压力管道设计基本要求

压力管道设计基本要求第1页，共90页，2023年，2月20日，星期五一、压力管道的基本概念1、管道含义及特征2、压力管道的概念3、压力管道的定义4、压力管道的分类和分级5、工业管道的条件6、动力管道的条件7、压力管道级别之间设计许可的涵盖关系8、压力管道输送介质的说明第2页，共90页，2023年，2月20日，星期五1、管道含义及特征管道定义：由管道组成件装配而成，用于输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动。管道组成件：管道标准件、管道特殊件、管道支撑件管道。特点：管道属于长细比大的设备，易失稳、受力情况复杂；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。第3页，共90页，2023年，2月20日，星期五2、压力管道的概念压力管道是指“特种设备安全监察条例”所定义的属于监察范围内的管道；压力管道属于特种设备的范畴；压力管道设计属于特种设备生产范畴和源头；压力管道监察管理体制；第4页，共90页，2023年，2月20日，星期五3、压力管道的定义

根据中华人民共和国国务院令（第373号）通过并公布的《特种设备安全监察条例》，对压力管道进行了定义：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

管道。第5页，共90页，2023年，2月20日，星期五4、压力管道的分类和分级GA类－－长输管道：

定义：指产地、储存库、使用单位用于输送商品介质的管道；分级：分为GA1级和GA2级。基本特征：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；第6页，共90页，2023年，2月20日，星期五4、压力管道的分类和分级GB类－－公用管道：

定义：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。

分级：分为GB1和GB2两级，GB1级为燃气管道。GB2级为热力管道。

基本特征：敷设于城镇地下；一般压力较低；选线条件复杂、困难。第7页，共90页，2023年，2月20日，星期五4、压力管道的分类和分级关于公用管道（1）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设范围。（2）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。（3）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、人工煤气等城镇热力：代表物：高温热水、蒸汽、蒸汽凝结水等（4）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。商品性：是为公共事业或民用提供燃料或热量的特殊商品。第8页，共90页，2023年，2月20日，星期五4、压力管道的分类和分级GC类－－工业管道：定义：指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。包括延伸出工厂边界线，但归属企、事业单位管辖的工艺管线。

分级：GC类分为GC1、GC2和GC3三级。

基本特征：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刻；输送压力和温度高。第9页，共90页，2023年，2月20日，星期五4、压力管道的分类和分级关于工业管道（1）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、辅助管道；（2）工业管道的服务对象：服务对象强调的是为企业、事业单位的生产服务。（3）工业管道的属性：这类压力管道为企、事业单位所有，属于单位管辖。（4）介质特性：介质种类多、压力温度范围大。第10页，共90页，2023年，2月20日，星期五4、压力管道的分类和分级GD类－－动力管道：定义：火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道；分级：分为GD1级和GD2级。特征：介质单一，性质明确、压力与温度较高的输送管道；第11页，共90页，2023年，2月20日，星期五5、工业管道（GC类）的条件1）GC1级的条件：输送GB5044《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《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P≥4.0MPa的管道；输送流体介质并且设计压力P≥10.0MPa，或者P≥4.0MPa

并且设计温度T≥400℃的管道。

第12页，共90页，2023年，2月20日，星期五5、工业管道（GC类）的条件2）GC2级的条件：除规定的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规定的GC1级的管道。3）GC3级的条件：输送无毒、非可燃流体介质，设计压力P≤1.0MPa，设计温度−20℃<T<185℃的管道。

第13页，共90页，2023年，2月20日，星期五6、动力管道（GD类）的条件1）GD1级的条件：输送设计压力P≥6.3MPa，或者设计温度T≥400℃的管道。2）GD2级的条件：输送设计压力P<6.3MPa，并且设计温度T<400℃的管道。第14页，共90页，2023年，2月20日，星期五7、压力管道级别之间

