无损检测ppt课件

1、锅炉压力管道基础 张 燕 2009-9-2锅炉基础知识v锅炉概述v锅炉的分类及型号v锅炉结构v锅炉的工作过程v锅炉的无损检测要求锅炉概述锅炉的定义v特种设备安全监察条例对锅炉作如下限制性定义：锅炉，是指利用各种燃料，电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并承载一定压力的密闭设备，其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于0.1Mpa(表压)，且额定功率大于或等于0.1MW的承压热水锅炉，有机热载体锅炉。 锅炉概述锅炉的用途v锅炉是工农业生产和人民生活中广泛应用的重要设备，它可以为工农业生产、交通运输和人民生活提供动力和热能。例如：火力发电、炼油、化工、纺织

2、、印染等行业利用锅炉产生的蒸汽来获得动力或热能；另外，人民生活中的取暖、食品加工、洗澡和消毒及部分地区的水产养殖等，也都是利用锅炉产生的蒸汽或热水来提供热能的。 锅炉概述锅炉的特点 1.锅炉投用后一般都要求连续运行； 2.锅炉在承受较高压力的同时，还在高温下工作，他们的工作条件较一般机械设备恶劣得多； 3.锅炉还具有爆炸的危险性； 基于上述特点，保证锅炉的安全运行是至关重要的。 锅炉概述锅炉主要参数v1.容量(输出功率)v 蒸汽锅炉的容量指蒸发量，即每小时产生的蒸汽量，通常以“D”符号表示，单位是t/h（吨/时)。热水锅炉和有机热载体锅炉的容量指供热量，即每小时输出的热量，通常以“Q” 符号表

3、示，单位是MW（兆瓦）。v它们之间换算关系如下： 1t/h0.7MW锅炉概述锅炉主要参数v2.压力v锅炉压力指锅炉出口处(锅筒或过热器)的工作压力(表压)，通常以“P”符号表示，单位是Mpa。Mpa与较老锅炉铭牌上可能标注的、应废除的工程大气压(at)的关系是： 1at=0.0980665Mpav3.温度v锅炉温度指锅炉出口介质的温度。 锅炉的分类及型号v锅炉的分类v1.按用途分类v(1)电站锅炉。(2)工业锅炉。(3)生活锅炉。(4)船舶锅炉，机车锅炉。v2.按载热介质分类v(1)蒸汽锅炉。(2)热水锅炉。(3)汽水两用锅炉。(4)热风炉。(5)有机热载体锅炉。v3.按燃料和热源分类v(1)

4、燃煤锅炉。(2)燃油和燃气锅炉。(3)燃生物质燃料锅炉（木柴、甘蔗渣、稻壳、椰子壳、生活垃圾、工业垃圾等）。(4)原子能锅炉。(5)余热锅炉。(6)电热锅炉锅炉的分类及型号v锅炉的分类v4.按本体结构分类v(1) 水管锅炉。(2)火管锅炉。(3)水火管锅炉。(4)热管锅炉。(5)真空相变锅炉。v5.按介质循环方式分类v(1) 自然循环锅炉。(2)强制循环锅炉。(3)直流锅炉。v6.按燃烧方式分类v(1) 层燃锅炉：它又分固定炉排，机械化炉排(链条炉排、振动炉排、抽板项升炉排、往复炉排、抛煤机炉等)。(2)室燃锅炉。(3)沸腾炉(又称流化床锅炉)。 锅炉的分类及型号v锅炉的分类v7.按出厂形式分

5、类v(1) 散装锅炉。(2) 组装锅炉。(3)整装锅炉。v8.按压力等级分类v(1) 低压锅炉。p2.45Mpa（25kgf/cm2）v(2) 中压锅炉。P=3.82Mpa（39kgf/cm2）v(3) 次高压锅炉。3.82Mpap9.81 Mpa（39kgf/cm2p100kgf/cm2）v(4) 高压锅炉。P9.81Mpa（100kgf/cm2）v(5) 超高压锅炉。P13.73Mpa（140kgf/cm2）v(6) 亚临界锅炉。P=15.7Mpa17.66Mpa（160180kgf/cm2）v(7) 超临界锅炉。p=23.5Mpa26.5Mpa（240270kgf/cm2） 锅炉的分类及

