管道概念及分类培训

1、 一、前言一、前言 1、管道运输是与铁路、公路、水路、航空并列的五大运输、管道运输是与铁路、公路、水路、航空并列的五大运输 行业之一；行业之一； 2009年年5月月1日起施行日起施行的的特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例修订版修订版， 把把涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压涉及生命安全、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、力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）场（厂） 内专用机动车辆内专用机动车辆共共八八类设备，定为特种设备并实行安全监察。类设备，定为特种设备并实行安全监察。 2、管道的定义及其特

2、点；、管道的定义及其特点； 管道的定义：管道的定义： “由管道组成件、管道支吊架、隔热层和防腐层组成，用由管道组成件、管道支吊架、隔热层和防腐层组成，用 以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动”的设的设 备。备。（见国标（见国标GB50316工业金属管道设计规范工业金属管道设计规范） 压力管道的定义压力管道的定义和监察范围和监察范围： 条例条例为压力管道下的定义和范围是：为压力管道下的定义和范围是： “利用一定的压利用一定的压 力，用于输送气体或液体的管状设备。其范围规定为最高工作力，用于输送气体或液体的管状设备。其范围规定为最高工

3、作 压力大于等于压力大于等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或 可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于等于标准沸可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于等于标准沸 点的液体介质，且公称直径大于点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道的管道” （见（见条例条例 第第99条条） （3）管道的特点：）管道的特点： 1）管道相互联系、牵扯和影响，且长细比大，易于失稳，）管道相互联系、牵扯和影响，且长细比大，易于失稳， 受力情况更复杂；受力情况更复杂； 2）压力管道设计除了要考虑常规因素外，还需考虑柔性、压力管道设计除了要考虑常规因素外，还需

4、考虑柔性、 振动、支撑等特殊因素；振动、支撑等特殊因素； 3）管内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率）管内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率 大；大； 4）管道的组成件种类繁多，各有各的特点和技术要求，选材）管道的组成件种类繁多，各有各的特点和技术要求，选材 和总成困难；和总成困难； 5）管道上的可能泄漏点多于压力容器。）管道上的可能泄漏点多于压力容器。 6）管道在布置、安装和检验方面与压力容器存在很大的差）管道在布置、安装和检验方面与压力容器存在很大的差 别。别。 二、压力管道输送介质的特性二、压力管道输送介质的特性 （第二章）（第二章） 1. 几个与安全相关的基本概

5、念几个与安全相关的基本概念 爆炸性气体混合物爆炸性气体混合物 爆炸极限爆炸极限 爆炸危险区域爆炸危险区域 一次危险和次生危险一次危险和次生危险 释放源释放源 闪点闪点 爆炸和易爆介质爆炸和易爆介质: 爆炸爆炸介质受到高热、摩擦、撞击等外因作用，或由其它物质激发，介质受到高热、摩擦、撞击等外因作用，或由其它物质激发， 发生剧烈化学变化，释放出大量热能（多数还同时产生大量气体），使得局部发生剧烈化学变化，释放出大量热能（多数还同时产生大量气体），使得局部 范围内气体急剧膨胀，压力瞬间增大，高速向四周传导，并伴有巨大响声的现范围内气体急剧膨胀，压力瞬间增大，高速向四周传导，并伴有巨大响声的现 象。爆

6、炸以高热和冲击波（核爆还有射线）形式造成破坏和杀伤。象。爆炸以高热和冲击波（核爆还有射线）形式造成破坏和杀伤。 易爆介质是指仅需用较低温度、较轻的摩擦、撞击或震易爆介质是指仅需用较低温度、较轻的摩擦、撞击或震 荡就可引发其爆炸的介质。对于气体还有较宽的爆炸极限范围。荡就可引发其爆炸的介质。对于气体还有较宽的爆炸极限范围。 2. 介质的火灾危险性和毒性介质的火灾危险性和毒性 1）介质的可燃易爆性火灾危险性分类：）介质的可燃易爆性火灾危险性分类： 可燃气体分为甲、乙两类可燃气体分为甲、乙两类 ：与空气的混合物的爆炸极限下：与空气的混合物的爆炸极限下 限限 10（体积比）的为甲类，（体积比）的为甲类

