压力管道构成

97/97第二章压力管道构成第一节压力管道的组成一、压力管道的范围（一）概述压力管道由管子、管件、阀门、法兰、补偿器等压力管道元件以及安全爱护装置(安全附件)、附属设施等组成。安全爱护装置包括紧急切断装置(紧急切断阀等);安全泄压装置(安全阀、爆破片等);测漏装置;测温测压装置(温度表、压力表)、静电接地装置、阻火器、液位测试装置(液位计)和泄漏气体安全报警装置(声、光报警)。附属没施指阴极爱护装置、压气站、泵站、阀站、调压站、监控系统等。不同用途的压力管道,如长输管道中的输油管道和输气管道、城镇燃气管道、热力管道、各种工业管道等,其组成各有特点,有时差不专门大。（二）长输管道1、概述长输(油气)管道的输送距离长,常穿越多个行政区划,甚至国界;大多设有中途加压泵站;一般有穿跨越工程;绝大部分埋地敷设,管线常通过不良土壤区域(沙漠、沼泽、湿陷性黄土)以及丘陵、山区、平原;管线常需通过村庄、市郊居住区、厂矿、危险性仓库、自然爱护区等区域。截止2004年底,我国的长输(油气)管道共有45777km,要紧集中在石油、石化、燃气系统中,按输送介质的不同分为输油管道、输气管道、油气混输管道,其中输油管道又分为原油和成品油两类。输油管道和输气管道的敷设方式差不多相同,管道组成结构差不多相似。2、输油管道输油管道分为原油管道与成品油管道。原油管道是将油田生产的原油输送至炼厂、港口、铁路运转站的长距离输油管道,它由各类型输油站、管线及有关辅助设施构成。原油管道分为等温输送与加热输送管道。成品油管道是将炼油厂生产的油品送至各分输站、运转站或油库,向市场直接供应商品油。由于成品油种类、牌号专门多,当它们流向相同时,常只敷设一条管道,连续地按一定顺序输送几种油品,称为成品油混输管道。与原油管道类似,成品油管道也是由站场、线路和辅助设施组成,也具有分输功能,不同的是它起点或中途加油站场是与炼油厂相连接。我国兰一成―渝成品油管道,全长1251km,在兰州至成都沿线设有8个分输站,沿途分输77×104t/a成品油。原油管道由输油站、线路及附属设施组成,见图2—1。图2—1原油管道的组成1.井场;2.输油站;3.来自油田的输油管;4.首站罐区和泵房,5.全线调度中心;6.清管器发放室;7.首站锅炉房;8.微波通讯塔;9.线路阀室;10.维修人员住宅;11.中间输油站;12.穿越铁路;13.穿越河流;14.跨越工程;15.车站;16.炼厂;17.火车装油栈桥;18.油轮码头3、输气管道输气管道是由站场、线路、辅助工程设施组成,见图2—2。输气管道是连接气田净化气处理厂与都市门站之间的干线输气管道,它具有输量大、压力高、距离远的特点。图2—2输气管道的组成1.井场;2.集气站;3.有净化装置的压气首站;4.支线配气站;5、6.铁路和公路穿越;7.中间压气站;8、9.洞流穿越和跨越;10.地下储气站;11.阴极倮护站,12.终点配气站（三）城镇燃气管道1、概述公用管道敷设于城镇地下,由于城镇人口与建、构筑物稠密,各种地下管线和设施较多,为安全起见,一般公用管道压力比较低,以尽量幸免介质泄漏而发生安全事故。在城镇由于各类用户繁多,道路纵横交错,楼房鳞次栉比,公用管道要通向每一个用户,因此,管道密集,选线十分困难,作好各种公用管道的布线,十分重要。公用管道直接为千家万户服务,关于输送介质要求较严。一般输送的介质比较单一,城镇燃气按气源不同可分为天然气、人工燃气、液化石油气等,并在标准与规范中分不均有不同的要求。其性质虽有不同,但仅在一定范围内有所变化,能够遵循相同的规律。城镇燃气均为常温输送,而热力管道的特点是输送的介质必须要有所需的热能和相应的温度,这对热力管道的设计与运行治理带来一定的专门要求。其输送的介质仅为热水与蒸汽,比较单一、稳定。2、城镇燃气管道要紧采纳地下敷设,在管道通过铁路、河流时有时也常采纳架空敷设。城镇燃气管道可分为输气管道(由气源厂或门站、储配站至各级调压站输送燃气的主干管线)、分配管道(在供气地区将燃气分配给工业企业用户、商业用户和居民用户。分配管道包括街区的和庭院的分配管道);用户引入管和室内燃气管道。城镇高压燃气管道是大都市供气的主动脉,高压燃气也必须通过调压站送入次高压或中压管道、高压储气罐以及工艺需要高压燃气的大型工厂企业。中压管道必须通过区域调压站或用户专用调压站向城镇分配管道供气,或向工厂企业、大型商业用户以及锅炉房供气。3、城镇燃气输配系统的构成现代化的城镇燃气输配系统是复杂的综合设施,要紧由下列几部分构成:（1）、低压、中压、次高压以及高压等不同压力的燃气管网。（2）、门站、储配站（3）、分配站、压送站、调压计量站、区域调压站。（4）、信息与电子计算机中心。输配系统应保证不间断地、可靠地给用户供气,在运行治理方面应是安全的,在维修检测方面应是简便的。还应考虑到在检修或发生故障时,可关断某些部分管段而不致阻碍全系统的工作。4、城镇燃气管网系统城镇燃气输配系统的要紧部分是燃气管网,依照所采纳的管网压力级制不同可分为:（1）、一级系统。仅用低压管网来分配和供给燃气,一般只适用于小城镇的供气系统。如供气范围较大时,则输送单位体积燃气的管材用量将急剧增加。（2）、两级系统。由低压和中压或低压和次高压两级管网组成。低压一次高压两级管网系统气源为天然气,用长输管线的末段储气,如图2—3所示。低压―中压两级管网系统的气源是人工燃气,用低压储气罐储气,如图2—4所示。图2—3低压一次高压两级管网系统1.长输管道;2.城镇燃气门站;3.次高压(或中压)管网;4.区域调压站;5.工业企业专用调压站;6.低压管网;7.穿过铁路的套管敷设;8.穿越河底的过河管;9.沿桥敷设的过河管,10.工业企业图2—4低压一中压两级管网系统1.气源厂;2.低压管网;3.压送机站;4.低压储站;5.中压管网;6.区域调压站;7.低压管网（3）、三级系统。包括低压、中压(或次高压)和高压的三级管网。气源是来自长输管线的天然气(也能够是高压的人工燃气),用高压储气罐储气,如图2—5所示。图2—5三级管网系统1.长输管道;2.城镇燃气门站或分配站;3.次高压管道;4.高压储配站;5.次高压管网;6.次高中压调压站;7.中压管网;8.中低压调压站;9.低压管网;10.煤气厂（4）、多级系统。由低压、中压、次高压和高压的管网组成。气源是天然气,该城镇的供气系统用地下储气库、高压储配站以及长输管线储气,如图2—6所示。图2—6多级管网系统1.长输管道;2.城镇燃气门站(分配站);3.调压计量站;4.储配站;5.调压站;6.高压外环网;7.次高压A管网;8.次高压B管网;9.中压管网;10.地下储气库（四）城镇热力管道（一）、概述1、城镇供热系统分为分散供热和集中供热两种类型,现在集中供热系统是要紧进展方向。2、集中供热系统是指一个或多个集中的热源通过供热管网向多个热用户供应热能的系统,它要紧由热源、热网和热用户组成。热网是指由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统,即热力管道。3、集中供热系统按热源型式的不同可分为:热电厂供热系统、区域锅炉房供热系统、地热供热系统、工业余热供热系统、核供热堆和太阳能供热系统。其中常见的为前两种供热系统。4、热电厂供热系统以热电联产锅炉房作为集中供热热源。所谓热电联产确实是指联合生产电能和热能的发电厂,它从汽轮机中抽出部分蒸汽或将汽轮机尾部排出的蒸汽加以利用,不仅方便生产、生活,还因为利用了大量的潜热从而节约了能源。它是目前国内外都市集中供热的要紧模式。5、区域锅炉房供热系统是以集中锅炉房作为供热热源,区域锅炉房按锅炉种类的不同又分为蒸汽供热系统和热水供热系统。（二）、供热管网1、供热管网是连接供热热源与热用户的纽带,是集中供热系统的重要组成部分。都市供热管网一般供热参数如下:蒸汽管网压力≤2.5MPa,温度≤350℃,热水管网压力≤1.6MPa,温度≤150℃。