6、型号v锅炉的分类v9.按制造管理分类vA级锅炉： 不限vB级锅炉： 额定蒸汽压力2.5Mpa的蒸汽锅炉（表压）。vC级锅炉：额定蒸汽压力0.8Mpa且额定蒸发量1T/H的蒸汽锅炉；额定出水温度120的热水锅炉。vD级锅炉：额定蒸汽压力0.1Mpa的蒸汽锅炉；额定出水温度120且额定热功率2.8MW的热水锅炉。锅炉型号 v工业锅炉产品型号v工业锅炉（电加热炉除外）产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连，如下图锅炉型号 v1.型号的第一部分表示锅炉本体型式和燃烧设备型式或燃烧方式及锅炉容量。共分三段，第一段用两个大写汉语拼音字母代表锅炉本体型式(见表1)：锅炉型号 v第二段用个大写汉语拼音字

7、母代表燃烧设备型式或燃烧方式(见表2)；第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉额定蒸发量为t/h或热水锅炉额定热功率为若干MW。各段连续书写。锅炉型号 v2.型号的第二部分表示介质参数。对蒸汽锅炉分两段，中间以斜线相连，第一段用阿拉伯数字表示额定蒸汽压力为若干MPa；第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽温为若干，蒸汽温度为饱和温度时，型号的第二部分无斜线和第二段。对热水锅炉分三段，中间也以斜线相连，第一段用阿拉伯数字表示额定出水压力为若干MPa；第二段和第三段分别采用阿拉伯数字表示额定出水温度和额定进水温度为若干。v3.型号的第三部分表示燃料种类。用大写汉语拼音字母代表燃料品种，同时用罗马数字代表同一燃料品

8、种的不同类别与其并列（见表3）。如同时使用几种燃料，主要燃料放在前面，用顿号隔开。锅炉型号 锅炉结构 v锅炉结构的基本要求v对锅炉结构总的要求是安全可靠、高效低耗。具体要求有：v1.各部分在运行时应能按设计预定方向自由膨胀。v2.保证各循环回路的水循环正常，所有受热面都应得到可靠的冷却。v3.各受压部件应有足够的强度和稳定性。v4.受压元、部件结构的形式，开孔和焊缝的布置应尽量避免或减小复合应力和应力集中。v5.水冷壁炉膛的结构应有足够的承载能力。v6.炉墙应具有良好的密封性和耐热性。v7.锅炉钢架等承重结构在承受设计载荷时，应具有足够的强度、刚度、稳定性及防腐蚀性。v8.便于安装、运行操作、

9、检修和清洗内部。v9.要根据锅炉参数和燃料的适应性来选用锅炉结构和燃烧设备。v10.要合理配置辅机设备，还要考虑安全附件和自控装置的可靠性。 锅炉结构 v锅炉主要受压部件v1.锅筒v它是用来汇集、贮存、分离汽水和补充给水的。是锅炉设备中最重要的部件。v2.锅壳v它是锅壳式锅炉中“包围”汽水、风烟、燃烧系统的外壳，又称筒壳，其作用和锅筒相同。v3.联箱v又称集箱。其作用是联结受热面管、下降管、连通管、排污管等，按其用途分为水冷壁联箱、过热器联箱、省煤器联箱等。v4.下降管v其作用是与水冷壁、联箱、锅筒形成水循环回路。 锅炉结构 v锅炉主要受压部件v9.再热器v它是将汽轮机高压缸排出的蒸汽再加热到

10、与过热蒸汽相同或相近的温度后，再回到中低压缸去作功，以提高电站的热效率。v10.炉胆v是锅壳式锅炉包围燃料燃烧空间的壳体。v11.下脚圈v连接炉胆和锅壳的部件，只在立式锅炉中采用，常见的有U形、L形、H形、S形等形式。v12.炉门圈、喉管、冲天管v炉门圈是连接于锅壳和炉胆之间燃料进入燃烧室时所经过的一段管子，一般由锅炉钢板压制成椭圆形后焊接而成。锅炉结构 v锅炉安全附件v工业锅炉安全附件，主要是指锅炉上使用的安全阀、压力表、水位计、水位报警器、排污阀等。 锅炉结构 v几种典型锅炉结构 1.立式弯水管锅炉，其受压元件主要有:锅壳、封头、炉胆、炉胆顶、U形下脚圈、弯水管、炉门圈、喉管。锅炉结构 v

11、2.快装水、火管锅炉，其主要受压元件有：锅筒、烟管、省煤器、下降管、集箱、水冷壁。锅炉结构 v3.偏锅筒快装水火管锅炉，其主要受压元件有：锅筒、烟管、下降管、集箱、水冷壁。v4.单横汽包水管锅炉，其主要受压元件有：锅筒、过热器、下降管、集箱、水冷壁。 锅炉的无损检测要求 v锅炉的无损检测要求v1.由于焊缝交叉部位的应力较其他部位大，且焊接时较其他部位易产生缺陷，故对焊缝交叉部位应优先检测。v2.由于高参数，大容量的锅炉制造工艺复杂，更易产生缺陷，且发生事故的后果更为严重，所以对高参数，大容量的锅炉的无损检测要求比对低参数，小容量的锅炉要求高一些，包括检测比例和合格级别。另外，有机热载体锅炉介质