设计许可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》TSGR1001－2008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。（1）GA1级涵盖GA2（2）GC1级涵盖GC2、GC3（3）GD1级涵盖GD2第15页，共90页，2023年，2月20日，星期五8、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、二氧化碳等第16页，共90页，2023年，2月20日，星期五8、压力管道输送介质的说明甲类可燃液体特征：闪点<28℃的液体代表物：苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、醋酸乙酯、丙酮、汽油、60度以上的白酒等乙类可燃流体：特征：闪点≥28℃至<60℃的液体和闪点≥60℃的可燃液体。代表物：醋酸丁酯、苯乙烯、柴油等、>50度至<60度的白酒等;第17页，共90页，2023年，2月20日，星期五8、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：

Ⅰ级--极度危害：氯乙烯、铬酸盐、苯、氰化物等

Ⅱ级--高度危害：硫化氢、三硝基甲苯、氯、甲醛等

Ⅲ级--中度危害：苯乙烯、二甲苯、苯酚、甲醇、硝酸、硫酸等

Ⅳ级--轻度危害：丙酮、氨、氢氧化钠、溶剂汽油等第18页，共90页，2023年，2月20日，星期五8、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。第19页，共90页，2023年，2月20日，星期五9.玻璃工厂常用压力管道输送介质管道特点：介质种类少、温度不高、压力较低、管径不大。1）常用介质：气体：甲类：天然气、液化石油气、乙炔、氢气等乙类：氧气等有毒、腐蚀性：二氧化硫等其它：压缩空气、氮气、饱和蒸汽等液体：甲类：液化石油气（液化烃）等乙类：煤油等丙类：柴油、重油、渣油、煤焦油、变压器油、润滑油其它：高温热水、蒸汽凝结水等2）工作压力：最大2.5MPa3）工作温度：－20～183℃（<1.0MPa蒸汽温度）4）压力管道类别：一般为GC2、GC3第20页，共90页，2023年，2月20日，星期五二、压力管道设计要求与程序1、压力管道设计应熟悉的规范2、压力管道设计常备的手册3、压力管道设计的总体要求4、压力管道设计基本程序第21页，共90页，2023年，2月20日，星期五1、压力管道设计应熟悉的规范GBJ50016-2006建筑设计防火规范GB50160-92石油化工企业设计防火规范GB5044-85职业性接触毒物危害程度分级GB50316-2000工业金属管道设计规范GB50235-97工业金属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GB50264-97工业设备及管道绝热工程设计规范SDGJ6-90火力发电厂汽水管道应力计算技术规定DL/T5054－1996火力发电厂汽水管道设计技术规定第22页，共90页，2023年，2月20日，星期五2、压力管道设计常备的手册公司压力管道设计管理规定和技术规定化工工艺设计手册管道安装技术实用手册化工管路手册动力管道手册钢制管法兰、垫片、紧固件(HG20593~20635)全国压力管道设计审批人员培训教材第23页，共90页，2023年，2月20日，星期五3、压力管道设计要求严格执行现行的设计、施工及验收规范及标准；设计文件内容深度应符合国家及行业有关规定；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。第24页，共90页，2023年，2月20日，星期五4、压力管道设计基本程序⑴根据介质种类、压力、温度选择管道材料；⑵进行管径、管壁厚度计算，编制或确定管道等级表；⑶进行管道布置方案、确定管道走向、敷设方式；⑷绘制管道布置图、轴侧图；⑸编制管道特性表；⑹进行应力、热补偿、支架推力计算；⑺向有关专业提供土建资料；⑻完成设计图纸、图纸会签；第25页，共90页，2023年，2月20日，星期五三、压力管道的材料与管部件管道等级表的内涵管道特性表的内涵设计压力和设计温度的确定材料的选择管道等级的确定管道标准和壁厚的确定法兰、垫片和紧固件的选择阀门与管件第26页，共90页，2023年，2月20日，星期五1、管道等级表的内涵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本依据；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、安全设施等在内的标准、型号、规格和技术参数；第27页，共90页，2023年，2月20日，星期五1、管道等级表的内涵主要内容：1．管道等级：流体介质/温度－压力额定值2．管子：材料/公称直径/外径/管道壁厚/管表号Sch3．法兰：材料/法兰类型/密封面/法兰盖4．阀门：球阀/闸阀/截止阀/止回阀/立式止回阀/蝶阀5．管件：材料/弯头/三通/同心大小头/偏心大小头/管帽/管接头/堵头/短节/螺纹活接头/垫片6．紧固件：螺栓、螺母/螺栓长度/螺柱数量7、特殊附件：过滤器/蒸汽疏水器/爆破片/安全阀第28页，共90页，2023年，2月20日，星期五2、管道特性表的内涵管道特性表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：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：公称直径管道等级：工作和设计参数：工作压力、工作温度、设计压力、设计温度试验要求：包括试压和无损检测其他要求：包括保温和油漆要求第29页，共90页，2023年，2月20日，星期五3、设计压力的确定工作压力Pw(MPa)设计压力P(MPa)Pw≤1.8P=Pw+0.181.8＜Pw≤4.0P=1.1Pw4.0＜Pw≤8.0P=Pw+0.4Pw＞8.0P=1.05Pw

