第五章压力管道基本知识

第5章压力管道基本知识5.1压力管道的定义与分类5.2压力管道的用途及特点5.3压力管道的组成及结构5.4压力管道检验与无损检测承压类特种设备无损检测相关知识薛振林陆志春压力管道概况管道输送已经成为与铁路、公路、水运、航运并列的运输手段，它作为一种特种设备越来越广泛用于石油、石化、化工、电力等行业及城市燃气和供热工程中，是国家能源战略、国计民生的需要。压力管道的主要用途就是输送介质，此外还可能具有储存功能（主要用于长输管道）和热交换（主要用于工业管道）等。对单条压力管道而言，其工作原理就是依靠外界的动力或者是介质本身的驱动力将该条压力管道源头的介质输送到该条压力管道的终点。2006年末，全国输油（气）管道里程为48226公里，比2002年增长62%，年均增长12.8%。其中输油管24136公里，输气管24090公里，分别比2002年末增长61.3%和62.7%。薛振林陆志春5.1压力管道的定义与分类5.1.1.压力管道的定义压力管道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≥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≥标准沸点的液体介质，且公称直径＞25mm的管道。——《特种设备安全监察条例》薛振林陆志春5.1压力管道的定义与分类5.1.2压力管道的分类1、按用途分类：工业管道：指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的管道、公用工程管道及其它辅助管道。包括延伸出工厂边界线，但归属企、事业单位管辖的工艺管道。公用管道：指城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。长输管道：指产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道。薛振林陆志春5.1.2压力管道的分类2、从安全管理和监察角度按操作工况和用途分类：按国家质量技术监督局质技监局锅发[1999]272号文《压力管道设计单位资格认证与管理办法》可分为：1）GA类（长输管道）GA1级GA2级③输送浆体介质，输送距离≥50km且管道公称直径DN≥150mm的管道；①输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P＞1.6MPa的管道；②输送有毒、可燃、易爆液体介质，输送距离≥200km且管道公称直径DN≥300mm的管道③GA1③范围以外的长输管道①输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P≤1.6MPa的管道；②GA1②范围以外的长输管道；薛振林陆志春5.1.2压力管道的分类2）GB类（公用管道）GB1（燃气管道）GB2（热力管道）3）GC类（工业管道）GC1级GC2级④输送流体介质，设计压力P＜10.0MPa且设计温度＜400℃的管道①输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中，毒性程度为极度危害介质的管道；②输送GB50160及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介质且设计压力P≥4.0MPa的管道；③输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P≥4.0MPa且设计温度≥400℃的管道；④输送流体介质且设计压力P≥10.0MPa的管道。①输送GB50160及GBJ16规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P＜4.0MPa的管道；②输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P＜4.0MPa且设计温度≥400℃的管道；③输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力P＜10.0MPa且设计温度≥400℃的管道；薛振林陆志春5.1.2压力管道的分类3、按管道主体材料、敷设位置和输送介质特性分：⑴主体材料分：可分为金属管道和非金属管道。⑵敷设位置分：可分为架空管道、地沟敷设管道和埋地管道。⑶介质特性分：①按介质压力可分为超高压管道、高压管道、中压管道、低压管道和真空管道。②按介质温度可分为高温、常温和低温管道。③按介质毒性可分为剧毒、有毒和无毒管道。④按介质可燃性可分为可燃和非可燃管道。⑤按介质腐蚀性可分为腐蚀性和非腐蚀性管道。薛振林陆志春5.2.1压力管道的用途：压力管道主要用途是输送介质，对单条管道是依靠外界的动力或是介质本身的驱动力将该条管道源头的介质输送至该管道的终点。对于长输管道而言，它还有储存功能；对工业管道而言，它还有热交换功能。5.2.2应用领域：压力管道应用领域极为广泛，它与铁路、公路、水运、航运并列为五大运输行业。主要应用于石油、石化、化工、化肥、电力等行业及城市燃气和供热工程中。5.2压力管道的用途及特点薛振林陆志春1、种类多，数量大，标准多，设计、制造、安装、应用管理环节多；2、长细比大，跨越空间大，边界条件复杂；3、布置方式多样，现场安装条件差，工作量大；4、材料应用种类多，选用复杂；5、失效的模式多样，失效概率大；6、实施检验难度大；5.2.3压力管道的主要特点薛振林陆志春5.3压力管道的组成及结构5.3.1压力管道元件1、管子其种类有无缝钢管、焊接钢管、有色金属管、铸铁管、非金属材料管等无缝钢管焊接钢管铸铁管薛振林陆志春5.3.1压力管道元件2、管件：包括弯头、三通、四通、大小头等许多种型式。其种类有无缝管件、有缝管件、锻制管件、铸造管件、非金属材料管件等；弯头三通四通大小头薛振林陆志春5.3.1压力管道元件3、法兰和紧固件：其种类有锻造法兰、焊接法兰、非金属材料法兰等