12、特殊，危险性较大，所以探伤要求高。v3.由于焊接前己进行焊接工艺评定，且对焊工的技能已进行考试，加之采取其他的管理措施，所以锅炉的焊接质量一般都应该合格。所以对部分危险性相对较小的设备焊缝采取按比例抽查的方法进行检测，而不是对每条设备焊缝都进行100检测，以节省制造成本。如果抽查的部位均合格，则表示焊接质量稳定，其他未抽查到的部位质量也应该认为合格。如果抽查部位有不合格现象，说明焊接质量不稳定，则应扩大抽查比例，甚至进行100检测。 锅炉的无损检测要求 v锅炉的无损检测要求v4.由于RT（射线检测）和UT(超声检测)各有其特点，为尽可能检出焊缝内的各种缺陷，对中、高压锅炉，采取RT和UT并用。

13、v5.对于封头和下脚圈的拼缝，由于拼接后还要进行压制加工，在此加工过程中，原拼缝内的小缺陷有可能发展成为超标缺陷，所以应在加工成型后进行无损检测。v6.锅炉中的重要角焊缝，一般不采用射线探伤，而采用超声波探伤。这是因为对角焊缝进行射线探伤较难以实施，且效果不够理想。v7.需做热处理的焊接接头，应在热处理后进行无损探伤。因热处理会使焊接接头内的应力、组织发生变化，且有可能产生新的缺陷，只有在热处理后，接头内的组织和缺陷才是稳定的，这时的检测结果才是准确的。 锅炉的无损检测要求 v锅炉的无损检测要求v8.厚度70mm的管子在焊到20mm左右时应做100的射线探伤，焊接完成后再做100超声波探伤，因

14、为先行射线探伤时，若发现缺陷，可便于及时修理，否则返工量太大，因为管子直径小，无法从管内返修。v9.定期检验时，若宏观检查时未发现有明显的变形，则其焊缝内部一般不会产生新的缺陷，原有的小缺陷一般也不会发展，所以一般可不进行RT或UT。但对于重要角焊缝和主焊缝，可以进行表面探伤检查。当发现表面已产生裂纹时，应进一步检查和分析。必要时，可对焊缝进行RT或UT检测。另外，对于制造或安装时留下的内部缺陷，在定检时可进行适当的RT或UT检查，以确认这些缺陷是否发展。若未发展，可继续使用，否则要进行分析判断或处理。锅炉的无损检测要求锅炉的无损检测要求 v监察规程对锅炉焊缝探伤的主要要求 探伤比例 压力部位

15、p 0.1MPa0.1MPap 0.4MPa0.4MPap2.5MPa2.5MPap3.8MPa锅筒纵、环缝集箱纵缝封头、下脚圈拼缝蒸汽炉10%RT25%RT100%RT100%RT或100%UT+25%RT100%UT+25%RT热水炉出水温度120时。25RT出水温度120时，100RT有机热载体炉100%RT或100%UT+25%RT炉胆纵、环缝炉胆顶拼缝回燃室对接缝汽炉10R25%RT25%RT水炉25%RT内燃锅壳锅炉的管板与炉胆、锅壳的角接焊缝p159mm或壁厚20mm时或热水温度120时为100RT或UT外径159mm或热水温度 120时，2RT或UTP=3.89.8MPa工厂内

16、：50，安装工地：25，p 9.8MPa,工厂内：100，安装工地：25集中下降管的角接接头100RT或UT；其他管接头、角接接头；10RT或UT压力管道基础知识压力管道基础知识v术语 概念v压力管道的定义与分类v压力管道的用途及特点v压力管道的组成及结构v压力管道检验与无损检测术语 概念1.压力管道(见压力管道定义）2.压力管道元件：包括管道组成件和管道支承件。3.管道组成件：用于连接或者装配承载压力且密闭的管道系统的元件，包括管子、管件、法兰、密封件、紧固件、阀门、安全保护装置以及诸如膨胀节、挠性接头、耐压软管、过滤器（如Y型、T型等）、管路中的节流装置（如孔板）和分离器等。4.管道支承件

