压力管道基础知识整理笔记

1、特种设备安全监察条例 ：压力管道的定义是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备， 其范围规定为最高工作压力大于或者等于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 的管道。长输管道（ GA ）：产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道。地域特性是跨地区 （跨省、跨地市）使用 公用管道（ GB ）：城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气和热力管道。地域特性是一个城市或乡镇范围内使用工业管道（GC）: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

2、道。地域特性是一个企业或事业单位内使用GC1:输送现行国家标准职业接触毒物危害程度分级 GB5044 中规定的毒性程度为极度危 害介质的管道；输送现行国家标准石油化工企业设计防火规范 GB50160 及建筑防火规范 GBJ16 中规定的火灾危险性为甲、 乙类可燃气体或甲类可燃液体，并且设计压力4.0MPa的管道；输送可燃流体介质、 有毒流体介质，设计压力4.0MPa,并且设计温度400 C的管道； 输送流体介质并且设计压力 lO.OMPa的管道；GC2输送现行国家标准石油化工企业设计防火规范 GB50160 及建筑防火规范 GBJ16 中规定的火灾危险性为甲、 乙类可燃气体或甲类可燃液体，并且

3、设计压力v 4.0MPa的管道；输送可燃流体介质、 有毒流体介质，设计压力v 4.0MPa,并且设计温度400C的管道； 输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力vlO.OMPa，并且设计温度400C的管道；输送流体介质并且设计压力v lO.OMPa,并且设计温度v 400 C的管道；GC3输送可燃流体介质、 有毒流体介质，设计压力v 1.0MPa,并且设计温度v 400 C的管道； 输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力v4.0MPa，并且设计温度v 400C的管道；其中穿跨越铁路干线、 重要桥梁、 住宅及工厂重要设施的输送火灾危险性为甲、 乙类介质或 毒性程度为中度危害以上介质的 G

4、C2、 GC3 级工业管道，其穿跨越部分按 GC1 级管道的检 验要求进行检验GC类级别划分示意压力MPaGC1(1)0 温度。C输送毒性程度为极度危害介质的管道压力MPa4.00GC1(2)GC2(1) 温度°C 输送甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体的管道压力10.04.01.00GC1(4)GC2(4)GC3(1)GC1(3)GC2(2)温度°C压力10.0GC1(4)GC2(4)GC2(3)GC3(2)400 °C输送可燃流体介质、有毒流体介质管道4.0温度°C输送非可燃流体毎%°无毒流体介质管道表1-2甲、乙类火灾危险性介质类别液比烂和可

5、燃液体可燃气体A液化甲烷、液化天然气、液化顺丁烯、裁化乙烯、液化 乙烷、液化反丁烯、液化环丙烷、液化丙烯、液化丙烷、 液化新戊烷.液化环丁烷、液化丁烯、液化丁烷、液化氯 乙烯、液化环氧乙烷、液化丁二烯、液化异丁烷、液化石 油气、液化氯甲烷乙块、环氧乙烷、33.飞，a 成气、硫化氢、乙烯、飙化氢. 丙烯、丁烯、丁二烯、顺丁烯. 反丁烯、甲烷、乙烷、丙烷. 丁烷、丙二烯.环丙烷、甲胺.环丁烷、甲醛、甲髄、祗甲烷. 氯乙烯、异丁烷甲类B异戊二烯.异戊烷、汽油、戊烷、二硫化碳、异己烷、 己烷、石油庭、异庚烷.环己烷、辛烷、异辛烷、苯、庚 烷.石脑油、原油、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、 对二甲苯、异

6、丁醇.乙議、乙嵌、环氧丙烷、甲酸甲酯、 乙胺、二乙胺.丙原、丁醯、二氯甲烷、三乙胺、酪酸乙 烯、甲乙酮、丙烯睛、醋酸乙酩、酷酸异丙酯、二氯乙烯、 甲醇、异丙醉、乙醇' 醋酸丙酯、丙醇、醋酸异丁酯、甲 酸丁酹、毗呢、二氯乙烷.醋酸丁階.療酸异戊陌、甲酸 戊酯乙A丙苯、环氧氯丙烷、苯0烯、喷气燃料、煤油、丁醇. 氯苯、乙二胺、戊静、环己冰醋酸、异戊S9氧化碳.氨、澳甲烷类B-35号轻柴油、环戊烷、硅酸乙酯、氯乙醇、氯丙訝管道编号的命名-)L第五特征值笫四特征值 笫三持征值 笫二特征值 第_特征值本编制规定中的管道编号由五个字段组成，其主要要求如下：第一特征值一一管道所属建设单位简称的汉语拼

