压力管道设计审批人员考核培训教材PPT 50页[共50页]

1、1,压力管道设计审批人员考核培训教材,2,第一章 压力管道安全管理法规、规章与标准规范第一节 压力管道的基本概念,一 压力管道定义 特种设备安全监察条例（2009）对特种设备定义为：涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆。（第一章总则 第二条,3,第一章 压力管道安全管理法规、规章与标准规范第一节 压力管道的基本概念,即：压力管道是一种涉及生命安全、危险性较大的特种设备。 特种设备安全监察条例（2009）对压力管道定义为：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

2、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。（第八章附则 第九十九条（三,4,压力管道范围的含义 1. 压力要求：最高工作压力大于等于0.1MPa（表压）； 2. 输送介质：气态的气体、液化气体、蒸汽； 液态的可燃、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； 有毒介质：输送GB5044 职业性接触毒物危害程度分级中规定的毒性介质（对于GC1(1):毒性程度为极毒危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道；对于GC2:毒性危害程度小

3、于GC1(1),5,可燃、易爆介质：输送GB50160 石油化工企业设计防火规范及GB50016 建筑设计防火规范 中规定的具有火灾危险性的介质。 3. 管径要求：公称直径大于25mm,6,压力管道类别 压力容器压力管道设计许可规则对压力管道进行了全面分类，将 其分为长输管道（GA）、公用管道（GB）、工业管道（GC）、动 力管道（GD）四个类别。 长输管道GA产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的压力管道； 公用管道GB城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道； 工业管道GC企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。 动力管道GD火力发电

4、厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道,7,四 各类压力管道的级别划分 1、长输管道分级 压力容器压力管道设计许可规则对长输管道GA类划分为GA1级和GA2级： 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，最高工作压力大于4.0MPa的长输管道； 输送有毒、可燃、易爆液体介质，最高工作压力大于或者等于6.4MPa，并且输送距离（指产地、储存地、用户间的用于输送商品介质管道的长度）大于或者等于200km的长输管道,8,符合下列条件的长输管道为GA2级 GA1级以外的长输（油气）管道为GA2级。 2、公用管道分级 压力容器压力管道设计许可规则对公用管道GB类级别划分为 城镇燃

5、气管道GB1级。 城镇热力管道GB2级,9,3、工业管道分级 压力容器压力管道设计许可规则和压力管道安全技术监察规程工业管道对工业管道GC类划分为GC1级、GC2级、 GC3级。 符合下列条件之一的工业管道为GC1级： 输送GB5044-85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、高度危害气体介质和工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道； 输送GB50160-2008石油化工企业设计防火规范及GB50016-2006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（包括液化烃），并且设计压力大于或者等于4.0MPa的管道,10,输送除前两项介质的流体介

6、质并且设计压力大于或者等于10.0MPa，或者设计压力大于或者等于4.0MPa，并且设计温度大于或者等于400的管道。 符合下列条件的工业管道为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级的管道。 符合下列条件的工业管道为GC3级 输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或者等于1.0MPa，并且设计温度大于-20但是小于185的管道,11,动力管道分级 压力容器压力管道设计许可规则对动力管道GD类划分为GD1级和GD2级： 符合下列条件的动力管道为GD1级： 设计压力大于等于6.3MPa，或者设计温度大于等于400的管道。 符合下列条件的动

7、力管道为GD2级： 设计压力小于6.3MPa，且设计温度小于400的管道,12,五 各类压力管道的特点 1. 长输管道一般具有输送距离长（常穿越多个行政区、甚至可能跨越国界）、输送商品介质、中途可能设置加压站、穿跨越工程多、绝大部分为埋地敷设等。长输管道输送的介质比较单一，要求输送压力高；管线有可能通过各种环境与地质条件的地区。 2. 公用管道是为城镇服务的市政管道。公用管道一般敷设于城镇地下；由于城镇人口与建、构筑物稠密，各种地下管线与设施较多，管线间应保证必要的安全间距；一般公用管道压力较低，以尽量减少介质泄漏而发生安全事故；城镇中各类用户繁多，道路纵横交错，楼房鳞次栉比，公用管道要通向每