17、：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、鞍座、底座、滚柱、托座、滑动支座、吊耳、管吊、卡环、管夹、U形夹和夹板等。5.安全保护装置：安全阀、压力表、爆破片装置、阻火器、紧急切断装置等。6.附属设施：阴极保护装置、压气站、泵站、阀站、调压站、监控系统等。7.压力管道划分界限：管道与设备连接的第一道环向焊缝、螺纹连接的第一个接头、法兰连接的第一个密封面、专用连接件的第一个密封面。8.剧毒流体：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，即使迅速治疗，也能对人体造成严重的危害和难以治疗的后果的物质。相当于国家现行标准职业性接触毒物危害程度分级中极危害程度的毒物

18、。如汞、苯、砷化氢、氯乙烯等，最高允许浓度0.1mg/m3。9.有毒流体：指某种物质一旦泄漏，被人吸入或与人体接触，若及时治疗，不至于对人体造成不易恢复的危害。相当于国家现行标准职业性接触毒物危害程度分级中极及以下危害程度的毒物，如甲醛、乙醚、氨水等。10.易爆流体：指闪点低于环境温度的液体。如汽油、乙醇、丙酮等。11.有腐蚀性流体：指能灼伤人体组织并对管材造成 损坏的流体。如HNO3、 H2SO4等。12.可燃流体：指闪点高于45的流体（气体或可气化的液体，它在生产操作条件下，可以点燃和连续燃烧），如-35轻柴油、重柴油、变压器油、甘油等。13.易燃流体：指闪点低于45 的液体，如原油、乙醚

19、、液化石油气等。14.毒性危害程度：压力管道中介质毒性危害程度应当符合GB5044-1985职业性接触毒物危害程度分级的规定，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六项指标为基础的定级标准，见下表： 指标 分级 （极度危害） （高度危害） （中度危害）急性毒性吸入LC50,mg/m3 200 2002000200020000经皮LD50,mg/kg 100 100500500 2500经口LD50,mg/kg 25 25500500 5000 急性中毒发病状况产生中已发生中毒，后果严重产生中已发生中毒，预后良好偶可发生中毒 慢性中毒发病状况患病率高

20、（5%） 患病率较高（5%)或症状发生率高（20%)偶有中毒病例发生或症状发生率较高（10%) 慢性中毒后果脱离接触后，继续进展或不能治愈脱离接触后，可基本治愈脱离接触后，可恢复，不致严重后果 致癌性人体致癌物可疑人体致癌物实验动物致癌物最高容许浓度，mg/m3 0.1 0.10.MPa的烃类液体及其他类似的液体B可燃液体甲A类以外，闪点45至120液化烃、可燃液体的火灾危险性分类液化烃、可燃液体的火灾危险性分类常见液化烃、可燃气体的火灾危险性分类举例常见液化烃、可燃气体的火灾危险性分类举例类别 名称甲 A液化甲烷，液化天然气，液化氯甲烷，液化顺式2-丁烯，液化乙烷，液化反式2-丁烯，液化丙烯

21、，液化丙烷，液化环丁烷，液化新戊烷，液化丁烯，液化丁烷，液化氯乙烯，液化环氧乙烷，液化丁二烯，液化异丁烷，液化石油气，二甲胺 B异戊二烯，异戊烷，汽油，戊烷，二硫化碳，异丁烷，己烷，石油醚，异庚烷，环己烷，辛烷，异辛烷，苯，庚烷，石脑油，原油，甲苯，乙苯，邻二甲苯，间，对二甲苯，异丁醇，乙醚，乙醛，环氧乙烷，甲酸甲酯，乙胺，二乙胺，丙酮，丁醛，二氯甲烷，三乙胺，醋酸丙酯，丙醇，醋酸异丁酯，甲酸丁酯，砒啶，二氯乙烷，醋酸丁酯，醋酸异戊酯，甲酸戊酯，丙烯酸甲酯乙 A丙苯，环氧氯丙烷，苯乙烯，喷气燃料，煤油，丁醇，氯苯，乙二胺，戊醇，环乙酮，冰醋酸，异戊醇 B-35号轻柴油，环戊戊，硅酸乙酯，氯乙醇

22、，氯丙醇，二甲基甲酰胺类别类别名称名称丙A轻柴油，重柴油，苯胺，锭子油，酚，甲酚，20号重油，苯甲醛，环己醇，甲基丙烯酸，甲酸，乙二醇丁醚，甲醛，糠醇，辛醇，乙醇胺，丙二醇，乙二醇，二甲基乙酰胺B蜡油，100号重油，渣油，变压器油，润滑油，二乙二醇醚，三乙二醇醚，邻苯二甲酸二丁酯，甘油，联苯-联苯醚混合物17.公称压力（公称压力（PN)，GB/T1048-2005定义为：与管道系统元件的力学性能和尺寸特性相关，用于参考的字母和数字组合的标识。它由字母PN和后跟无因次的数字组成。 注1：字母PN后跟的数字不代表测量值，不应用于计算目的，除非在有关标准中另有规定。注2：除与相关的管道元件标准有关联