7、音字头；第二特征值一一管道级别(GC3级别管道可省略此特征值)；第三特征值一一管道输送介质(英文缩略语；常见管道输送介质的英文缩略语见附 件一)；第四特征值一一管道设计压力和设计温度，中间用 分隔，单位：MPa/C； 第五特征值一一管道顺序号；其后的括号内注明管道长度，单位：米(m)举例例1首钢超群电力有限公司 400米蒸汽管道，管道规格为$ 133X 4.5、管道级别为GC2、设 计压力为1.27 MPa、设计温度为300C，该单位共有相同参数的管道2条；因此，这两条管道的管道编号为：SGCQGC2 STE 1.27/300 1 (400)SGCQGC2 STE 1.27/300 2 (40

8、0)例2北京化工机械厂压缩空气管道100米1条($ 89 X 4.5) > 50米2条($ 42 X 4.0) > 25米3条($ 25X 3.0),设计压力为1.0 MPa、设计温度为常温、管道级别为GC3;因此，这六条管道的管道编号为：BHJ AIR 1.0/常温一1 (100)BHJ AIR 1.0/常温一1 (50)BHJ AIR 1.0/常温一2 (50)BHJ AIR 1.0/常温一1 (25)BHJ AIR 1.0/常温一2 (25)BHJ AIR 1.0/常温一3 (25)例3.北京天海有限公司液氧管道36米($ 42 X 4.0),共1条，设计压力为1.6 MPa

9、、设计温度为-196 C、管道级别 GC2;因此，这条管道的管道编号为：TH GC2 LO2 1.6/-196 1 (36)例4.北京燃气集团所属天然气管道1000米($ 108X 4.5),共10条，设计压力为0.8MPa、设计温度为60C、管道级别GB1 ;因此，10条管道的第一条管道编号为：RQJT GB1 CNG 0.8/60 1 (1000)常见管道输送介质的名称及英文缩略语序号介质名称英文缩略语序号介质名称英文缩略语1压缩空气AIR9氨NH32蒸汽STE10硫化氢H2S3热水HW11四氯化碳CCI44液氧L0212氢气H25氧气0213乙炔C2H26液氮LN2147氮气N215天然

10、气CNG8氩气NR16液化石油气LPG压力管道常见破坏形式1按宏观变形量：韧性破坏和脆性破坏；2按材料的微观断裂机制：韧窝断裂、解理断裂、沿晶脆性断裂和疲劳断裂；3综合分类：韧性破坏、脆性破坏、腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏、其它形式破 坏。压力管道破坏的分析方法1宏观变形量测定2断口分析（断口的宏观、显微、理化分析）压力管道腐蚀与防护压力管道的腐蚀是由于受到内部输送物料及外部环境介质的化学或电化学作用而发 生。在诸多破坏形式中，腐蚀破坏最具有普遍性。腐蚀破坏的主要分类有： 全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、氢损伤。其中危 害性最大的是：应力腐蚀破坏。防止腐蚀破坏的主要方法： 正确选材、

11、设计良好的防护涂层， 特殊情况下选用耐腐蚀的 材料，埋地管线可同时采用阴极防护。腐蚀的主要形式和机理1. 全面腐蚀：又叫均匀腐蚀。 指管线在较大面积上产生的基本相同的腐蚀。可分为内壁 均匀腐蚀和外壁锈蚀。由设计考虑足够的腐蚀裕度；在定期检验时通过定点测厚进行控 制。2. 局部腐蚀点蚀： 集中在金属表面个别点上的深度较大的腐蚀，也叫孔蚀。 特点是小、 深、密集。是管道最具有破坏性的和隐藏的腐蚀形态之一。 不锈钢材料由于钝化膜不完整部位可作 为腐蚀源，在某一段时间内呈活性状态，电位变负，与临近表面构成电位差而形成微电 池并具有大阴极小阳极的面积比， 使得点蚀源部位迅速溶解而导致小孔内积累了过量的

12、正电荷，外部的氯离子迅速迁入以维持电中性，这样使小孔内氯化物浓度升高。氯化物 水解使孔内溶液呈酸性，进一步加速了阳极的溶解（自催化作用） 。固溶处理可以提高 不锈钢的耐点蚀能力。碳钢管道的孔蚀通常是在蒸汽系统和热水系统，遭受溶解氧的腐 蚀，以温度在 80-250 度之间最为严重。 所以， 对蒸汽和热水系统要严格保证介质中含氧 量符合规定。缝隙腐蚀： 当物料为电解质溶液时， 在管道内表面缝隙处均会产生。 如：法兰垫片处、 单面焊未焊透处等。 产生缝隙腐蚀的缝隙宽度，必须能使介质进入缝隙而使之处于滞留 状态，因此长发生在缝隙口宽度在 0.2mm 或更小的场合。不锈钢、铝、钛等，容易产生 缝隙腐蚀。

