mgm3。5.有毒液体：指经过呼吸道、皮肤或经口腔进入人体而对健康产生危害的液体或蒸汽。6.易爆流体：指闪点低于环境温度的流体。如汽油、乙醇、丙酮等。表3-1 压力管道设计和安装分类对比类别级别按设计划分的管道按安装划分的管道GAGA11.输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力p1.6MPa的管道；2.输送有毒、可燃、易爆液体介质，输送距离200km，且公称直径DN300mm的管道；3. 输送浆体介质，输送距离50km，且管道公称直径DN150mm的管道。同左GAGA21.输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力p1.6MPa的管道；2.GA1（2）范围以外的长输管道；3.GA1（3）范围以外的长输管道。同左GBGB1燃气管道同左GB2热力管道同左GCGC11.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；2.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p4.0MPa的管道；3.输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力p4.0MPa的管道；4.输送流体介质且设计压力p10.0MPa的管道。同左GC21.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p4.0MPa的管道；2.输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力p4.0MPa的管道，且设计温度400的管道；3.输送非可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力p10.0MPa，且设计温度400的管道；4. 输送流体介质，设计压力p10MPa，且设计温度400的管道。同左GC3无此级别1.输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力p10MPa，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p4.0MPa，且设计温度400的管道；1.3.2 压力管道的的用途及特点1.3.2.1 压力管道的用途压力管道主要用途是输送介质。除此之外，对长输管道而言，压力管道还有储存功能；对工业管道而言，压力管道还有热交换功能。对单条压力管道而言，压力管道的工作原理就是依靠外界的动力或者介质本身的驱动力将该条压力管道源头的介质输送至该条压力管道的终点。1.3.2.2 压力管道的应用领域压力管道应用极为广泛。管道输送是与铁路、公路、水运、航运并列的五大运输行业之一。它作为一种特殊承压设备越来越广泛地应用于石油、石化、化工、电力等行业及城市燃气和供热工程中。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、易爆介质，石油系统的管道以输油输气管道为主，电力系统的管道特点是高温高压。1.3.2.3 压力管道的主要特点实际的工业生产中，所使用的压力管道种类是很多的，以一套石油加工装置为例，它所包含的压力容器不过几十台，多者百余台，但它包含的压力管道将多达数千条，所用到的各种管道附件将达上万件，而且这些管道及其元件往往分散于几十家甚至上百家生产厂制造。另外，管道的安装又多是现场进行。因此，与压力容器相比，压力管道的安全管理要复杂的多。归纳起来，压力管道与压力容器相比较，具有以下主要特点：1.种类多，数量大，标准多，设计、制造、安装、应用管理环节多。环节越多，出现问题的几率就越高，影响因素也越多，从而造成压力管道安全管理复杂性。2.长细比大，跨越空间大，边界条件复杂。这意味着压力管道载荷具有多样性，除介质的压力外，还有重力载荷以及位移载荷等。管道的强度计算不能仅仅根据设计条件利用成熟的薄膜应力公式或中径公式来计算，还应考虑与它相连的机械设备对它的要求，中间支承条件的影响，自身热胀冷缩和振动的要求等。3.布置方式多样，现场安装条件差，工作量大。压力容器基本上是在工厂制造的，其制造环境条件和制造设备保证均较好。而压力管道布置方式多样，有的架空安装，有的埋地敷设，且现场安装，工作量大，环境条件较差，因此安装质量相对较差，从而要求投入更多的管理与监察。4.材料应用种类多，选用复杂。压力容器用的较多项式是板材和锻材，而且也比较成熟。压力管道材质具有多样性，可能一条管道上就需要用几种材质。除用到板材和锻材之外，还经常配套用到管材和铸件。