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文档简介
目录1总则2一般规定工艺计算站、场、库及石油化工装置设备和管道布置输油、输气管道线路工程材料选用管道应力设计管道和设备隔热管道和设备涂漆压力管道支吊架设计规定压力管道强度计算规定聚乙烯管道设计规定3压力管道设计遵循的标准和规范1总则目的:为了统一压力管道设计技术要求,提高压力管道设计水平,确保压力管道设计质量,特制定本规定。遵守的原则:优化设计方案,确定经济合理的工艺及最佳工艺参数;做到技术先进,经济合理,安全适用。适用范围:本规定适用于输油、输气管道工程、给排水及消防工程、热力工程、城市燃气工程及石油化工工程。2一般规定工艺计算输油、输气管道需要进行管道的水力计算、温降计算。其计算公式按《输油管道工程设计规范》(GB50253-2014八《输气管道工程设计规范》(GB50251-2015)《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)执行。对于特殊的管道穿跨越工程按《油气输送管道穿越工程设计规范》(GB50423-2007)和《油气输送管道跨越工程设计规范》(GB50459-2009)执行。站、场、库及石油化工装置设备及管道的布置设备布置装置的总体布置应根据装置在工厂总平面上的位置以及与有关装置、罐区、主管廊、道路等相对位置确定,并与相邻装置的布置相协调。装置的竖向布置应根据装置生产特点,充分考虑操作、检修要求,满足交通运输要求;考虑装置内外地坪标高的协调及其内外道路、排水的合理衔接,尽量减少土方工程量;装置场地应采用平坡式布置,并采用有组织排水,所有的雨水经过暗管排入地下排水管网。设备布置应满足工艺流程、安全生产、环境保护的要求,并应便于操作、维护、检修、防爆及消防,并注意节约用。设备布置应按工艺流程顺序和同类设备适当集中相结合的方式,并结合风向条件确定设备、建筑物与其它设施的相对位置。设备布置应根据气温、降水量等气候条件和工艺与设备特殊要求,决定是否采用室内布置。装置的控制室、变配电室、化验室布置在装置的一侧,位于爆炸危险区范围以外,并位于甲类设备全年最小频率风向的下风侧。设备、建筑物和构筑物应根据生产过程的特点和火灾危险性类别分区布置,其间距符合现行的有关防火规范的要求。设备之间的距离除要满足防火、防爆的要求外,还要满足下列要求:1)设备操作、维修、吊装场地及通道;2)构筑物(包括梯子和平台)的布置;3)设备基础、地下管道、管沟及排水井的布置;4)管道及仪表的安装。泵布置在室内时,应成排布置并满足如下要求:1)所有的泵端出口中心线应对齐或泵端基础面对齐,两台泵之间的净距市0.8m,泵端前操作通道的宽度市1m;2)室内布置时,两排泵之间的净距市2.0m;3)泵端/泵侧与墙之间的净距市1.0m。通道和防火设备的布置要考虑对空间的安全要求,在紧急情况下迅速采取行动,减少对临近的设备的危害。装置内最小通道宽度为:1)消防通道6m(弯道半径12m);2)公共主干道6m(弯道半径12m);3)主要车行通道4m(弯道半径9m);4)检修通道4m(弯道半径9m);5)次要车行通道3m(弯道半径6m);6)泵区检修通道2m;7)操作通道0.8m。