压力管道检验员取证培训课件压力管道设计内容和基本要求

1、一、压力管道的基本概念一、压力管道的基本概念1 1、管道含义及特征、管道含义及特征2 2、压力管道的概念、压力管道的概念3 3、压力管道的定义、压力管道的定义4 4、压力管道的分类和分级、压力管道的分类和分级5 5、工业管道的条件、工业管道的条件6、动力管道的条件动力管道的条件7 7、压力管道级别之间设计许可的涵盖关系、压力管道级别之间设计许可的涵盖关系8 8、压力管道输送介质的说明、压力管道输送介质的说明1、管道含义及特征管道含义及特征p管道定义：管道定义： 由管道组成件装配而成，用于输送、分配、混合、由管道组成件装配而成，用于输送、分配、混合、分离、排分离、排 放、计量或控制流体流动。放、

2、计量或控制流体流动。p管道组成件：管道组成件： 管道标准件、管道特殊件、管道支撑件管道。管道标准件、管道特殊件、管道支撑件管道。p特点：特点： 管道属于长细比大的管道属于长细比大的设备设备，易失稳、受力情况复杂；，易失稳、受力情况复杂； 管内介质种类复杂；管内介质种类复杂； 管内流体状态复杂，运行条件变化多；管内流体状态复杂，运行条件变化多； 管道组成件种类繁杂、各有特点管道组成件种类繁杂、各有特点; ; 管道布置、安装及检验要求复杂。管道布置、安装及检验要求复杂。2、压力管道的概念压力管道的概念o 压力管道是指属于压力管道是指属于特种设备安全法特种设备安全法监察监察范围内的管道，见范围内的管

3、道，见特种设备目录特种设备目录；o 压力管道属于特种设备的范畴；压力管道属于特种设备的范畴； o 压力管道设计属于特种设备生产范畴和源头；压力管道设计属于特种设备生产范畴和源头；3、压力管道的定义压力管道的定义 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（表管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于（表压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、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毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者

4、等于标准沸点的液体，且公称直径大于或者等于体，且公称直径大于或者等于50mm50mm的管道。公称直径小于的管道。公称直径小于150mm150mm，且其最高工作压力小于（表压）的输送无毒、不，且其最高工作压力小于（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。其可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。其中，石油天然气管道的安全监督管理还应按照中，石油天然气管道的安全监督管理还应按照安全生产安全生产法法、石油天然气管道保护法石油天然气管道保护法等法律法规实施。等法律法规实施。 4、压力管道的分类和分级压力管道的分类和分级 GAGA类长输管道类长输管道： 定义：定义：指

5、产地、储存库、使用单位用于输送商品指产地、储存库、使用单位用于输送商品介质的管道；介质的管道； 分级：分级：分为分为GA1GA1级和级和GA2GA2级。级。 基本特征：基本特征：流程简单；输送距离长和输送压力高；流程简单；输送距离长和输送压力高；管道有可能通过各种环境与地质的地区；管道有可能通过各种环境与地质的地区；4、压力管道的分类和分级压力管道的分类和分级 GBGB类公用管道类公用管道： 定义：定义：指城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃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。气管道和热力管道。 分级分级：分为分为GB1GB1和和GB2GB2两级，两级，GB1GB1级为

6、燃气管道。级为燃气管道。GB2GB2级为热力管道。级为热力管道。 基本基本特征：特征：敷设于城镇地下；一般压力较低；选线条敷设于城镇地下；一般压力较低；选线条件复杂、困难。件复杂、困难。4、压力管道的分类和分级压力管道的分类和分级关于公用管道关于公用管道（1 1）公用管道的范围：）公用管道的范围： 指敷设在城市或乡镇区域内的管道，区别于长输管道的敷指敷设在城市或乡镇区域内的管道，区别于长输管道的敷设范围。设范围。（2 2）公用管道的服务对象：）公用管道的服务对象： 指公用事业或民用这样的两类用户，有别于工业用户。指公用事业或民用这样的两类用户，有别于工业用户。（3 3）公用管道输送介质种类：）

7、公用管道输送介质种类： 城镇燃气：代表物：天然气、液化石油气、人工煤气等城镇燃气：代表物：天然气、液化石油气、人工煤气等 城镇热力：代表物：高温热水、蒸汽、蒸汽凝结水等城镇热力：代表物：高温热水、蒸汽、蒸汽凝结水等 （4 4）管道的属性）管道的属性 公共性：公用管道具备了市政工程管道的某些特征公共性：公用管道具备了市政工程管道的某些特征 。 商品性：是为公共事业或民用提供燃料或热量的特殊商品。商品性：是为公共事业或民用提供燃料或热量的特殊商品。 4、压力管道的分类和分级压力管道的分类和分级GCGC类工业管道类工业管道： 定义：定义：指企业、事业单位所属的用于输送工艺介指企业、事业单位所属的用于

8、输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。包括延伸出工厂边界线，但归属企、事业单位管包括延伸出工厂边界线，但归属企、事业单位管辖的工艺管线。辖的工艺管线。 分级分级：GCGC类分为类分为GC1GC1、GC2GC2和和GC3GC3三级。三级。 基本特征：基本特征：工艺流程种类最多；生产制作环境状工艺流程种类最多；生产制作环境状态最为复杂；输送介质品种较多和输送条件较苛态最为复杂；输送介质品种较多和输送条件较苛刻；输送压力和温度高。刻；输送压力和温度高。4、压力管道的分类和分级压力管道的分类和分级关于工业管道关于工业管道（1 1）工业管道的范围：