23、外，术语PN不具有意义。注3：管道元件许用压力取决于元件的PN数值、材料和设计以及允许工作温度等，许用压力在相应标准的压力温度等级表中给出。注4：具有同样PN和DN数值的所有管道元件同与其相配的法兰具有相同的配合尺寸。PN系列系列PN数值应从以下系列中选择：数值应从以下系列中选择：DIN系列系列 ANSI系列系列PN2.5 PN20PN6 PN50PN10 PN110PN16 PN150PN25 PN260PN40 PN420PN63PN100注：必要时允许选用其他PN数值。18.公称尺寸（公称尺寸（DN)，GB/T1047-2005的定义为： 用于管道系统元件的字母和数字组合的尺寸标识。它由

24、字母DN和后跟无因次的整数数字组成。这个数字与端部连接件的孔径和外径（用mm表示）等特征尺寸直接相关。注1：除在相关标准中另有规定，字母DN后面的数字不代表测量值，也不能用于计算目的。注2：采用DN标识系统的那些标准，应给出DN与管道元件的尺寸的关系，例如：DN/0D或DN/ID。DN系列 优先选用的DN数值如下：DN6 DN100 DN700 DN2200DN8 DN125 DN800 DN2400DN10 DN150 DN900 DN2600DN15 DN200 DN1000 DN2800DN20 DN250 DN1100 DN3000DN25 DN300 DN1200 DN3200DN3

25、2 DN350 DN1400 DN3400DN40 DN400 DN1500 DN3600DN50 DN450 DN1600 DN3800DN65 DN500 DN1800 DN4000DN80 DN600 DN200019.低温界限低温界限为-29，高温界限为400 。20.真空：真空：压力P0MPa 。 低压低压：0MPaP1.6MPa 。 中压中压：1.6MPa P10MPa。 高压高压：P 10MPa。 21.压力管道单线图：压力管道单线图：将每条管道按照轴测投影的绘制方法，画成以单线表示的管道空视图。图上应标明：介质流向、焊缝位置及其编号、固定口/转动口、焊工钢印号、管线标高、长度（

26、含直管段上两环焊缝间距离）、无损检测编号及类别、返修后结果、强度试验结果；在图右下角列表标出：工程名称、分部分项名称、管号（管道系统号）、规格（DN）、材质、介质名称、设计压力与温度、焊接类别、焊材牌号、无损检测比例、要否预热和热处理及其类别。22.电阻焊焊管电阻焊焊管（GB/T20801.2-2006)：以管子（带卷）本身作为电流回路，利用电阻加热，在压力作用下连续对接焊接的管子。23.电熔焊焊管电熔焊焊管（GB/T20801.2-2006)：采用自动电弧焊，在预成形的坯料上纵向对接焊成的管子。24.板焊管板焊管（GB/T20801.2-2006)：以板材预成形为坯料，带有一条或两条纵向直焊

27、缝的电熔焊焊管。25.螺旋埋弧焊钢管螺旋埋弧焊钢管（GB/T9711.1-1997)：由自动埋弧焊生产工艺生产，带有一条螺旋焊缝的钢管（也称螺旋焊管）。26.无缝钢管无缝钢管（GB/T9711.1-1997)：采用热加工方法制造的不带焊缝的钢管。27.GA类类 长输（油气）管道长输（油气）管道：是指在产地、储存库、使用单位之间的用于输送（油气）商品介质的管道。28.GB类类 公用管道：公用管道：是指城市或者乡镇范围内的用于公用事业或者民用的燃气管道和热力管道。29.GC类类 工业管道工业管道：是指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其它辅助的管道。压力管道的定义与分类

28、v压力管道的定义v 由国务院总理签发，并于2009年5月1日起施行的特种设备安全监察条例，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。 压力管道的定义与分类v压力管道品种繁多，其分类方法也有多种。v1.按用途分类v 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、公用工程管道及其他辅助管道。包括延伸出工厂边界线，但