对一些操作工况下要想配齐这些材料是比较困难的。另外，压力容器可以采用复合板材或堆焊层来解决防腐问题，而管道则不易做到。有时，同一根管道可能同时连接两个或两个以上的不同操作条件的设备，因此管道选材要考虑对各设备的材料都能适应。5.失效的模式多样，失效概率大。压力管道体系庞大，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；压力管道及其元件生产厂的生产规模较小，产品质量保证较差；压力管道腐蚀机理与材料损伤类型复杂。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，而且还容易遭受意外伤害。6.实施检验的难度大。压力管道检验的特殊性和难点在于：管道检测作业距离长，位置变化大。检测一条管道可能要辗转数公里乃至更远，位置可能从室内到室外，厂内到厂外，地面到高空，地上到地下；管道沿线障碍物多，屏蔽多，很多地方无法接触和接近，例如架在高空的管道，被保温材料包复的管道，深埋于地下的管道，以及穿越道路，堤坝的管道等等，障碍和屏蔽使管道检测成本高、代价大、甚至无法实施检测；管道检验的宏观目视检查受到限制，绝大部分压力管道是无法进入其内部的，而外部又往往被遮蔽，这就难以掌握管道全面情况，获得更多的信息。1.3.3 压力管道的组成及结构1.3.3.1 压力管道元件压力管道由多种元件组成，元件品种主要有：1.管子。其种类有无缝钢管、焊接钢管、有色金属管、铸铁管、非金属材料管等；2.管件。包括弯头、三通、四通、大小头等许多种型式。其种类有无缝管件、有缝管件、锻制管件、铸造管件、非金属材料管件等；3.法兰和紧固件。其种类有锻造法兰、焊接法兰、非金属材料法兰等；4.阀门。其种类有安全阀、调压阀、闸阀、球阀、蝶阀、截止阀、止回阀、非金属材料壳体阀门等；5.膨胀节及波纹管。其种类有金属波纹膨胀节、金属波纹管、其它型式金属膨胀节、非金属膨胀节等；6.密封元件及特种元件。其种类有金属密封元件、非金属密封元件、防腐管道元件、阻火器等。压力管道是由压力管道组成件和支承件组成的装配总成，管道组成件是指用于连接或装配管道的元件。它包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及膨胀接头、挠性接头、耐压软管、疏水器、过滤器和分离器等。1.3.3.2 压力管道附属设施压力管道还有一些附属设施，包括支吊架、防腐绝缘层、阴极保护装置、沿线加油站、加热站、计量站、配气站阀室及标志、测试、拉索围栅等。压力管道配置有各种安全保护装置，包括紧急切断装置、安全泄压装置、测漏装置、测温测压装置和报警装置等。管道支承件是指管道安装件和附着件的总称。其中安装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。附着件是指用焊接、螺栓连接或夹紧等方法附装在管子上的零件，它包括管吊、吊（支）耳、圆环、夹子、吊夹、紧固夹板和裙式管座等。1.3.3.3 压力管道组成示例压力管道一般用单线图表示。图3-2所示的单线图给出了管道系统组成示例，其中构成管道系统的元器件比较多，包括管件、阀门、连接件、附件、支架等。图中画出了19个元器件的符号。 1.波纹管 2、10、13.阀门 3.“8”字型盲通板 4、12、18.弯头5.节流孔板 6.三通 7.斜三通 8.四通 9.异径管 11.滑动支架 14.活接头15.疏水器 16.视镜 17.过滤器 19.阻火器图3-2 工业管道组成及元器件的符号1.3.3.4 压力管道管材简介管子是压力管道中应用最普遍、用量最大的元件，它的重量占整个压力管道的近2/3。需要说明的是，在我国的钢管制造标准中，有结构用钢管和流体输送用钢管之分。结构用钢管主要用于一般金属结构如桥梁、钢构架等，它只要求保证强度与刚度，而对钢管的严密性不作要求。流体输送用钢管主要用于带有压力的流体输送，它除了要保证有符合相应要求的强度与刚度外，还要求保证密闭性，即钢管在出厂前要求逐根进行水压试验。对压力管道来说，它输送的介质常常是易燃、易爆、有毒、有温度、有压力的介质，故应当采用流体输送用钢管。在实际的工程设计、采购和施工中，经常发现用结构用钢管代替流体输送用钢管的现象，这是不允许的。焊接钢管在长输管道中大量使用。随着石油天然气需求量的不断增加，长输管道的输送压力和管径也不断地增大。近年来输气管道的压力已从早期的4.564MPa提高到8.012MPa，有的管道则达到了1415.7Mpa。“西气东输”是长输管线工程代表之作。采用X70钢大口径高压输送管，管径为1016mm,输送压力为10MPa，管线全长4167km。无缝钢管质量比焊接钢管好，但价格高，产品规格直径小。