2、供热管网按其平面布置形式可分为枝状管网(见图2-7)、环状管网(见图2-8)和多管制管网(其中双管管网示意图见图2-9)。枝状管网是目前我国都市供热中普遍采纳的形式。图2—7枝状管网示意图图2—8环状管网示意图图2—9双管管网示意图四、工业管道工业管道是工矿企业，事业单位为生产制作各种产品过程所需工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。工业管道是由压力管道组成件和支承件组成。1、管道组成件是指用于连接或装配管道的元件。它包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及膨胀接头、挠性接头、耐压软管、疏水器、过滤器和分离器等。2、管道支承件是指管道安装件和附着件的总称。其中安装件是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。它包括吊杆、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、鞍庄、垫板、滚柱、托庄和滑动支架等。附着件是指用焊接、螺栓连接或夹紧等方法附装在管子上的零件,它包括管吊、吊(支)耳、圆坏、夹子、吊夹、紧固夹板和裙式管座等。3、工业管道的构成并非是千篇一律的,由于它所处的位置不同,功能有差异,所需要的元器件就不同,最简单的确实是一段管子。工业管道的差不多组成见图2—10。图2—11为石化装置中的管道实景图。图2—10工业管道组成示意图1.波浪管;2.10、13.阀门;3.“8”字型盲通版;4.12、18.弯头;5.节流孔板;6.三通;7.斜接三通,8.四通;9.异径管;11.滑动支架;14.活接头;15.疏水器;16.视镜;17.过滤器;19.阻火器图2—11石化装置管道实物照片二、压力管道元件（一）概述压力管道元件一般能够分成管子、管件、阀门、补偿器、连接件、密封件、附属部件(疏水器、过滤器、分离器、除污器、凝汽(水)缸、缓冲器等)以及支吊架等几种元件或者部件。也能够将压力管道元件分成管道组成件和支承件,管道组成件承受介质压力。按照《压力管道元件制造许可规则》的规定,专门多压力管道元件必须取得制造许可。（二）管子压力管道使用的管子按材质分有铸铁管、钢管、有色金属管和非金属管;按结构分有无缝管和有缝管;金属管子按制造方法分为轧制管、焊接管和铸造管等;按用途分则有低压用流体输送管、高压锅炉钢管、管线管、石油裂化管、化肥用管等。有色金属管有铝及铝合金管、铜及铜合金管、钛及钛合金管和锆及锆合金管等,也分无缝和有缝两种。非金属管通常称为塑料管,由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等不同材料制成。1、无缝钢管无缝钢管通常采纳轧制方法制造,采纳生产线批量生产,有热轧管和冷轧管两种。轧制过程是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管,然后经热轧、冷轧或冷拔制成。热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货;冷轧钢管则以热处理状态交货。冷轧钢管的尺寸精度比热轧钢管高。（1）、生产工艺流程热轧管、碳素钢和低合金结构钢冷拔无缝钢管、不锈钢无缝钢管、挤压管等有不同生产工艺流程。热轧管的生产工艺流程如下:管坯→剪断→加热→穿孔→轧管→定径→冷却→矫直一切头→水压试验(探伤)→标记→入库。（2）、规格：无缝钢管的规格以外径×壁厚(如Φ219×6)或公称直径和壁厚系列表示。（3）、要紧检测项目无缝钢管的要紧检测项目有尺寸、重量、化学成分、力学性能、水压试验、涡流探伤、超声检测、漏滋探伤、外观等。高压锅炉管除应保证化学成分和机械性能外,要逐根做水压试验和扩口、压扁试验等工艺性能试验。此外,对某些专门用途的成品钢管,对其腐蚀性能、显微组织、晶粒度、脱碳层等质量特性也有一定要求。（4）、示意图见图2—12图2—12无缝钢管示意图2、焊接钢管焊接钢管也称焊管,是用钢板或钢带通过卷曲成型后焊接制成的钢管。焊接钢管按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊管。直缝焊管生产工艺简单,生产效率高,成本低，进展较快。螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高,能用较窄的坯料生产管径较大的焊管,还能够用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。然而与相同长度的直缝管相比,焊缝长度增加30~100%,而且生产速度较低。因此,较小口径的焊管大都采纳直缝焊,大口径焊管则多采纳螺旋焊。螺旋缝埋弧焊钢管(简称SSAW)是采纳埋弧焊工艺生产,带有一条螺旋焊缝的钢管,是将卷板矫平、切头、修边,由螺旋成型机成型后,使用埋弧焊先内后外进行焊接,按规定长度切管并经规定的检验与试验,来完成生产的。（1）、制造工艺各类焊接钢管的制造工艺各不相同。常见螺旋缝焊管制造工艺过程见图1—12。（2）、螺旋缝埋弧焊钢管制造要紧工序内容下料－矫平、修边、切头－钢板卷制成型－焊接（焊接分为螺旋焊缝焊接、对头焊缝焊接和返修焊接）－切管－平头－无损检测－水压试验－标记－最终检验。图2—13螺旋缝焊管制造流程图3、常用钢管标准及适用范围见表2－1序号标准号标准名称适用范围1GB2270不锈钢无缝钢管本标准适用于热轧、热挤压和冷拔（轧）不锈钢无缝钢管2GB3087低中压锅炉用无缝钢管本标准适用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和热砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔（轧）无缝钢管。3GB3091低压流体输送用镀锌焊接钢管本标准适用于输送水、煤气、空气、油及暖水等一般较低压流体或其他用途的热浸镀锌焊接（炉焊或电焊）钢管。4GB3092低压流体输送用焊接钢管本标准适用于水煤气、空气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流体和其它用途的焊接钢管5GB5310高压锅炉用无缝钢管本标准适用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。6GB6479化肥设备用无缝钢管本标准适用于工作温度为-40～400℃，工业压力为100～320Kgf/cm2的化工设备和管道用优质碳素钢和合金钢无缝钢管。7GB8163流体输送用无缝钢管本标准适用于输送流体用一般无缝钢管。8GB9711石油天然气输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管本标准适用于石油天然气输送管道用钢管，也适用于具有类似要求的其他流体输送管道用钢管。9GB9948石油裂化用无缝钢管本标准适用于石油精炼厂的炉管、热交换器管和管道用无缝钢管。10GB12771流体输送用不锈钢焊接钢管流体输送用本标准适用于输送中低压流体用的耐蚀不锈钢焊接钢管（以下简称钢管）11GB/T13793直缝电焊钢管本标准适用于各种结构件、零件和输送流体管道以及其其他用途的电焊钢管。12GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管本标准规定了流体输送用不锈钢无缝钢管的尺寸、外形、技术参数、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书。13YB(T)30流体输送用电焊钢管本标准适用于输送水、煤气、空气、油和取暖蒸汽等压力流体和其他用途的电焊钢管。