8、一个用户，因此，管道密集，选线条件复杂、困难；公用管道直接为千家万户服务，对于输送介质成分要求严格，热力管道的特点是输送的介质必须要有所需的热能和相应的温度，其输送的介质仅为热水与蒸汽，比较单一、稳定,13,工业管道是工矿企、事业单位为生产制作各种产品过程所需工艺管道及其辅助管道。工业管道是压力管道中工艺流程种类最多、生产制作环境状态变化最为复杂、输送的介质品种较多与条件均较苛刻的压力管道，此外，还具有输送压力、温度高的特点，工业管道一般设置于工厂与各种站、场等工业基地中，尽管操作条件复杂、环境条件苛刻，但管理比较集中，易于控制与管理。 动力管道为火力发电厂中的蒸汽与汽水两相介质的管道，具有压

9、力与温度均较高的特点,14,第二节 压力管道安全管理,一. 压力管道安全管理与监察的责任机关 压力管道安全管理与监察在行政上由国家 质量监督检验检疫总局及省、地（市）级各级 质量监督检验检疫部门负责,15,二. 特种设备安全监察条例、压力容器压力管道设计许可规则的颁发时间 1. 特种设备安全监察条例2003年3月11日中华人民共和国国务院令第 373号公布，自2003年6月1日实施。2009年1月24日中华人民共和国国 务院令第549号公布国务院关于修改（特种设备安全监察条例）的决 定， 特种设备安全监察条例根据该决定作相应的修订，重新公 布。新修改的特种设备安全监察条例于2009年5月1日实

10、施。 2. 特种设备安全技术规范 TSG R1001-2008 压力容器压力管道设计许 可规则是由国家质量监督检验检疫总局2008年1月8日颁发，2008年 4月30日起实施。 压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则同时废止,16,三 压力管道监察依据 压力管道安全监察主要依据下述行政法规、行政 规章及规范性文件： 行政法规 行政规章 特种设备安全技术规范性文件,17,四 压力管道安全管理实施 压力管道的设计、制造、安装、使用、检验和 修理、改造单位必须执行特种设备安全监察条 例，并按规定对压力管道进行全过程监察检验。 压力管道的设计、制造、安装、使用、检验和 修理、改造单位的主管部门应负

11、责所属企业的压力 管道安全管理工作,18,第三节 设计资格认证,压力管道设计单位必须具备的基本条件 有企业法人营业执照或者分公司性质的营业执照，或者事业单位法人证书； 有中华人民共和国组织机构代码证； 有与设计范围相适应的设计、审批人员； 有健全的质量保证体系和程序性文件（管理制度）及其设计技术规定； 有与设计范围相适应的法规、安全技术规范、标准； 注：至少有一套正式版本的安全技术规范、标准。 有专门的设计工作机构、场所； 有必要的设计装备和设计手段，具备利用计算机进行设计、计算、绘图的能力，利用计算机辅助设计和计算机出图率应达到100%，具备在互联网上传递图样和文字所需的软件和硬件； 有一定

12、设计经验和独立承担设计的能力,19,二. 压力管道设计单位的人员要求 压力容器压力管道设计许可规则对于压力管道设计单位的人员应当满足下列基本要求： 1. GA1、GC1、GD1级压力管道设计单位，各级专职设计人员必须有相应的设计业绩，总人数不少于10人，其中审批人员不少于3人； 2. GB类、GA2、GC2、 GC3、 GD2级压力管道设计单位，各级专职设计人员必须有相应的设计业绩，总人数不少于7人，其中审批人员不少于2人； 3. 审批人员数额一般不超过总设计人数的30%； 4.有经过专业培训的压力管道选材设计和应力分析校核人员,20,三. 压力管道设计单位质量保证体系文件基本内容 1. 质量