7、，10（体积比）的为乙类；（体积比）的为乙类； 可燃液体分为甲可燃液体分为甲A/B、乙、乙A/B 、丙、丙A/B三类六段：三类六段： 甲甲A类为液化烃。所谓液化烃是指类为液化烃。所谓液化烃是指15时，蒸汽压时，蒸汽压0.1Mpa 的烃类液体及其它类似的液体；的烃类液体及其它类似的液体； 甲甲B类为除甲类为除甲A类以外的闪点类以外的闪点28的可燃液体；的可燃液体； 乙乙A类是闪点类是闪点28而而45的可燃液体；的可燃液体； 乙乙B类是闪点类是闪点45而而60的可燃液体。的可燃液体。 2）介质的毒性）介质的毒性 P14 GB5044把毒物的危害程度分为四个级别：把毒物的危害程度分为四个级别： 极度

8、危害（极度危害（） 高度危害（高度危害（） 中度危害（中度危害（） 轻度危害（轻度危害（） 分级的依据是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患分级的依据是以急性毒性、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（病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度（mg/m3）六项指）六项指 标为基础。标为基础。 分级的原则是按六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数分级的原则是按六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数 指标的归属和实际接触情况，定出危害程度的级别。指标的归属和实际接触情况，定出危害程度的级别。 注意介质的多重性既是可燃的又是有毒的，还可能有腐注意介质的多重性

9、既是可燃的又是有毒的，还可能有腐 蚀性，划分时应按高等级确定。蚀性，划分时应按高等级确定。 介质的危害程度受工况和环境影响，其毒性等级不是固定不变介质的危害程度受工况和环境影响，其毒性等级不是固定不变 的，具体情况具体分析。的，具体情况具体分析。 三、设备布置三、设备布置 （第五章第一节）（第五章第一节） 设备布置是管道设计中最重要的一部分。设备布置是指在装设备布置是管道设计中最重要的一部分。设备布置是指在装 置界区内，对生产设备按物流顺序、介质特性和同类设备适当集置界区内，对生产设备按物流顺序、介质特性和同类设备适当集 中相结合的原则，进行有序排布和摆放，使之同时满足中相结合的原则，进行有序

10、排布和摆放，使之同时满足PID要求；要求； 安全、环保安全、环保 要求；生产、操作、安装、维修要求的过程。要求；生产、操作、安装、维修要求的过程。 1、设备布置原则和应考虑的因素、设备布置原则和应考虑的因素 （1）原则：）原则： 气候条件（气温、降雨量、风沙等）气候条件（气温、降雨量、风沙等）; 防火规范（防火规范（GB50160）; 总图布置和装置方向总图布置和装置方向; 地形情况（宜布置在同一平面的地块上）地形情况（宜布置在同一平面的地块上） （2）应考虑的因素）应考虑的因素 关于三重安全措施：预防一次危险引发的次生危险；关于三重安全措施：预防一次危险引发的次生危险； 限制次生危险的危害程

11、度和范围；限制次生危险的危害程度和范围； 为及时抢救和安全疏散提供条件。为及时抢救和安全疏散提供条件。 2、装置内主管廊的布置对设备布置的影响、装置内主管廊的布置对设备布置的影响 主管廊的位置、走向、宽度、高度等都对设备布置有影响；主管廊的位置、走向、宽度、高度等都对设备布置有影响； 主管廊和旁边的框架连成一体时，要使管廊的柱距与框架的柱主管廊和旁边的框架连成一体时，要使管廊的柱距与框架的柱 距尽可能一致。距尽可能一致。 主管廊布置主管廊布置 安装与检修空间安装与检修空间 3、关于通道、平台和梯子的布置、关于通道、平台和梯子的布置 通道、平台和梯子具有操作、维修、安全疏散等多种功能，通道、平台

