压力管道设计单位取换证设计人员答辩常见问题

压力管道设计单位取换证设计人员答辩常见问题编制：maszhc审核：×××目录TOC\o"1-1"\h\u25355一、在压力管道设计中，工艺装置设备布置需要综合考虑哪些关键因素？ 214286二、压力管道设计时相关设备的防火间距及操作检修要求有哪些？ 49916三、压力管道设计时相关管道的设计参数选取主要包括包括哪些内容，具体是如何规定的？ 629889四、在压力管道设计中，选材、应力控制、管架设置及热处理是确保安全性与可靠性的核心环节。结合相关规范与工程实践工作，具体要求的要点是什么？ 821238五、在压力管道设计时，安全泄压措施主要包括哪些？ 1221882六、根据压力管道设计规范及工程实践，无损检测方式与比例、水压试验压力及管道净空要求的确定原则是什么？ 14压力管道设计答辩常见问题汇总一、在压力管道设计中，工艺装置设备布置需要综合考虑哪些关键因素？1、物料特性腐蚀性物料管道应布置在下方或外侧，避免对其他管道造成损害。易燃、易爆、有毒物料管道需远离生活区、楼梯和走廊，并配备安全阀、防爆膜等安全装置，放空管应引至室外指定位置。冷热管道尽量分开布置，热管在上，冷管在下，间距需符合规范要求。2、工艺要求管道敷设应有坡度，方向通常沿物料流动方向，坡度一般为1/100～5/1000，以保证物料顺畅流动。管道应与设备整体布局协调，确保物料输送路径合理，减少弯头和分支，降低阻力。3、安全性合理设置安全阀、防爆膜、阻火器等安全装置，确保系统在超压或异常情况下的安全性。管道应避开高温、振动源等危险区域，减少潜在风险。4、安装与维护优先采用架空敷设，便于安装、生产和维修，必要时可选择埋地或管沟敷设。预留足够的操作和检修空间，确保设备和管道的可及性。5、结构与柔性考虑管道的柔性设计，避免因热胀冷缩或振动导致应力集中。合理选择支架和吊架，确保管道固定可靠，同时允许一定的位移。6、经济性在满足安全和工艺要求的前提下，优化管道走向和布局，减少材料消耗和施工成本。结合设备布置，合理规划管道长度，降低运行能耗。通过以上因素的综合考虑，可以确保压力管道系统的安全、高效运行，并为装置的长期稳定生产提供保障。二、压力管道设计时相关设备的防火间距及操作检修要求有哪些？1、防火间距：设备、建筑物平面布置的防火间距，除现行国家标准《石油化工企业设计防火标准》GB50160另有规定外，不应小于表5.1.16的规定。明火加热炉附属的燃料气分液罐、燃料气加热器等与炉体的防火间距不应小于6m。以甲、乙类液体为溶剂的溶液法聚合液所用的总容积大于800m³的掺和储罐与相邻的设备、建筑物的防火间距不宜小于7.5m；总容积小于或等于800m³时，其防火间距不限。可燃气体、液化烃和可燃液体的在线分析仪表间与工艺设备的防火间距不限。布置在爆炸危险区的在线分析仪表间内设备为非防爆型时，应正压通风。2、操作检修：消火栓、喷淋管及其附件的距离不宜大于40m（一般高度不超过24m的建筑物），消火栓检修口或喷淋管检修口应设在距地面1.5m以内且便于操作的位置。对于高层建筑（24m以上），消火栓、喷淋管及其附件的距离不宜大于50m。防火分隔墙、防火闸门、防火卷帘门的检修口应当设在火隔墙或防火门的同一侧面或上方，位置应当便于操作，且与防火门框架之间的距离不大于500mm。以上规范要求仅为简要概述，具体设置还需根据建筑设计、建筑结构、消防设施等因素综合考虑。三、压力管道设计时相关管道的设计参数选取主要包括包括哪些内容，具体是如何规定的？1、设计压力：应不低于正常操作时，由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的压力。最苛刻条件是指导致管子及管道组成件最大壁厚或最高公称压力等级的条件。设计压力一般应略高于由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力。具体确定方法包括：通用设计压力计算规则：根据工作压力Pw分段计算，采用不同的裕度系数确定设计压力P（如表1所示）。表1.通用设计压力计算规则（基于工作压力分段）工作压力

Pw

(MPa)设计压力

P

(MPa)计算公式说明Pw≤1.8P=Pw+0.18增加固定裕量0.18MPa1.8<Pw≤4.0P=1.1×Pw​乘以系数1.14.0<Pw≤8.0P=Pw+0.4增加固定裕量0.4MPaPw>8.0P=1.05×Pw​乘以系数1.05注：此规则适用于一般工况，需确保Pw​