14SY5036承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管本标准适用于承压液体输送用螺旋缝埋弧焊钢管、本标准范围的钢管、未考虑高温状态的使用。15SY5037一般低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管本标准适用于水、煤气、空气和蒸气等一般低压流体输送用埋弧焊钢管。本标准范围的钢管，未考虑高温状态的使用。16SY5038承压流体输送用螺旋缝高频焊钢管本标准适用于承压流体输送用螺旋缝高频焊钢管。本标准范围的钢管未考虑高温状态的使用。17SY5039一般低压流体输送用螺旋缝高频焊钢管本标准适用于一般低压流体输送用螺旋缝高频焊钢管，本标准范围的钢管未考虑高温状态的使用。18SY5297石油天然气输送管道用直缝电阻焊钢管本标准适用于天然气输送管道用钢管，也适用于具有类似要求的其他流体输送管道用钢管。（三）、管件1、管件分类（1）、按连接方式可将管件分为对焊管件、法兰连接管件、承插管件、柔性接口管件和螺纹管件（2）、按使用材料可分为金属管件和非金属管件,其中金属管件分为碳钢、合金钢、奥氏体不锈钢、铸铁(灰口铸铁、球墨铸铁)、有色金属等制管件。（3）、按用途分有弯头、异径接头、三通、四通和管帽等。（4）、按加工工艺分为焊制、推制、热压、冷压、铸造和锻制管件等。2、管件生产过程：各类管件的生产过程各不相同,以下简要介绍3种钢制无缝管件生产过程。（1）、热推无缝弯头的要紧工序：热推无缝弯头的要紧工序为:下料→平口→上料→预热→推制→成形→整形→回火(正火)→喷砂清理→倒角→整修→喷漆→标记。（2）、无缝热压管件(碳钢弯头)的要紧工序：无缝热压管件(碳钢弯头)的要紧工序为:下料→加热9压制9割口→通球9整形→热处理今表面探伤→清理→倒角→喷漆9标记。（3）、热压三通要紧加工工艺：三通成形可采纳模具液压鼓胀法成形,模具底部平直,上边有凸缘孔,将管子放人后,管子用液压缸固定,两边充入液体向内凸胀,把管挤成“凸”字形,再把凸起处从适当位置切除,并打成坡口,通过两次喷丸处理,由于加工硬化,因此也需要热处理。（4）、所有的管件都要通过表面处理,把内外表面的氧化铁皮通过喷丸处理喷掉,再涂上防腐漆。管件的包装要求(含包装标记)要注明尺寸、钢号、批号、厂家商标。在管件上要打上钢印,并附有装箱单和质保书等文件。3、管件的产品质量检验项目管件一般有原材料检查、表面质量、形状与尺寸、硬度检查、无损检测、水压试验等出厂检验项目。有的管件试制产品还要求爆破试验项目。不同管件的检验项目按照相应产品标准执行。4、常用管件示意图图2—14弯头图2—15法兰图2—16异颈管图2—17三通图2—18四通图2—19封头（四）阀门1、概述阀门是流体输送系统中的操纵部件,它具有导通、截断、调节、截流、减压、分流、防止倒流和泄压等功能。它又能够用来操纵空气、蒸汽、水、各种易燃易爆化工原料和油品、腐蚀性介质、放射性或有毒性介质等各种流体的流淌。阀门的动作能够采纳简单的手动启闭;也能够采纳如电动、气动、液动、电—气或电—液联动、电磁驱动进行启闭;还能够采纳在压力—温度或其他形式传感信号作用下,按预定的要求使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动,从而改变其流道面积以实现其操纵功能。阀门的通径小到几毫米的微型阀,大到10米重十几吨的工业管道用阀;其工作压力能够从1.3×10-3真空到1000MPa超高压;工作温度从——269℃的超低温到1430℃高温。2、阀门分类（1）、一般分类方法由于阀门的品种规格繁多、用途广泛,因此其分类从不同角度动身能够有专门多种分类方法。目前通用分类法分类是既按工作原理,又按结构划分。它是目前国内国际最常用的分类方法,一般分为:闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、止回阀、节流阀、调节阀、安全阀、减压阀、疏水阀等。（2）、按阀门用途和作用分类按阀门用途和作用分类可将阀门分为截断类、调节类、止回类、分流类和安全类等5类。截断类阀门要紧用于截断或接通介质流。其典型产品包括闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、隔膜阀、蝶阀等;调节类阀门要紧用于调节介质的流量、压力等。其典型产品包括调节阀、节流阀、减压阀等;止回类阀门要紧用于阻止介质倒流。其典型产品包括各种结构的止回阀;分流类阀门要紧用于介质流淌的分离或混合。其典型产品包括各种结构的分配阀、切换阀和疏水阀等;安全类阀门要紧用于介质超压安全爱护。其典型产品包括各种类型的安全阀。（3）、按公称压力分类①、真空阀(工作压力低于标准大气压力的阀门)、②、低压阀(公称压力PN≤1.6MPa的阀门)、③、中压阀(公称压力PN=2.5~6.4MPa的阀门)、④、高压阀(公称压力PN=10~80MPa的阀门)⑤、超高压阀(公称压力PN≥100MPa的阀门)。（4）、按阀门适应工作介质温度分类①、高温阀(t≥450℃的阀门)、②、中温阀(120℃≤t≤450℃的阀门)、③、常温阀(―40℃≤t≤120℃的阀门)④、超低温阀(t≤-100℃的阀门)。（5）、按驱动方式分类①、手动阀是靠人力操纵手轮、手柄或链轮驱动的阀门;②、动力驱动阀利用各种动力源进行驱动的阀门。要紧有电动阀、气动阀、液动阀和电磁阀等;③、自动阀不需要外力驱动,而利用流体介质自身的能量来使阀门动作,如止回阀、安全阀、减压阀和疏水阀等。（6）、按阀门与管道连接的方式分类①、法兰连接阀门②、螺纹连接阀门③、焊接连接阀门④、卡套连接阀门⑤、夹箍连接阀门。（7）、按阀体材质分类：按阀体材质分类可将阀门分为金属材料阀、非金属材料阀和金属壳体非金属衬里阀。（8）、按阀座与阀瓣密封材料分类：按阀座与阀瓣密封材料可将阀门分为金属密封阀和非金属密封阀。（9）、按阀门工作分类：阀门工作可分为一般工作阀门和专门工作阀门。3、常用阀门简介：不同的阀门,结构不同,以下简要介绍闸阀、截止阀、节流阀、止回阀、球阀的结构。①、闸阀闸阀是指启闭阀(闸板)由阀杆带动,沿阀座密封面作升降运动的阀门。可接通或截断流体的通道。由于结构特点,闸阀一般不作节流用。闸阀的结构见图2—20。图2—20闸阀结构l.手轮,2.阀杆螺母;3.填料压盘;4.填料;5.阀盖;6.双头螺栓,7.螺母;8.垫片;9.阀杆,10.闸板;11.阀体②、截止阀、节流阀截止阀和节流阀差不多上向下闭合式阀门,启闭件(阀瓣)由阀杆带动、沿阀座(密封面)轴线作升降运动的阀门。截止阀与节流阀结构差不多相同,只是阀瓣形状不同。截止阀和节流阀与管道连接形式有法兰连接、焊接连接和内螺纹连接三种形式。截止阀和节流阀的结构见图2—21。图2—21截止阀和节流阀的结构l.手轮;2.阀杆螺纹;3.阀杆;4.填料压盖;5.T型螺母;6.填料;7.阀盖;8.垫片;9.阀瓣;10.阀体③、止回阀止回阀用于需要防止流体逆向流淌的场合,介质顺流时开启,逆流时关闭。止回阀分为升降式止回阀、旋启式止回阀、压紧式止回阀和底阀开降或止回阀，旋启式止回阀的结构分不见图2—22和图2—23图2—22升降式止回阀结构1.阀盖;2.阀瓣;3.阀体图2—23旋启式止回阀结构1.摇杆;2.密封圈;3.螺母;4.阀瓣;5.阀盖;6.阀体④、球阀球阀的阀瓣为一中间有通道的球体,球体围绕自己的轴心作90°旋转以达到启闭。其性能与旋塞相似,有快速启闭的特点。球阀依照结构原理可分为浮动球和固定球两种。固定球式球阀的结构见图2—24。图2—24固定球式球阀结构1.阀杆;2.上轴承;3.球体;4.下轴承（四）补偿器1、补偿器的作用：能够增大管道系统的柔性。在管道运行时,补偿器产生一定的变形能够汲取管子热胀冷缩产生的伸长或缩短,使管子在较自由的状态下热胀冷缩,从而防止管道因热胀冷缩产生过大的应力。