第30页，共90页，2023年，2月20日，星期五3、设计温度的确定最高工作温度Tw(℃)设计温度T(℃)－20＜Tw≤15T=Tw－5（最低取－20）15＜Tw≤350T=Tw＋20Tw＞350T=Tw＋(5~15)第31页，共90页，2023年，2月20日，星期五

4、材料的选择a)

管道材料的分类：铸铁碳钢Cr-Mo合金钢奥氏体不锈钢有色金属及合金钢(铜、铝、钛以及镍、铝、钛合金）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、金属与非金属）第32页，共90页，2023年，2月20日，星期五标准号标准名称尺寸系列/mm材料GB3087-1999低中压锅炉用无缝钢管D0＝10~426T=1.5～2610、20GB/T3091-2001低压流体输送用焊接钢管D0=117.8~1626t=4.0~16Q215A/B、Q235A/B、Q295A/B、Q345A/BGB5310-1995高压锅炉用无缝钢管D0＝22~530t=2~7020G、12CrMoG、15CrMoG、12Cr1MoVC、1Cr18Ni9、1Cr19Ni11Nb等GB6479-2000化肥设备用高压无缝钢管D0＝14～273t=2~701016Mn、12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo等GB/T8163-1999流体输送用无缝钢管D0＝6~630t=0.25~7510、20、09MnV、16MnGB/T12771-2000流体输送用不锈钢焊接钢管D0＝8~630t=0.3~161Cr18Ni9、304、304L、316、316L等GB/T14976-2002流体输送不锈钢无缝钢管D0＝6~426t=0.5~15304、304L、316、316L等27不锈钢b、常用管道材料及标准

第33页，共90页，2023年，2月20日，星期五

材料的选择C）压力管道设计中常用钢材牌号的适用温度范围：牌号适用温度范围10、20－20～350℃16Mn－40～450℃09Mn2V－70～100℃12CrMo≤525℃15CrMo≤550℃12Cr1MoV≤575℃1Cr5Mo≤600℃0Cr18Ni9（304）－196～700℃0Cr17Ni12Mo2（316）－196～700℃00Cr19Ni10（304L）≤400℃00Cr17Ni14Mo2（316L）≤450℃第34页，共90页，2023年，2月20日，星期五

5、管道等级确定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；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.第35页，共90页，2023年，2月20日，星期五6、管道标准和壁厚的确定确定管道的标准和外径：确定管道的壁厚：

a.采用管表号SCH(Schedulenumber):管表号=（P/[σ]）*1000b.采用外管径×壁厚第36页，共90页，2023年，2月20日，星期五金属管道外径系列公称直径外径

mmHG20553ISO4200GB/T17395Ⅰ系列SH3405JISASMEB36.10A系列B系列3/81017.11417.217.21717.317.11/21521.31821.321.32221.721.33/42026.72526.926.92727.226.712533.43233.733.7343433.411/43242.23842.442.44242.742.211/24048.34548.348.34848.648.325060.35760.360.36060.560.321/265737676.176.17676.37338088.98988.988.98989.188.94100114.3108114.3114.3114114.3114.35125141.3133139.7139.7140139.8141.36150168.3159168.3168.3168165.2168.38200219.1219219.1219.1219216.3219.110250273273273273273267.427312300323.8325323.9323.9325318.5323.8第37页，共90页，2023年，2月20日，星期五选择壁厚所要考虑的因素