在石油化工生产装置中大量使用的是无缝钢管，仅在一些介质条件比较低或者因管子直径比较大而没有无缝钢管供货的情况下才使用焊接钢管。1.焊接钢管目前，常用的焊接钢管根据其生产时采用的焊接工艺不同可以分为连续炉焊（锻焊）钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。（1）连续炉焊（锻焊）钢管连续炉焊（锻焊）钢管是在加热炉内对钢带进行加热，然后对已成型的边缘采用机械加压方法使其焊接在一起而形成的具有一条直缝的钢管。其特点是生产效率高，生产成本低，但焊接接头冶金结合不完全，焊缝质量差，综合机械性能差。目前炉焊管在压力管道中仅用于水和压缩空气系统。（2）电阻焊钢管电阻焊钢管是通过电阻焊或电感应焊焊接方法生产的、带有一条直焊缝的钢管，产品规格为20610mm，其特点是生产效率高，自动化程度高，焊接时不需要焊条焊药，对母材损伤小，焊后的变形和残余应力也较小。但它的生产设备投资高，对焊焊接头的表面质量要求也比较高。由于接头处难免有杂质存在，所以接头处的塑性和冲击韧性较低，不宜用于高温情况下和重要的场合。一般规定电阻焊钢管在不超过200的情况下使用，主要用于流体输送和金属结构。电阻焊钢典型生产工艺流程应为：板带原料原料预处理冷弯成型焊接焊缝热处理焊缝(管体)探伤精整成品焊管。（3）电弧焊钢管电弧焊钢管是通过电弧焊焊接方法生产的钢管，它的特点是焊接接头达到完全的冶金结合，接头的机械性能能够达到或接近母材的机械性能。在经过适当的热处理和无损检测之后，电弧焊直缝钢管的使用条件可以达到无缝钢管的使用条件进而取代无缝钢管。根据焊缝形状的不同，电弧焊钢管可分为螺旋焊缝管和直缝管两种。根据焊接时采取的保护方法不同，电弧焊钢管又可分为埋弧焊钢管和熔化极气体保护焊钢管两种。螺旋缝焊接钢管(SSAW) 生产可以连续作业，生产效率高，材料利用率高，便于大规模生产。它可采用窄带(板)卷连续焊接生产出大口径(10162400mm)焊管。在焊接过程中，焊枪与焊缝处于旋转运动和直线运动组合的相对运动中，其焊缝呈螺旋形。严格质量控制下生产的螺旋焊管在质量上可与直缝焊管相媲美，在我国西气东输等油气长输管道工程中获得了广泛应用。直缝埋弧焊在我国是较晚发展起来的先进制管技术，其质量可靠，广泛应用于油气高压输送主干线上。该焊管生产装备投资较大，使用的原材料为成本较高的单张宽厚板，工艺较复杂，生产效率低，产品成本较高。直缝埋弧焊管主要应用于螺旋焊管机组不能生产的大壁厚钢管(175mm以上)和弯管用母管。 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（规格为DN15DN600）是石油化工生产装置中应用最多的管子，生产工艺也比较成熟。但对于大直径（DN250）、大壁厚（大于SCH100）的管子，目前尚需要进口。（1）碳素钢无缝钢管石油化工生产装置中，常用的碳素钢无缝钢管标准有GB/T8163、GB9948、GB6479、GB3087、GB5310五种标准。GB/T8163流体输送用无缝钢管标准是应用最多的一个钢管制造标准，其制造方法有热轧、冷拔、热扩三种方式，规格范围为DN6DN600，壁厚包括从0.25mm75.0mm共66种规格，材料牌号有10、20、09MnV、16Mn共4种，适用于一般流体的输送。（2）铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管主要用于石油化工和合成氨生产装置中，在临氢、临氮条件下服役，要求这些钢具有中温强度和中温抗氢、氮性能。我国目前主要采用的标准有GB6479、GB9948、GB5310等，涉及的低合金钢种主要有： 12CrMo、15MrMo、12CrlMoV、和1Cr5Mo等。（3）不锈钢无缝钢管不锈钢无缝钢管用在要求耐腐蚀和耐酸两类环境，不锈是指在大气及弱腐蚀性介质中耐蚀，耐酸是指在强腐蚀性介质中耐蚀。一般不锈钢不一定耐蚀，而即使耐酸钢也不能完全抗各种酸、碱、盐的腐蚀。常用的不锈钢无缝钢管标准有GB/T4976、GB13296、GB6479、GB9948、GB5310五种标准，其中前两个是主要标准。材料牌号有0Crl8Ni9， 00Crl9Nil0，0Crl8Ni9Ti，0Crl7Nil2Mo2、00Crl7Nil4Mo2等。3.复合管和衬里管复合管和衬里管都是通过两种材料复合而成的管子，其接触介质的材料（通常称为复层）为耐腐蚀的不锈钢材料或非金属材料，而承压部分（通常称为基层）为较便宜的碳素钢材料，常用于特定环境下的耐热、耐磨和抗腐蚀。对于有些腐蚀性介质，还有一些对管道材料产生严重磨损的介质，一般金属管满足不了介质环境的要求；另一种情况是满足使用性能的金属材料价格太贵，此时就应考虑用复合管或衬里管。