2、常用补偿器有金属波浪管膨胀节、其他型式补偿器(套筒补偿器、旋转式、非金属织物补偿器、特种补偿器)、金属软管、聚四氟乙烯波浪管膨胀节等。3、金属波浪管膨胀节分类（1）非约束型金属波浪管膨胀节的特点是管道的内压推力（俗称盲板力）由固定点或限位点承受，因此它不适宜用在与敏感机械设备相连的管道上。非约束型波浪管膨胀节要紧用于汲取轴向位移和少量的角向位移。常用的非约束型波浪管膨胀节一般为自由型波浪管膨胀节。图2—25膨胀节（2）约束型波浪管膨胀节的特点是管道的内压推力没有作用于固定点或限位点处,而是由约束波浪膨胀节用的金属部件(拉杆)承受。它要紧用于汲取角向位移和拉杆范围内的轴向位移。常用的约束型波浪管膨胀节有单式铰链型、单式万向铰链型、复式拉杆型、复式铰链型、复式万向铰链型、弯管压力平衡型、直管压力平衡型等型式。（五）连接件管道连接件用于管道的可拆卸连接部位,包括法兰、螺栓(螺柱)和螺纹连接件。法兰有整体法兰、带颈对焊法兰、带颈平焊法兰、带颈松焊法兰、管法兰、螺纹法兰、板式平焊法兰、板式松套法兰等,依照密封面型式有平面、凹凸面、沟槽面等不同型式,而按照与管子的连接方式,有焊接和螺纹连接两种。一般情况下，管道法兰按与管子的连接方式可分为五种差不多类型：平焊法兰、对焊法兰、螺纹法兰、承插焊法兰、松套法兰。1、平焊法兰（1）平焊法兰示意图见图2—26图2—26平焊法兰示意图（2）适用范围：平焊钢法兰适用于公称压力不超过2.5MPa的碳素钢管道连接，平焊法兰的密封面能够制成光滑式、凹凸式和榫槽式三种。光滑式平焊法兰的应用量最大，多用于介质条件比较缓和的情况下，如低压非净化压缩空气、低压循环水，它的优点是价格比较廉价。对焊钢法兰（1）对焊钢法兰示意图见图2—27图2—27对焊钢法兰示意图（2）适用范围：对焊钢法兰用于法兰与管子的对口焊接，其结构合理，强度与刚度较大，经得起高温高压及反复弯曲和温度波动，密封性可靠，公称压力为0.25～2.5MPa的对焊法兰采纳凹凸式密封面。承插焊法兰（1）、承插焊法兰示意图见图2—28图2—28承插焊法兰示意图（2）、适用范围：承插焊法兰常用于PN≤10.0MPa，DN≤40的管道中。1、松套法兰（1）、松套法兰示意图见图2—29图2—29松套法兰示意图（2）、适用范围：常用于介质温度和压力都不高而介质腐蚀性较强的情况。当介质腐蚀性较强时，法兰接触介质的部分(翻边短节)为耐腐蚀的高等级材料如不锈钢等材料，而外部则利用低等级材料如碳钢材料的法兰环夹紧它以实现密封。整体法兰整体法兰常常是将法兰与设备、管子、管件、阀门等做成一体，这种型式在设备和阀门上常用。2、各种法兰见图2—30图2—30各种法兰示意图密封面型式的选用见表2－2表2－2密封面型式的选用密封面型式代号平面FF突面RF凹凸面凸面MFM凹面F榫槽面榫面TGT槽面G（1）、全平面密封面：常与平焊型式配合以适用于操作条件比较缓和的(PNg1.0)工况下；常用于铸铁法兰或与铸铁连接的钢法兰；（2）、凸台面密封面：是应用最广的一种型式，它常与对焊和承插焊型式配合使用，（3）、凹凸面密封面：常与对焊和承插型式配合使用，（4）、榫槽面密封面：使用情况同凹凸面法兰；（六）、密封件密封件要紧指用于法兰连接接头的垫片和用于阀门的填料。垫片分为金属垫片、非金属垫片、金属与非金属复合垫片(金属缠绕垫片、包覆垫片、齿形增强垫片、波齿复合垫片、复合增强垫片等)。用于阀门的填料要紧是石棉编制品,有些填料在石棉编制品中夹有金属丝。1、垫片垫片是借助于螺栓的预紧载荷通过法兰进行压紧，使其发生弹塑性变形，填充法兰密封面与垫片间的微观几何间隙，增加介质的流淌阻力，从而达到阻止或减少介质的泄漏的目的。垫片性能的好坏以及选用的合适与否对密封副的密封效果阻碍专门大。常用的垫片能够分为三大类，即非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。（1）、非金属垫片石棉橡胶垫片，它是通过向石棉中加入不同的添加剂压制而成。在美国，专门多标准中都将石棉制品列为致癌物质而禁用。但在世界范围内，石棉仍以其弹性好、强度高、耐油性好、耐高温、易获得等优点而得到广泛应用。（2）、半金属垫片半金属垫片有缠绕式垫片、金属包覆垫片和柔性石墨缠绕垫三大类。缠绕式垫片：是半金属垫片中最理想、也是应用最普遍的垫片。特点：压缩回弹性好、强度高，有利于适应压力和温度的变化，能在高温、低温、冲击、振动及交变载荷下保持良好的密封性能。（3）、金属垫片金属垫片常用在高压力等级法兰上，以承受比较高的密封比压。常用的金属垫片有平垫、八角形垫和椭圆型垫三种。金属平垫片：常与凸台面、凹凸面、榫槽面法兰使用。八角形金属垫片和椭园形金属垫片：常与环槽面法兰使用。与椭圆形金属垫片相比八角形金属垫片容易加工，故其应用比较多。金属垫片的材料应配合法兰材料选用，且要求垫片硬度比法兰密封面硬度低(许多于HB30)。（4）、紧固件是连接法兰的部件,要紧有螺栓、螺柱和螺帽三种。（七）、附属部件(设备)管道上还安装一些附属部件或者附属设备,如疏水器、过滤器、分离器、除污器、凝汽(水)缸、缓冲器等。它们的要紧作用是保证管道发挥应有的功能,或者使管道具备某项能力。如过滤器是用于滤去管道中的固体颗粒,以达到爱护机械设备或其它管道设备的目的。装设在燃气管道上的凝水缸用于排除管道中的冷凝水和轻质油。1、疏水器见图2—31图2—31疏水器2、过滤器

见图2—32图2—32过滤器它要紧清除管内中的介质，来爱护减压阀、泄压阀、定水位阀和水泵等设备，以达到正常运转。安装时请安在进口处，一般用水滤网采纳10～30目/cm2,用气滤网采纳40～100目/cm2，用油滤网采纳60～200目/cm2。

工作原理：当管道中的介质首先进入过滤器时，介质通过滤网进入被连接的阀门中，而杂质则留于过滤桶内，使各类阀门可不能由于机械杂物卡入密封圈而失灵。

3、分离器是把混合的物质分离成两种或两种以上不同的物质的设备。见图2—33图2—33分离器（八）、支承件压力管道支承件是将管道荷载等传递到管架结构上去的元件,分为固定件和结构附件两大类。1、安装件是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。它包括吊杆、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、鞍庄、垫板、滚柱、托庄和滑动支架等。2、机构附件是指用焊接、螺栓连接或夹紧等方法附装在管子上的零件,它包括管吊、吊(支)耳、圆环、夹子、吊夹、紧固夹板和裙式管座等。3、管道支承件的结构和型式专门多。按其用途可分为承重支承件、限制支承件、恒力支承件和防振支承件。现场使用较多的是承重支承件和限制支承件,如固定支架、导向支架、吊架等。支承件中的弹簧支吊架经常用在比较重要的场合,其适用于有垂直位移的管道,管道受力后能够利用弹簧的变形起到调节的作用。弹簧支吊架一般分为恒力弹簧支吊架和可变弹簧支吊架。三、压力管道的安全附件和安全爱护装置（一）、概述压力管道常用的安全附件和安全爱护装置中的安全阀、爆破片装置、温度计、压力表、紧急切断装置等与压力容器差不多类似,除此之外,压力管道还有一些依照管道特点所设置的爱护装置,如阻火器、防静电装置、阴极爱护装置等。然而,不同类不的压力管道,其所需的安全附件和安全爱护装置有所区不。安全附件和安全爱护装置的设计、制造,应当符合相应国家标准、行业标准的规定。使用单位应对在用压力管道上的安全附件和安全爱护装置做好维护保养工作,并按国家计量治理部门的有关要求，进行定期校验。（二）压力表、温度计、视镜1、压力表：压力管道上装设的压力表必须与使用介质相适应。低压管道使用的压力表精度应当不低于2.5级;中压及高压管道使用的压力表精度应当不低于1.5级。见图2—34图2—34压力表2、温度计：压力管道上使用的温度计,要紧用于测量介质的温度。其选用、装设要求等由相应的安全技术规范和设计标准做出规定。