为“最苛刻条件下的最高工作压力”（含介质静液柱压力等因素）有安全泄压装置时：设计压力应不低于安全泄压装置的设定压力，以确保管道系统能够承受安全泄压装置启动时释放的压力。有高扬程泵时：对于往复泵等高扬程泵，设计压力应取泵的最大封闭压力值。真空系统：设计压力应取0.1MPa外压。与塔或容器等设备相连的管道：设计压力应不低于所连设备的设计压力，且当管道内有较高的液体液柱时，还应考虑该液体静压头的影响。2、设计温度：应不低于正常操作时，由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的温度。此外，管道压力等级的确定需要综合考虑管道内介质的性质（如温度、压力、腐蚀性等）、管道的运行工况以及安全规范要求。在明确了压力等级后，设计人员便可以依据相应的标准（如ASME、DIN、GB/T等）选择合适的标准件，这些标准件的承压能力、尺寸、材质等参数都应与管道压力等级相匹配，从而保证整个管道系统的安全运行。四、在压力管道设计中，选材、应力控制、管架设置及热处理是确保安全性与可靠性的核心环节。结合相关规范与工程实践工作，具体要求的要点是什么？1、材料选用原则1.1介质特性中性介质（如水、蒸汽）优先选用碳钢管（如Q235、20#钢）。酸性/碱性介质需采用耐腐蚀材料（如316L不锈钢、双相钢）；强腐蚀环境可考虑非金属材料（如玻璃钢）。易燃、有毒介质需满足密封性要求，法兰连接处优先选用缠绕垫片。1.2温度与压力高温管道（>300℃）：选用铬钼合金钢（如15CrMo、12Cr2Mo）。高压管道（>10MPa）：采用高强度无缝钢管（如20#高压无缝钢管）。低温管道（<-20℃）：需奥氏体不锈钢或低温碳钢（如09MnD）。1.3经济性与标准化优先选用标准金属材料，非金属仅当金属不适用时考虑。公称直径≥50mm的压力管道需符合《特种设备安全监察条例》定义。2、应力控制方法2.1应力分类与限值2.1.1应力分类‌一次应力‌：由机械荷载直接引起，具有非自限性，包括：一次总体薄膜应力（Pm）：如内压容器筒体周向应力。一次局部薄膜应力：如接管连接处局部应力。一次弯曲应力：沿厚度方向线性分布。‌二次应力‌：由结构约束或变形协调引起（如热应力），具有自限性。‌峰值应力‌：局部几何不连续导致的集中应力，可能引发疲劳裂纹。2.1.2应力限值‌一次应力‌：≤1.0S（许用应力）。‌一次+二次应力‌：≤1.5S。‌二次应力‌：基于疲劳曲线或安定性分析（如3倍许用应力）。‌峰值应力‌：通过疲劳强度减弱系数或断裂力学评估。2.1.3工程应用压力容器、管道等承压设备需按此分类进行强度评定。应力集中区域需通过疲劳分析评估影响。2.2柔性设计措施采用π形、Z形补偿器吸收热位移。复杂管系通过增加弯头或环形补偿器降低应力。动设备（泵、压缩机）管口附加力需满足API标准（如API610）。2.3振动控制两相流或往复设备管道需设置防振支架，并避开共振频率。3、管架设置要点3.1跨距计算按强度与刚度双条件校核，公式：Lmax=Z∙[σ示例：DN100碳钢管，保温层密度≤200kg/m³，最大跨距≤6.5m。3.2支架类型选择类型应用场景固定支架限制所有位移，用于补偿器分段或设备接口处。导向支架控制横向位移，防止法兰泄漏或邻近管道干涉。弹簧支吊架垂直位移>100mm时采用；位移量大时用恒力弹簧。3.3布置原则设备管口附近设支架，减少荷载传递。多层共架时：气体/热管道在上层，腐蚀性/低温管道在下层。4、热处理要求4.1需热处理的场景壁厚≥19mm的碳钢管道，或铬钼合金钢管道。易产生延迟裂纹的材料（如12CrMoV）焊后立即处理。非金属衬里管道或冷拉口工装拆除前。4.2热处理工艺参数热处理温度：碳钢：580–620℃，铬钼钢：680~720℃。热处理保温时间：每25mm壁厚≥1小时，厚壁管道递增计算。速率：升温≤220℃/h，冷却≤150℃/h（300℃后自然冷却）。