装置内最小通道高度为:1)公共主干道5.0m;2)消防道路5.0m;3)主要车行通道4.5m;4)检修通道4.5m;5)次要车行通道3.0m;6)管带下泵区检修通道3.0m;7)人行通道2.5m;8)操作通道2.2m;标高的确定为:1)建筑物室内地面应高出室外地面市200mm;2)控制室、配电室室内地面应高出室外地面600mm;3)设备的基础面一般应高出地面市200m,泵的基础面视泵的形式而定。管道布置管道布置设计应严格遵守管道仪表流程图的设计要求。管道布置设计应做到安全可靠、经济合理、在满足施工、操作、维修、消防等方面的要求下,同时尽量做到整齐美观。管道应尽可能地上敷设,并集中成排布置。地上管道设在管廊或管墩上,给排水、污水和消防水管道要埋地敷设。装置主管廊应留有10〜20%的预留空间,并考虑其荷载。管道布置应满足抗震要求。对有特殊工艺要求的管道、高温、高压、大口径及与重要设备连接的管道和需要柔性计算管道的布置,应优先考虑并做好规划,尽量利用管道的自然形状吸收热胀,自行补偿、减少投资。与动设备连接的管道,在设计中应充分考虑其弹性、支撑、震动、压力脉动、气蚀等方面的要求,作用于设备接口上的推力和力矩不得大于允许值。管道布置应尽量避免出现气袋、液袋和“盲肠”。管道除与阀门、仪表和设备之间的连接需要必要的法兰和螺纹连接外,其余均采用焊接连接,避免泄漏。管道穿过墙壁和楼板,均应配有套管,套管的直径大于管道隔热层的外径,管道焊缝到套管的端部距离不小于150mm。由于管道布置形成的高点或低点,应根据操作、维修等需要,设置放空阀、排液阀。阀门的设置应考虑操作的需要,设置在便于操作和维护的地方,同时对较大差压、较大口径、较大压力操作的阀门设置旁通或齿轮操作等。阀门设在容易接近、便于操作、维修的地方,成排管道的阀门集中布置,阀门手轮最小间距为100mm;立管上阀门手轮的安装高度宜为1.2m,不宜超过1.8m,如超过2.0m(且经常操作的),应设置梯子及平台。为了便于操作、维护和安装,装置区内应设置必要的软管站,服务半径为15m。管架上敷设的管道无论有无隔热层,其净距应不小于50mm,法兰外缘与相邻管道的净距应不小于25mm;管道外壁或管道隔热层的外壁的最突出部分,距管架或框架的支柱、建筑物墙壁的净距应不小于100mm;有侧向位移的管道应加大其管道间的净距。取样系统管道的布置应避免死角或袋形管,取样口的布置应使采集的样品具有代表性;取样阀安装在便于操作的地方,并使设备或管道与取样阀之间的管段尽量短。安全阀应直立安装并靠近被保护设备。如不能靠近布置,则从被保护设备到安全阀入口的管道压头总损失,不应超过该阀定压值的3%;其背压不应超过该阀定压值的10%。安全泄压装置出口管的布置,应考虑由于泄压排放引起的反作用力,合理设置支架。管道上的仪表或测量元件应布置在便于安装、观察和维修的位置;必要时可设置专用的平台或梯子。控制阀和相邻管道的布置和支撑要便于控制阀的移开。在靠近设备、集中载荷、弯管、大直径三通分支管的附近设置必要的支架。管道及其组成件的最小壁厚度应按有关规范来计算,并根据介质特性和设计寿命,考虑一定的腐蚀裕度。输油、输气管道线路工程线路走向选择线路走向选择原则线路选择应遵循安全、经济、方便,同时达到最佳化的原则,既满足建设单位对工程提出的要求,又使工程费用和运行期间管线的操作维修费用最低。线路走向选择原则如下:1)管线敷设地区的选择应符合我国现行的有关规定,线路走向应避开城市规划区、文物古迹、风景名胜、自然保护区等。2)线路应尽可能取直,缩短线路长度,同时线路也要尽可能靠近气田、城镇和工矿企业。3)线路应尽可能利用现有公路,方便施工和管理。同时应尽可能利用现有国家电网供电,以降低工程费用。