12、和梯子具有操作、维修、安全疏散等多种功能， 必须满足规定的宽度和净空高度，保持畅通无阻；应合理布置平必须满足规定的宽度和净空高度，保持畅通无阻；应合理布置平 台的通道和梯子，一般应两个及以上；平台与服务对象的相对高台的通道和梯子，一般应两个及以上；平台与服务对象的相对高 度以度以6001600mm为宜。为宜。 梯子是一种特殊的通道。直爬梯宽度一般为梯子是一种特殊的通道。直爬梯宽度一般为400 600mm； 当高度当高度2m时应加安全护笼，顶部应高出平台时应加安全护笼，顶部应高出平台1 0501200mm； 直爬梯每段长度不宜直爬梯每段长度不宜8m或或5m；高塔的直爬梯不应布置在同一；高塔的直爬

13、梯不应布置在同一 条垂线上，应自下而上错开布置；条垂线上，应自下而上错开布置； 斜梯宽度宜为斜梯宽度宜为8001200mm，每段高差不宜，每段高差不宜5.5m； 两个安全通道（含梯子）之间的距离不得大于两个安全通道（含梯子）之间的距离不得大于50m。 高塔爬梯高塔爬梯 通道布置通道布置 四、管道布置四、管道布置 （第五章（第五章 第二节）第二节） 管道布置是指在装置界区的有限空间内，对联系各设备及进管道布置是指在装置界区的有限空间内，对联系各设备及进 出装置的工艺管道、公用工程管道以及相关专业的设施，进行综出装置的工艺管道、公用工程管道以及相关专业的设施，进行综 合规划和有序排布的过程，并使之

14、同时满足合规划和有序排布的过程，并使之同时满足PID 、安全、操作、安全、操作、 1.管件的布置管件的布置 （1）弯头宜选用曲率半径等于）弯头宜选用曲率半径等于1.5倍公称直径的长半径弯头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。；输送气固、液固两相流物料的管道应选用大曲率半径弯管。 （2）管廊上水平管道变径连接，如无特殊要求，应选用底）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。平偏心异径管；垂直管上宜选用同心异径管。 （3）对于水平吸入的离心泵，当入口管变径时，应在靠近）对于水平吸入的离心泵，当入口管变径时，应

15、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。顶平安装，当管道从上向下进泵时，宜采用底平安装。 （4）平焊法兰不应与无直管段的弯头直接连接。）平焊法兰不应与无直管段的弯头直接连接。 （5）阀门和其它静密封接头宜安装在管道支撑点的附近。）阀门和其它静密封接头宜安装在管道支撑点的附近。 （6）除工艺有特殊要求外，塔、反应器、立式容器等设备）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。裙座内的管道上不得布置法兰和螺纹接头。 （7）机泵润滑油

16、系统的碳素钢管道、输送有固体沉）机泵润滑油系统的碳素钢管道、输送有固体沉 积及结焦介质的管道等应分段设置法兰。机泵润滑油系统积及结焦介质的管道等应分段设置法兰。机泵润滑油系统 的碳素钢管道每段管道上的弯头不宜超过的碳素钢管道每段管道上的弯头不宜超过2个。个。 （8）调节阀两侧管道上的异径管应紧靠调节阀。调节阀两侧管道上的异径管应紧靠调节阀。 （9）采用异径法兰连接时，输送介质的流向宜自小采用异径法兰连接时，输送介质的流向宜自小 口径流向大口径。口径流向大口径。 2. 阻火器的布置阻火器的布置 （1）加热炉燃料气主管上的管道阻火器，应靠近加热炉，）加热炉燃料气主管上的管道阻火器，应靠近加热炉，

17、并便于检修，管道阻火器与燃烧器距离不宜大于并便于检修，管道阻火器与燃烧器距离不宜大于12m。 （2）储罐用阻火器应直接安装在储罐顶的管口上，通常）储罐用阻火器应直接安装在储罐顶的管口上，通常 与呼吸阀配套使用，也可单独使用。与呼吸阀配套使用，也可单独使用。 3. 过滤器的布置过滤器的布置 （1）机泵入口均应安装过滤器。过滤器的安装位置应）机泵入口均应安装过滤器。过滤器的安装位置应 靠近被保护的设备。靠近被保护的设备。 （2）过滤器的布置应符合下列要求：）过滤器的布置应符合下列要求： A、角式、角式T型过滤器型过滤器 必须安必须安 装在管道装在管道90拐弯的场合拐弯的场合 B、直通式、直通式T型