9、工业管道的使用范围仅限于企业、）工业管道的范围：工业管道的使用范围仅限于企业、事业单位内部，（包括延伸出工厂边界线，但归属于事业单位内部，（包括延伸出工厂边界线，但归属于企、事业单位管辖的工艺管道）主要有别于公用管道。企、事业单位管辖的工艺管道）主要有别于公用管道。分三类：工艺管道、公用工程管道分三类：工艺管道、公用工程管道 、辅助管道；、辅助管道；（2 2）工业管道的服务对象：）工业管道的服务对象： 服务对象强调的是为企业、服务对象强调的是为企业、事业单位的生产服务事业单位的生产服务 。（3 3）工业管道的属性：这类压力管道为企、事业单位所有，）工业管道的属性：这类压力管道为企、事业单位所有

10、，属于单位管辖。属于单位管辖。 （4 4）介质特性：介质种类多、压力温度范围大。）介质特性：介质种类多、压力温度范围大。4、压力管道的分类和分级压力管道的分类和分级GDGD类动力管道类动力管道： 定义：定义：火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道；管道； 分级：分级：分为分为GD1GD1级和级和GD2GD2级。级。 特征：特征：介质单一，性质明确、压力与温度较高的输介质单一，性质明确、压力与温度较高的输送管道；送管道；5、工业管道（工业管道（GC类）的条件的条件1 1）GC1GC1级的条件：级的条件：输送输送GB5044GB5044职业性接触毒物危害程

11、度分级职业性接触毒物危害程度分级中规定中规定的毒性程度为的毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质极度危害介质、高度危害气体介质和和工工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道；的管道；输送输送GB50160GB50160石油化工企业设计防火规范石油化工企业设计防火规范及及GB50016GB50016建筑设计防火规范建筑设计防火规范中规定的火灾危险性中规定的火灾危险性为为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力介质且设计压力的管道；的管道； 输送流体介质并且设计压力输送流体介质并且设计压力，或者，或者 并且并且设计温度设计

12、温度 T T 400400的管道。的管道。 5、工业管道（工业管道（GC类）的条件的条件2 2）GC2GC2级的条件：级的条件：p除规定的除规定的GC3GC3级管道外，介质毒性危害程度、火灾级管道外，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规定危险性（可燃性）、设计压力和设计温度小于规定的的GC1GC1级的管道。级的管道。3 3）GC3GC3级的条件：级的条件：p输送无毒、非可燃流体介质，设计压力输送无毒、非可燃流体介质，设计压力，设计温度设计温度 20 T 18520 T 185的管道。的管道。 6、动力管道（动力管道（GD类）的条件）的条件1 1）GD1GD1级的条件

13、：级的条件：输送设计压力输送设计压力，或者或者设计温度设计温度 T 400T 400的的管道。管道。2 2）GD2GD2级的条件：级的条件：输送设计压力输送设计压力，并，并且且设计温度设计温度T 400T 400的管的管道。道。7、压力管道级别之间压力管道级别之间 设计许可的涵盖关系设计许可的涵盖关系不同类别管道之间的涵盖关系不同类别管道之间的涵盖关系 压力容器压力管道设计许可规则压力容器压力管道设计许可规则TSGR1001TSGR100120082008规定，具备高一级的压力管道设计许可的单位及审批规定，具备高一级的压力管道设计许可的单位及审批人员，同时也具有相应低等级的设计、审批资格。人员

14、，同时也具有相应低等级的设计、审批资格。（1 1）GA1GA1级涵盖级涵盖GA2GA2（2 2）GC1GC1级涵盖级涵盖GC2GC2、GC3GC3（3 3）GD1GD1级涵盖级涵盖GD2 GD2 8、 压力管道输送介质的说明压力管道输送介质的说明p 甲类可燃气体：甲类可燃气体：特特 征：爆炸下限征：爆炸下限1010的气体的气体代表物：氢气、甲烷、环氧乙烷、天然气、水煤气、液化代表物：氢气、甲烷、环氧乙烷、天然气、水煤气、液化 石油气、硫石油气、硫 化氢、氯乙烯等化氢、氯乙烯等p 乙类可燃（助燃）气体：乙类可燃（助燃）气体：特特 征：爆炸下限征：爆炸下限1010的气体和助燃气体的气体和助燃气体代

15、表物：代表物： 氨气、氧气等氨气、氧气等p 其它气（汽）体：其它气（汽）体：特特 征：不属上述两类的气体征：不属上述两类的气体代表物：水蒸汽、压缩空气、氮气、二氧化碳等代表物：水蒸汽、压缩空气、氮气、二氧化碳等8、 压力管道输送介质的说明压力管道输送介质的说明p 甲类可燃液体甲类可燃液体特特 征：闪点征：闪点2828的液体的液体代表物：苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、醋酸乙酯、代表物：苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、醋酸乙酯、丙丙 酮、汽油、酮、汽油、6060度以上的白酒等度以上的白酒等p 乙类可燃流体：乙类可燃流体：特特 征：闪点征：闪点 2828至至60 50 50度至度至 60 60度的度的

16、 白白 酒等酒等; ;8、 压力管道输送介质的说明压力管道输送介质的说明p 有毒流体：有毒流体： 特特 征：散发征：散发 在空间，可经呼吸道、皮肤或经口进在空间，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按照国家标准GB5044GB5044具体指标划分。具体指标划分。 分级与代表物：分级与代表物： 级级- -极度危害：氯乙烯、铬酸盐、苯、氰化物等极度危害：氯乙烯、铬酸盐、苯、氰化物等 级级- -高度危害：硫化氢、三硝基甲苯、氯、甲醛等高度危害：硫化氢、三硝基甲苯、氯、甲醛等 级级- -中度危害：苯乙烯、二甲苯、苯