13、机理：缝隙内和周围溶液之间氧浓度或金属离子浓度存在差异造成的氧浓差原理以及在 氯化物溶液中发生的自催化作用。焊接接头的腐蚀：通常发生于不锈钢管道在高温有机酸介质中。机理：贫铬理论。 （不锈钢因含铬而具有很高的耐腐蚀性，其含铬量必须大于12%，否则其耐蚀性与普通碳钢无异。在敏化温度450-850 C范围内，奥氏体中过饱和固溶碳将与铬化合成 Cr23C6, 沿晶界沉淀析出造成晶界附近区域贫铬。 ）3. 磨损腐蚀：亦称冲刷腐蚀。 特别对结构不连续处以及流体中有固体悬浮物时，容易造成4. 应力腐蚀破裂（SCC）:金属材料在拉应力和腐蚀介质共同作用下发生的脆性破坏。 裂纹的微观形态有：沿晶、穿晶和混合型

14、。应力的来源：冷加工、焊接以及安装等造成。 如：碳钢、低合金钢与：氢氧化钠溶液、硝酸盐溶液、硫化氢水溶液、液氨、 CO+CO2+H2O 系统等； 如：奥氏体不锈钢与：含氯离子水溶液、氢氧化钠溶液、硫化氢水溶液、高温水及 水蒸汽、等。5. 腐蚀疲劳：交变应力与化学介质共同作用下引起金属力学性能下降、开裂，甚至断裂 的现象。压力管道疲劳源：机械振动、流体工况（流体喘流以及交变热应力引起） 、自然因素 （风载以及地震载等引起） 。6. 氢损伤： 氢渗透进入金属内部而造成金属性能劣化的现象。可分为四种类型： 氢鼓包、氢脆、脱碳和氢腐蚀。防腐蚀设计的基本内容：1. 正确选用材料；2. 防腐蚀措施的选择和

15、设计（涂层、复合材料、阴极饱和或缓蚀剂等技术）3. 防腐蚀结构设计；4. 防腐蚀结构设计；5. 制造安装以及维修的影响（如热处理措施等）6. 管道预期寿命的确定（如腐蚀裕量的考虑等）特种设备作业人员监督管理办法介绍（国家质量监督检验检疫总局第70 号）第二条 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、场（厂）内机动车辆等特种设备的作业人员及其相关管理人员统称特种 设备作业人员 从事特种设备作业的人员应当按照本办法的规定，经考核合格取得特种设备作业 人员证，方可从事相应的作业或者管理工作。第十条 申请特种设备作业人员证的人员应当符合下列条件：（一）年龄在 1

16、8 周岁以上；（二）身体健康并满足申请从事的作业种类对身体的特殊要求；（三）有与申请作业种类相适应的文化程度；（四）有与申请作业种类相适应的工作经历；（五）具有相应的安全技术知识与技能；（六）符合安全技术规范规定的其他要求。作业人员的具体条件应当按照相关安全技术规范的规定执行。管道档案重要的压力管道必须作到一条管道一本档案。典型管道档案的目录如下：1. 压力管道使用登记证；2. 管道登记表（管道名称、编号、安装和投用日期、类别、规格、材料、起止点、 设计条件、操作条件、介质、焊缝数量、保温情况、长度、安全附件明细表等）3. 设计资料；4. 制造安装竣工资料、竣工图样、竣工验收文件等；5. 管道

17、空视图、焊缝位置及编号；6. 管道阀门及主要管件明细表；7. 管道运行记录：生产周期、运行时间、主要工艺参数等；8. 管道巡回检查记录、检验报告；9. 修理与改造方案、批准文件、图样、材料等证明文件、施工记录、施工检查记录 及竣工技术文件和资料等；10. 管道状态监测记录：如腐蚀数据记录、振动、磨损情况等；11. 安全附件校验、修理和更换情况记录；12. 管道变更记录；13. 管道隐患消除记录；事故记录与事故分析报告；14. 其它有关文件及各类记录。 对重要管道的关键部位阀门、法兰、垫片应列入档案管理范围。 其它相关规范、标准、制度、手册以及各类报表以及操作规程人员培训、考核记录管道单元管段：