4)线路尽可能避开高烈度地震区、沙漠、沼泽、滑坡、泥石流等不良工程地质地区和施工困难地区。5)站场及大、中型河流穿、跨越位置选址应服从大的线路走向,线路局部走向应服从站场和穿、跨越工程的位置。线路勘察根据设计的不同的阶段,对工程线路按不同的内容和深度,进行线路勘察,一般可分为踏勘、初勘和详勘三个阶段。勘察内容和深度要求按有关规范执行。定线应遵循的原则定线是根据批准的初步设计所推荐的走向方案,确定线路中线位置。定线是线路施工图设计的基础,对线路走向的每个桩位置进行认真推敲,力求定出一条安全可靠、经济合理的线路。线路定线时遵循下述原则和要求1)线路应力求顺直,以缩短长度;2)应尽量减少线路与公路、铁路、河流等天然和人工障碍的交叉,当必须交叉时,宜垂直交叉。3)宜避开多年生经济作物区和重要的农田水利设施;4)应尽量靠近公路,方便施工和管理;5)线路必须避开重要的军事设施、易燃易爆仓库、国家重点文件保护单位的安全保护区,线路还应避开机场、火车站、码头、自然保护区;6)线路宜避开滑坡、沼泽、软土、泥石流等不良工程地质地段,确需通过时,需经技术经济对比和采取可靠的工程措施。7)线路应避开地震烈度大于7度的地震断裂带,无法避开时,应采取抗震措施。管道敷设管道敷设的方式的确定管道的敷设方式可分为埋地敷设和架空敷设两种。埋地敷设可采用沟埋敷设和筑土堤敷设;架空敷设可分为低架(管墩支撑)和高架(管架)敷设。将管线裸露敷设于地面的方式只适用于临时管线。埋地敷设方式不影响农业耕作和地面人类活动,还可以保护管线,减少自然和人为的损坏,因此,长输管道应尽量采用埋地敷设方式。1)埋地敷设⑴埋深要求管道埋深是指管顶至地面覆土深度。管道的最小埋深是根据地区级别、农田耕作深度、地面负荷对管道的强度和稳定性的影响等因素综合考虑决定的。一般最小埋深要求见表。表 埋地管线最小埋深要求(m)地区等级土壤类岩石类干旱水田一级二级三级四级在不能满足最小埋深要求或外载荷过大,外部作业可能危及管道安全的地方,应采取措施对管道加以保护。当输送管道通过有冻胀危害的冻土地区时,管线应埋设在冻土深度以下。管道实际设计埋深根据地形、土质和管线弯头数量综合考虑确定。当地形起伏较大,若采用统一埋深,必然增加弯头数量,增加管线焊口数量;而减少弯头数量,又会导致管线埋深增加,增加管沟开挖和回填土石方工程量。确定设计埋深就是在满足最小埋深的前提下,在弯头数量和土石方工程两者之间求得一个投资最小的工程量平衡。(2)管沟管沟截面形状和尺寸大小是根据地质条件、施工方法和管径大小决定。当管沟深度小于3m时,管沟底宽按下式确定b=D+C式中:b 沟度宽度,m;D 管子外径,cm;C——沟底加宽裕量(按表确定),m。管沟边坡坡度应根据土壤类别和物理力学性质(如粘聚力、内摩擦角、湿度、容重等)确定。当无上述土壤的物理性质资料时,对土壤构造均匀、无地下水、水文地质条件良好、深度不大于5m,且不加支撑的管沟,其边坡可按表确定。深度超过5m的管沟,可将边坡放缓或加筑平台。表沟底加宽裕量(m)施工方法沟上组装焊接沟下组装焊接地质条件旱地沟内有积水岩石旱地沟内有积水岩石C表 管沟允许边坡坡度土壤名称边坡坡度人工挖土机械挖土沟下挖土沟上挖土中、粗砂1:11:1:1亚砂土、含卵砾石土1:1:1:粉土1:1:1:粘土、泥灰岩、白垩土1:1:1:干黄土1:1:1:未风化岩石1:粉细砂1:1~1:次生黄土1:注:当采用多斗挖沟机挖沟时,管沟边坡坡度不受本表限制。管沟断面形状一般选用倒梯形断面,当深度较大,或土壤较松散时可选用下部为矩形上部为梯混合断面管沟。