探讨压力管道设计应注意的若干问题

1、探讨压力管道设计应注意的假设干问题 探讨压力管道设计应注意的假设干问题 摘要：压力管道被广泛的应用于化工生产中，因此提高压力管道的设计水平，保证其质量十分重要，一旦设计出现缺陷，其发生事故将会是灾难性的。本文主要对压力管道的设计特点进行了分析，并探讨了在设计时应注意的一些问题。 关键词：压力管道；设计；问题 中图分类号：S611文献标识码： A 一、工业压力管道的设计特点 工作介质多样。工业压力管道涉及到各种工业生产，生产运行环境复杂，工作介质一般都有着易燃、有毒、易爆等特性。 操作参数的范围宽。工业压力管道的工作压力由01MPa到42MPa，工作温度由2001260； 行业管理部门多。我国现

2、在仍是企业负责，行业管理的平安管理机制。由于工业生产涉及的行业众多，而各自为政的行业管理体制仍然未彻底铲除，各行业都有着自己相关的压力管道管理制度与技术规程，对于相同的管道，而各行业的标准要求不一致。 应用领域广。工业压力管道广泛应用于石油、天然气、石油化工、化工、市政、冶金、电力、机械、航天航空、轻工等各个行业中，遍布于城乡各个区域，范围涵盖国民经济各个领域。 二、工业压力管道设计应注意的问题 压力管道工艺设计参数确实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平安运行的根底，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、管道的壁厚和安装设计。 需要注意的是，管

3、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时，绝对压力为0874MPa；当介质温度升至45时，绝对压力为1817MPa；当介质温度为20时，绝对压力降至0194MPa时。因此，对输送液氨管道设计压力确实定，除了考虑正常的操作压力外，考虑最苛刻操作条件下温度变化对液氨压力的影响是相当关键的。也正因此，GB500722021?冷库设计标准?规定液氨管道的

4、设计压力一律采用25MPa。 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，按介质可能到达的最高的温度来确定其管道的设计压力。 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平安运行的根本。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。 在工业压力管道设计中，管道材料必须符合相关标准提出的材料韧性要求及其它规定。一般应注意以下问题： 1、在425以上条件下，

5、如选用碳素钢和碳锰钢管材，应注意钢中的碳化物相的石墨化倾向，或者直接选用铬钼合金钢； 2、奥氏体不锈钢在525以上高温下使用时，含碳量应大于004%，并且在固溶状态下使用。如应用广泛的S31603使用温度控制在450以下； 3、关于钢材的使用温度下限，除奥氏体钢及有关标准另行规定者外，均为高于20。钢材的使用温度低于或等于20时，应按低温管道的设计规定进行材料选择。 4、焊接材料选择必须符合NB/T470152021?压力容器焊接规程?要求，并明确焊材型号，尤其对于异种钢的焊接，要特别注明焊接方法和焊条。 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

6、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，管道连接尽量采用焊接方式，防止采用法兰连接及螺纹联接，不能防止时一定要严格按照相关标准要求进行法兰型式、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。 这里重点指出，在GC3管道设计中，当采用螺纹连接时，在每个分支都要在螺纹阀门等维修部位设置活接头，否那么，设

7、备与管道的检修和更换都非常困难。 对于氧气、氢气、氨气等特殊介质管道，在设计时，必须留出施工、试验、吹扫以及置换等所需要的临时接口。 氧气等易燃管道，应在用户车间入口处装设切断阀，在阀前后设置阻火管段，并设放散管。 三、关于管道的布置与柔性设计。管道的柔性设计是指在管道布置设计中合理确定管道走向和合理设置管道支吊架，其目的是为了防止管道应力超限以及保护管道设备。比方，在进行泵和压缩机的管路设计时，必须保证与设备连接的管道要有足够的柔性，减小管道作用于设备出入口处的作用力和力矩。通常可以在与设备连接阀门附近设置支吊架，减少阀门自重造成的对设备出口处的作用力，也可以在设备管道附近设置限位或导向支架

8、，承受远程管道的水平推力。 在热力管道设计中，管道支吊架应采用弹簧吊架的形式，使管道处于热态时，支吊架仍能承受管道荷载而不至于脱空；当管道有可能出现汽水混合介质时，采用缓闭型止回阀，防止“水锤的发生，同时，在管道阀门前后的适当位置设置固定支架或限位支架，并保证这些支架有足够的强度和刚度，这样可以防止因操作原因水锤发生时，管道因位移和振动过大而破坏。 管道支吊架的布置以及强度和刚度直接关系到管道设备运行的平安性和稳定性，在设计中应高度重视，当设计要求比拟特殊，或因荷载过大而超出标准的范围时，必须对支吊架的强度与刚度进行计算校核。 四、选用管道阀门需要注意的一些问题 (一) 平安阀。平安阀是超压保

9、护装置，保护压力管道的平安运行，在压力管道的设计当中如存在可能产生超压的情况，必须予以设置。平安阀设计必须在确定公称压力、工作压力等级、排量后，通过计算来选择适当规格型号的平安阀，不能随意选用。 (二) 截断用阀。对油品、蒸汽等介质，以及含有粒状固体及粘度较大的介质，优选闸阀，但是闸阀不应用于易结焦的介质，也不应作为调节和节流用。截止阀和闸阀相比，其调节的性能好，结构较为简单，价格也廉价，但是其密封性能差，流体阻力比拟大。适用于频繁开关的场合，不宜用于粘度大的介质和含有颗粒易沉淀的介质，也不宜作放空阀和低真空系统的阀门。球阀及旋塞阀开关迅速，流动阻力最小。适用于高压、低温及粘度大的介质，但不可

10、以用做流量的调节。尤其要注意不可以把节流阀来做为截断阀。 (三)在进行阀门选型设计时，特别注意一些介质对于阀门和配件有特殊要求，如液氨或氨气氨介质管道系统应采用氨专用阀门和配件，其公称压力不应小于25MPa(表压)，并不得有铜质和镀锌、镀锡的零配件。再如氧气管道，严禁采用闸阀，阀门的密封填料，应采用石墨处理过的石棉或聚四氟乙烯材料，或膨胀石墨，等等，具体要求按相应设计标准及行业技术规定。 五、结语 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产工艺专业知识，同时还要加强设备、材料、自控、建筑、给排水等相关专业知识的学习，熟悉与掌握相应的法规和标准，在实际工程设计中按照从严的原那么，保证压力管道设计的平安性。作为工业压力管道设计单位的领