13、保证手册； 2. 程序性文件（管理制度）；（如：文件签署、印章管理等） 3. 压力管道设计技术规定；（针对不同类别级别管道） 4. 设计管理、技术有关记录表、卡,21,四. 从事压力管道设计的人员条件 压力管道设计审定人员条件： 从事本专业工作，且具有较全面的压力管道相应设计专业技术知识； 能正确运用有关法规、安全技术规范、标准，并能组织、指导各级设计人员正确贯彻执行； 熟知压力管道设计工作和国内外有关技术发展情况，具有综合分析和判断能力，在关键技术问题上能作出正确决断； 具有3年以上压力管道设计审核经历； 具有高级技术职称； 具有设计审批员资格证书,22,压力管道设计审核人员条件 能够认真贯

14、彻执行国家的有关技术方针、政策，工作责任心强，具有较全面的相应设计专业技术知识，能保证设计质量； 能够指导设计、校核人员正确执行有关法规、安全技术规范、标准，能解决设计、安装和生产中的技术问题； 具有审查计算机设计的能力； 具有3年以上相应设计校核经历； 具有中级以上（含中级）技术职称； 具有压力管道设计审批人员资格证书,23,压力管道设计校核人员条件 能够运用有关法规、安全技术规范、标准，指导设计人员的设计工作； 具有相应设计专业知识，有相应的压力管道设计成果并且已投入制造、使用； 具有应用计算机进行设计的能力； 具有3年以上相应设计经历； 具有初级以上（含初级）技术职称,24,压力管道设计

15、人员条件 具有一定的相应设计专业知识； 贯彻执行有关规程、安全技术规范、标准； 能够在审核人员的指导下独立完成设计工作，并且能够使用计算机进行设计； 具有初级（含初级）技术职称和一年以上的设计经历。 压力管道设计单位应对于压力管道设计负责人以及各 级审批人员、设计人员分别给予任命，编制完整的任命文 件,25,五 压力管道设计资格审查机构 压力管道设计资格审查机构的职责 根据委托，具体负责压力管道设计单位设计资格许可的审查工作； 负责组织设计审批人员的培训与考核工作； 协助国家或省级安全监察机构完成对设计单位的抽查工作和有关人员的管理工作； 接受安全监察机构委托的其他工作,26,压力管道设计资格

16、审查机构的基本条件 压力管道设计资格审查机构必须具备下列基本条件： 社会团体或事业单位，其负责人应有法人代表的委托书，能独立地开展工作； 在行政、财务和技术管理上独立于设计单位之外； 应具有与审查工作相适应的、持有设计审批员资格证书的审查人员； 建立和保持符合本单位实际情况的审查工作质量体系； 具有必要的办公场所、通讯联络设备、档案资料保管存放条件； 拥有与其审查范围相适应的有关技术标准、规范和文件； 具有压力容器或压力管道设计审查或培训考核业绩,27,六. 压力管道常用标准规范 压力管道常用标准规范参见表1.4.1、表1.4.2、表1.4.3。 (有变化，应以最新版本为准,28,第二章 压力

17、管道输送介质特性第一节 压力管道输送介质一般性质,一 气体的标准状态 英制通用于英美等国家和地区 米制（或公制）流行于法国、独联体等国家和地区，我国在1984年法定计量单位制实施前，沿用此单位制。 国际单位制SI制 1960年第十一届国际计量大会（CGPM）通过采用。 国外的石油化工、石油天然气行业通用的计算软件均采用这一SI制气体标准状态。 中华人民共和国法定计量单位 采用标准状态为（天然气量）P = 101.325 kPa T= 20 ，气体体积表示符号为“m3”(Vn m3特指天然气量,29,二 气体的临界状态 当某种气体在一定的温度范围内进行压缩，压力升高到一定时气体将开始液化，在气体