29、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。 压力管道的定义与分类v2.按安全管理和监察角度按操作工况和用途分类v国家质量技术监督局2009年8月1日颁布实施的TSG D3001-2009压力管道安装许可资格给出压力管道安装许可类别及其级别：v（一）GA类长输（油气）管道，级别划分为GAl 级和GA2级：v1）根据安装的实际情况GAl 级分为GAl甲级 和GAl 乙级。 符合下列条件之一的长输管道为GAl甲级： 输送有毒、可燃、易爆气体或者液体介质，设计压力p10MPa的；压力管

30、道的定义与分类 输送距离1000km，且DN1000mm的。v符合下列条件之一的长输管道为GAl乙级： 输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P4.0MPa、 10MPa的； 输送有毒、可燃、易爆液体介质，设计压力P6.4MPa、 10MPa的； 输送距离200km，且DN500mm的。v2) GA2级； GA1级以外的长输（油气）管道为GA2级。压力管道的定义与分类v(二) GB类（公用管道） v 燃气管道为GBl级。v 热力管道为GB2级，并且分为以下两类：v（1）设计压力大于2.5MPa；v（2）设计压力小于或者等于2.5MPa。v(三) GC类（工业管道） ，v级别划分为GC1级、 G

31、C2级、 GC3级： 1) GCl级： 输送GB5044-1985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与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介质（包括液化烃），并且设计压P4.0Mpa的管道； 输送流体介质，并且设计压力p10Mpa，或者压力p4.0Mpa且设计温度400的管道。压力管道的定义与分类v2) GC2级： 除本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低于GC

32、1级的工业管道为GC2级。 3）GC3级 输送无毒、非可燃流体介质，设计压力p1.0MPa且设计温度-20、但是185 的管道。v（四）GD类（动力管道） 火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道，划分为GD1级、 GD2级。 设计压力6.3MPa，或者设计温度400 的动力管道为GD1级； 设计压力 6.3MPa，或者设计温度 400 的动力管道为GD2级。（五）长输（油气）管道带压封堵长输（油气）管道的带压封堵许可划分为甲级和乙级。甲级为：a.输送可燃、易爆、有毒介质，设计压力2.5MPa的长输（油气）管道的带压封堵；b.设计压力2.5MPa，且公称直径300mm的长输（油气）管道的带压

33、封堵。乙级为：a.输送可燃、易爆、有毒介质，设计压力2.5MPa的长输（油气）管道的带压封堵；b.设计压力2.5MPa，且公称直径300mm的长输（油气）管道的带压封堵。（六）管道现场防腐蚀作业 压力管道现场防腐蚀作业划分为甲级和乙级。甲级为：GA 、GC、 GD、类GB1级压力管道的现场防腐蚀作业为甲级。乙级为：GB2级压力管道的现场防腐蚀作业为乙级。压力管道的定义与分类v按主体材料、敷设位置、输送介质特性和用途分类，如右图。压力管道的定义与分类v4.不同规范标准有关管道分类规定的比较v 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：石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规

34、范(SH35012001)的管道分级是按流体特性和设计参数划分；管道级别适用范围SHA1.毒性成都为极度危害介质管道2.设计压力大于或等于10MPa的SHB级介质管道SHBSHB1.毒性成都为高度危害介质管道2.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3.乙A类可燃液体介质管道SHB1.乙B类可燃液体介质管道2.丙类可燃液体介质管道原化工部1995年重新修订颁布化工企业压力管道管理规定的管道级别分为：管道材质工作温度（） 工作压力Pw(MPa)ABCD碳素钢37010.04.010.01.64.01.6合金钢及不锈钢4504.01.64.01.6/有色金

35、属设计温度范围4.014.64.01.6/中石化总公司年修订的工业管道维护检修规程的分类为：管道材料工作温度（） 最高工作压力（MPa)碳素钢370370321010324104.010.01.64.01.64.01.61.6合金钢-196+45045010任意410 1.64 1.6 压力管道的定义与分类v 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

36、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。 压力管道的定义与分类v压力管道设计、v安装分类分级v对比如右表所示。压力管道的用途及特点 v压力管道的应用领域v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

37、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。 压力管道的用途及特点 v压力管道的主要特点v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得多。归纳起来，压力管道与压力容器相比较，具有以

38、下主要特点：v1.种类多，数量大，标准多，设计、制造、安装、应用管理环节多v2.长细比大，跨越空间大，边界条件复杂v3.布置方式多样，现场安装条件差，工作量大v4.材料应用种类多，选用复杂v5.失效的模式多样，失效概率大v6.管道检验难度大压力管道的组成及结构 v压力管道由多种元件组成，元件品种主要有：v1.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。v2.管件：包括弯头、三通、四通、大小头等许多种形式。其种类有无缝管件、有缝管件、锻制管、铸造管件、非金属材料管件。v3.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。v4.阀门：其种类有安全阀、调压阀、闸