17、酚、甲醇、硝中度危害：苯乙烯、二甲苯、苯酚、甲醇、硝 酸、硫酸等酸、硫酸等 级级- -轻度危害：丙酮、氨、氢氧化钠、溶剂汽油等轻度危害：丙酮、氨、氢氧化钠、溶剂汽油等8、 压力管道输送介质的说明压力管道输送介质的说明p 腐蚀性流体：腐蚀性流体：特特 征：流体的化学或电化学作用引起对金属破征：流体的化学或电化学作用引起对金属破坏的介质。坏的介质。代表物：碱、酸、盐溶液或蒸汽。代表物：碱、酸、盐溶液或蒸汽。p 其它液体：其它液体：特特 征：最高工作温度高于或者等于标准沸点的征：最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。液体。代表物：蒸汽凝水、过热水等。代表物：蒸汽凝水、过热水等。二、压力管道设计要求

18、与程序二、压力管道设计要求与程序1、压力管道设计的总体要求压力管道设计的总体要求2、压力管道设计基本程序压力管道设计基本程序1、压力管道设计要求压力管道设计要求基本要求：基本要求： 压力管道设计单位应当取得相应的设计许可证。压力管道设计单位应当取得相应的设计许可证。 严格执行现行的设计、施工及验收规范及标准；严格执行现行的设计、施工及验收规范及标准； 设计文件内应符合国家及行业有关规定：如工业压力管设计文件内应符合国家及行业有关规定：如工业压力管道设计应当符合道设计应当符合压力管道安全监察规程压力管道安全监察规程工业管道工业管道以及以及GB/T 20801GB/T 20801的要求，保证所设计

19、的管道能够安全、的要求，保证所设计的管道能够安全、持续、稳定、正常地生产运行。同时，也应当保证使用持续、稳定、正常地生产运行。同时，也应当保证使用单位规定的附加要求。单位规定的附加要求。 设计计算依据可靠、计算结果准确；设计成果安全、适设计计算依据可靠、计算结果准确；设计成果安全、适用、技术先进、经济合理。用、技术先进、经济合理。2、压力管道设计基本程序压力管道设计基本程序 根据介质种类、压力、温度选择管道材料；根据介质种类、压力、温度选择管道材料； 进行管径、管壁厚度计算，编制或确定进行管径、管壁厚度计算，编制或确定管道等级表管道等级表； 进行管道布置方案、确定管道走向、敷设方式；进行管道布

20、置方案、确定管道走向、敷设方式； 绘制管道布置图、轴侧图；绘制管道布置图、轴侧图； 编制编制管道特性表管道特性表； 进行应力、热补偿、支架推力计算；进行应力、热补偿、支架推力计算； 向有关专业提供土建资料；向有关专业提供土建资料； 完成设计图纸、图纸会签；完成设计图纸、图纸会签；三、压力管道的材料与管部件三、压力管道的材料与管部件 管道材料设计涉及到管道标准体系的选用、材料选用、压力等级的管道材料设计涉及到管道标准体系的选用、材料选用、压力等级的确定、管道及其元件型式的选用。确定、管道及其元件型式的选用。 （管道设计的特点是：配管制，即：选择管子、管件等管道元（管道设计的特点是：配管制，即：选

21、择管子、管件等管道元件的规格、压力等级、材料种类等。件的规格、压力等级、材料种类等。 ） 管道标准体系的选用：管道标准体系是指管道压力等级、管道管道标准体系的选用：管道标准体系是指管道压力等级、管道规格的标准系列，从管子外径、法兰等级上体现有两大类标准体规格的标准系列，从管子外径、法兰等级上体现有两大类标准体系，即：系，即： 以德国为代表的欧洲体系：管子开始采用小外径体系，后改为以德国为代表的欧洲体系：管子开始采用小外径体系，后改为大外径体系，法兰等级从大外径体系，法兰等级从PN2.5, PN6, PN10, PN16 , PN25, PN40, PN2.5, PN6, PN10, PN16

22、, PN25, PN40, PN63 PN100, PN160 PN63 PN100, PN160 。 我国的许多标准都采用欧洲体系。我国的许多标准都采用欧洲体系。 以美国为代表的美洲体系：以美国为代表的美洲体系： 三、压力管道的材料与管部件三、压力管道的材料与管部件o 管道等级表的内涵管道等级表的内涵（ HG/T 20519-2009 HG/T 20519-2009 化工工艺设计施工图内容和深度统一规定化工工艺设计施工图内容和深度统一规定）o 管道特性表的内涵管道特性表的内涵（ HG/T 20519-2009 HG/T 20519-2009 化工工艺设计施工图内容和深度统一规定化工工艺设计施

23、工图内容和深度统一规定）o 设计压力和设计温度的确定设计压力和设计温度的确定o 材料的选择材料的选择o 管道等级的确定管道等级的确定o 管道标准和壁厚的确定管道标准和壁厚的确定o 法兰、垫片和紧固件的选择法兰、垫片和紧固件的选择o 阀门与管件阀门与管件1 1、管道等级表的内涵、管道等级表的内涵o 根据生产流程和管道输送介质的物性、压力、根据生产流程和管道输送介质的物性、压力、温度等编制的管道等级表是压力管道设计的基温度等编制的管道等级表是压力管道设计的基本依据；本依据； o 管道等级表的内容包含针对输送介质的管道、管道等级表的内容包含针对输送介质的管道、管件、阀门、法兰、垫片、紧固件、安全设施

24、管件、阀门、法兰、垫片、紧固件、安全设施等在内的标准、型号、规格和技术参数；等在内的标准、型号、规格和技术参数；1 1、管道等级表的内涵、管道等级表的内涵主要内容：主要内容： 1 1管道等级管道等级：流体介质：流体介质/ /温度压力额定值温度压力额定值2 2管子：材料管子：材料/ /公称直径公称直径/ /外径外径/ /管道壁厚管道壁厚/ /管表号管表号Sch Sch 3 3法兰：材料法兰：材料/ /法兰类型法兰类型/ /密封面密封面/ /法兰盖法兰盖 4 4阀门：球阀阀门：球阀/ /闸阀闸阀/ /截止阀截止阀/ /止回阀止回阀/ /立式止回阀立式止回阀/ /蝶阀蝶阀5 5管件：材料管件：材料/