温度计，是测温仪器的总称，能够准确的推断和测量温度。利用固体、液体、气体受温度的阻碍而热胀冷缩等的现象为设计的依据。有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计（1）、辐射温度计和光测温度计、双金属温度计等其设计的依据有：利用固体、液体、气体受温度的阻碍而热胀冷缩的现象；在定容条件下，气体（或蒸气）的压强因不同温度而变化；热电效应的作用；电阻随温度的变化而变化；热辐射的阻碍等。辐射温度计见图2—35图2—35辐射温度计（2）、电阻温度计分为金属电阻温度计和半导体电阻温度计，差不多上依照电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计要紧有用铂、金、铜、镍等纯金属的及铑铁、磷青铜合金的；半导体温度计要紧用碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用。它的测量范围为-260℃至600℃左右。（3）、温差电偶温度计是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路。把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因而有电流通过回路。通过电学量的测量，利用已知处的温度，就能够测定另一处的温度。这种温度计多用铜——康铜、铁——康铜、镍铭——康铜、金钴——铜、铂——铑等组成。它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高和气低浊测量。有的温差电偶能测量高达3000℃的高温，有的能测接近绝对零度的低温。（4）、指针式温度计是形如仪表盘的温度计，也称寒暑表，用来测室温，是用金属的热胀冷缩原理制成的。它是以双金属片做为感温元件，用来操纵指针。双金属片通常是用铜片和铁片铆在一起，且铜片在左，铁片在右。由于铜的热胀冷缩效果要比铁明显的多，因此当温度升高时，铜片牵拉铁片向右弯曲，指针在双金属片的带动下就向右偏转（指向高温）；反之，温度变低，指针在双金属片的带动下就向左偏转（指向低温）。见图2—36图2—36指针式温度计（5）、玻璃管温度计玻璃管温度计是利用热胀冷缩的原理来实现温度的测量的。由于测温介质的膨胀系数与沸点及凝固点的不同，因此我们常见的玻璃管温度计要紧有：煤油温度计、水银温度计、红钢笔水温度计。他的优点是结构简单，使用方便，测量精度相对较高，价格低廉。缺点是测量上下限和精度受玻璃质量与测温介质的性质限制。且不能远传，易碎。见图2—37图2—37玻璃管温度计（6）、压力式温度计压力式温度计是利用封闭容器内的液体，气体或饱和蒸气受热后产生体积膨胀或压力变化作为测信号。它的差不多结构是由温包、毛细管和指示表三部分组成。它是最早应用于生产过程温度操纵的方法之一。压力式测温系统现在仍然是就地指示和操纵温度中应用十分广泛的测量方法。压力式温度计的优点是：结构简单，机械强度高，不怕震动。价格低廉，不需要外部能源。缺点是：测温范围有限制，一般在-80~400℃；热损失大响应时刻较慢；仪表密封系统（温包，毛细管，弹簧管）损坏难于修理，必须更换；测量精度受环境温度、温包安装位置阻碍较大，精度相对较低；毛细管传送距离有限制。压力温度计经常的工作范围应在测量范围的1/2--3/4处，并尽可能的使显示表与温包处于水平位置。其安装用的温包安装螺栓会使温度流失而导致温度不准确，安装时应进行保温处理，并尽量使温包工作在没有震动的环境中。3、视镜：用于液体管路上以观看液体流淌情况。视镜的种类专门多,要依照输送介质的化学性质、物理状态及工艺对视镜功能的要求来选用。视镜的材料差不多上和管子材料相同。如碳钢管采纳钢制视镜,不锈钢管子采纳不锈钢视镜,硬聚氯乙烯管子采纳硬聚氯乙烯视镜,需要变径的可采纳异径视镜,需要多面窥视的可采纳双面视镜。视镜见图2—38图2—38视镜（三）安全泄压装置1、长输输气管道一般设置以下安全泄放装置:①、输气站应在进站截断阀上游和出站截断阀下游设置泄压放空装置。②、输气干线截断阀上下游均应设置放空管。放空管应能迅速放空两截断阀之间管段内的气体。③、输气站存在超压可能的受压设备和容器,应设置安全阀。2、热力管道的超压爱护装置运行中可能超压的热力管道系统应当设置超压爱护装置。泄压装置多采纳安全阀（是压力管道的一种安全爱护装置，是一种卸压后能够自动恢复到原来位置的设备）。安全阀开启压力一般为正常最大工作压力的1.1倍,最低为1.05倍。3、工业管道安全泄压装置的通用要求①、除专门情况,关于运行中可能超压的管道系统均应设置泄压装置。泄压装置可采纳安全阀、爆破片装置或者两者组合使用。②、不宜使用安全阀的场合可用爆破片。③、安全阀应分不按排放气(汽)体或液体进行选用,并考虑背压的阻碍。安全阀的开启压力(整定压力)除工艺有专门要求外,为正常最大工作压力的1.1倍,最低为1.05倍。安全阀或爆破片的入人口管道和出口管道上不宜设置切断阀。但工艺有专门要求必须设置切断阀时,还应设置旁通阀及就地压力表。正常工作时安全阀或爆破片入口或出口的切断阀应在开启状态下锁住。旁通阀应在关闭状态下锁住。④、安全阀见图2—39爆破片见图2—40图2—39安全阀图2—40爆破片（四）、用于操纵介质压力和流淌状态的装置1、调压装置调压装置要紧用在输气管道、输油管道、蒸汽管道和城镇燃气系统中。以下以城镇燃气系统为例介绍调压装置。为了满足城镇燃气在输配与应用过程中不同压力的需要,在城镇燃气系统中需要设置压力调节与操纵的装置。调压器确实是用来操纵燃气系统压力工况的设备。其作用确实是将高压燃气降至所需的压力,并使调压器出口压力保持稳定不变。燃气调压器通常安设在城镇燃气气源、门站、储配站、加压站、配气站、加气站、各级压力管网之间、分配管网和用户处。调压装置确实是以调压器为主并将其必须的阀门、过滤器、安全装置、测量仪表、旁通管和计量设备等安装配置连接成一个整体的压力调节与操纵的系统。调压装置是城镇燃气输配系统中重要组成部分。能够按在输配系统中的位置与作用、装置围护构造、建筑形式,进、出口压力等进行分类。如按照输配系统中位置与作用能够分为站场调压装置、线路调压装置、专用调压装置、用户调压装置。见图2—41图2—41调压装置2、止回阀在需防止流体倒流的工业管道上,应设置止回阀。在燃气管道的高压储存门站、储配站调压工艺系统的燃气入口处,应当装设止回阀。止回阀示意及工作原理见图2—42图2—42止回阀示意及工作原理3、切断装置压力管道运行时,为了满足检修、处理事故等需要,需要设置切断装置,中止介质在管道中的流淌。切断的功能要紧由阀门来完成。（1）、紧急切断装置见图2—43工业管道中的可燃液化气或者可燃压缩气贮运和装卸设施重要的气相或者液相管道应当设置紧急切断装置。紧急切断装置包括紧急切断阀、远程操纵系统和易熔塞自动切断装置。远程操纵系统的关闭装置应当装在人员易于操作的位置,易熔塞自动切断装置应当设在环境温度升高至设定温度时,能自动关闭紧急切断阀的位置。图2—43紧急切断装置（2）、线路截断阀长输(油气)管道均需设置线路截断阀。相应设计规范对截断阀的间距、装设位置等做出了规定。截断阀可采纳自动或者手动阀门,并应能通过清管器或者检测仪器。关于输油管道中的液态液化石油气管道,线路截断阀之间应设置放散管。（3）、切断阀工业管道中进出装置的可燃、有毒介质管道应在边界处设置切断阀,并在装置侧设“8”字盲板。4、阻火器阻火器要紧用在工业管道上。它是一种防止火焰蔓延的安全装置,通常安装在易燃易爆气体管路上。当某一段管道发生事故时,不至于阻碍另一段的管道和设备。某些易燃易爆的气体如乙炔气,充灌瓶与压缩机之间的管道,要求设3个阻火器。阻火器的设置一般要符合以下要求:（1）、管端型放空阻火器的放空端应当安装防雨帽。（2）、工艺物料含有颗粒或者其他会使阻火元件堵塞的物质时,应当在阻火器进、出口安装压力表,监控阻火器的压力降。