18、液化时压力不变而容积不断减小，直至气体全部转化为液态。如果气体温度超过某一定值时，无论气体如何加压，均不能使气态转变为液态，这一温度称为临界温度。超过临界温度，气体不能依压力升高的方法转变为液体。因为此时紊乱运动分子的动能超过了分子之间的相互吸引的位能，使分子不能聚合在一起，因而不能转换为液体。当在临界温度下，使气体转变为液体所需的压力称为临界压力。 临界状态图，可在状态图上找出临界温度与临界压力点，气体在此状态下称为临界状态。临界状态下的参数称为临界参数,30,图2.2.1临界状态图,31,三 理想气体与实际气体 四 气体与液体的粘度 气体与液体介质的粘度常用的有动力粘度与运动粘度。其相互关

19、系如下式： 式中： V运动粘度（m2/s）； 动力粘度（Pas）； 气体或液体的密度（Kg/m3）； g重力加速度（m/s2,32,五 液体体积膨胀量 液体体积膨胀量的计算如下： 液体由t1至t2的体积膨胀量为： 此外，液体的体积膨胀量 还可用液体质量体积进行计算： 式中： 温度由t1至t2液体体积膨胀量（m3）； 温度为t1和t2时液体的质量体积（m3/kg）； Mm 液体的质量（kg）。 盛装液态液化石油气的容器内留出的最小蒸气层体积必须大于由温度变化而产生的体积膨胀量,33,六 液体的饱和蒸气压力 密闭容器中的液体在一定温度下，当气液两相处于平衡状态（单位时间内由液体变为蒸气的分子数目与

20、由蒸气变为液体的分子数目相等）时的压力，称为该温度下的饱和蒸气压力（亦称蒸气压力）。 液体的饱和蒸气压力随温度而变化，温度升高则饱和蒸气压力增大,34,七 露点和沸点 露点是指饱和蒸气经冷却或加压后，遇到接触面或凝结核便液化成露。这时在该压力下的温度称为露点。烃类混合气体的露点与其组分、压力有关。当压力升高时，露点将随之升高。 沸点是指液体的饱和蒸气压与外界压力相等时的温度称为液体在该压力下的沸点。 沸点与外界压力有关。压力增高，沸点上升。如丙烷在101325Pa（绝）时的沸点温度为42.17,35,第二节 输送介质易燃易爆特点及火灾危险性分类,一 可燃气体的热值 1m3燃气完全燃烧所放出的热

21、量称为该燃气的热值，单位为MJ/m3。对于液化石油气，热值单位也可用MJ/kg。 高热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气冷却至原始温度时，燃气中所含水分经燃烧生成的水蒸汽也随之凝结下来同时放出汽化潜热，如将这部分汽化潜热计算在内求得的热值称为高热值。如不计算这部分汽化潜热，则为低热值。 如果燃气中不含氢或氢的化合物，燃气燃烧时烟气中不含有水，就只有一个热值,36,二 燃点、闪点、自燃点 燃点 按照标准试验方法，引燃爆炸性气体混合物的最低温度叫燃点，也称着火点、引燃点。 闪点 标准条件下，能够使液体释放出足够的蒸气而形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的液体最低温度叫闪点。 自燃点 可燃物质达到某一温

22、度时，与空气接触，无需引火即可剧烈氧化而自行燃烧的最低温度。 三 爆炸极限 易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾、易燃固体的粉尘或纤维与空气混合，形成爆炸性气体混合物的浓度，叫爆炸极限。其最低浓度叫爆炸下限，最高浓度叫爆炸上限。爆炸极限通常以可燃介质在混合物中的体积分数表示,37,四 爆炸性气体环境和爆炸性粉尘环境 大气条件下，易燃的气体、蒸气或薄雾与空气的混合物，点燃后燃烧将在全范围内传播的环境，叫爆炸性气体环境。 大气条件下，易燃的粉尘或纤维状物质与空气的混合物，点燃后燃烧将在全范围内传播的环境，叫爆炸性粉尘环境。 五 在爆炸性气体环境中，产生爆炸必须同时存在的条件 在爆炸性气体环境中，产生爆炸