材料的许用应力焊缝系数腐蚀余量管道的制造壁厚偏差铸造质量系数设计寿命第38页，共90页，2023年，2月20日，星期五7、法兰、垫片、紧固件的选择法兰：法兰分类：欧洲体系、美洲体系、日本体系法兰类型：板式平焊（PL）、带颈平焊（SO）、带颈对焊（WN）、整体法兰（IF）、承插焊（SW）、螺纹法兰（Th）、对焊环松套（PJ/SE）、平焊环松套（PJ/PR）、法兰盖（BL）法兰连接形式的可靠度：整体法兰＞带径对焊、平焊法兰＞板式平焊法兰

法兰密封面：全平面（FF)、突面（RF)、凹凸面（MF/M)、榫槽面（TG）、环连接面（ＲＪ）法兰密封面的基本选用原则:第39页，共90页，2023年，2月20日，星期五法兰类型使用工况一般易燃易爆、高度和极度危害PN≥10MPa高压铸铁法兰整体法兰(IF)带颈对焊法兰(WN)突面(RF)

突面(RF)

凹凸面(MFM)

榫槽面(TG)突面(RF)连环接面(RJ)全平面(FF)螺纹法兰(Th)板式平焊法兰(PL)突面(RF)

(注)/全平面(FF)对焊环松套法兰(PJ/SE)突面(RF)

突面(RF)//平焊环松套法兰(PJ/PR)突面(RF)

突面(RF)

凹凸面(MFM)

榫槽面(TG)//承插焊法兰(SW)突面(RF)

突面(RF)

凹凸面(MFM)

榫槽面(TG)突面(RF)/带颈平焊法兰(SO)突面(RF)

突面(RF)

凹凸面(MFM)

榫槽面(TG)/全平面(FF)法兰盖(BL)突面(RF)

突面(RF)

凹凸面(MFM)

榫槽面(TG)突面(RF)连环接面(RJ)全平面(FF)衬里法兰盖(BL(S)突面(RF)

突面(RF)

凸面(M)

榫槽面(TG)//法兰密封面的基本选用原则第40页，共90页，2023年，2月20日，星期五

7、法兰、垫片、紧固件的选择垫片：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、齿形组合垫、金属环垫；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：第41页，共90页，2023年，2月20日，星期五垫片型式使用压力（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,FF密纹水线或Ra6.3~12.5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≤4.02.0～5.0290

各种型式RF,MFM,TG,FF聚四氟乙烯≤4.02.0～5.0260

各种型式RF,MFM,TG,FF柔性石墨复合垫1.0~6.32.0～11.0650(450)

各种型式RF,MFM,TG聚四氟乙烯包覆垫0.6~4.02.0~5.0150

各种型式RF缠绕垫1.6~16.02.0~26.0650SO,WN,IF,SW,PJ/SE,BLRF,MFM,TGRa3.2~6.3金属包覆垫2.0~10.05.0~15.0500WN,IF,BLRFRa1.6~3.2(碳钢）Ra0.8～1.6（不锈钢）齿形组合垫1.6~25.05.0~42.0650WN,IF,BLRF,MFMRa3.2~6.3金属环垫6.3~25.011.0~42.0600WN,IF,BLRJRa0.8~1.6(碳钢）Ra0.4～0.8（不锈钢）垫片的使用压力和温度以及与法兰适配一览表第42页，共90页，2023年，2月20日，星期五

7、法兰、垫片、紧固件的选择紧固件使用条件：商品级六角螺栓：PN≤1.6MPa；非剧烈循环场合；配用非金属软垫片；商品级双头螺柱：PN≤4.0MPa；非剧烈循环场合；配用非金属软垫片；其它应选用专用级的螺柱（双头或全螺纹螺柱）和螺母；半金属或金属垫片应使用高强度螺柱（双头或全螺纹螺柱）；高温、剧烈循环场合或PN≥16.0MPa的高压条件下应选用全螺纹螺柱。第43页，共90页，2023年，2月20日，星期五8、阀门与管件—常用阀门1、闸阀：适于制成大口径的阀门,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；并适用于作放空阀和低真空系统阀门。2、截止阀：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。3、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质。不宜作隔断阀。4、止回阀：一般适用于清净介质，不宜用于含固体颗粒和黏度较大的介质。第44页，共90页，2023年，2月20日，星期五8、阀门与管件—常用阀门5、球阀：适用于低温、高压及黏度大的介质，不能作调节流量用。6、柱塞阀：柱塞阀是国际上近代发展的新颖结构阀门，具有结构紧凑闭灵活、寿命长、维修方便等特点。7、旋塞阀：适用于温度较低、黏度较大的介质和要求开关迅速的部位，一般不适用于蒸汽和温度较高的介质。8、蝶阀：适合制成较大口径阀门用于温度小于80℃、压力小于1.0MPa的原油、油品及水等介质。9、隔膜阀：适用于200℃、压力小于1.0MPa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介质。第45页，共90页，2023年，2月20日，星期五