18、在管道设计和安装预制过程中独立安装的部分。管道单元：空间连续的、具有相同设计参数（压力、温度与 介质）的一段管路。 管道单元主要特征：空间连续相同设计参数有明确的起止点需要独立进行 登记注册并办理使用证。 按此理解，很多化工厂的管线都存在这种混乱的情况。TSG D0001-2009 压力管道安全技术监察规程 -工业管道第二条 本规程适用于同时具备下列条件的工艺装置、 辅助装置以及界区内公用工程所属的 工业管道 （以下简称管道 ）。（一） 最高工作压力大于或等于 0.1MPa（ 表压，下同 ）的；（二 ） 公称直径 （注 1）大于 25mm 的；（三 ） 输送介质为气体、蒸汽、液化气体、最高工作

19、温度高于或者等于其标准沸点的液体或 者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体的。第三条 本规程适用的管道范围如下：（一 ） 管道元件，包括管道组成件 （注 2）和管道支承件 （注 3）；（二 ） 管道元件间的连接接头、管道与设备或者装置连接的第一道连接接头（焊缝、法兰、密封件及紧固件等 ）、管道与非受压元件的连接接头；（三 ） 管道所用的安全阀、爆破片装置、阻火器、紧急切断装置等安全保护装置。注 1 ：公称直径即公称通径、公称尺寸，代号一般用DN 表示。注 2： 管道组成件 ，用于连接或者装配成承载压力且密封的管道系统的元件，包括管子、 管件、法兰、密封件、紧固件、阀门、安全保护装置以及诸如膨胀节、

20、挠性接头、耐压软管、过 滤器（如丫型、T型等）、管路中的节流装置（如孔板）和分离器等。注 3： 管道支承件 ，包括吊杆、弹簧支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、 导轨、鞍座、滚柱、托座、滑动支座、吊耳、管吊、卡环、管夹、U 形夹和夹板等。第四条 下列管道应当遵守其他有关安全技术规范的规定：（一）公称压力为 42 MPa 以上的管道；（二）非金属管道。第五条 本规程不适用于下列管道：（一）电气、电讯专用的管道；（二）动力管道；（三）军事装备和核设施的管道；（四）海上设施和矿井井下的管道；（五）移动设备上的专用管道，如铁路机车、汽车、船舶、航空航天器等；（六）石油、天然气、地热等勘探和

21、采掘装置的管道；（七）长输 （油气）管道和油气田集输管道；（八）城镇市政公用设施的管道；（九）制冷空调设备本体所属的管道和采暖通风专业的管道；（十） 其他特种设备安全技术规范管辖范围的管道。（管道的构成： 由管道组成件、管道支吊架（也称管道支承件）等组成，是管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门、其他组成件或受压部件和支承件的装配总成。1）管道组成件：指用于连接或装配成管道的元件，包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀 门以及管道特殊件。 所谓管道特殊件， 是指非普通标准组成件。 是按工程设计条件特殊制造的管 道组成件，包括膨胀节、特殊阀门、爆破片、阻火器、过滤器、挠性接头及软管等。2）管道支

22、吊架（也称管道支承件）：用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总称，但不包 括土建的结构。有固定支架、滑动支架、刚性吊架、导向架、限位架和弹簧支吊架等。在国家标 准GB50235-97工业金属管道工程施工及验收规范中也称为管道支承件，包括管道安装件和 附着件。a ）管道安装件：指将负荷从管子或管道附着件上传递到支承结构或设备上的元件，包括吊 杆、弹簧支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、导轨、锚固件、鞍座、垫板、滚 柱、托座和滑动支架等。b ）附着件：用焊接、螺栓连接或夹紧方法附装在管子上的零件，包括管吊、吊（支）耳、 圆环、夹子、吊夹、紧固夹板和裙式管座等。管道组成件和支承件在我国

23、现行压力管道法规中也统称为压力管道元件。）压力管道的安全监察范围： 根据压力管道安全管理与监察规定，属于安全监察范围的压力管道是具备下列条件之一的压力管道及其附属设施、安全保护装置等。1）毒性程度为极度危害的介质，不论压力，温度及状态；2）火灾危险性为甲、乙类的介质，不论压力、温度及状态；3） 最高工作压力大于、等于 0. 1 MPa的气（汽）体、液化气体介质，未规定性质及温度，但压力管道安全管理与监察规定中规定不属于监察范围的除外。4） 最咼工作压力大于、等于 0.1 MPa的易燃、易爆、有毒，有腐蚀性介质或最咼工作温 度高于、等于标准沸点的液体介质。压力管道安全管理与监察规定中规定以下四类