39、阀、球阀、蝶阀、截止阀、止回阀、非金属材料壳体阀门 等。v5.膨胀节及波纹管：其种类有金属波纹膨胀节、金属波纹管、其他形式金属膨胀节、非金属膨胀节等。 压力管道的组成及结构 v压力管道由多种元件组成，元件品种主要有：v6.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。v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。 压力管道的组成及结构 v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

40、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。v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。v管道支承件是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、鞍座、垫板、滚柱、托座和滑动支架等。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。 压力管道的组成及结构 v压力管道组成示例v压力管道一般用单线图表示。

41、下图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。 压力管道的组成及结构 v压力管道管材简介 v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2/30。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

42、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。 压力管道的组成及结构 v压力管道管材简介 v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4.56.4Mpa提高到8.012Mpa。有的管道别达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。v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

43、化工生产装置申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。 压力管道的组成及结构 v1.焊接钢管v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。v(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v(2)电阻焊钢管 电阻焊钢管是通过电阻焊或电感

44、应焊焊接方法生产的、带有一条直焊 缝的钢管，产品规格为20-610mm ，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。v(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。 压力管道的组成及结构 v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。v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

45、焊接生产出大口径(1016-2400mmm)焊管。v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。压力管道的组成及结构 v2无缝钢管v 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。v 目前，无缝钢管(规格为DNl5-DN600)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SCHl00)的管子，目前尚需要进口。v(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GBT8163、GB9948、GB6479、

46、GB3087、GB5310五种标准。GBT8163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DN6-DN600，壁厚包括从025mm750mm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。 压力管道的组成及结构 v(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GB 6479、GB9948、GB 5310等，涉及的低合金钢种主要有：12CrMo、15MrMo、12CrMoV、和1Cr5M

47、O等v(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。普通不锈钢不一定耐蚀，而即使耐酸钢也不能完全抗各种酸、碱、盐的腐蚀。v常用的不锈钢无缝钢管标准，有GBT4976、GBl3296、B 6479、GB9948、GB5310五种，其中前两种是主要标准。材料牌号有0Crl8Ni9，00Cr l9Ni10，0Cr18Ni9Ti，0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Nd4Mo2等。 压力管道的组成及结构 v3复合管和衬里管v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

48、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。 压力管道检验与无损检测 v压力管道检验分类和检验项目v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。v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。 压力管道检验与无损检测 v我国有关压力管道的相关标准及规范v压力管道安全管理与监察规定1996年7月1日国家劳动部颁布实施。vTSG D0001-2009压力管道安全技

49、术监察规程工业管道国家质检总局2009年8月1日颁布施。 该规程从总则、管道元件、设计、安装、使用改造维修、定期检验、安全保护装置及附则等八个方面，阐述了对工业管道的基本要求。要点：第一章 总则 适用范围；适用于同时具备下列条件的工艺装置、辅助装置以及界区内公用工程所属的工业管道： （1）P0.1MPa；（2）DN 25mm；（3）输送介质为气体、蒸汽、液化气体、最高工作温度其标准沸点的液体或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体的。 适用的管道范围：（1）管道元件；（2）管道元件间的连接接头、管道与设或者装置连接的第一道连接接头（焊缝、法兰、密封件及紧固件等)；(3)管道所用的安全阀、爆破片装置

50、、阻火器、紧急切断阀等安全保护装置。管道元件的制造以及管道的设计、安装、改造、维修、使用和检验检测，应当执行本规程。管道的划分为GC1、 GC2、 GC3级。 第二章 管道元件 管道元件设计应符合国家相应标准的要求； 管道元件制造单位应取得特种设备制造许可证； 管道元件制造单位应提供质量证明文件，实施监检的，亦应提供监检证。质量证明文件包括产品合格证和质量证明书。 管道组成件的材料的选用原则。 对铸铁管道组成件的要求（1）铸铁不得用于GC1级管道；灰铸铁和可锻铸铁不得用于剧烈循环工况管道系统中的管子、管道元件或接头的位应力SE范围SE（Sb2+4Ss2）1/2超过许用应力范围SAf(1.25S