管沟断面形状一般由施工单位根据施工经验自行确定,以保证施工安全为原则。⑶管沟基础处理一般土方地区,管沟底铲平夯实即可。在岩石地区,为了防止岩石棱角扎坏防腐层,需垫土或细砂0.2m厚。如遇管沟底为建筑垃圾等腐蚀性较强的填土地段,沟底基础需换土夯实;在自重湿陷性黄土地区的斜坡、陡坎地段,为了防止雨水渗入沟底造成沟底沉陷,需采用2:8(体积比)灰土进行沟底基础处理。(4)管沟回填管道下沟后,应保证与沟底相接触。管底至管顶以上0.3m范围内,回填土中不得有块石、碎石等,以免损伤防腐层。回填土应夯实,其密实度应大于。回填土高度应高出地表为0.3m,让其日后自然沉陷,避免沿管沟形成低畦地带而积水。输送管道出土端及弯头两侧,回填时应分层夯实。当管沟纵坡较大时,应根据土壤性质,采取防止回填土下滑措施。在沼泽、水网(含水田)地区的管道,当覆土层不足以克服管子浮力时,应采取稳管措施。⑸土堤敷设当长输管道采用土堤埋设时,土堤高度和顶部宽度,应根据地形、工程地质、水文地质、土壤类别及性质确定,并应符合下列规定:管道在土堤中的覆土厚度不应小于0.6m;土堤顶部宽度应大于管道直径两倍且不得小于0.5m。土堤的边坡坡度,应根据土壤类别和土堤的高度确定。粘性土土堤,压实系数宜为,堤高小于2m时,边坡坡度宜采用1:~1:;堤高为2~5m时,宜采用1:~1:。土堤受水浸淹没部分的边坡,宜采用1:2的坡度。位于斜坡上的土堤,应进行稳定性计算。当自然地面坡度大于20%时,应采取防止填土沿坡面滑动的措施。当土堤阻碍地表水或地下水泄流时,应设置泄水设施。泄水能力根据地形和汇水量按防洪标准重现期为25年一遇的洪水量设计,并应采取防止水流对土堤冲刷的措施。土堤的回填土,其透水性能宜相近。・沿土堤基底表面的植被应清除干净。2)架空敷设・架空敷设的管架高度应根据使用要求确定,一般以不防碍交通,便于检修为原则,通常管底至地面净空高度应符合表5-4的规定。表5-4管道架设高度规定类别净空高度,m人行道路2公路2铁路2电气化铁路2荒山常用管道支架有钢支架、钢筋混凝土支架和管墩,根据不同高度、位置和受力状况经计算后确定3)埋地输油(输气)管道与其它埋地管道,埋地通信电缆交叉敷设时,其垂直净距不应小于m,并应在交叉点处管道两侧各10m范围内采取加强(特加强)防腐的措施。2.3.2.2 长输管道采用弹性敷设时应符合下列规定:(1)弹性敷设管道与相邻的反向弹性弯管之间及弹性弯管和人工弯管之间,应采用直管侧面连接;直管段长度不应小于管子外径值,且不应小于500mm。(2)弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强工要求,且不得小于钢管外直径的1000倍。垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管子在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径,其曲率半径应按下式计算:-1—cosR>360031 2D2 (4-3-14)d4式中R——管道弹性弯曲曲率半径(m);D 管道的外径(cm);a——管道的转角(°)。(3)输油、输气管道平面和竖向不宜同时发生转角。弯头和弯管不得使用褶皱弯或虾米弯。管子对接偏差不得大于3°。2.3.3 管道穿越工程水下穿越工程1)穿越点的选择穿越点的选择应考虑走向以及不同的穿越方法对施工场地的要求。