24、管道不属于监察范围：a）设备本体所属管道。b ）军事装备，交通工具和核装置中的管道。c）无毒、不可燃、无腐蚀性的气体，公称直径小于150mm且最高工作压力小于 1.6Mpa 的管道。这里，所谓 压力管道所属设施及安全保护装置的定义是：a）附属设施主要指用于压力管道的管道用设备、支吊架、阴极保护装置等。b）安全保护装置主要指超温、超压控制装置和报警装置等。注：最近颁发的压力管道使用登记管理规则（试行）中对压力管道、附属设施和安全保护装置的界定，明确为：a）压力管道指由管道组成件、管道支承件、安全保护装置和附属设施等组成的系统。用 于输送气体或者液体的管状设备；b）附属设施指阴极保护装置、压气站、

25、泵站、阀站、调压站、监控系统等；c）安全保护装置指压力管道上连接的安全阀、压力表、爆破片和紧急切断阀等。压力管道的特点：一个管道系统，为了完成流体的输送、分配、混合、分离、排放、计量或 控制流体流动的功能，必须与相应的动力设备、反应设备、储存设备、分离设备、换热设备、 控制设备等连接在一起， 形成一个系统，使管内流体具有一定的压力、温度和流量，完成设计预定的任务。同时，不同类别的压力管道，由于材料、结构和敷设形式不同，其特点也有 所不同：（A）工业管道的特点1）数量多，管道系统大，车间内管道布置交叉、紧凑；2）管道组成件和支承件的材质、品种、规格复杂，质量均一性差；3 ）运行过程受生产过程波动

26、影响，运行条件变化多，如热胀冷缩、交变载荷、温度 和压力波动等；4）腐蚀和破坏机理复杂，材料失效模式多。（B）长输管道和公用管道的特点1 ）管道敷设长度大，跨越地区多，地形地质复杂；2）埋地敷设多，缺陷检测难度大；3）容易遭受意外损伤。压力管道“失效” 一般是指压力管道不能发挥原有效能的现象，可分为自然失效和异常失效两种。由于压力管道运行在内部介质和周围环境的影响之下，不可避免地会产生温度和压力 循环、腐蚀、振动以及材料金相组织变化等影响材料性能和连接接头密封性能的问题，因此任何管道都有一定的使用寿命，自然失效就是在压力管道达到使用寿命时发生的失效现象。 自然失效可以通过定期检验或失效分析进行

27、事先控制， 以防止事故的发生。但是，在用压力 管道由于在设计、制造、安装和运行中存在各种问题会导致异常失效，造成突发性破坏事故的发生。压力管道的破坏型式很多。按破坏时的宏观变形量可分为韧性破坏（延性破坏）和脆性破坏两大类。按破坏时材料的微观断裂机制可分为韧窝断裂、解理断裂、沿晶断裂和疲劳断裂等型式。通常，在现场采用宏观分类和断裂特征相结合的方法进行分类，有韧性破坏、脆性破坏、腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏等。其原因主要有：（A）职工素质差，违反操作规程运行，致使运行条件恶化，包括超压、超温、腐蚀性介质超标、压力温度异常脉动等；使用压力和使用温度是压力管道设计、选材、制造、安装的依据。操作压力和操

28、作温度超过规定将导致管壁应力值的增加或材料力学性能的下降，尤其是在焊缝、法兰、弯头、阀门、异径管、补偿器等几何结构不连续处的局部应力和峰值应力会大幅增加，成为蠕变破坏的源头。过低的操作温度则会引起材料韧性下降，允许的临界裂纹尺寸减小，从而有可能导致脆性破坏。超温超压还会导致管道接头泄漏。管道往往由于下列原因而产生交变载荷：1 ）间断输送介质而对管道反复加压和卸压、升温和降温；2 ）运行中压力波动较大；3 ）运行中温度发生周期性变化，使管壁产生反复性温度应力变化；4 ）因其它设备、支承的交变外力和受迫振动。在反复交变载荷的作用下， 管道将发生 疲劳破坏。主要是金属的低周疲劳， 其特点是应力较 大

29、而交变频率较低。在几何结构不连续的地方和焊缝附近存在应力集中，有可能达到和超过材料的屈服极限。这些应力如果交变地加载和卸载， 将使受力最大的晶粒产生塑性变形并逐渐发展为细微的裂纹。随着应力周期变化，裂纹也会逐步扩展，最后导致破坏。交变载荷也会导致管道组成件和焊缝内部原有缺陷的扩大和管道连接接头的泄漏。（B）设计、制造、施工存在缺陷，如管道柔性不符合要求，材料选用不当或用材错误，存在焊接或冶金超标缺陷，焊接或组装不合理造成应力过大，管道支承系统不合理等；管道在投用前存在的原始缺陷会造成材料的低应力脆断。介质和环境的侵害、 操作不当、维护不力等原因，往往会引起材料性能恶化、材料损伤或破裂，或使管道