常用的复合管有以碳素钢为基体内复不锈钢材料、以铬钼钢为基体内复不锈钢材料两种。而衬里管则根据用途不同有衬塑、衬胶、衬玻璃钢、衬隔热耐磨材料等多种型式。4长输管道防腐油气输送管线钢管防腐通常采用防腐层和阴极保护联合使用的方法。防腐层有多种材料和工艺，例如石油沥青防腐层、煤焦油瓷漆（沥青）防腐层、环氧煤沥青防腐层、塑料粘胶带防腐层、环氧粉末涂层(FBE)，两层聚乙烯包覆(2PE)，三层聚乙烯包覆(3PE)和三层聚丙烯包覆(3PP)等种类，内防腐多采用环氧树脂。阴极保护采用牺牲阳极阴极保护、强制电流阴极保护等方法。输油管道常用的保温材料为聚氨脂。1.3.3.5 压力管道管件简介管件是用来改变管道方向、管径大小、进行管道分支、局部加强、实现特殊连接等作用的管道元件。它在石油化工生产装置中上的应用历史并不长。在我国，大约是从八十年代初才逐渐得到应用的。在此之前，管道的拐弯、变径和分支等，多是在施工现场利用火焰加热、切割，然后强力成型或敲打成型，质量难以保证，结果使这些部位成为整条管道的薄弱环节。例如，现场弯制的管道，拐弯处通常就是故障易发部位。又如，管道分支有时采用在管子上直接开孔焊接连接，其焊缝为角焊缝，因受力状况不好，且无损检测（如RT、UT）难以实施，焊接质量不易控制，即使对该处进行补强，也不能保证质量。采用管件后，就较好地解决了上述问题。目前的压力管道已大量采用各种各样的管件。石油化工生产装置中常用的管件有弯头、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、软管快速接头、漏斗、水喷头、管箍等。1.管件与管子的连接形式管件的连接形式决定了管件端部的结构型式。管件之间、管件和管子之间常用的连接型式有三种，即对焊连接、承插焊连接和螺纹连接。管件端部的结构，对承插焊连接型式有插口和承口之分，对螺纹连接型式有内螺纹和外螺纹之分。对焊连接和螺纹连接在锅炉和压力容器中比较常见，此处不再介绍，而承插焊连接结构仅见于管道，其结构见图3-3。一般情况下，每个管件只采用一种连接型式，但有时一个管件的两端可能会用两种型式连接。x（min）=1.091但不得小于3mm图3-3 承接类管件的结构及焊接示意图管件之间、管件和管子之间的连接型式除上述三种外，还有法兰连接。法兰连接是借助于专用的管道元件即法兰、螺栓和垫片实现连接的。对焊连接是DN50的管道及管件常用的连接型式。对于DN40的管子及管件，因为其壁厚一般较薄，采用对焊连接时不容易对准，因错口较大而烧穿，焊接质量不易保证，故一般不采用对焊连接，但下列几种情况例外：（1）对于DN40、壁厚大于等于SCH160的管道及其元件，因其壁比较厚，故也常用对焊连接，毕竟对焊连接的力学性能比承插焊（角焊）好，而且也便于实施无损检测。（2）在有缝隙腐蚀介质（如氢氟酸介质）存在的情况下，即使DN40、壁厚SCH160的管道及其元件，也采用对焊连接，以避免缝隙腐蚀的发生。此时为了避免因管子和管件的壁厚太薄而发生器焊漏或烧穿，在焊接施工时常采用小直径焊丝、小焊接电流的氩弧焊进行焊接，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构设备产生不利影响，此时也应采用对焊连接。焊接方法同上；（4）对于复合、衬里管子和管件，也不能采用承插焊连接。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，其应力集中的局部应进行补强。制造厂在对焊管件设计时应保证强度，并通过型式试验进行验证。几种常见的对焊管件形状、结构如图3-4。（1）弯头用于改变管道方向的管件。根据改变管道方向的角度要求，常用的弯头有45和90两种型式。根据制造方法不同，又可将弯头分为推制弯头、挤压弯头和焊制斜接弯头三种。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，焊制斜接弯头则常用于介质条件比较缓和的大尺寸管道上，当斜接弯头的斜接角度大于45时，不宜用于剧毒、可燃介质管道，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。（2）三通用作管道分支的管件。通常有同径三通（即分支管与主管同直径）和异径三通（即分支管直径比主管直径小）两种。此外还有Y型三通和四通两种管件。Y型三通经常代替普通三通用于输送有固体颗粒或冲刷腐蚀较严重的管道上。四通则可以实现将管道同时分为四路。（3）异径管（大小头）用作管子变径的管件。通常有同心异径管（即大端和小端的中心轴重合）和偏心异径管（即大端和小端的一个边的外壁在同一直线上）两种。