穿越点宜选择在河道顺直,河岸基本对称,河床稳定,水流平缓,河底平坦,两岸具有宽阔漫滩,河床地质构成单一的地方。不宜选择含有大量有机物的淤泥地区和船泊抛锚区。穿越点距大中型桥梁(多孔跨径总长大于30m)大于100m,距小型桥梁大于50m。穿越河流的管线应垂直于主槽轴线,特殊情况需斜交时不宜小于60。2)穿越工程设计内容在选定穿越位置后,根据水文和工程地质情况决定穿越方式、管身结构、稳管措施管材选用、管道防腐措施、穿越施工方法等提出两岸河堤保护措施并绘制穿越段平面图和穿越纵断面图。3)敷设方式⑴裸露敷设裸露敷设适用于基岩河床和稳定的卵石河床。管道采用厚壁管、复壁管,或石笼等方法加重管线稳管,将管线敷设在河床上。裸露敷设只适用于水流很低、河床稳定、不通航的中、小河流上的小口径管线或临时管线。⑵水下沟埋敷设采用水下挖沟设备和机具,在水下河床上挖出一条水下管沟,将管线埋设在管沟内称沟埋敷设。沟埋敷设应将管道埋设在河床稳定层中。沟槽开挖宽度和放坡系数视土质、水深,水流速度和回淤量确定,当无水文地质资料,采用水下挖掘机具时可参照表选定沟底宽度和边坡系数。开沟务须平直,沟底要平坦,管线下沟前须进行水下管沟测量,务必达到设计深度。管线下沟后可采用人工回填和自然回淤回填。前者是在当地就地取材,选用一定密度的物质,如卵石、块石等填入管沟;后一种方法是在河流有泥沙回淤,并且管线在自然回淤过程中仍具有一定容重的情况下,采用河流自然回淤达到管沟回填之目的。表水下管沟尺寸土质名称沟底最小宽度m管沟边坡沟深<2.5m沟深22.5m淤泥、粉砂、细砂D⑦+1:1:5亚砂土、中砂、粗砂D+1:1:砂 土D+1:1:砾石和卵石土D+1:1:岩 石D+1:1:①D为输送管公称直径,m。4)水下管线稳管措施常用的稳管结构和措施有:(1)厚壁无缝管。当输气管线直径较小时,可直接选用厚壁无缝管,不但可以加重管身重量、克服水流的上浮力,还可以增加管子强度,延长使用寿命。(2)铁丝石笼稳管。铁丝石笼优点是就地取材、加工容易、重量大,稳定性和柔性好,能随河床冲刷面下沉,是解决管道裸露敷设稳管的一个较好的方法。缺点是不宜在浅水或需疏浚的航道上使用,铁丝易被磨蚀和锈蚀,投放不易准确,工期较长。⑶散抛块石稳管。它的优点是取材容易,施工方便,造价低廉;缺点是不适用于管径较大,水流速较高的河流穿越。(4)加重块。当水下管道直径较大,水流速较高时,可采用加重块作为稳管结构。加重块采用铁矿石、重晶石等密度较大的材料作混凝土骨料,也可采用铸铁块等。形状做成马鞍块样,安装在管线上,起到加重管线作用。⑸混凝土连续复盖层。混凝土连续复盖层是由混凝土加重块发展而来。它能很好地保护管道及外防腐层免遭管和河中推移质的冲刷磨蚀,还能避免河水中生物侵蚀和船锚的破坏。(6)装配式加重块连续复盖层稳管。针对混凝土连续复盖层现场施工工序多,耗费时间长,质量难于完全达到要求的缺点,综合加重块和连续复盖层的优点,设计出装配式加重块。装配式加重块由工厂预制成型,施工时运至施工现场装配即可。装配式加重块预制件呈椭圆形两半块,每块长2m。现场安装时,将两块预制块对扣在管道上,采用4~6个螺栓连接而成。装配式连续复盖层施工方便,质量好,缩短了施工工期,具有较高的经济效益。(7)复壁管。复壁管就是在需加重的水下输送管道上套上直径比输管大一级的管道,在两个管道的环形空间灌注水泥浆,达到保护和加重输送管线的目的。复壁管稳管结构的优点是过江管线牵引力较小,灌注作业均在岸上,减少了水下作业量,建设周期短,施工简便易行,内管不需外防腐绝缘。