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管道设计基础 管道基本概念 1 管道及压力管道由管道组成件 管道支承件组成 用于输送 分配 混合 分离 排放 计量 控制或截止流体流动 由 压力管道元件 管道元件件的连接接头和管道所用安全保护装置 构成 压力管道 顾名思义就是承压的管道 由于它存在的安全问题比较多 国家规定压力管道要受监督和检查公称直径 NominalDiameter 公称直径即管子的名义内直径 一般情况下 等于管子的内径 标记为DN 管子表示方法 管子直径 DN50 2 60管子壁厚 3 5mm sch40 sch20S管子的材质 20 0Cr18Ni9Ti 304 管道及压力管道的概念 2 管径 壁厚对照表 3 压力管道的定义 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 特种设备安全监察条例国务院令第373号 4 公称压力 PN 是指与其机械强度有关的设计给定压力 一般表示管道组成件在规定温度下的最大许用工作压力 标准化体系包括美洲系列和欧洲系列 以ASMEB16 5 美国国家标准 管子法兰和法兰管件 为代表的美洲系列 包括英制和公制两个系列 其压力等级分级如下 2020 4 9 5 管道设计条件 设计压力管道组成件压力设计时所用的压力 设计压力 1 15 操作压力操作压力管子 管件 阀门等在正常操作情况下承受的压力 设计温度设计温度是指管道组成件设计时所用的温度 管道设计温度不应低于正常操作时 由压力和温度构成的最苛刻条件下的材料温度 设计温度 操作温度 30度或 15度操作温度管道在正常操作条件下的温度 环境温度管道在正常操作条件下周围环境的温度 6 压力管道的特点 管系相互联系牵扯和影响 且长细比大 易于失稳 受力情况更复杂 压力管道设计除了要考虑常规因素外 还需考虑柔性 振动 支撑等特殊因素 管内流体流动状态复杂 缓冲余地小 工作条件变化频率大 管道的组成件种类繁多 各有各的特点和技术要求 选材和总成困难 管道上的可能泄漏点多于压力容器 压力管道种类多 数量大 设计 制造 安装 检验 应用管理环节多 与压力容器大不相同 7 压力管道安全管理与监察规定 的适用范围和不适用范围 适用范围 PN 0 1MPa不适用范围 1 设备本体所属管道 2 军事装备 交通工具和核装置中的管道 3 输送无毒 不可燃 无腐蚀性的气体 其管道公称直径小于150mm 且最高工作压力小于1 6MPa管道 4 入户 居民楼 庭院 前最后一道阀门之后的生活用燃气管道及热力点之后的热力管道 压力管道分级 8 压力管道安全管理与监察规定 的适用范围适用范围 1 极度危害介质 2 火灾危险性为甲 乙类介质 3 最高工作压力 0 1MPa 表压 介质为气 汽 体 液化气体 4 最高工作压力 0 1MPa 表压 介质为可燃 易爆 有毒 有腐蚀性的或最高工作温度高于等于标准沸点的液体 9 压力管道安全管理与监察规定 的管道分级 长输管道 公用管道 工业管道的定义长输管道指产地 储存库 用户间的用于输送商品介质的管道 为GA类 分为GA1级和GA2级 GA1级 1 输送有毒 可燃 易爆气体介质 最高工作压力 4 0Mpa的长输管道 2 输送有毒 可燃 易爆液体介质 最高工作压力 6 4Mpa 并且输送距离 200Km长输管道 GA2级 1 GA1级以外的长输 油气 管道 公用管道包括燃气管道和热力管道 为GB类 分为GB1级和GB2级 1 GB1 城镇燃气管道 2 GB2 城镇热力管道石油化工管道属于工业管道 为GC类 压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则 为贯彻 压力管道安全管理与监察规定 将GC类管道分为GC1级 GC2级和GC3级 10 GC1级 1 输送GB5044 85中极度危害介质 高度危害介质和工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质管道 2 输送火灾危害性为甲 乙类可燃气体或甲类可燃液体 包括液化烃 且设计压力 4 0MPa的管道 3 输送流体流体介质且设计压力 10 0MPa 或者设计压力 4 0MPa并且设计温度 400 GC2级 除GC3级管道外 介质毒性危害程度 火灾危险性 可燃性 设计压力和设计温度小于GC1规定的管道 GC3级 输送无毒 非可燃流体介质 设计压力 1 0MPa且设计温度 20 但是 185 11 美国国家压力管道标准的管道分级 ASMEB31 1 动力管线 PowerPiping ASMEB31 3 工艺管线 ProcessPiping ASMEB31 4 液态烃和其他液体管道输送系统 PipelineTransportationSystemsforLiquidHydrocarbonsandOtherLiquid ASMEB31 5 制冷管线 RefrigerationPiping ASMEB31 8 输气和配气管道系统 GasTransportationandDistributionPipingsystems ASMEB31 9 建筑管道 BuildingServicesPiping ASMEB31 11 浆液管道输送系统 SlurryTransportationPipingSystems 12 压力管道输送介质的说明 甲类可燃气体 特征 爆炸下限 10 的气体代表物 氢气 甲烷 环氧乙烷 天然气 水煤气 液化石油气 硫化氢 氯乙烯等 乙类可燃 助燃 气体 特征 爆炸下限 10 的气体和助燃气体代表物 氨气 氧气等 其它气 汽 体 特征 不属上述两类的气体代表物 水蒸汽 压缩空气 氮气 二氧化碳等 13 压力管道输送介质的说明 甲类可燃液体特征 闪点50度至 60度的白酒等 14 压力管道输送介质的说明 有毒流体 特征 散发在空间 可经呼吸道 皮肤或经口进入人体而对健康产生危害的流体物质 毒性分级是按照国家标准GB5044具体指标划分 分级与代表物 级 极度危害 氯乙烯 铬酸盐 苯 氰化物等 级 高度危害 硫化氢 三硝基甲苯 氯 甲醛等 级 中度危害 苯乙烯 二甲苯 苯酚 甲醇 硝酸 硫酸等 级 轻度危害 丙酮 氨 氢氧化钠 溶剂汽油等 15 压力管道输送介质的说明 腐蚀性流体 特征 流体的化学或电化学作用引起对金属破坏的介质 代表物 碱 酸 盐溶液或蒸汽 其它液体 特征 最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体 代表物 蒸汽凝水 过热水等 16 石油化工企业设计防火规范GB 50160 2008 可燃气体火灾危险分类标准 甲类 乙类可燃气体与空气混合的爆炸下限 闪点 可燃液体挥发的蒸汽与空气混合达到一定浓度遇明火发生一闪即逝的燃烧 或将可燃固体加热到一定温度后 遇明火会发生一闪即燃的闪燃现象 叫闪燃 发生闪燃时的固体最低温度称为闪点 可燃液体的闪点随其浓度的变化而变化 沸点为单一物质在一定压力下由液态转变为气态的温度值 转换过程中温度不变 闪点与沸点的联系与区别闪点和沸点越低都能表示其挥发性越强 区别是只有易燃液体有闪点 水是没有闪点的 即使把水烧开了在上面也是点不燃水蒸气的 闪点是液体危险性指数 闪