以偏心异径管应用较多，因为它能保证管道变径前和变径后有同样的管底或管顶标高，便于支承。有时为了不使管子变径部位发生集液或集气现象，也需要用偏心异径管。（4）管帽（封头）用于封闭管子终端的管件。常用的管帽（封头）有平封头和标准椭圆封头两种型式。平封头制造容易，价格也低，但其承压能力不如标准椭圆封头，通常在DN100、介质压力低于1.0MPa的条件下应用。标准椭圆封头带有折边，椭圆的内径长短轴之比为2：1，是应用最多的管帽。在很多情况下，例如对管廊上的管子终端，以法兰盖代替管帽封闭端部，以便于管子的吹扫和清洗。（a）弯头结构及焊缝位置（b）异径接头结构及焊缝位置（c）三通结构及焊缝位置（d）四通结构及焊缝位置图3-4 管件形状、结构及焊缝位置1.3.4 压力管道检验与无损检测5.4.1 压力管道检验分类和检验项目按检验的性质分类，可将压力管道检验分为原材料检验、管道元件制作质量检验、安装质量检验、在用检验等。压力管道检验一般内容包括外观检验、焊接接头表面质量检验、焊接接头内部缺陷检测、耐压试验和泄漏性试验。其中焊接接头表面质量检验、焊接接头内部缺陷检测属于无损检测范畴。1.3.4.2 压力管道检验标准由于压力管道的性质多样，种类多样，使用在不同行业，所以不同压力管道，其制造安装验收规范各不相同。压力管道检验要按照检验对象的的性质和类别执行相应的规范标准。目前压力管道检验主要规范标准有：SH3501-1997石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范；GB50236-98现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范；GB50235-97工业金属管道工程施工及验收规范，以及在用工业管道定期检验规程等。1.SH3501-1997石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH3501-1997石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范是中石化制定的行业规范，适用于石油化工企业中使用的设计压力400Pa绝压42MPa表压，设计温度-196850的剧毒（毒性程度为极度危害和高度危害）、可燃介质钢制管道的新建、改建或扩建工程的施工及验收。不适用于长输管道及城镇公用燃气管道的施工及验收。在SH3501标准中，管道分级的主要依据是介质的毒性和可燃性质。其中SHA级管道为毒性程度为极度危害介质管道，以及设计压力等于或大于10MPa的SHB级介质管道；SHB级管道为毒性程度为高度危害介质管道、设计压力小于10MPa的甲类、乙类可燃气体和甲A类液化烃、甲B类可燃液体介质管道，以及乙A类可燃液体介质管道；SHB级管道为乙B类可燃液体介质管道和丙类可燃液体介质管道。2.GB50235和GB50236规范GB50235-97工业金属管道工程施工及验收规范和GB50236-98现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范是为了提高工业金属管道工程的施工水平，保证工程建设施工现场设备和工业金属管道工程的质量而制定的国家标准。其中GB50235规范针对管道工程施工的全过程，而GB50236规范则是针对管道工程中的焊接施工而制定的GB50235规范适用于设计压力不大于42MPa，设计温度不超过材料允许的使用温度的工业金属管道（以下简称“管道”）工程的施工及验收，不适用于核能装置的专用管道、矿井专用管道、长输管道。GB50236规范适用于碳素钢、合金钢、铝及铝合金、铜及铜合金、工业纯钛、镍及镍合金的手工电弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧焊和氧乙炔焊的焊接工程施工及验收，不适用于施工现场组焊的锅炉、压力容器的焊接工程。3.在用工业管道定期检验规程在用工业管道定期检验规程是为了加强压力管道安全监察，规范在用工业管道检验工作，确保在用工业管道的安全运行，保障公民生命和财产的安全，根据压力管道安全管理与监察规定的有关规定而制定的。在该规程中，提出了在用工业管道检验、安全状况等级评定和缺陷处理的基本要求，该规程适用于压力管道安全管理与监察规程适用范围的在用工业管道及附属设施，但不包括下列管道：（一）公称直径25mm的管道；（二）非金属管道；（三）最高工作压力42MPa或0.1MPa的管道。1.3.4.3 压力管道无损检测的基本内容1.压力管道焊缝外观基本要求压力管道无损检测前，焊缝外观检查应符合要求。对压力管道焊缝外观和焊接接头表面质量的一般要求如下：焊缝外观应成型良好，宽度以每边盖过坡口边缘2