（3）、工艺物料含有水汽或者其他凝固点高于0℃的蒸汽(如醋酸蒸汽等),有可能发生冻结的情况,阻火器应当设置防冻或者解冻措施,如电伴热、蒸汽盘管或者夹套和定期蒸汽吹扫等。关于水封型阻火器,可采纳连续流淌水或者加防冻剂的方法防冻。（4）、阻火器不得靠近炉子和加热设备,除非阻火元件温度升高可不能阻碍其阻火性能。（5）、单向阻火器安装时,应当将阻火侧朝潜在点火源。5、防静电设施(措施)可燃介质管道应有静电接地设施,并测量各连接接头间的电阻值和管道系统的对地电阻值。这些电阻值当超过工业管道标准或者设计文件的规定时,应当设置跨接导线(在法兰或螺纹接头间)和接地引线。关于强氧化性流体(氧或氟)管道,应当在管道预制后、安装前分段或单件进行脱脂。脱脂的范围应当包括所有管道组成件与流体接触的表面。应当采取措施幸免管道内部残存的脱脂介质与氧气形成危险的混合物。（五）、城镇燃气管道的几种防护设施1、凝水缸为排除燃气管道中的冷凝水和天然气管道中的轻质油,管道敷设时应有一定坡度,以便在低处设凝水缸,将汇合的水或油排出。凝水缸的间距,视水量和油量多少而定,通常为500m左右。凝水缸有不能自喷和能自喷的两种。如管道内压力较低,水或油就要依靠手动唧筒等抽水设备来排出。安装在高、中压管道上的凝水缸,由于管道内压力较高,积水(油)在排水管旋塞打开以后就能自行喷出。2、放散管放散管是一种专门用来排放管道中的空气或燃气的装置。在管道投入运行时利用放散管排空管内的空气,防止在管道内形成爆炸性的混合气体。在管道或设备检修时,可利用放散管排空管道内的燃气。放散管一般也设在闸井中,在管网中安装在阀门的前后,在单向供气的管道上则安装在阀门之前。3、闸井为保证管网的安全与操作方便,地下燃气管道上的阀门一般都设置在闸井中。闸井应牢固耐久,有良好的防水性能,并保证检修时有必要的空间。考虑到人员的安全,井筒不宜过深。（六）阴极爱护装置在埋地敷设的线路工程中,设置阴极爱护装置是目前防止管道受地下外部环境阻碍而产生腐蚀的最重要的防腐蚀措施之一。阴极爱护有牺牲阳极法和强制电流法两种爱护形式。埋地管道的阴极爱护设施应严格按照相应的标准规范进行设计、施工、检验、测试和验收。（七）泄漏气体安全报警装置(声、光报警)在易燃易爆场所,通常要安装泄漏气体安全报警装置。输油输气管道的泄漏监测预警装置一般采纳固定装置(要在管道上安装传感器)实时监测。输油输气管道的泄漏监测预警能够实现对管道从不漏到发生泄漏的过程的监测,一旦发生泄漏立即报警。依照传感器安装在管道的具体部位,泄漏监测预警技术可分为外监测和内监测两类。泄漏监测需与目前采纳的数据采集与监控系统(SCADA)相结合。四、工业管道的几项防护措施1、在室内安装的各种流体管道上薄弱环节的组成件,如玻璃液面计、视镜等,应有安全防护措施。2、在正常运行中必须严格操纵开关状态的阀门,必须附加锁定或铅封装置。3、密度比环境空气小的可燃气体必须排入火炬系统。可燃液体严禁直接排入下水道。4、为操纵管系高频低幅振动或低频高幅晃动,可装设减振装置。消除气流脉动常用的减振装置有缓冲器、孔板等。5、为操纵管道瞬时冲击荷载或管系高速振动位移,可装设阻尼装置。第二节压力管道安全性能要求一、概述1、压力管道系统应能满足正常发挥功能,操作、维修方便和长周期安全运行,并达到规定的使用年限的差不多要求。压力管道的安全性能要求是压力管道各项要求的组成部分,是针对压力管道的危险、危害因素而提出的,是最差不多的要求。2、一个管道系统,为了完成流体的输送、分配、混合、分离、排放、计量或操纵流体流淌的功能,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、操纵设备等连接在一起,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。因此,管道系统的安全运行受到三个方面的阻碍:(1)、管内流体性质的阻碍,如:流体的温度、压力、状态、物理性质(沸点、蒸汽压、电导率、可压缩性、热膨胀性等)、毒性、辐射性、可燃性、闪点、自燃温度、爆炸极限、反应活性、腐蚀性、杂质含量、两相流等。(2)、管道系统自身的阻碍,如管道系统布置、管道应力计算、组成件的选用和压力设计、柔性分析和支承设计、管道制作安装和检验等。(3)、外部因素的阻碍,如环境(气温、风载、雪载、结冰等气候条件,雷击、地震和火灾等),相关设备和仪表的振动、脉动、水锤、剧烈循环荷载和仪表故障,以及人为操作失误和缺乏维护等。二、承压部分的安全性能要求1、设计压力和设计温度各类压力管道设计规范均对设计压力和设计温度做出了明确规定。关于工业金属管道,一条管道及其每个组成件的设计压力,不应小于运行中遇到的内压或者外压与温度相偶合时最严峻条件下的压力;管道的设计温度应为管道在运行时,压力和温度相偶合的最严峻条件下的温度。关于0℃以下的管道,应考虑液体及环境温度阻碍,设计温度应取低于或者等于管道材料可达到的最低温度。2、强度、刚度、稳定性（1）强度压力管道必须具有足够的强度。压力管道的强度分不按照《输气管道工程设计规范》(GB50251)、《输油管道工程设计规范》(GB50253)、《城镇燃气设计规范》(GB50028)、《都市热力管网结构设汁规范》(CJ105)、《压力管道规范工业管道第3部分:设计和计算》(GB/T0801.3)、《工业金属管道设计规范》(GB50316)等进行计算。与其他承压类特种设备相比,压力管道的强度具有2个特点。一是长输(油气)管道和部分城镇燃气管道,管道通过不同地区时,如地区级不不同(划分为4个级不),管道的安全裕度不同(强度设计系数不同)。二是计算管道强度时,管道所受要紧载荷除考虑内压外,还要考虑弯矩的阻碍,而且往往是以弯矩为主。（2）刚度《输油管道工程设计规范》(GB50253-2003)中规定:管道的刚度应满足运输、施工和运行时的要求。输油输气管道通过操纵管径与壁厚的比值或者最小厚度来操纵刚度。在工业管道中,法兰的刚度如不够,则会发生变形而导致泄漏。（3）稳定性压力管道必须具有足够的稳定性。稳定性按照相应设计规范进行校核。输油管道需校核轴向稳定性,专门地段还需操纵直径方向的变形量;输气管道要紧操纵径向稳定性。工业管道需要校核最大位移应力。3、柔性与其他承压类特种设备相比,柔性是管道所特有的一个性能要求。管道的柔性是反映管道变形难易程度的一个物理概念。管道在设计条件下工作时,因热胀冷缩、端点附加位移、管道支承设置不当等缘故会产生应力过大、变形、泄漏或破坏等阻碍正常运行的情况。管道的柔性确实是管道通过自身变形汲取因温度变化发生尺寸变化或其他缘故所产生的位移,保证管道上的应力在材料许用应力范围内的性能。4、密封性和持久性（1）密封性密封性是阻止管道内部流体泄漏的性能。阀门、法兰、螺纹连接、焊缝等部位容易发生泄漏。（2）持久性：持久性是指压力管道的使用寿命,即能否长时刻使用的性能。一般压力管道的设计使用年限为30年。管道的设计使用年限要紧与介质条件、管道外部环境条件、输送距离、输送量与用户的特点等有关。为了满足上述条件,管道系统的设计和计算必须符合标准规定,管道组成件必须使用耐介质腐蚀,能够在设计规定温度下持续承受介质压力作用的材料,且有相应的壁厚、密封结构、防腐蚀措施和其他防护措施。同时整个管道系统应有适当的支承，必要时应进行柔性分析计算。三、材料与管道组成件（一）概述压力管道的材料包括制造压力管道元件用材(受压元件或者管道组成件)、焊接材料、连接接头的辅助材料、复合金属和衬里材料等。以工业管道为主,对制造压力管道元件用材(受压元件或者管道组成件)要求以及管道组成件的选用要求进行简要介绍。（二）材料压力管道元件用材应当符合以下差不多要求:1、材料的选用必须依据管道的使用条件(设计压力、设计温度、流体类不)、经济性、耐蚀性、材料的焊接及加工性能,同时满足相应标准提出的材料韧性要求及其他规定。2、材料的规格与性能符合国家现行标准的规定。