热膨胀补偿器

4.3质量验证硬度检测：焊缝硬度≤母材HB+100，且符合材料上限（如合金钢≤HB300）。无损检测：SHA/SHB级管道100%射线检测。4.4设计流程总结4.4.1选材

→

应力分析（CAESARII/AutoPIPE）→

管架布置

→

热处理方案。4.4.2严格遵循规范：国内：TSG31-2025《工业管道安全技术规程》、GB/T20801。国际：ASMEB31.3。五、在压力管道设计时，安全泄压措施主要包括哪些？1、安全泄压的概念：安全泄压是一种常见的防护措施，用于预防压力设备出现过压或压力过大而引起的灾害事故。当压力超过容器或管道设计压力时，通过泄压管或其他通道，将部分压力释放，以保证设备的安全稳定运行。2、安全泄压的方式：2.1爆破片：一种常用的安全泄压装置，安装在压力管道的末端，当管道的压力超过设计值时，爆破片会破裂，从而将部分管道内的压力释放出来。但爆破片一旦破裂，就需要更换，使用寿命较短。2.2安全阀：能够自动控制压力的泄压装置，在管道达到预定压力阈值后，能够自动打开，使高压气体或液体从管道中排出，以保证系统安全稳定运行。使用安全阀时，应确保它与压力容器相同的设计压力和标准，以确保阀门完全打开并释放过高压力。2.3压力释放门：一种主动式的安全泄压装置，能够立即响应和释放过高的压力。通常安装在管道系统的高压侧和低压侧，在有压力泄漏的情况下会自动开启，而压力将在泄压装置中被分散处理。2.4泄压堵塞器：通过调节阀等装置来实现安全泄压的方法，通过改变管道系统内的流通面积，调节流经管道的流量，从而降低管道的压力。泄压过程中无需更换零部件2.5安全泄压的重要性：通过安全泄压装置的设置，可以使管道内部压力得到及时监测和控制，避免管道内部压力过大而引起的突发情况。同时，安全泄压装置还能够保护压力容器和管道系统的完整性，延长设备的使用寿命，减少维修和更换费用，提高生产效益和安全生产水平。综上所述，在压力管道设计时，应根据具体的应用场景和需求，择合适的安全泄压装置，并确保其正确安装和维护，以保障管道系统的安全运行。六、根据压力管道设计规范及工程实践，无损检测方式与比例、水压试验压力及管道净空要求的确定原则是什么？1、无损检测方式与比例确定1.1检测方式选择射线检测（RT）：适用于厚度≤100mm管道，可检出气孔、夹渣等体积型缺陷（精度≥0.5mm）。超声波检测（UT）：适用于厚壁管道（>100mm），对裂纹、未熔合敏感（分辨率达0.1mm）。磁粉检测（MT）：仅用于铁磁性材料（如碳钢），可检出表面/近表面裂纹（灵敏度0.1mm×1mm）。渗透检测（PT）：适用于非多孔材料（如不锈钢）的表面开口缺陷（最小检出宽度0.01mm）。组合应用：高风险管道（如高压蒸汽管）采用RT+UT组合检测内外缺陷。1.2检测比例依据1.2.1介质毒性/可燃性：SHA级（毒性极度危害介质）：100%RT或UT。SHB级（设计压力≥10MPa可燃介质）：100%检测；压力4~10MPa且温度≥400℃时100%。SHC级（中度危害介质）：≥10%抽查，局部区域需提高比例。1.2.2设计温度：≤-29℃管道：100%检测（GB50316标准）。≤-20℃管道：100%检测（GB50184标准）。1.2.3特殊场景：穿越铁路、水域或人口密集区的焊缝需100%RT检测。2、水压试验压力确定2.1基本原则通用公式：试验压力=设计压力×系数（1.25~1.5倍）。标准差异：国标GB/T20801：取1.5倍设计压力（地上管道）或1.5倍且≥0.4MPa（埋地管道）。ASME标准：≥1.3倍设计压力，且不超过材料屈服强度的90%。欧盟EN13445：取1.43倍设计压力或材料屈服强度1.1倍（取较小值）。2.2修正因素2.2.1温度影响：试验介质温度与设计温度差≥30℃时需修正（如碳钢50℃时系数0.85）。2.2.2保压要求：稳压时间≥10分钟（GB150），大型容器≥30分钟。压力降≤试验压力的1%为合格（ASME标准）。3、管道敷设净空要求3.1空间净距3.1.1墙体/设备：不保温管道：距墙≥200mm，距地≥350mm。保温管道：距墙≥150mm，距地≥300mm。3.1.2通行区域：人员通道：净高≥2.2m，宽度≥0.8m。检修通道（管廊下方）：净高≥3.2m。3.