25、 /弯头弯头/ /三通三通/ /同心大小头同心大小头/ /偏心大小头偏心大小头/ / 管帽管帽/ /管接头管接头/ /堵头堵头/ /短节短节/ /螺纹活接头螺纹活接头/ /垫片垫片6 6紧固件：螺栓、螺母紧固件：螺栓、螺母/ /螺栓长度螺栓长度/ /螺柱螺柱7 7、特殊附件：过滤器、特殊附件：过滤器/ /蒸汽疏水器蒸汽疏水器/ /爆破片爆破片/ /安全阀安全阀2 2、管道特性表的内涵、管道特性表的内涵管道特性表（也叫管道特性表（也叫“管道数据表管道数据表”）是生产装置全部管道的）是生产装置全部管道的索引，它标明了每根管道的主要技术参数：索引，它标明了每根管道的主要技术参数：管道编号：按车间、工

26、段、以及工艺和公用管道编排；管道编号：按车间、工段、以及工艺和公用管道编排；介质：物料名称和代号介质：物料名称和代号管道起点和止点：设备至设备、管道至管道、管道至设备管道起点和止点：设备至设备、管道至管道、管道至设备管道规格：公称直径管道规格：公称直径管道等级：管道等级：工作和设计参数：工作压力、工作温度、设计压力、设计工作和设计参数：工作压力、工作温度、设计压力、设计温度温度试验要求：包括试压和无损检测试验要求：包括试压和无损检测其他要求：包括保温和油漆要求其他要求：包括保温和油漆要求3、设计压力的确定设计压力的确定工作压力工作压力 Pw (MPa) 设计压力设计压力 P (MPa) Pw

27、Pw 1.8 1.8 P=Pw+0.18 P=Pw+0.18 1.8 1.8Pw Pw 4.0 4.0 P=1.1 Pw P=1.1 Pw 4.0 4.0Pw Pw 8.0 8.0 P= Pw +0.4 P= Pw +0.4 Pw Pw8.08.0 P=1.05 Pw P=1.05 Pw 3、设计温度的确定设计温度的确定最高工作温度最高工作温度T Tw w () () 设计温度设计温度T () T () 2020T Tw w 15 15T=TT=Tww5 5（最低取2020）1515T Tw w 350 350T=TT=Tww2020T Tww350 350 T=TT=Tww(515) (51

28、5) 4、材料的选择材料的选择a) 管道材料的分类：管道材料的分类：铸铁铸铁碳钢碳钢Cr-MoCr-Mo合金钢合金钢奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢有色金属及合金钢有色金属及合金钢 ( (铜、铝、钛以及镍、铝、钛合金）铜、铝、钛以及镍、铝、钛合金）非金属材料（各类塑料管和玻璃钢）非金属材料（各类塑料管和玻璃钢）复合材料（非金属与非金属、复合材料（非金属与非金属、金属与非金属金属与非金属）标准号标准号标准名称标准名称尺寸系列尺寸系列/mm材料材料GB3087-2008低中压锅炉用低中压锅炉用无缝钢管无缝钢管D0 10 426T=1.5 2610 、20GB/T3091-2008低压流体输送低压流体输送用

29、焊接钢管用焊接钢管 D0=117.81626t=4.016Q215A/ B、Q235A/B、Q295A/B、Q345A/BGB5310-2008高压锅炉用无高压锅炉用无缝钢管缝钢管D022 530t=27020G、12CrMoG、15CrMoG、12Cr1MoVC、1Cr18Ni9、1Cr19 Ni11Nb等GB6479-2013高压化肥设备高压化肥设备用无缝钢管用无缝钢管D014273t=2701020、Q345B、12C rMo、12Cr2Mo等 GB/T8163-2008输送流体用无输送流体用无缝钢管缝钢管 D06630t=0.257510 、20、09MnV、Q345GB/T12771

30、-2008流体输送用不流体输送用不锈钢焊接钢管锈钢焊接钢管D08630t=0.3161Cr18Ni9、304、304L、316、316L等GB/T14976-2012流体输送用不流体输送用不锈钢无缝钢管锈钢无缝钢管D06426t=0.515304、304L、316、316L等27不锈钢b、常用管道材料及标准、常用管道材料及标准材料的选择材料的选择C C） 压力管道设计中常用钢材牌号的适用温度范围：压力管道设计中常用钢材牌号的适用温度范围：牌号牌号适用温度范围适用温度范围1010、20202020350 350 16Mn16Mn4040450 450 09Mn2V09Mn2V7070100 10

31、0 12CrMo12CrMo 525 525 15CrMo15CrMo 550 550 12Cr1MoV12Cr1MoV 575 575 1Cr5Mo1Cr5Mo 600 600 0Cr18Ni90Cr18Ni9（304304）196196700 700 0Cr17Ni12Mo2 0Cr17Ni12Mo2 （316 316 ）196196700 700 00Cr19Ni1000Cr19Ni10（304L304L） 400 400 00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2（316L316L） 450 450 材料选用要求材料选用要求 压力管道用材料的基本要求是：强度、塑性、韧性、材料