3、金属材料的使用温度符合管道设计规范的规定,如材料应在相关设计标准规定的使用温度上、下限内使用,并依照输送介质以及材料的物瑾和力学性能等确定其使用温度范围。4、低温条件下使用的材料及其焊接接头,其低温力学性能应符合要求。5、按照管道设计规范的材料使用要求选用材料,例如低温管道应采纳冷静钢;对Q235—A、Q235—A·F材料的设计压力和应用管道类不的限制;对球墨铸铁类用作受压部件时设计温度、设计压力的限制等。（三）压力管道元件的选用以下简要介绍工业管道的管道组成件的选用要求。1.差不多要求管道组成件除满足国家现行标准的规定外,其耐压设计规定、成型及焊后热处理的要求、检验、用材等必须符合管道设计规范的规定。2.管子的选用（1）、采纳直缝焊接钢管时,其无损检测和焊接接头系数应当符合管道设计规范的要求。（2）、剧烈循环条件下的管道,宜采纳国家现行标准中所规定的无缝钢管和铜、铝、钛、镍无缝管,采纳直缝电焊管时,其无损检测和焊接接头系数应当符合管道设计规范的要求。（3）、现行国家标准《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3092)及《低压流体输送用镀锌焊接钢管》(GB/T3091)中的加厚管子,可用于输送设计压力小于或等于1,6MPa和设计温度在0~200℃的C类流体。一般厚度的管子仅用于D类流体。（4）、无缝钢管用于设计压力大于或者等于10MPa时,制造检验应符合现行国家标准《高压锅炉用无缝钢管》(GB5310)的规定,不锈钢管的检验不低于现行国家标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》(GB/T14976)的规定。（5）、钢管最小壁厚应符合管道设计规范的规定。（6）、夹套管的内管宜采纳无缝管。（7）、输送氧气的管子应符合管道设计规范有关安全的规定。3.阀门（1）、用于各类流体的阀门类型、结构及其各部件材料,应依照流体的特性、设计温度、设计压力以及管道设计规范规定的压力—温度参数值要求。（2）、选用手动阀门,当开启力大于400N时,宜采纳齿轮操纵结构。（3）、阀盖与阀体连接的螺栓少于4个的阀门,应仅用于输送D类流体的管道。公称压力超过1.6MPa的蒸汽管道不应使用螺纹连接的阀盖。（4）、用于高温或低温的阀门,宜采纳改善填料使用条件的阀盖伸长的结构形式。（5）、输送B类流体的管道上使用软密封球阀时,应选用防(耐)火型结构的球阀。（6）、阀门的材料应符合管道设计规范的规定,关于磨蚀性大的流体,阀座及阀芯选用耐磨损的材料。关于有磨蚀的流体,选用闸阀时,宜为明杆结构的形式。（7）、除耐腐蚀的要求外,输送B类流体的管道上宜用钢制阀体的阀门。（8）、端部焊接的小阀,当焊接及热处理过程中阀体会变形时,应选用长阀体型或端部带短管的闸门。（9）、关于氧气管道不应使用快开、快闭型的阀门。阀内垫片及填料不应采纳易脱落碎屑、纤维的材料或可燃的材料制成。4、其他管道组成件选用要求管道设计规范对弯管及斜接弯管、管件及支管连接、法兰、垫片、紧固件、管道组成件连接结构、补偿器、过滤器、非金属衬里的管道组成件等分不提出了选用要求,详细可见管道设计规范。（四）结构1、结构型式要求相关的设计规范对管道的结构型式提出了要求,如输气管道的弯头有最小曲率半径的规定;弯头和弯管不得使用褶皱和虾米腰;弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求,且不得小于钢管外直径的1000倍等。2、连接方式要求（1）、连接方式简介：管道元件之间的连接接头有焊接连接接头和可拆卸连接接头两大类。①、焊接方法按焊件结合的物理化学过程大致可分为熔化焊、固相焊钎焊和粘接四种。在压力管道中,金属材料以熔化焊为主,其优点是接头能够达到与母材等强度。钎焊接头的连接强度要比母材低,只用在少数有色金属管道的焊接中。在仪表管道等小管径管道中目前电阻焊等固相焊接差不多得到应用。粘接则要紧用在非金属管道的连接中。②、可拆卸连接的接头形式有法兰接头、螺纹接头和卡箍接头等。可拆卸连接接头由连接紧固件和密封件组成。连接紧固件包括法兰、螺栓螺帽(紧固件)、螺纹连接件和卡箍。密封件包括各种金属和非金属垫片。（2）、连接方式选用焊接接头属于永久性连接接头,结构简单,气密性好,使用可靠,维修费用低,因此管道连接除了维修和拆卸需要等必要的场合外,应尽量采纳焊接连接。法兰、垫片和紧固件需依照使用工况(温度、压力、外加负荷、弯矩、循环工况、振动工况和隔热等)合理选用额定值、材料、密封面和垫片型式(包括材料和厚度)、焊接型式和密封面表面粗糙度,以及螺栓强度和紧固技术要求等,如剧烈循环条件下的管道应采纳对焊法兰而不应使用平焊(松套)法兰;非金属衬里管道需进行安装长度调整时应采纳特制垫环等。3、热补偿的要求（1）按照设计规范应当进行柔性计算的管道,假如其柔性不符合要求,则应当采取改进措施。一是利用管道自身的弯曲或扭转产生的变位来达到热胀冷缩时的自补偿,二是自补偿不能满足要求时,可调整支吊架的型式与位置或者改变管道走向。假如受条件限制,不能采纳上述方法改进柔性,可依照设计文件参数和类不选用补偿装置。（2）管道补偿器的结构有∏形补偿器、填料式补偿器、球形补偿器和波浪管式补偿器等。应依照使用工况、流体性质和要求的补偿距离合理选用补偿器的型式材料、壁厚和安装技术要求。（3）管道补偿器的安装和调整应当按照标准和设计文件的规定进行。并按照设计文件的规定进行预拉伸或者预压缩。四、焊接接头（一）焊接接头结构、型式与焊缝布置1、管道焊接接头的结构有对接接头、承插接头和支管连接接头等三种形式。对接接头受力状况好,连接强度大,被普遍用于管道元件的连接。承插接头组对方便,接头不需要进行内部缺陷检测,但一般只能用于公称直径小于25mm的管道连接。支管连接接头则只出现在直接在主管上开口的管道连接上。由于支管连接接头组对尺寸偏差大,质量操纵难,使用时应力比较集中,受力状况复杂,现在绝大多数管道上差不多被定型三通所替代。2、相应标准规范中,对焊缝坡口形式和尺寸做出规定,对焊接接头型式提出要求。压力管道组对焊接时,要合理布置焊缝,如法兰、焊缝及其他连接件应设置于便于检修的位置,并不得紧靠墙壁、楼板或管架,且焊缝不宜处于套管内;直管段上两对接焊口中心间的距离应符合规范规定;焊缝距弯管起弯点不得小于100mm,且不得小于管子外径;焊缝距支吊架或开孔边缘的净距不应小于50mm;需热处理的焊缝距支吊架不得小于焊缝宽度的5倍,且不得小于100mm等。（二）焊接接头性能压力管道的焊接接头,应当具有规定的力学性能和工艺性能,如抗拉强度、冲击功、弯曲性能等。1、一般情况下,压力管道焊接接头的力学性能不采纳在施焊时同时焊评定试件的方式进行评定,而要紧采纳由合格焊工按照评定合格的焊接工艺进行施焊的方法操纵。2、管内流体对管道材料有腐蚀作用时,焊接工艺评定应包括腐蚀试验。设计文件对焊接接头有金相、硬度等要求时,焊接工艺评定也要增加相应的试验项目。3、焊接接头表面质量及几何尺寸偏差管道焊接接头的组对精度应符合要求。焊接完成后应逐件进行外观质量检查。焊接接头的外观质量应当符合相关标准规范的规定,不得有裂纹、气孔、夹渣、飞溅等缺陷。组对的错边量、余高、咬边等缺陷应在同意范围内。《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》将焊缝外观质量分成4个级不,即I级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级,I级质量要求最高。设计文件规定焊缝系数为1的焊缝或规定进行100%射线检测或者超声检测的焊缝,其外观、质量不得低于Ⅱ级。钛、锆等有色金属及其合金的焊接接头的表面不得有不同意的过度氧化色泽。4、焊接接头缺陷的操纵（1）概述压力管道焊接接头的内部缺陷和表面缺陷应当操纵在同意的范围内。