缺点是钢材、水泥用量较多,外管长期直接受水流中泥砂磨蚀,易造成磨蚀破裂。(8)档桩稳管。在基岩或松散覆盖较小的河床上敷设的水下管线,在管线下游以一定的距离设置钢档桩以承受管线和水流作用力的稳管方法称档桩稳管。采用档桩稳管的水下穿越管道,根据河床地质情况,可采用裸露和浅埋敷设。前者适用于基岩河床,后者适用于有一定厚度的松散复盖层的河床。档桩稳管适用于裸露的基岩河床,或复盖不大的(1m左右)基岩河床。由于档桩与河床的固结和档桩与气管道连接技术要求较高,对于水深较大,流速较高的河流施工较困难。5)水下管道定向钻穿越定向钻穿越河流的施工方法是:先用定向钻机钻一导向孔,当钻头在对岸出土后,撤回钻杆,并在出土端连接一个根据穿越管径而定的扩孔器和穿越管段。在扩孔器转动进行扩张的同时,钻台上的活动卡盘向上移动,拉动扩孔器和管段前进,使管段敷设在扩大了孔中。定向钻穿越适宜于河床地层为粘土、粉土、中砂层和直径不大于100mm的砾石层。对于岩石、粒径大于100mm的砾石层、流砂等地层不适用。穿越管段最小覆土厚度为810m,最大不超过50m。施工场地要求:组装管线一侧场地长不小于穿越段长加50m,宽度为20m,回拖一侧的直线长度不小于200m。2.3,3.2跨越工程1)跨越位置选择一般应遵循以下原则(1)跨越点应选在河流的直线部分。因为在河流的直线部分,水流对河床及河岸冲刷较少;水流流向比较稳定,跨越工程的墩台基础受漂流物的撞击机会较少。(2)跨越点应在河流与其支流汇合处的上游,避免将跨越设置在支流出口和推移质泥沙沉积带的不良地质区域。(3)跨越点应选在河道宽度较小,远离上游远离坝闸及可能发生冰塞和筏运壅阻的地段。(4)跨越点必须在河流历史上无变迁的地段。(5)跨越工程的墩台基础应在岩层稳定,无风化、错动、破碎的地质良好地段。必须避开坡积层滑动或沉陷地区;洪积层分选不良及夹层地区;冲积层含有大量有机混合物的淤泥地区。(6)跨越点附近不应有稠密的居民点。(7)跨越点附近应有施工组装场地或有较为方便的交通运输条件,以便施工和今后维修。2)跨越结构型式的选择(1)管道需跨越的小型河流、渠道、溪沟等其宽度在管道允许跨度范围之内时,应首先采用直管及支架结构。若宽度超出管道允许宽度范围但相差不大时,可首先采用“”型钢架结构,充分利用管道自身支承。⑵跨度较小,河床较浅,河床工程地质状况较为良好,常年水位与洪水位相差较大的河流可优先采用吊架式管桥。吊架式管桥主要特点是输气管道成一多跨越连续梁,管道应力较小,并且能利用吊索来调整各跨的受力状况。(3)跨度较小且常年水位变化不大的中型河流一般可选用托架、桁架或支架等几种跨越结构。(4)跨度较大的中型河流及某些大型河流其两岸基岩埋深较浅,河谷狭窄的可首先采用拱型跨越。管拱跨越结构有单管拱及组合拱两大类。(5)大型河流、深谷等不易砌筑礅台基础,以及临时施工设施时可以选用柔性悬索管桥、悬缆管桥、悬链管桥和斜拉索管桥等跨越结构。2.3.3.3穿越铁路公路1)穿越铁路(1)穿越点应选择在铁路区间直线段路堤下,路堤下应排水良好,土质均匀,地下水位低,有施工场地。穿越点不宜选在铁路站区和道岔段内,穿越电气化铁路不得选在回流电缆与钢轨连接处。(2)穿越铁路宜采用钢筋混凝土套管顶管施工。当不宜采用顶管施工时,也可采用修建专用桥涵,使管道从专用桥涵中通过。(3)穿越管线与铁路宜垂直交叉,以缩短穿越段长度。当条件限制不能垂直交叉时允许斜交,但交角不得小于45°。(4)输送管道穿越铁路干线的两侧,需设置截断阀,以备事故时截断管路。