51、C+0.25Sh)或式SAf 1.25（SC+0.25Sh）-SL计算的0.8倍，同时当量循环次数N NNE+（ri5Ni)i i=1,2,n计算超过7000；设计人员根据经验判定的其他具有相同效应的工况； （2）球墨铸铁的使用温度高于-20，并且低于350 。碳素结构钢（主要用于制作各种工程结构件和机器零件，一般为低碳钢）管道组成件的使用条件：（1）碳素结构钢不得由于GC1级管道；（2）沸腾钢和半镇静钢不得用于有毒、可燃介质管道，设计压力1.6MPa，使用温度200 ，并且0；（3）Q215A、 Q235A等A级镇静钢不得用于有毒、可燃介质管道，设计压力1.6MPa，使用温度350 ，最低使

52、用温度按照GB/T20801.1-2006压力管道 工业管道 第1部分：总则的规定；（4） Q215B、 Q235B等B级镇静钢不得用于极度、高度危害有毒介质管道，设计压力3.0MPa，使用温度350 ，最低使用温度按照GB/T20801.1-2006压力管道 工业管道 第1部分：总则的规定。碳素结构钢的焊接厚度的要求：（1）沸腾钢、半镇静钢，厚度12mm；（2）A级镇静钢，厚度16mm；（3） B级镇静钢，厚度20mm。碳钢、奥氏体不锈钢钢管以及由其制造的对接焊管件的使用限制应符合表下的规定：钢管及其对接焊管件的使用限制钢管及其对接焊管件的使用限制 钢管标准 材料 钢管和管件制造工艺 不允许

53、使用范围GB/T30912008碳素结构钢（注5）电阻焊焊管（注6）；电熔焊焊管及对接焊管件按第二十六条和第二十七条规定剧烈循环工况电阻焊焊管的使用压力大于1.6MPaGB/T9711.11997 碳钢电阻焊焊管（注6）GC1级管道设计压力大于4.0MPa剧烈循环工况GB/T81632008GB30872008GB/T9711.11997 碳钢无缝管及对接焊管件GC1级管道（注7）GB/T9711.11997 碳钢电熔焊焊管及对接焊管件GB/T127712008HG/T20537.31992奥氏体不锈钢电阻焊焊管（不添加填充金属或者焊缝不做射线检测）及对接焊管管件GC1级管道剧烈循环工况HG/

54、T2053.41992电阻焊焊管（添加填充金属，但是焊缝不作射线检测）及对接焊管管件、焊缝不做射线检测奥氏体不锈钢的使用条件。 第三章 设计管道的设计单位应当取得相应的设计许可证书。管道的设计应当符合GB/T20801的要求。管道设计文件内容的规定。管道工程规定的内容。管道组成件适用压力的选用要求。管道设计温度的选用要求。管道组成件的强度计算要求。管道应力分析的要求。管道设计腐蚀裕量的要求。管道组成件的选用原则。法兰接头密封的设计要求。管道支吊架的选用原则。 第四章 安装 安装单位在安装前应履行告知手续。安装施工之前，应当编制工艺文件，且经使用单位批准后方可进行安装。安装质量应当符合GB/T2

55、0801及设计文件的规定。管道安装资料单独组卷。安装质量证明文件的内容要求。焊接工艺评定的要求。焊接材料的要求。焊接设备的要求。焊接记录的要求。焊缝返修的要求。焊接热处理的要求。现场的管道元件检验合格后方可使用。埋地管道的回填必须在耐压试验、泄漏试验和防腐层检测合格后进行，并且按照隐蔽工程验收。有静电接地管道安装的要求。焊接接头的外观检查和无损检测的要求管道耐压试验和泄漏试验的要求。 TSG R1001-2008压力容器压力管道设计许可规则国家质检总局2008年4月30日颁布实施。 TSG D2001-2006压力管道元件制造许可规则国家质检总局2007年1月1日颁布实施。 TSG D3001

56、-2009压力管道安装许可规则国家质检总局2009年8月1日颁布施。 TSG D7001-2005压力管道元件制造监督检验规则（埋弧焊钢管与聚乙烯管）国家质检总局2006年1月1日颁布施。 TSG D2002-2006燃气用聚乙烯管道焊接技术规则）国家质检总局2007年1月1日颁布施。 GB/T 20801压力管道规范 工业管道国家质检总局及国家标准化委员会2007年6月1日颁布实施。 压力管道检验与无损检测 v压力管道检验标准v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性质和类别执行相应的规范标准；目前压力管道

57、检验主要规范标准有：SH 35011997石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范；GB 502361998现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范；GB502351997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。 压力管道检验与无损检测 v1. SH35011997石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范vSH35011997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400 Pa(绝压)42 MPa(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

58、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。v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工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。 压力管道检验与无损检测 vGB50235和GB50236规范v GB5023-1997工业金属管道工程施工及验收规范和GB 50236-1998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。vGB50235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、工业工程施工及验收，不适用于施