与锅炉压力容器类似,焊接接头质量也采纳无损检测的方法进行评定。不同的设计、施工验收规范对焊接接头无损检测的规定有所差不,以下要紧以《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236―1998)的规定为例介绍相关要求。（2）无损检测方法管道焊接接头常用的无损检测方法有射线检测、超声检测、磁粉检测和渗透检测。射线检测、超声检测要紧用于检测焊接接头内部缺陷,具体选择哪种方法一般由设计做出规定。按照规定,管道的承插焊缝及支管连接的焊缝需要进行表面检测时,可采纳磁粉检测或者渗透检测,关于铁磁性材料容器的表面检测应优先选用磁粉检测。（3）对接接头的射线或者超声检测比例管道对接接头的无损检测比例分为4种,即100%、10%、5%和不作无损检测。100%无损检测是指对指定的一批管道的全部环向焊缝所作的全圆周检测和对纵焊缝所作的全长度检测。10%、5%的无损检测比例均为抽样检测。抽样检测是在一批指定的管道中,对某一规定百分比的对接焊缝所作的全圆周的检测。抽样检测时,一般对每名焊工焊接的管道受压元件的对接环缝、角焊缝、支管连接焊缝和钎焊焊缝按检验批以规定的检测方法和比例进行检查和检验。对规定进行抽样无损检测的焊缝,当发觉不同意缺陷时,应当按照压力管道标准规定用原规定的无损检测方法进行累进检查。（4）对接接头的无损检测合格标准碳素钢和合金钢焊缝的射线检测方法,超声波探伤方法标准为《承压设备无损检测》(JB/4730),100%射线检测,合格级不为Ⅱ级;抽样射线检测,合格级不为Ⅲ级。100%超声检测,合格级不为I级。(5)焊缝表面无损检测的要求:100%射线检测或者超声检测的管道,其承插焊缝及支管连接的焊缝可采纳磁粉检测或者渗透检测,或按工程设计文件的规定进行检测。对规定进行表面无损检测的焊缝,其检测方法按照《承压设备无损检测》(JB/T4730.1―2005;JB/T4730.4-2005;JB/T4730.5~6―2005),检测数量和质量应符合设计文件和相关标准的规定。(6)焊接接头的无损检测时机:压力管道的焊接接头,也应先进行形状尺寸和外观质量的检查,合格后,才进行无损检测。有延迟裂纹倾向的材料应当在焊接完成24小时后进行无损检测。有再热裂纹倾向的焊接接头,当规定进行表面无损检测时,应当在焊后和热处理后各进行一次。(7)对检验发觉的超标缺陷必须进行返修,返修后仍应当按照原规定的无损检测方法进行检测。5、残余应力的操纵（1）焊接过程产生的残余应力会降低材料使用性能。因此压力管道中的合金钢焊接接头、厚度较大的碳钢焊接接头和设计规定需要进行消除应力热处理的焊接接头,要进行焊后热处理,以幸免应力腐蚀。对通过消除应力热处理的焊接接头,热处理后应当按照规定的比例检测焊缝和热阻碍区的硬度值。硬度值应当符合设计文件或管道标准规范的规定。（2）管道现场安装时,应保证管道安装的装配精度在同意偏差范围内,要采取措施防止管道及其支承件的安装位置偏差,连接接头的错位和强力组对等产生的额外应力。五、安装位置管道及其组成件的安装位置对运行、维护、检修有一定阻碍,管道安装时要对安装位置进行操纵,工业管道一般有如下要求(部分):（一）管道安装位置包括管道的坐标、标高和管道的坡向和坡度应符合设计规定。当设计未作明确规定时,管道的坡向和坡度应符合下列要求:1、气体压缩机的入口管道的水平度偏差应小于1mm/m,并应坡向分液罐一侧;2、离心泵入口管道的坡向应与流体流淌方向相反;3、蒸汽冷凝液管道应坡向排液方向,一般坡度不小于2/1000。4、管道的固定支架、导向支架和滑动支架的安装位置应符合设计规定。同时,不得在无补偿装置的热管道直管段上同时安装两个及两个以上固定支架。5、阀门、补偿器、监察管段、膨胀指示器等应按设计规定位置安装。①、阀门的手轮等操作机构应位于容易操作的位置。阀门操作柱的传动杆与阀杆的轴线夹角一般不应大于30°;②、波形补偿器内套有焊缝的一端,在水平管道上必须迎介质安装,在垂直管道上必须置于上部;③、∏形补偿器水平安装时,其平行臂应与管道坡度相同,垂直臂应处于水平状态。垂直臂的长度偏差和平面歪扭偏差均不应超过±10mm;④、填料式补偿器安装应按设计文件规定的安装长度和温度变化留有剩余收缩量。其同意偏差为±5mm。(二)承压能力1、概述压力管道的承压能力通过耐压试验来验证。压力管道在投入使用前要进行耐压试验。关于工业管道,耐压试验—般以液体为试验介质,称为液压试验。液压试验通常以洁净水为试验介质,又称水压试验。当工业管道的设计压力小于0.6MPa时,也可采纳气体为试验介质。脆性材料严禁使用气体进行耐压试验。奥氏体不锈钢管道或者对连有奥氏体不锈钢管道或者设备的管道以水为试验介质进行耐压试验时,水中氯离子含量不得超过2.5×10-6。工业管道和长输油气管道的耐压试验压力的确定方法有所不同。以下以工业管道为例,简介有关耐压试验的要求。2、液压试验（1）、液压试验压力①、承受内压的地上钢管及有色金属管道试验压力应为设计压力的1.5倍,埋地钢管道的试验压力应为设计压力的1.5倍,且不得低于0.4MPa。②、当管道与设备作为一个系统进行试验,管道的试验压力等于或者小于容器的试验压力时,应按照管道的试验压力进行试验。当管道试验压力大于容器的试验压力,且设备的试验压力不低于管道设计压力的1.15倍时,经建设单位同意,可按容器的试验压力进行试验。③、承受内压的埋地铸铁管道的试验压力,当设计压力小于或者等于0.5MPa时,应为设计压力的2倍;当设计压力大于0.5MPa时,应为设计压力加0.5MPa。④、对位差较大的管道,应将试验介质的静压计入试验压力中。液体管道的试验压力应以最…高点的压力为准,但最低点的压力,不得超过管道组成件的承受力。（2）、液压试验压力的温度修正管道的设计温度高于试验温度时,试验压力按下式计算:PT=1.5PS1/S2式中:PT―试验压力,MPa;P―设计压力,MPa;S1―试验温度下,管子的许用应力,MPa;S2―设计温度下,管子的许用应力,MPa。当S1/S2大于6.5时,取6.5。当PT在试验温度下产生超过管道材料的屈服强度的应力时,应当将试验压力PT降至不超过屈服强度时的最大压力。（3）、液压试验合格标准液压试验应缓慢升压,待达到试验压力后,稳压10min,再将试验压力降至设计压力,停压30min,以压力不降、无渗漏为合格。当试验过程中发觉泄漏时,不得带压处理。消除缺陷后,就重新进行试验。3、气压试验1、在满足施工验收规范规定的前提条件下,同意用气压试验代替液压试验,但必须采取有效的安全措施,并经施工单位技术总负责人批准。2、承受内压钢管及有色金属管道试验压力应为设计压力的1.15倍。当管道的设计压力大于0.6MPa时,必须有设计文件规定或者经建设单位同意,方可用气体进行耐压试验。4、耐压试验的替代方法不能采纳液压或气压试验的管道,可采纳替代性试验,并应在工程设计文件中指明。替代性试验的管道,应符合下列规定:（1）关于所有环焊缝应进行100%射线检测;（2）.检测后应进行气密试验。5、气密性气密性是指管道密封住气体介质的能力。与液体比较,气体从管道中渗出的能力更强。关于密封性能要求较高的管道,在液压试验后,还要进行气密性试验,以验证管道的密封性。按照《工业管道设计规范》(GB50316―2000)的要求,对B类流体管道,气密性试验压力等于设计压力,在此压力下,用发泡剂检查法兰、螺纹、填料等处,无气泡为合格。输送制冷剂等气化温度低的流体的管道,也应进行气密性试验。第三节管道支承一、管道支承的作用1、支持管道由于自身和管内流体的重量,以及保温、风载、雪载、冰载等外加载荷,抵消由此而发生的弯曲变形。2、传递管道由于热变形而产生的作用力,使管道的位移限制在规定范围内;3、操纵管道由于运行操作过程中产生的冲击、交变载荷等而产生的振动或晃动。二、对管道支承件的差不多要求1、结构、型式及设置要求(1)、管道支承件