(5)穿越铁路的位置应与铁路管理部门协商同意后确定。2)穿越公路(1)公路等级划分根据《公路工程技术标准》JTJ01-88,公路等级分为“汽车专用公路”和“一般公路”两类。汽车专用公路又分高速公路、一级公路、二级公路三个等级。汽车专用公路属国家重要交通干线,车流量大,路面宽度大,技术等级较高。一般公路又分为二、三、四级,其车流量,路面宽和技术等级和需要程度依序降低。此外还有不属国家管理的公路,如矿区公路,县乡公路等。⑵穿越公路的一般要求穿越公路的一般要求与铁路基本相同。汽车专用公路和二级一般公路由于交通流量很大,不宜明挖施工,应采用顶管方法施工。其余公路一般均可以明挖开沟,埋设套管。套管长度伸出公路边坡坡角外2m。县乡公路和机耕道,可采用直埋方式,不加套管。2.3.3.4管线通过陡坡、冲沟的处理1)陡坡⑴陡坡段管线工程的一般要求(2)选定线路走向时,尽可能减少管线穿过陡坡,必须通过时,应选择地质条件稳定,岩层倾角较小,坡度较缓的地方通过,避开滑坡、崩塌严重的地方。通过斜坡宜直上直下,尽量避免在坡度大于20°的斜坡上沿等高线敷设管线,防止坡体滑动造成管线弯曲、断裂。⑶斜坡地段由于地层变化大,土层软硬不一,管沟宜浅埋,软弱地基需夯实处理,开挖量尽量减少。在斜坡上应尽量减少弯头(纵向和水平转角)用量,使管线受力均匀。(4)凡坡度斜度大于15°,及植物不能有效防治水土流失斜坡应采取工程措施,固定管沟回填土。可分段砌筑档土墙、护坡、护壁等措施。在自重湿陷性黄上地区,管沟可采用灰土间隔回填,即每10m间隔用灰土回填1m,灰土比例可采用1:10(体积比)。(5)恢复天然排水系统和砌筑排水沟,将管沟附近的雨水经排水沟引走。2)陡坡地区的管线锚固根据坡长及管径大小分段锚固。一般坡长大于25m,采用在坡脚用素混凝土或灰土将弯头包裹住固定,坡长大于35m的,除下部弯头锚固外,斜坡上每10〜20m分段采用锚杆固定。锚杆位置要选在有施工条件的地方,锚杆深度应在原状土或基岩中。3)黄土冲沟管线通过黄土冲沟的一般要求(1)选定线时应尽量减少穿过黄土冲沟,必须穿过时,宜从沟头或沟尾通过。一般沟头切割较浅,沟尾已趋稳定,处理工程量小;而沟中段深度大,侵蚀强度高,工程处理难度和数量都较大。(2)通过黄土冲沟应选择沟壁较缓的地方,并应垂直于斜坡直线敷设,减少斜坡段长度和管线横向受力的机会。(3)黄土陡坡段应尽量减少开挖工程量,在陡坎处宜采用打斜井的方法开沟,以减轻管线施工对原始稳定陡坎的扰动。斜井敷管后采用填,上部做好排水、截水沟,防止雨水沿斜井侵蚀破坏。(4)冲沟底部切割较深的宜采用低跨结构通过。跨越基墩需远离沟壁,以保证管线运行期间的安全。跨越基墩可采用灰土夯筑。冲沟底部较浅可采用穿越方式通过。视具体情况、对沟底进行处理。处理方法如下:①在冲沟头部通过的采用夯实灰土筑堤,形成抗冲蚀能力较好的土堤,阻止冲沟溯源侵蚀。将管线埋设在土堤上游。②在穿越点冲沟下游采用浆砌片石堡坎和迭水坎,防止冲沟继续向下切割。③从穿越点上游一定距离开始修筑排水沟、档水坎,将水流引至管线以外,防止穿越点处继续下切。材料的选用一般规定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、流体类别)、经济性、耐腐蚀性、材料的焊接及加工等性能,同时应符合规范所提出的材料韧性要求及其它规定。用于管道的材料,其规格与性能应符合国家现行标准的规定。