30、连接接头发生介质泄漏，最终使压力管道失效，导致火灾、爆炸和中毒、窒息等人身事故的发生。（C）维修失误，管道上的严重缺陷或损伤未能被检测发现，或缺少科学评价，以及不合理的维修工艺造成新的缺陷和损伤等；（D）外来损伤造成破坏，如地震、大风、洪水、雷击和其它机械损伤和人为破坏等。（E）腐蚀破坏 压力管道的腐蚀是由于受到内部介质及外部环境介质的化学或电化学作用而发生的破坏。也包括机械等原因的共同作用结果。不合理的操作会导致介质浓度的变化，加剧腐蚀破坏。压力管道的腐蚀破坏的形态有全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳和氢损伤等。其中应力腐蚀往往在没有先兆的情况下突然发生，故其危害性更大。1）全面腐蚀n

31、ri r m-n tj * * r n r " “全面腐蚀也称均匀腐蚀。 是在管道较大面积上产生的程度基本相同的腐蚀。管道内部表面主要遭受输送腐蚀性介质的腐蚀，而管道外部则主要遭受大气锈蚀。管道的全面腐蚀往往因使用条件的恶化而加剧。腐蚀介质的成分、 含水量、气相或液相的不同、流速和流动状态、颗粒大小都会影响管道腐蚀失效的程度。腐蚀介质含量的超标或原料性质的劣化会对压力管道产生危害。大气腐蚀会使管道组成件外部遭受损坏，影响管道组成件的强度和密封性。如不及时维护，也会引起事故。2）局部腐蚀局部腐蚀是发生在管道材料局部位置的腐蚀现象。a ）点腐蚀：集中在金属表面个别小点上的深度较大的腐蚀，

32、也称孔蚀。奥氏体不锈钢 在接触含氯离子或溴离子的介质时最容易发生点腐蚀。b ）缝隙腐蚀：当管道输送的介质为电解质溶液时，在管道内表面的缝隙处，如法兰垫 片处、单面焊的未焊透处等，均会发生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀往往是由于缝隙内和周围溶液之 间氧浓度或金属离子浓度存在差异造成。c ）奥氏体不锈钢焊接接头的腐蚀： 晶间腐蚀：晶间腐蚀是腐蚀局限在晶间和晶间附近，而晶粒本身腐蚀较小的一种腐蚀形态。腐蚀机理是“贫铬理论”，即由于贫铬的晶间区处于活化状态，作为阳极，它与晶粒之间形成腐蚀原电池，其结果将造成晶粒脱落或使材料机械强度降低。 S铁素体选择性腐蚀：在某些强腐蚀介质中，奥氏体不锈钢焊缝处的S铁素体相会被腐

33、蚀或分解为 6相，结果呈海绵状而使焊接接头遭受破坏。 刀口腐蚀：用 Ni及Ti稳定的奥氏体不锈钢，在氧化性介质中发生的刀口状腐蚀。3）应力腐蚀金属材料在拉应力和特定腐蚀介质的共同作用下发生的腐蚀称为应力腐蚀。主要由焊接、冷加工和安装时的残余应力和管道内部的腐蚀性介质引起。应力腐蚀的裂纹呈枯树支状，大体上沿垂直于拉应力的方向发展。裂纹的微观形态有穿晶型、晶间型和二者兼有的混合型。高强钢管道在H2S含量超过一定值，并伴有水分时，会大大增加管壁应力腐蚀开裂的可能性。 当焊缝硬度值超过 HB20Q含HS超标时，极易导致焊缝的应力腐蚀。 碱脆：是金属在碱液中的应力腐蚀。碳钢、低合金钢和不锈钢等均可发生碱

34、脆。 不锈钢的氯离子腐蚀： 氯离子对不锈钢产生的应力腐蚀。导致氯离子腐蚀的 氯离子临界浓度 随温度上升而下降，高温下，氯离子浓度只要达到10 ppm即可引起破裂。管道法兰连接处的垫片、外部的保温材料和支、吊架的垫层等材料中含氯离子的成分过高，也会导致氯离子腐蚀。 不锈钢连多硫酸腐蚀： 在石油炼制过程中，钢材受硫化氢腐蚀生成硫化铁，停车后管道内部与空气中的氧及水反应生成多硫酸，在不锈钢管道的残余应力较大处即会产生应力腐蚀。以加氢脱硫装置为典型，不锈钢连多硫酸的应力腐蚀破坏最近引人注目。 硫化物应力腐蚀：金属在同时含硫化氢和水的介质中发生的应力腐蚀。碳钢和低合金钢在2040C温度范围内对硫酸的敏感