32、稳定性、工压力管道用材料的基本要求是：强度、塑性、韧性、材料稳定性、工艺性、可焊性、与输送介质的相容性。（相容性包括了耐腐蚀性艺性、可焊性、与输送介质的相容性。（相容性包括了耐腐蚀性、介质温度的要求）、介质温度的要求）（见（见规程规程第二十一条），尤其注意延伸率不低于第二十一条），尤其注意延伸率不低于14%14%。管道设计应有足够的腐蚀裕量。腐蚀裕量应当根据预期的管道使管道设计应有足够的腐蚀裕量。腐蚀裕量应当根据预期的管道使用寿命和介质对材料的腐蚀速率确定，并且还应当考虑介质流动用寿命和介质对材料的腐蚀速率确定，并且还应当考虑介质流动时对管道或受压元件的冲蚀量和局部腐蚀以及应力腐蚀对管道的时对

33、管道或受压元件的冲蚀量和局部腐蚀以及应力腐蚀对管道的影响，以满足管道的安全运行。（影响，以满足管道的安全运行。（规程规程第四十八条）。第四十八条）。介质温度考虑高温、低温和环境温度对材料的影响。例：介质温度考虑高温、低温和环境温度对材料的影响。例： 当金属管道外壁温度受大气环境条件影响，压力管道设计时所考虑当金属管道外壁温度受大气环境条件影响，压力管道设计时所考虑的最低环境温度，可以按照该地区气象资料，取历年来月平均最的最低环境温度，可以按照该地区气象资料，取历年来月平均最低气温的最低值。低气温的最低值。 （规程规程第四十四条）。第四十四条）。 注意几种特殊材料的使用限制注意几种特殊材料的使用

34、限制 灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的使用（灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的使用（规程规程第二十四、二十五条第二十四、二十五条） 碳素结构钢的使用（碳素结构钢的使用（规程规程第二十六、二十七条）第二十六、二十七条） 碳钢、碳锰钢、低温用镍钢不宜长期在碳钢、碳锰钢、低温用镍钢不宜长期在425425以上使用（以上使用（规程规程第二第二十九条）十九条） 奥氏体不锈钢使用温度高于奥氏体不锈钢使用温度高于540 540 时，应当控制材料含碳量不低于时，应当控制材料含碳量不低于0.04%0.04%，并且在固溶状态下使用。（，并且在固溶状态下使用。（规程规程第三十条）第三十条）不同制造方法的钢管的使用（不同制造方法

35、的钢管的使用（规程规程第二十八条）第二十八条）5、管道等级确定管道等级确定根据设计压力和管道材料，确定等级号；根据设计压力和管道材料，确定等级号；标注适宜该等级输送的流体介质代号；标注适宜该等级输送的流体介质代号；列出温度压力额定值：各种温度范围该等级法兰的列出温度压力额定值：各种温度范围该等级法兰的最高使用压力值最高使用压力值.6、管道标准和壁厚的确定管道标准和壁厚的确定o 确定管道的标准和外径：确定管道的标准和外径：o 确定管道的壁厚：确定管道的壁厚：a. a. 采用管表号采用管表号SCH (Schedule number):管表号管表号= =（P/P/） * *10001000 b. b

36、. 采用外管径采用外管径壁厚壁厚金金属属管管道道外外径径系系列列公称直径公称直径外径外径 mmmmHG20553HG20553ISO4200ISO4200GB/T17395GB/T17395系列系列SH3405SH3405JISJISASMEASMEB36.10B36.10A系列系列B系列系列3/83/81017.11417.217.21717.317.11/21/21521.31821.321.32221.721.33/43/42026.72526.926.92727.226.712533.43233.733.7343433.41 1/43242.23842.442.44242.742.21

37、 1/24048.34548.348.34848.648.325060.35760.360.36060.560.32 1/265737676.176.17676.3733808088.98988.988.98989.188.94100114.3108114.3114.3114114.3114.35125141.3133139.7139.7140139.8141.36150168.3159168.3168.3168165.2168.38200219.1219219.1219.1219216.3219.110250273273273273273267.427312300323.8325323.93

38、23.9325318.5323.8选择壁厚所要考虑的因素选择壁厚所要考虑的因素 o 材料的许用应力材料的许用应力o 焊缝系数焊缝系数o 腐蚀余量腐蚀余量o 管道的制造壁厚偏差管道的制造壁厚偏差o 铸造质量系数铸造质量系数o 设计寿命设计寿命CPYDPSt2207、法兰、垫片、紧固件的选择法兰、垫片、紧固件的选择o法兰：法兰：法兰分类：法兰分类：欧洲体系、美洲体系、欧洲体系、美洲体系、日本体系日本体系法兰类型：法兰类型：板式平焊（板式平焊（PLPL）、带颈平焊（、带颈平焊（SOSO）、带颈对焊（）、带颈对焊（WNWN）、）、整体法兰（整体法兰（IFIF）、承插焊（）、承插焊（SWSW）、螺纹法兰

39、（）、螺纹法兰（ThTh）、对焊）、对焊环松套（环松套（PJ/SEPJ/SE）、）、平焊环松套（平焊环松套（PJ/PRPJ/PR）、法兰盖（、法兰盖（BLBL）法兰连接形式的可靠度：法兰连接形式的可靠度：整体法兰带颈对焊、平焊法兰板式平焊法兰整体法兰带颈对焊、平焊法兰板式平焊法兰 法兰密封面：全平面（法兰密封面：全平面（FF )FF )、突面（、突面（RF )RF )、 凹凸面（凹凸面（ MF/M )MF/M )、 榫槽面（榫槽面（ TGTG）、环连接面（）、环连接面（）法兰密封面的基本选用原则法兰密封面的基本选用原则: :法兰类型法兰类型使用工况使用工况 一般一般易燃易爆、高度和极度危害易燃