锻造法兰焊接法兰非金属材料法兰薛振林陆志春5.3.1压力管道元件4、阀门。其种类有安全阀、调压阀、闸阀、球阀、蝶阀、截止阀、止回阀、非金属材料壳体阀门等.安全阀蝶阀调压阀止回阀薛振林陆志春5.3.1压力管道元件5、膨胀节及波纹管。其种类有金属波纹膨胀节、金属波纹管、其它型式金属膨胀节、非金属膨胀节等金属波纹膨胀节金属波纹管薛振林陆志春5.3.1压力管道元件6、密封元件及特种元件：其种类有金属密封元件、非金属密封元件、防腐管道元件、阻火器等密封元件防腐管道阻火器薛振林陆志春5.3.2压力管道附属设施1、附属设施包括支吊架、防腐绝缘层、阴极保护装置、沿线加油站、加热站、计量站、配气站阀室及标志、测试、拉索围栅等。2、安全保护装置包括紧急切断装置、安全泄压装置、测漏装置、测温测压装置和报警装置等。3、管道支承件是指管道安装件和附着件的总称。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、圆环、夹子、吊夹、紧固夹板和裙式管座等。薛振林陆志春5.4压力管道检验与无损探伤5.4.1检验分类和检验项目1、分类：压力管道检验可分为原材料检验、元件制作质量检验、安装质量检验和在用检验等。2、检验项目：分外观检验、焊接接头表面质量及内部缺陷检验检测、耐压试验和泄漏性试验。薛振林陆志春5.4.2压力管道检验标准压力管道检验要按照检验对象的性质和类别执行相应的规范标准。目前压力管道检验主要规范标准：SH3501-1997《石油化工剧毒、可燃介质管道工程及验收规范》GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》《在用工业管道定期检验规程》薛振林陆志春5.4.3压力管道无损检测的基本内容1、压力管道焊缝外观基本要求1）焊缝宽度以每边盖过坡口边缘2mm为宜；2）角焊缝的焊角高度应符合设计，过渡平缓；3）不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在；4）设计温度低于-29℃的管道、不锈钢和淬硬倾向较大的合金钢管道焊缝表面，不得有咬边现象。其他材质管道焊缝咬边深度不大于0.5mm，连续咬边长度应不大于100mm，且焊缝两侧咬边总长不大于全长的10%。5）焊缝表面不得低于管道表面；6）焊接接头错边不大于壁厚的10%，且不大于2mm薛振林陆志春5.4.3压力管道无损检测的基本内容2、表面无损检测：⑴方法选用原则：对铁磁性材料管子应选用MT检测，对非铁磁性材料管子应选用PT检测。⑵检测时机及部位：对有延迟裂纹倾向的焊接接头，应在焊后冷却一定的时间后（标准规范规定的时间内）进行检验；对有再热裂纹倾向的焊接接头，应在焊后及热处理后各进行一次检测。薛振林陆志春5.4.3压力管道无损检测的基本内容⑶相关标准对检测对象和应用场合的规定：①管子材料外表面质量检测。②重要对接焊缝、角接焊缝表面缺陷检测。③重要承插焊和跨接式三通支管焊接接头表面缺陷检测；双面焊规定清根后须进行的检测。④管道弯制后表面缺陷检测。⑤材料淬硬倾向大的焊接接头、设计温度≤-29℃的非奥氏体不锈钢管道坡口的检测。⑥火焰切割有淬硬倾向的合金钢管道上焊接卡具及修磨部位的缺陷检测。薛振林陆志春5.4.3压力管道无损检测的基本内容3、射线和超声检测⑴检测对象：主要是压力管道的对接接头和对焊管件的对接接头。⑵方法选择原则：对钛、铝及铝合金、铜及铜合金、镍及镍合金的有色金属焊接接头应选用射线检测。薛振林陆志春5.4.3压力管道无损检测的基本内容⑶检测时机：①对有延迟裂纹倾向的焊缝，其RT和UT检测应在焊接冷却一定时间后进行。②当夹套管内的主管有环焊缝时，应在外套管组装前对该主管接头进行射线100％检测。③管道对接接头上若有补强圈或支座垫板覆盖，该接头应在覆盖前进行100％射线检测。④对规定焊接须层间检测时，RT、UT检测应在表面检测后进行。薛振林陆志春5.4.3压力管道无损检测的基本内容4、在用工业管道定期检验中无损检测要点⑴表面无损检测重点部位①宏观检查中发现裂纹或变形可疑的相应部位。②绝热层破损或可能渗入雨水的奥氏体不锈钢管道其相应的部位。③处于应力腐蚀环境中的管道应进行表面抽查。④长期承受明显交变载荷的管道其焊接接头和易造成应力集中的部位的表面。⑤检验人员认为有必要的部位，如支管角焊缝等部位进行表面无损探伤抽查。⑵UT、RT检测应用原则GC1、GC2级管道焊接接头一般应进行UT或RT检测抽查，GC3级未发现异常原则上不进行UT或RT检测抽查。薛振林陆志春5.4.3压力管道无损检测的基本内容⑶UT或RT检测重点部位①制造、安装中返修过的焊接接头和安装时固定口的焊接接头。②错边、咬边严重超标的焊接接头。③异种钢焊接接头和表面检测发现裂纹的焊缝。④泵、压缩机进出口第一道或与其相近的焊缝。⑤支吊架损坏部位附近的焊接接头。⑥使用中发生泄漏部位附近的焊接接头。⑦硬度检验中发现