35、性最大。奥氏体不锈钢的硫化物应力腐蚀大多发生在高温环境。在含硫化氢和水的介质中， 如同时含有醋酸，或二氧化碳和氯化钠， 或磷化氢， 或砷、硒、碲的化合物或氯离子，都会对腐蚀起促进作用。4）腐蚀疲劳腐蚀疲劳是交变应力与化学介质共同作用下发生的腐蚀开裂。压力管道的疲劳源有机械激振、流体喘振、交变热应力、压力循环以及风振、地震等。腐蚀疲劳裂纹往往有多条但无 分支，这是与应力腐蚀裂纹的区别。腐蚀疲劳裂纹一般是穿晶的。5）氢损伤n ” 1 m-m i j j “-u =氢渗透进入金属内部造成金属性能劣化称为氢损伤。包括氢鼓泡、氢脆、脱碳和氢腐蚀。氢鼓泡：主要发生在含湿硫化氢的介质中，当氢原子向钢中渗透扩

36、散时，遇到了裂纹、 分层、空隙、夹渣等缺陷就聚集起来合成氢分子，使体积膨胀。当这些缺陷在钢材表面时就会形成鼓泡。氢脆：氢不论是以什么方式进入钢都会引起钢材氢脆，使钢材的延伸率、断面收缩率显著下降。高强度钢表现更加严重。脱碳：钢中的渗碳体在高温下与氢气作用生成甲烷， 反应结果使钢材表面层的渗碳体减 少，使碳从邻近的尚未反应的金属层逐渐扩散到这一反应区，于是有一定厚度的金属因缺碳而变为铁素体，出现脱碳现象。脱碳的结果使钢材的表面强度和疲劳极限降低。氢腐蚀：高温高压氢对钢材作用的结果使其机械性能变劣，强度、韧性显著降低，称为氢腐蚀。在上述条件下，氢分子扩散到钢的表面并产生吸附，其中部分被吸附的氢分子

37、分离为氢原子和氢离子，经化学吸附，然后直径很小的氢原（离）子透过表面层固溶到金属内。 因溶入的氢原子通过晶格和晶界向钢内扩散，产生化学反应形成甲烷聚集在晶界原有微观空隙内，反应过程使该区域的碳浓度降低，促使其他位置上的碳向其扩散补充，从而使甲烷量不断增多形成局部压力，最后发展为裂纹。聚集在钢材表面的形成鼓泡，产生脱碳。（F）冲蚀破坏管道内部介质的长期、 高速流动会使管道组成件内壁减薄或密封副遭受破坏，影响其耐压强度和密封性能。随着使用时间的延长，由内壁减薄造成的耐压能力下降或密封副损坏而 形成的泄漏便会成为事故的根源。压力管道破坏特征由于管道破坏的起因和型式不同，所以破坏的特征也有所区别。（A

38、）韧性破坏是材料不存在明显的缺陷或脆化，而是由于超压导致的破坏。 韧性破坏的特征是：1 ）发生明显变形，一般不产生碎片。破坏时直径增大或局部鼓胀，管壁减薄。2 ）实际爆破压力与理论值相近。3 ）断口呈灰暗纤维状，无金属光泽，断面有剪切唇。4 ）断口纤维区之外呈放射形花纹或人字形花纹，并有指向起爆点的特点。（B）脆性破坏是管道破坏时没有发生宏观变形，破坏时的管壁应力也远未达到材料的强度极限，甚至低于屈服极限的破坏现象。通常是由于材料的脆性或严重的缺陷引起，如材料的焊接和热处理工艺不当， 焊缝存在缺陷以及低温引起的冷脆等。脆性破坏往往是瞬间发生，并以极快的速度扩展。因为其是在低应力下发生的破坏，故

39、也称低应力破坏。脆性破坏的特征是：1）无明显的塑性变形。2）破坏时的应力较低。3）材料脆化形成的脆性破坏，其断口平齐，呈金属光泽的结晶状态。4） 因材料缺陷形成的脆性破坏，其断口不呈结晶状，而出现原始缺陷区、稳定扩展 的纤维区、快速扩展的放射纹和人字纹区以及内外表面边缘的剪切唇区。如果原始 缺陷是表面裂纹，则会出现深色的锈蚀状态；如果原始缺陷是内部气孔、夹渣、未 焊透等，也会在断口上观察到。（C）疲劳破坏是材料长期承受大小和方向都随时间而周期变化的交变载荷作用下发生疲 劳裂纹核心，逐渐扩展最后形成断裂的破坏形式。疲劳破坏的特征是：1） 破坏部位集中在几何不连续处或有裂纹类原始缺陷的焊缝处，整体