8、阀门与管件—管件管件：弯头、三通、异径管分类：按结构形式或功能：直通、转向、封闭、分支/斜接,、变径、同心/偏心等；按连接形式分：对接焊、承插焊(承口/插口)、螺纹,卡套等；按材料类别和制造形式分：无缝、焊接、锻制、铸造。等级表填写要求：填写所采用管件的标准号第46页，共90页，2023年，2月20日，星期五四、压力管道的设计要求1、压力管道设计基本原则2、管道布置要求3、阀门布置要求4、管件布置要求5、管道的热补偿6、管道支吊架7、管道的应力计算第47页，共90页，2023年，2月20日，星期五1、压力管道设计基本原则1、管道布置必须符合工艺管道及仪表流程图（PID）的设计要求，应做到安全可靠、经济合理；2、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；3、管道布置应满足热胀冷缩所需的柔性；第48页，共90页，2023年，2月20日，星期五1、压力管道设计基本原则4、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；5、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；6、全厂性管道的布置整体布局协调；7、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。第49页，共90页，2023年，2月20日，星期五2、管道的布置要求1、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，对装置所有管道全盘规划，各按其位。2、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。3、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较大的荷载。4、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。第50页，共90页，2023年，2月20日，星期五2、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≥6.6m♦道路推荐值≥5.0m；最小值≥4.5m

♦装置内管廊横梁底面≥4.0m

♦装置内管廊下、通道上方≥3.2m

♦人行道，在道路旁≥2.2m

♦人行道，在装置小区内≥2.0m

♦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。第51页，共90页，2023年，2月20日，星期五2、管道的布置要求6、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，达到整齐美观便于施工安装。7、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。8、当管道改变标高或走向时，应避免管道形成积聚气体的“气袋”或液体的“口袋”U和“盲肠”，如不可避免时应于高点设排气阀，低点设排液阀。9、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（根据工艺要求确定）。第52页，共90页，2023年，2月20日，星期五2、管道的布置要求10、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。腐蚀性液体的管道不宜布置在转动设备的上方。11、当管道穿越屋面、楼板、平台及墙壁时，一般应加套管保护。12、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0.6m，并应在冻土深度以下。13、从水平的气体主管上引接支管时，应从主管的顶部接出。第53页，共90页，2023年，2月20日，星期五2、管道的布置要求14、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。15、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；放空管应引至室外指定地点或高出屋面2m以上。16、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。第54页，共90页，2023年，2月20日，星期五2、管道的布置要求17）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、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；冷却水及消防水或泡沫消防管道；操作温度小于150℃的热力管道。第55页，共90页，2023年，2月20日，星期五3、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。成排管道上的阀门应集中布置，有利于设置操作平台及梯子。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。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0.7－1.6的范围，DN40及以下阀门可布置在2m高度以下。埋地管道的阀门要设在阀门井内，并留有维修得空间。第56页，共90页，2023年，2月20日，星期五4、管件的布置要求弯头宜选用曲率半径等于1.5倍公称直径的长半径弯头；输送气固、液固两相流物料的管道应选用大曲率半径弯管；管廊上水平管道变径连接，如无特殊要求，应选用底平偏心异径管；垂直管上宜选用同心异径管；对于水平吸入的离心泵，当入口管变径时，应在靠近泵的入口处设置偏心异径管。当管道从下向上进泵时，应采用顶平安装，当管道从上向下进泵时，宜采用底平安装；第57页，共90页，2023年，2月20日，星期五4、管件的布置要求平焊法兰不应与无直接管段的弯头直接连接；阀门和其他静密封接头宜安装在管道支撑点的附近；除工艺有特殊要求外，塔、反应器，立式容器等设备裙座内的管道上不得布置法兰和螺纹接头；输送有固体沉积及结焦介质的管道等应分段设置法兰。调节阀两侧管道上的异径管应紧靠调节阀；第58页，共90页，2023年，2月20日，星期五5、管道的热补偿1）热补偿的方式：自然补偿和采用补偿器；2）管道热补偿设计原则：首先考虑自然补偿；采用管道冷紧；采用和选择合适的补偿器；位置应使管道布置美观、协调。第59页，共90页，2023年，2月20日，星期五5、管道的热补偿3）增加管道的自然补偿能力的方式：改变管道的走向，以增加整个管道的柔性；利用弹簧支吊架放松约束；改变设备布置。第60页，共90页，2023年，2月20日，星期五5、管道的热补偿4）自然补偿的计算：Ｌ形直角自然补偿：