23、必须同时存在如下条件： 存在易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾，其浓度在爆炸极限以内； 存在足以点燃爆炸性气体混合物的火花、电弧或高温,38,六 在爆炸性气体环境中防止产生爆炸的基本措施 在爆炸性气体环境中应采取下列防止爆炸的措施： 首先应使产生爆炸的条件同时出现的可能性减到最小程度。 工艺设计中应采取消除或减少易燃物质的产生及积聚的措施： 工艺流程中宜采取较低的压力和温度，将易燃物质限制在密闭容器内； 工艺布置应限制和缩小爆炸危险区域的范围，并宜将不同等级的爆炸危险区，或爆炸危险区与非爆炸危险区分隔在各自的厂房或界区内； 在设备内可采用以氮气或其他惰性气体覆盖的措施,39,宜采取安全联锁或事故时

24、加入聚合反应阻聚剂等化学药品的措施。 防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间，宜采取下列措施： 工艺装置宜采取露天或开敞式布置； 设置机械通风装置； 在爆炸危险环境内设置正压室； 对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地点设置自动测量仪器装置，当气体或蒸气浓度接近爆炸下限值的50%时，应能可靠地发出信号或切断电源。 在区域内应采取消除或控制电气设备线路产生的火花、电弧或高温的措施,40,七 爆炸危险区域的类型 爆炸危险区域应根据爆炸性气体环境出现的频率和持续时间分为以下区域： 0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境。 1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境

25、。 2区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，即使出现也是偶尔并短时存在的爆炸性气体混合物的环境,41,八 火灾危险性分类 可燃气体的火灾危险性 根据石油化工企业设计防火规范GB50160规定可燃气体的火灾危险性，应按表2.2.1分类。 可燃气体的火灾危险性分类 表2.2.1,42,可燃液体、液化烃的火灾危险性 根据石油化工企业设计防火规范GB50160规定，可燃液体、液化烃的火灾危险性分类，应符合下列规定： 液化烃、可燃液体的火灾危险性，应按表2.2.2分类； 操作温度超过其闪点的乙类液体，应视为甲B类液体； 操作温度超过其闪点的丙类液体，应视为乙A类液体。 液化烃、可燃液体的火灾

26、危险性分类 表2.2.2,43,生产的火灾危险性 根据建筑设计防火规范GB50016-2006规定，生产的火灾危险性可按表2.2.3分为五类。 储存物品的火灾危险性分类 根据建筑设计防火规范GB50016-2006规定，储存物品的火灾危险性可按表2.2.4分为五类,44,第三节 介质的毒性,一 职业性接触毒物危害程度的分级原则 根据职业性接触毒物危害程度分级GB5044规定，职业性接触毒物危害程度分级原则如下： 职业性接触毒物危害程度分级是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等指标为基础的定级标准。 分级原则是依据六项分级指标综合分析，全面权衡，以

27、多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别,45,二 接触性毒物危害程度分级 按照职业性接触毒物危害程度分级规定，接触性毒物危害程度共分四级，其最高允许浓度分别为： 级极度危害容许浓度0.1mg/m3； 级高度危害容许浓度（0.11.0）mg/m3； 级中度危害容许浓度（1.010.0）mg/m3； 级轻度危害容许浓度10.0mg/m3,46,第四节 介质的腐蚀性,一 介质的腐蚀性 材料与周围环境反应而引起材料的破坏或变质，称为腐蚀。 对金属管道产生腐蚀作用的介质主要是酸、碱、盐以及与水分结合能形成腐蚀因素的物质，其腐蚀现象发生在金属表面。对于非金属材料其成分较为复杂，对其产生腐蚀作用的介质也各异。对塑料管材，其中含有高分子有机物质，有较强的耐酸、碱、盐性，但对溶剂则易于被溶解与溶胀而使其受到破坏，且受