40、易爆、高度和极度危害PN10MPaPN10MPa高压高压铸铁法兰铸铁法兰整体法兰整体法兰(IF)(IF)带颈对焊法兰带颈对焊法兰(WN)(WN)突面突面(RF) (RF) 突面突面(RF) (RF) 凹凸面凹凸面(MFM) (MFM) 榫槽面榫槽面(TG) (TG) 突面突面(RF) (RF) 环连接面环连接面(RJ)(RJ)全平面全平面(FF)(FF)螺纹法兰螺纹法兰(Th)(Th)板式平焊法兰板式平焊法兰(PL)(PL)突面突面(RF)(RF) ( (注注) )/全平面全平面(FF)(FF)对焊环松套法兰对焊环松套法兰(PJ/SE)(PJ/SE)突面突面(RF)(RF) 突面突面(RF)(

41、RF)/平焊环松套法兰平焊环松套法兰(PJ/PR)(PJ/PR)突面突面(RF)(RF) 突面突面(RF) (RF) 凹凸面凹凸面(MFM) (MFM) 榫槽面榫槽面(TG)(TG)/承插焊法兰承插焊法兰(SW)(SW)突面突面(RF)(RF) 突面突面(RF) (RF) 凹凸面凹凸面(MFM) (MFM) 榫槽面榫槽面(TG)(TG)突面突面(RF)(RF)/带颈平焊法兰带颈平焊法兰(SO)(SO)突面突面(RF)(RF) 突面突面(RF) (RF) 凹凸面凹凸面(MFM) (MFM) 榫槽面榫槽面(TG) (TG) /全平面全平面(FF)(FF)法兰盖法兰盖(BL)(BL)突面突面(RF)

42、(RF) 突面突面(RF) (RF) 凹凸面凹凸面(MFM) (MFM) 榫槽面榫槽面(TG) (TG) 突面突面(RF) (RF) 环连接面环连接面(RJ)(RJ)全平面全平面(FF)(FF)衬里法兰盖衬里法兰盖(BL(S)(BL(S)突面突面(RF)(RF) 突面突面(RF) (RF) 凸面凸面(M) (M) 榫槽面榫槽面(TG) (TG) /法法兰兰密密封封面面的的基基本本选选用用原原则则7、法兰、垫片、紧固件的选择法兰、垫片、紧固件的选择p 垫片：垫片： 常用的垫片类型常用的垫片类型: 非金属垫片（橡胶、石棉橡胶、合成纤维橡胶、聚非金属垫片（橡胶、石棉橡胶、合成纤维橡胶、聚四氟乙烯垫片

43、）、聚四氟乙烯包覆垫片、柔性石墨四氟乙烯垫片）、聚四氟乙烯包覆垫片、柔性石墨复合垫片、金属包覆垫片、缠绕式垫片、齿形组合复合垫片、金属包覆垫片、缠绕式垫片、齿形组合垫、金属环垫；垫、金属环垫； 垫片的选择：垫片的选择： 温度和压力是垫片选择的主要因素，但也要考虑与温度和压力是垫片选择的主要因素，但也要考虑与之相适应的法兰密封面形式和物料的特性。之相适应的法兰密封面形式和物料的特性。 垫片的使用压力和温度以及与法兰适配一览表：垫片的使用压力和温度以及与法兰适配一览表：垫片型式使用压力（MPa)最高使用温度法兰型式密封面型式密封面表面粗糙度橡胶垫片1.6（2.0)200 各种型式RF,MFM,TG

44、,FF密纹水线或Ra 6.312.5石棉橡胶板垫片2.5（2.0）300 各种型式RF,MFM,TG,FF合成纤维橡胶4.02.05.0290 各种型式RF,MFM,TG,FF聚四氟乙烯4.02.05.0260 各种型式RF,MFM,TG,FF柔性石墨复合垫1.06.3 2.011.0650(450) 各种型式RF,MFM,TG聚四氟乙烯包覆垫0.64.02.05.0150 各种型式RF缠绕垫1.616.02.026.0650SO,WN,IF,SW,PJ/SE,BLRF,MFM,TGRa3.26.3金属包覆垫2.010.05.015.0500WN,IF,BLRFRa1.63.2(碳钢）Ra0.

45、81.6（不锈钢）齿形组合垫1.625.05.042.0650WN,IF,BLRF,MFMRa3.26.3金属环垫6.325.011.042.0600WN,IF,BLRJRa0.81.6 (碳钢）Ra0.40.8（不锈钢） 垫片的使用压力和温度以及与法兰适配一览表垫片的使用压力和温度以及与法兰适配一览表7、法兰、垫片、紧固件的选择法兰、垫片、紧固件的选择o 紧固件使用条件：紧固件使用条件： 商品级六角螺栓：商品级六角螺栓：PN；非剧烈循环场合；配用非金；非剧烈循环场合；配用非金属软垫片；属软垫片； 商品级双头螺柱：商品级双头螺柱：PN；非剧烈循环场合；配用非金；非剧烈循环场合；配用非金属软垫片

46、；属软垫片； 其它应选用专用级的螺柱（双头或全螺纹螺柱）和其它应选用专用级的螺柱（双头或全螺纹螺柱）和螺母；螺母； 半金属或金属垫片应使用高强度螺柱（双头或全螺半金属或金属垫片应使用高强度螺柱（双头或全螺纹螺柱）；纹螺柱）； 高温、剧烈循环场合或高温、剧烈循环场合或PN的高压条件下应选用全螺的高压条件下应选用全螺纹螺柱。纹螺柱。8、阀门与管件阀门与管件常用阀门常用阀门1 1、闸阀：适于制成大口径的阀门、闸阀：适于制成大口径的阀门, ,除适用于蒸汽、油品等介质除适用于蒸汽、油品等介质外，还适用于含有粒状固体及黏度较大的介质；并适用于外，还适用于含有粒状固体及黏度较大的介质；并适用于作放空阀和低真