或

其中：△L

--长臂Ｌ的热伸长量mm；

l

--短臂长度m；Ｄ--管道的外径mm；

第61页，共90页，2023年，2月20日，星期五5、管道的热补偿Ｚ形折角弯自然补偿其中：△t

--计算温差℃Ｅ--管道材料的弹性模量MPaＤ--管道的外径mm

σ

--弯曲需用应力MPaＫ--Ｌ1/Ｌ2第62页，共90页，2023年，2月20日，星期五5、管道的热补偿空间自然补偿管段的近似验算：其中：Dn－管道公称直径mm△L－管道三个方向热伸长量的向量和cm

L－管道的展开长度mＵ－管道两端固定点之间的直线距离

m第63页，共90页，2023年，2月20日，星期五5、管道的热补偿5）压力管道设计中常用的补偿器：Π型补偿器、波型补偿器何套管式补偿器或球形补偿器。Ⅱ形补偿器：结构简单、运行可靠、投资少，在压力管道设计广泛采用。波型补偿器：补偿能力大、占地小，但制造较为复杂，价格高，适用于低压大直径管道。套管式或球形补偿器：因填料容易松弛，发生泄漏，因此很少采用。在有毒及可燃介质管道中严禁采用。第64页，共90页，2023年，2月20日，星期五6、管道支吊架1）管道支吊架作用：承重：承受管道的重量荷载；限位作用：阻止管道发生非预期方向的位移；控制振动：用来控制摆动、振动或冲击。2）管道支吊架分类：承重支吊架限制性支架防振支架第65页，共90页，2023年，2月20日，星期五6、管道支吊架3）常用支吊架型式：●管托：◊焊接型滑动、固定、导向管托

◊高压管托◊固定挡板及导向板◊低温管路用滑动、固定管托●管卡：♦圆钢管卡♦导向管卡♦扁钢管卡●管吊：◊焊接型（平管、弯管、立管）管吊◊卡箍型（平管、立管）管吊◊吊于管子上的管道第66页，共90页，2023年，2月20日，星期五6、管道支吊架●型钢吊架：♦双杆Ц型吊架♦双柱U型吊架♦双柱型Ц型吊架●柱架：♦悬臂支架♦三角支架♦单肢悬臂墙架♦双肢悬臂墙架●墙架：♦简型三角墙架♦单肢三角墙架●支架：平管支架、弯管支架、立管支架●弹簧架：♦弹簧托架♦弹簧吊架●组装型吊支架3）支吊架型式：第67页，共90页，2023年，2月20日，星期五6、管道支吊架4）吊支架的应用范围a.固定支架:

在管路上不允许有任何位移的地方，应装设固定支架。b．活动支架:

在水平管路上没有或只有很小垂直位移并允许在轴向和横向有位移的地方，可装设活动支架。c．导向支架:

在水平管路上只允许有轴向位移而不允许有横向位移的地方，应装设导向支架。d.弹簧支架:

在管道支撑点处存在垂直位移时，应装设有弹簧吊架。第68页，共90页，2023年，2月20日，星期五6、管道支吊架5）支吊架位置的确定基本原则管道支吊架的位置、数量、型式等应满足管系静应力分析的要求；管道支吊架应具备相应的生根条件；支吊架应尽可能利用已有的建构筑物和地面等作为生根点；支吊架位置应不妨碍操作人员的通行、设备的检修和管道的拆卸；支吊架的位置尚应考虑经济型原则；支吊架的位置应尽可能整齐有序。第69页，共90页，2023年，2月20日，星期五7、管道的应力计算1）必须通过计算机计算的管系

—与汽轮机进出口连接的管道。

—与离心式压缩机进出口连接的管道。

—与往复式压缩机进出口连接的管道。2）一般应进行计算的管系

a)与泵的进出口连接的管道，且公称直径等于或大于100mm，且温度等于或高于230℃，或者等于或低于-20℃的管道。

b)有关规范要求的管道

—锅炉或其它规范中规定要进行柔性分析的管道

—规范中规定要进行柔性分析的管道。第70页，共90页，2023年，2月20日，星期五7、管道的应力计算c)其他管道

—温度等于或高于340℃的所有管道。

—所有管道与冷箱连接的低温管道。

—公称直径等于或大于150mm，且温度等于或高于230℃，或者等于或低于-20℃的管道。

—连接到压力容器的重要管道。

—所有由工艺专业提出的重要管道的内部绝热管道。

—公称直径等于或大于150mm的管廊上的管道。

—所有铝及铝合金的管道。

—所有衬里的管道。第71页，共90页，2023年，2月20日，星期五7、管道的应力计算3）应力计算基本内容：管道个各节点的一次、二次应力值；管道对设备管口的推力；管道的最大位移对法兰和管架的作用力。4）应力计算的目的：进行管道柔性设计，保证管道上各点的二次应力小于许用应力范围；管道对设备管口的推力和力矩在允许范围内；管道的最大位移量满足管道布置要求。第72页，共90页，2023年，2月20日，星期五7、管道的应力计算5）计算软件：AutoPipe管道应力计算软件适用于应用AutoPlant三维管道设计软件的各种管道的应力计算分析；等值刚度法管道静力计算微机版软件适用于GB、GC类管道的应力计算分析；Glif管道应力分析程序适用于GD类管道的应力计算分析。第73页，共90页，2023年，2月20日，星期五五、关于设计、施工安装说明1、按相应的规范编制相关的管道施工安装说明2、GC类工艺管道的设计与施工安装说明3、GB1燃气管道的设计与施工安装说明4、GB2热力管道的设计与施工安装说明第74页，共90页，2023年，2月20日，星期五1、按相应的规范要求编制施工安装说明GB1类管道按《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33－2005编制GB2类管道按《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ28－2005编制GC类的工业管道按《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235－97编制GD类管道可按《电力建设施工及验收技术规范锅炉机组篇》DL/T5047-1995和《电力建设施工及验收技术规范汽轮机机组篇》DL5011-1992编制相关规范：《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》GBJ126、《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229第75页，共90页，2023年，2月20日，星期五2、GC类工艺管道的设计与施工安装说明工艺管道设计与施工安装说明的基本内容关于管道安装的内容和要求射线照相检验的基本条件管道的吹扫说明管道的压力试验说明第76页，共90页，2023年，2月20日，星期五

工艺管道

设计与施工安装说明的基本内容1、原则要求、设计范围和主要内容

2、设计与施工安装所引用的规范

3、图纸的组成和说明

4、管道的安装要求

5、管道的检验和试压要求

6、管道的吹扫和清洗

7、管道的绝热施工要求

8、管道的涂色要求第77页，共90页，2023年，2月20日，星期五关于管道安装的内容和要求图纸中管道的标注说明关注土建工程的相关内容管道连接的原则管道安装坡度要求管道的防静电接地要求管道的防腐说明管道支吊架的安装要求其它特殊情况的说明第78页，共90页，2023年，2月20日，星期五射线照相检验的基本条件

应进行100%射线照相检验，其质量不低于Ⅱ级的管道包括：

1、输送剧毒流体的管道；

2、输送设计压力大于等于