浅析工业压力管道设计问题与措施

1、浅析工业压力管道设计问题与措施浅 析工业 压力管 道设计 问 题 与措施 压力管道的设计是一个非常重要复杂的工程，本文描述了工业压力管道 设计的特点和应注意的事项，在每个环节都必须按照相关规定和要求。工业压力管道设计的待点1.1. 操作参数范围宽工业压力管道工作压力由O. IMPa到42MPa,工作温度由一200 OC1260 °C;1.2. 工作介质多样工业压力管道涉及各种工业生产，生产运行环境变化多端，工作介质大多具有有毒、易燃、易爆特性。1.3. 工业管道设计市场亟需规范目前，工业压力管道设计市场比较混乱。一些不具备设计许可资格的单位或个人仍在搞工业压力管道设计，对工业压力管道

2、的生产安全构成隐 患。究其原因，主要是一些领导同志存在着观念上的误区，认为只要懂 得生产工艺设计，就能设计工业压力管道。还有一些具有设计许可的小 型设计单位，其设计仅仅是压力管道工艺设计，对于防火、配电、自控 等只是提出要求，缺乏其它专业的配套设计文件，如果工程施工执行不 到位，势必给项目的安全运行种下祸根。希望国家质监管部门不断加强 对压力管道设计市场的管理，尤其对于设计文件质量要严格把关。工业压力管道设计应注意的问题2.1.压力管道工艺设计参数的确定正确地确定压力管道的设计压力和设 计温度是保证压力管道安全运行的基础，因为介质、压力和温度（包括 环境温度的影响）直接决定管道材料的选择、管道

3、的壁厚和安装设计。需要注意的是，管道的设计压力和设计温度均应按使得管道具有最大壁 厚的操作条件组合来确定。设计压力不得低于管道的最大操作压力，设 计温度不得低于管道金属材料的最高操作温度，低温工况时，设计温度 不得高于管道材料的最低温度。例如在液氨管道设计时，由于液氨为液化介质，随着温度的变化，饱和 压力也不同。当介质温度为20 °C时，绝对压力为0. 874 MPa;当介质 温度升至45 °C时，绝对压力为1. 817 MPa ;当介质温度为一20 OC 时，绝对压力降至0. 194 MPa时。因此，对输送液氨管道设计压力的确定，除了考虑正常的操作压力外，考虑最苛刻操作条

4、件下温度变化对液 氨压力的影响是相当关键的。也正因此，GB50072-2010冷库设计规 范规定液氨管道的设计压力一律采用2. 5 MPaO对于其它液化气体管道，一定要考虑环境温度、阳光辐射、加热或冷却 等因素，按介质可能达到的最高的温度来确定其管道的设计压力。2.2 .关于管道组成件的选用合理确定工业压力管道的材料和壁厚是保证压力管道安全运行的根本。普通碳钢材料价格低，但其防腐蚀性能较差；奥氏体不锈钢管道材料防 腐蚀性能好，但也不适合输送含氯及硝酸等介质，且价格又较高等等。 因此管道材料的选用必须依据管道的使用条件（设计压力、设计温度、 介质）、经济性、耐蚀性、材料的焊接及加工等性能综合考虑

5、。在工业压力管道设计中，管道材料必须符合相关规范提出的材料韧性要 求及其它规定。一般应注意以下问题:2.3. 关于管道组成件的连接与设置在工业压力管道设计中，管道组成件的连接形式有焊接、法兰和螺纹连 接三种。法兰连接和螺纹联接是为了方便管道与设备的安装、维修以及 拆换，法兰连接也用于一些钢制非金属衬里管道自身连接。管道的法兰 连接处是最容易产生介质泄漏的部位。而螺纹联接的密封更不可靠，因 此仅在GC3系列管道设计中偶尔用之。因此，在工业压力管道设计中，管道连接尽量釆用焊接方式，避免釆用 法兰连接及螺纹联接，不能避免时一定要严格按照相关规范要求进行法 兰型式、垫片型式、密封面形势以及螺栓连接件的

6、选择。为了减小法兰 连接渗漏风险，设计中应注意降低法兰连接处的外力，或将法兰的压力 等级提高1级2级。2. 4.关于工业压力管道设计规范的选用目前，我国工业压力管道设计依据的法规及标准规范主要有：国务院第549号令特种设备安全监察条例、国务院令第591号危险化学品安全管理条例、国家安全监管总局令第43号危险化学品输送管道安 全管理规定、TSG DOOOI2009压力管道安全技术监察规程一工业管道（以下称工业管规）、GB /T20801. 1 -6 -2006压力管道 规范工业管道、GB503162000工业金属管道设计规范、GB50235 -2010工业金属管道工程施工规范，GB5023620

7、11现场设备，工 业管道焊接工程施工规范、GB50184-2011工业金属管道施工质量验 收规范、GB50683-2011现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收 规范。另外还有一些专业设计规范，如：GB50028-2006城镇燃气设 计规范、GB500292003压缩空气站设计规范、GB500722010冷库设计规范和GB500302007氧气站设计规范、GBJ50016 2006建筑设计防火规范、GB50160-1992石油化工企业设计防火规 范。此外，还有化工以及石油化工等行业颁布实施的关于压力管道的 设计规范，工程施工验收规范等。另外，还有各相关行业颁布的技术规程和规定，如：钢铁企业氧气

8、管 网的若干技术规定、氧气安全规程、氢气使用安全技术规 程、工业企业煤气安全规程、氯气安全规程、氨制冷系统 安装工程施工及验收规范等，作为工业管道设计人员也应学习掌握。需要注意的是，对于一些待殊的工业管道，各设计规范的要求并不一 致，依据不同规范标准设计出来的同一条管道，在材料选用、无损检测 比例以及耐压试验等方面上存在较大差距。如氨制冷压力管道设计可采用两个标准:GB50072-2010冷库设计规 范和GB50316 -2000工业金属管道设计规范。GB50072规定，氨 介质的管道可以采用10号、20号碳素钢钢管，而GB50316 -2000规 定，随着使用温度的不同，需要采用不同材料的无缝钢管，如：10号、 20号、16MnS 09MnD,钢管在正火状态下的使用温度下限分别为一29 °C、-20 °C. -40 °C、-50 °C;同时由于两个标准对设计温度定 义的不同，对于工作温度低于一29°C的同一条氨制冷压力管道，其射线 检测比例分别为5%和100%O作为一名工业压力管道设计人员，一定要树立终身学习的理念，不仅要 学习精通工业生