47、空系统阀门。作放空阀和低真空系统阀门。2 2、截止阀、截止阀 ：适用于蒸汽等介质，不宜用于黏度大含有颗粒易：适用于蒸汽等介质，不宜用于黏度大含有颗粒易沉淀的介质、也不宜作放空阀及低真空系统的阀门。沉淀的介质、也不宜作放空阀及低真空系统的阀门。 3 3、节流阀：适用于温度较低、压力较高的介质，以及需要、节流阀：适用于温度较低、压力较高的介质，以及需要 调节流量和压力的部位，不适用于黏度大和含有颗粒的介调节流量和压力的部位，不适用于黏度大和含有颗粒的介质。不宜作隔断阀。质。不宜作隔断阀。4 4、止回阀、止回阀 ：一般适用于清净介质，不宜用于含固体颗粒和黏：一般适用于清净介质，不宜用于含固体颗粒和黏

48、度较大的介质。度较大的介质。8、阀门与管件阀门与管件常用阀门常用阀门5 5、球阀：球阀的结构简单，开关迅速，操作方便，体积小、球阀：球阀的结构简单，开关迅速，操作方便，体积小、重量轻、零部件少，流体阻力小，结构比闸阀、截止阀重量轻、零部件少，流体阻力小，结构比闸阀、截止阀简单。适用于低温、高压及黏度大的介质，不能作调节简单。适用于低温、高压及黏度大的介质，不能作调节流量用。流量用。6 6、蝶阀：蝶阀与相同公称压力等级的平行式闸板阀比较，、蝶阀：蝶阀与相同公称压力等级的平行式闸板阀比较，其尺寸小、重量轻、开闭迅速、具有一定的调节性能，其尺寸小、重量轻、开闭迅速、具有一定的调节性能，适合制成较大口

49、径阀门用于温度小于适合制成较大口径阀门用于温度小于8080、压力小于的、压力小于的原油、油品及水等介质。原油、油品及水等介质。7 7、隔膜阀：适用于、隔膜阀：适用于200200、压力小于的油品、水、酸性介、压力小于的油品、水、酸性介质和含悬浮物的介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂的质和含悬浮物的介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂的介质。介质。8、阀门与管件阀门与管件管件管件o 管件：弯头、三通、异径管管件：弯头、三通、异径管o 分类：分类：l按结构形式或功能：直通、转向、封闭、分支按结构形式或功能：直通、转向、封闭、分支/ /斜接、斜接、变径、同心变径、同心/ /偏心偏心 等；等；l按连接形式分：

50、对接焊、承插焊按连接形式分：对接焊、承插焊( (承口承口/ /插口插口) )、螺纹、螺纹, , 卡套等；卡套等；l按材料类别和制造形式分：无缝、焊接、锻制、铸造。按材料类别和制造形式分：无缝、焊接、锻制、铸造。o 等级表填写要求：填写所采用管件的标准号等级表填写要求：填写所采用管件的标准号四、压力管道的设计要求四、压力管道的设计要求1、压力管道设计基本原则压力管道设计基本原则2 2、管道布置要求、管道布置要求3 3、阀门布置要求、阀门布置要求4 4、管件布置要求、管件布置要求5 5、管道的热补偿、管道的热补偿6 6、管道支吊架、管道支吊架7 7、管道的应力分析与柔性分析、管道的应力分析与柔性分

51、析1 1、压力管道设计基本原则压力管道设计基本原则1 1、管道布置必须遵守安全与环境保护的法、管道布置必须遵守安全与环境保护的法规，以便使管道布置满足安全生产的要求；规，以便使管道布置满足安全生产的要求；2 2、管道布置应符合现行的国家、地方或行、管道布置应符合现行的国家、地方或行业标准、规范和规程的规定业标准、规范和规程的规定。3 3、管道布置必须符合工艺管道及仪表流程、管道布置必须符合工艺管道及仪表流程图（图（PIDPID）的设计要求，应做到安全可靠、）的设计要求，应做到安全可靠、经济合理；经济合理；4 4、管道布置应满足热胀冷缩所需的柔性；、管道布置应满足热胀冷缩所需的柔性；1 1、压力

52、管道设计基本原则压力管道设计基本原则5 5、对于动设备的管道，应注意控制管道的固有、对于动设备的管道，应注意控制管道的固有频率，避免产生共振；频率，避免产生共振；6 6、管道布置应按照管道等级表和特殊管件表选、管道布置应按照管道等级表和特殊管件表选用管道组成件；用管道组成件；7 7、全厂性管道的布置整体布局协调；、全厂性管道的布置整体布局协调；2 2、管道的布置要求、管道的布置要求管道的具体布置要求管道的具体布置要求1 1、管道布置设计应根据具体的生产特点，接合设备、管道布置设计应根据具体的生产特点，接合设备布置、建筑物与构筑物情况等进行综合考虑，对装置布置、建筑物与构筑物情况等进行综合考虑，

53、对装置所有管道全盘规划，各按其位。所有管道全盘规划，各按其位。2 2、为了便于施工安装、生产操作、检查维修，管道、为了便于施工安装、生产操作、检查维修，管道应尽可能架空敷设，必要时也可埋地或管沟敷设。应尽可能架空敷设，必要时也可埋地或管沟敷设。3 3、管道布置应考虑支吊架的设计，使管道尽量靠近、管道布置应考虑支吊架的设计，使管道尽量靠近已有建筑物或构筑物，但应避免使柔性大的构件承受已有建筑物或构筑物，但应避免使柔性大的构件承受较大的荷载。较大的荷载。4 4、在建筑物吊装孔范围内不应布置管道。在设备内、在建筑物吊装孔范围内不应布置管道。在设备内件抽出区域及设备法兰拆卸区内不应布置管道。件抽出区域