18、过滤器型过滤器 必须安装在管道的直管上，安装在立管上时，应考虑方必须安装在管道的直管上，安装在立管上时，应考虑方 便滤网的抽出；安装在水平管时，滤网抽出方向应向下；便滤网的抽出；安装在水平管时，滤网抽出方向应向下； （3）安装在立管上的泵入口过滤器，为降低泵入）安装在立管上的泵入口过滤器，为降低泵入 口阀门的高度，可采用异径过滤器。口阀门的高度，可采用异径过滤器。 （4）Y型过滤器安装在介质自下向上的垂直管道型过滤器安装在介质自下向上的垂直管道 上时，应选用反流式。上时，应选用反流式。 （5）压缩机入口管道上应装过滤器或可拆卸短节）压缩机入口管道上应装过滤器或可拆卸短节 ，以便开车前安装临时过

19、滤器和清扫管道。，以便开车前安装临时过滤器和清扫管道。 C、Y型过滤器安装在水平管道上时，滤型过滤器安装在水平管道上时，滤 网抽出方向应向下；网抽出方向应向下； 4. 补偿器的布置补偿器的布置 （1）由于设备布置或其他因素使管道系统的几何形状受）由于设备布置或其他因素使管道系统的几何形状受 到限制，补偿能力不能满足要求时，应在管道系统的适当位到限制，补偿能力不能满足要求时，应在管道系统的适当位 置安装补偿器。置安装补偿器。 （2）补偿器的选用和布置规定如下：）补偿器的选用和布置规定如下： A、“”形补偿器结构简单、运行可靠、投资少，应优形补偿器结构简单、运行可靠、投资少，应优 先选用；先选用；

20、 B、管道布置受限制时，在设计压力和输送介质允许情、管道布置受限制时，在设计压力和输送介质允许情 况下可选用金属波纹管形补偿器。况下可选用金属波纹管形补偿器。 （3）布置无约束金属波纹管补偿器应符合下列要求：）布置无约束金属波纹管补偿器应符合下列要求： A、两个固定支座间仅能布置一个补偿器；、两个固定支座间仅能布置一个补偿器； B、固定支座必须具有足够的强度，以承受内压推力的作、固定支座必须具有足够的强度，以承受内压推力的作 用；用； C、对管道必须进行严格地保护，尤其是靠近补偿器的、对管道必须进行严格地保护，尤其是靠近补偿器的 部位应设置导向架，第一个导向支架与补偿器的距离应小于部位应设置导

21、向架，第一个导向支架与补偿器的距离应小于 或等于或等于4倍公称直径，第二个导向支架与第一个导向支架的倍公称直径，第二个导向支架与第一个导向支架的 距离座小于或等于距离座小于或等于14倍公称直径，以防止管道有弯曲和径向倍公称直径，以防止管道有弯曲和径向 偏移造成补偿器的破坏。偏移造成补偿器的破坏。 （4）套管式、）套管式、 球形补偿器球形补偿器 因填料容易松驰、发生泄漏，对可燃介质管道和有因填料容易松驰、发生泄漏，对可燃介质管道和有 毒介质管道严禁选用。毒介质管道严禁选用。 （5）储罐前的管道当地震烈度等于或大于）储罐前的管道当地震烈度等于或大于7度、有度、有 不均匀沉陷，且公称直径等于或大于不