40、上无塑性变形。2） 疲劳破坏的基本形式有爆破或泄漏两种。前者易发生在强度高而韧性差的材料中， 后者则发生于强度较低而韧性较好的材料中。3） 断口上有明显的裂纹产生区、扩展区和最终断裂区。在扩展区，宏观上有明显的贝壳状树纹，且断口平齐、光亮。最终断裂区一般有放射状的花纹或人字纹。4）电镜下观察疲劳断口的裂纹扩展区时，可见到独特的疲劳辉纹。（D）蠕变破坏是钢材在高温下低于材料屈服强度时发生的缓慢持续的伸长，最后产生破坏的现象。材料发生蠕变的过程有减速、恒速和加速三个阶段。恒速阶段是控制材料高温使用寿命的阶段。蠕变断裂是沿晶断裂，其特征是：1）宏观断口呈粗糙的颗粒状，无金属光泽。2）表面为氧化层或其

41、他腐蚀物覆盖。3） 管道在直径方向有宏观变形，并有沿径向方向的小蠕变裂纹，甚至出现表面龟裂或穿透管壁而泄漏。4）断口与壁面垂直，壁厚无减薄，边缘无剪切唇。液体按其化学性质分、可燃、易爆液体 、可燃液体： 是指闪点高于45C的液体。如-35号轻柴油、重柴油、变压器油、甘油等。 、易燃液体-：是指闪点低于45C的液体。如液化石油气、原油、汽油、乙醚、煤油等。 、易爆液体：是指闪点低于环境温度的液体。、有毒液体有毒液体：是指经过呼吸道、皮肤或口腔进入人体而对健康产生危害的液体或蒸气。如苯、甲醛、汞、汽油、乙醚、氨水等。、有腐蚀性液体有腐蚀性液体： 是指能灼伤人体组织并对管道材料造成损害的液体。如硝酸

42、、硫酸等。闪点：是指液体挥发的蒸气与空气混合物可被点燃（闪燃）的最低温度。如乙醚（-45 C）,石油（-7 -32 °C）,石脑油（35 -38 C）。4.1常用阀门的选用原则'1 ）闸阀 闸阀的密封性能较截止阀好，流体阻力小，具有一定的调节性能。明杆式尚可根据阀杆升降高低调节启闭程度，缺点是结构较截止阀复杂，密封面易磨损，不宜修理。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粘度较大的介质， 并适用于作放空阀和低真空系统阀门。2） 截止阀 截止阀与闸阀相比，其调节性能好，密封性能差，结构简单，制造维修方便， 流体阻力较大，价格便宜。适用于蒸汽

43、等介质，不宜用于粘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 节流阀的外形尺寸小、重量轻、调节性能较盘形截止阀和针形阀好，但调节精 度不高，由于流速较大，易冲蚀密封面。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，不适用于粘度大和含有固体颗粒的介质。不宜作隔断阀。4） 止回阀 止回阀按结构可分为升降式和旋启式两种。升降式止回阀较旋启式止回阀的密 封性好，流体阻力大，卧式的宜装在水平管线上。立式的应装在垂直管线上；旋启式止回阀，不宜制成小口径阀门，它可装在水平、垂直或倾斜的管线上，如装在垂直管线上， 介质流向应由下至上。止回阀一般适用于清净介质，不

44、宜用于含固体颗粒和粘度较大的介质。5）球阀 球阀的结构简单，开关迅速，操作方便，体积小、重量轻、零部件少，流体阻力 小，结构比闸阀、截止阀简单，密封面比旋塞阀易加工且不易擦伤。适用于低温、高压及粘度大 的介质，不能作调节流量用。6） 柱塞阀 柱塞与密封圈间采用过盈配合，通过调节阀盖上连接螺栓的压紧力，使密封圈上所产生的径向分力大于流体的压力，从而保证了密封性， 杜绝了外泄漏。柱塞阀是国际上近代发展的新颖结构阀门，具有结构紧凑启闭灵活、寿命长、维修方便等特点。7） 旋塞阀旋塞阀的结构简单，开关迅速，操作方便，流体阻力小，零部件少，重量轻。适用于温度较低、粘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 蝶阀与相同公称压力等级的平行式闸板阀比较，其尺寸小、重量轻、开闭迅速、具有一定的调节性能，适合制成较大口径阀门用于温度小于80C、压力小于I.OMPa的原油、油品及水等介质。9） 隔膜阀阀的启闭是一块橡胶隔膜，夹于阀体与阀盖之间。 隔膜中间突岀部分固定在阀杆上，阀体内衬有橡胶，由于介质不进入阀盖内腔，因此无需填料箱。隔膜阀结构简单，密封性能好，便于维修，流体阻力小，适用于温度小于200 C、压力小于I.OMPa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。4.2减压阀的选用原则减压阀是通过启闭件的节流，