54、及设备法兰拆卸区内不应布置管道。 2 2、管道的布置要求、管道的布置要求 5、架空管道穿越道路、铁路、及人行道等的净空高度是架空管道穿越道路、铁路、及人行道等的净空高度是指管道隔热层或支撑构件最低点的高度：指管道隔热层或支撑构件最低点的高度： 电力机车铁路，轨顶以上电力机车铁路，轨顶以上 道路道路 推荐值推荐值 ；最小值最小值 装置内管廊横梁底面装置内管廊横梁底面 装置内管廊下、通道上方装置内管廊下、通道上方 人行道，在道路旁人行道，在道路旁 人行道，在装置小区内人行道，在装置小区内 管道与高压线路间交叉距离应符合架空电力线路管道与高压线路间交叉距离应符合架空电力线路现行国家标准的规定。现行国

55、家标准的规定。2 2、管道的布置要求、管道的布置要求6 6、管道布置应成列平行敷设，尽量走直线少拐弯，少交、管道布置应成列平行敷设，尽量走直线少拐弯，少交叉以减少管架数量，节省管架材料，达到整齐美观便于叉以减少管架数量，节省管架材料，达到整齐美观便于施工安装。施工安装。7 7、只要条件允许，管道应集中成排布置。裸管的管底与、只要条件允许，管道应集中成排布置。裸管的管底与管托底面取齐，以便设计支架。管托底面取齐，以便设计支架。8 8、当管道改变标高或走向时，应避免管道形成积聚气体、当管道改变标高或走向时，应避免管道形成积聚气体的的“气袋气袋”或液体的或液体的“口袋口袋”U U和和“盲肠盲肠”，如

56、不可避免，如不可避免时应于高点设排气阀，低点设排液阀。时应于高点设排气阀，低点设排液阀。9 9、管道平面敷设应有坡度，坡度方向一般均沿着物料流、管道平面敷设应有坡度，坡度方向一般均沿着物料流动方向，但也有与物料流动方向相反的（根据工艺要求动方向，但也有与物料流动方向相反的（根据工艺要求确定）。确定）。2 2、管道的布置要求、管道的布置要求1010、道路、铁路上方的管道不应安装装阀、法兰、螺纹、道路、铁路上方的管道不应安装装阀、法兰、螺纹接头及带有填料的补偿器等可能泄漏的组成件。腐蚀性接头及带有填料的补偿器等可能泄漏的组成件。腐蚀性液体的管道不宜布置在转动设备的上方。液体的管道不宜布置在转动设备

57、的上方。1111、当管道穿越屋面、楼板、平台及墙壁时，一般应加、当管道穿越屋面、楼板、平台及墙壁时，一般应加套管保护。套管保护。1212、埋地管道应考虑车辆荷载的影响，穿越道路时应加、埋地管道应考虑车辆荷载的影响，穿越道路时应加套管，管顶与路面的距离不应小于，并应在冻土深套管，管顶与路面的距离不应小于，并应在冻土深度以下。度以下。1313、从水平的气体主管上引接支管时，应从主管的顶部、从水平的气体主管上引接支管时，应从主管的顶部接出。接出。2 2、管道的布置要求、管道的布置要求1414、多层共架管道的布置：气体管道、热管道、公、多层共架管道的布置：气体管道、热管道、公用工程管道以及电气仪表槽架

58、宜在上层；一般工艺用工程管道以及电气仪表槽架宜在上层；一般工艺管道、腐蚀性介质管道、低温管道宜在下层。管道、腐蚀性介质管道、低温管道宜在下层。1515、易燃、易爆、有毒和有腐蚀性物料的管道不应、易燃、易爆、有毒和有腐蚀性物料的管道不应敷设在生活间、楼梯和走廊处；放空管应引至室外敷设在生活间、楼梯和走廊处；放空管应引至室外指定地点或高出屋面指定地点或高出屋面2m2m以上。以上。1616、无绝热层的管道不用管托或支座。大口径薄壁、无绝热层的管道不用管托或支座。大口径薄壁裸管及有绝热层的管道应采用管托或支座支承。裸管及有绝热层的管道应采用管托或支座支承。2 2、管道的布置要求、管道的布置要求1717

59、）管道直接埋地布置的条件：）管道直接埋地布置的条件：输送介质无腐蚀性，无毒和无爆炸危险的液体、输送介质无腐蚀性，无毒和无爆炸危险的液体、气体管道，由于某种原因无法在地上敷设的；气体管道，由于某种原因无法在地上敷设的；与地下储槽或地下泵房有关的工艺介质管道；与地下储槽或地下泵房有关的工艺介质管道；冷却水及消防水或泡沫消防管道；冷却水及消防水或泡沫消防管道；操作温度小于操作温度小于150150的热力管道。的热力管道。3 3、阀门的布置要求、阀门的布置要求 阀门应设在容易操作、便于安装、维修的地方。阀门应设在容易操作、便于安装、维修的地方。成排管道上的阀门应集中布置，有利于设置操作成排管道上的阀门应

60、集中布置，有利于设置操作平台及梯子。平台及梯子。 阀门应设在热位移小的地方。阀门上有旁路线或阀门应设在热位移小的地方。阀门上有旁路线或偏置的传动部件时，应为旁路或偏布置部件留有偏置的传动部件时，应为旁路或偏布置部件留有足够的安装和操作空间。足够的安装和操作空间。 立管上的阀门的阀杆中心线的安装高度宜在地面立管上的阀门的阀杆中心线的安装高度宜在地面或平面以上的范围，或平面以上的范围，DN40DN40及以下阀门可布置及以下阀门可布置在在2m2m高度以下。高度以下。 埋地管道的阀门要设在阀门井内，并留有维修得埋地管道的阀门要设在阀门井内，并留有维修得空间。空间。4 4、管件的布置要求、管件的布置要求