22、均匀沉陷，且公称直径等于或大于150mm时，应设置时，应设置 储罐抗震用金属软管。金属软管的直径不应小于储罐进储罐抗震用金属软管。金属软管的直径不应小于储罐进 出口的直径。金属软管应布置在靠近储罐壁的第一道阀出口的直径。金属软管应布置在靠近储罐壁的第一道阀 门和第二道阀门之间。门和第二道阀门之间。 1.材料材料 金属材料金属材料 , (非金属材料非金属材料) 铁基材料铁基材料, (有色有色 ) 钢钢 , (铸铁铸铁) 承压件用钢承压件用钢 ,(结构件结构件) 碳钢碳钢,低合金高強度用钢低合金高強度用钢强度钢强度钢 Cr-Mo合金钢合金钢热強钢热強钢,抗氢钢抗氢钢 低温钢低温钢 不锈钢不锈钢 F

23、e-Cr-Ni合金和合金和Ni基合金基合金 铝铝,铜铜,钛合金钛合金 強度強度 塑性塑性, 韌性韌性, 可焊性可焊性, 工艺性能工艺性能 含碳量含碳量 低碳低碳, 中碳中碳, 高碳高碳 合金元素添加合金元素添加 Mn,V,Nb,Ti, 残余元素残余元素 碳当量碳当量 C+Mn6+(Cr+Mo+V)5+ (Ni+Cu) 15 脱氧脱氧 沸腾钢沸腾钢( Si0.07),半镇静钢半镇静钢( Si0.17) 镇静钢镇静钢( Si0.12),真空脱氧真空脱氧,铝脱氧铝脱氧 优质钢与普通结构钢优质钢与普通结构钢 S,P0.035 晶粒度晶粒度 粗晶粒粗晶粒 , 细晶粒细晶粒(5级级,或总铝或总铝0.02%

24、) 材料交货材料交货(使用使用)状态和热处理状态和热处理 热轧热轧, A, N, N+T, Q+T, PWHT, 控制轧制控制轧制 生産和加工型式生産和加工型式 热轧热轧,冷轧冷轧,冷拉冷拉,锻造锻造,铸造铸造, 热加工热加工,冷加工冷加工,机加工机加工 焊接焊接, 热处理热处理 管道工程中的应用管道工程中的应用 工业管道工业管道 管子管子,对焊管件对焊管件 20 , Q235A,B, (16Mn) 锻制管件锻制管件,法兰法兰 16Mn,(20) 铸件铸件 WCB(WCB是指碳素钢铸件牌号.一种低温用碳素结构钢,可焊性较好。相当于 25# 35#碳钢) 長输管道長输管道 管子管子,对焊管件对焊

25、管件 X42, X60, X70 压力管道类别定义及级别划分 -摘自压力容器、压力管道设计许可规则 长输管道（GA类）定义： 长输管道系产地、储存库、使用单位间的用 于输送商品介质的管道。 按照其输送的介质特性、工作压力和输送距 离划分为GA1级和GA2级。 （1）设计GA1、 GC1级压力管道的单位，专职设计人员总数一般 不得少于10名，其中，审批人员不得少于3名。 GA1级：符合下列条件之一的长输管道 (1)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； (2)输送有毒、可燃、易爆液体介质， 最高工作压力6.4MPa且输送距离（指产地、 储存地、用户间的直接距离

26、）200km的长 输管道。 GA2级: 属于GA1级以外的长输管道。 公用管道（GB类）定义： 公用管道系指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。 划分为GB1级和GB2级。 GB1级: 城镇燃气管道（不含城镇压缩天然 气充气站内大于4MPa的压力管道）。 GB2级: 城镇热力管道（含供城镇生产企业用的 热力管网）。 设计GB类、GA2、GC2级压力管道单位的 专职设计人员总数一般不得少于7名，其中， 审批人员不得少于2名。 工业管道（GC类）定义： 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。 按照其输送的介质特性、工 作压力和温度，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： (1)输送国标GB5044 职业接触毒物危害程度分 级中规定为极度危害介质、高度危害气体介质或工作温度 高于标准沸点的高度危害液体介质的管道； (2)输送国标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(包括液化烃)，并 且设计压力4.0MPa的管道； (3)输送流体介质，设计压力10.0MPa，或设计压 力4.0MPa且设计温度400的管道； 符合