使用在《工业金属管道设计规定》(GB50136-2000)未列出的材料,应符合国家的相应材料标准,包括化学成分、物理和力学特性、制造工艺方法、热处理、检验以及该规范其它方面的规定。金属材料的使用温度材料使用温度,除了应符合《工业金属管道设计规定》(GB50136-2000)附录A的规定外,还需依据流体腐蚀的影响等确定。材料的使用温度上下限应符合下列规定:1)材料的使用温度,不应超出《工业金属管道设计规定-2000》(GB50136)附录A所规定的温度上下限;2)未列入《工业金属管道设计规定》(GB50136-2000)附录A中等材料,决定使用温度时应符合以下规定:⑴在使用温度条件下应保证材料的适应性和可靠性;⑵在使用温度下,材料应具有对流体及外界环境影响的抵抗力;⑶应按上述规范第3.2.3条的规定确定材料的许用应力。2.4.2.3金属材料的低温韧性试验要求1)管道设计温度低于或等于-20℃,而高于《工业金属管道设计规定》(GB50136-2000)附录A中使用温度下限的碳素钢、低合金钢、中合金钢、和高合金铁素体钢,出厂材料及采用焊接堆积的焊缝金属和热影响区应进行低温冲击试验。2)奥氏体不锈钢,含碳量大于%,设计温度低于-20℃而高于《工业金属管道设计规定》(GB50136)附录A中使用温度下限时,出厂的材料及采用焊接堆积的焊缝金属和热影响区应进行低温冲击试验。3)奥氏体高合金钢的使用温度等于或高于-196℃时,可免做低温冲击试验。4)符合下列条件之一时,管道材料可免做低温冲击试验:⑴使用温度等于或高于-45℃,且不低于《工业金属管道设计规定》(GB50136-2000)附录A中材料使用温度下限,同时,材料的厚度无法制备5mm厚试样时。(2)除了抗拉强度下限值大于540MPa的钢材及螺栓材料外,使用的材料在低温低应力工况下,若设计温度加5℃后,高于-20℃时(注:低温低应力工况为设计温度低于或等于-20℃的受压的管道组成件,其环向应力小于或等于钢材标准中屈服点的1/6,且不大于的工况)。需热处理的材料,应在热处理后进行冲击试验下列条件下的钢板制管子或管件的板材,应增加低温冲击试验:1)使用温度低于0℃时:厚度大于25mm的20R;厚度大于38mm的在《工业金属管道设计规定》(GB50136-2000)附录A表A.0.2中所歹方勺低合金钢但不包括低温钢。2)使用温度低于-10℃时:厚度大于12mm的20R;厚度大于20mm的16MnR、15MmVR和15MnVNR。在温度下限以上使用有色金属和其它合金材料时,如填充金属成分与母材成分不同,焊接接头应进行拉伸试验,延伸率应符合设计规定。制造厂已作过冲击试验的材料,但加工后经过热处理时,应进行低温冲击试验。焊接结构中,对热影响区低温冲击试验可满足对基体材料的冲击试验。材料冲击试验的方法应按国家标准《金属夏比缺口冲击试验方法》(GB/T229)的规定。在低温下的冲击功值应符合低温用材料标准或下表的规定。当冲击功不相同的基体材料焊接一起时,其冲击试验应符合较小抗拉强度的基体材料的要求。夏比低温冲击试验的冲击功材料材料标准抗拉强度下限值ob(MPa)试样数冲击功Ak(J)碳钢和低合金钢o尸450三个试样平均值其中最小值218450o尸515三个试样平均值其中最小值22014515o尸650三个试样平均值其中最小值227奥氏体高合金钢三个试样平均值其中最小值231注:1.表中冲击功数值适用于标准试样,如用于小型试样时,冲击功ak应乘以试样的实际宽度与标准宽度(10mm)之比。.本表碳钢和低合金钢的冲击试验数据适用于镇静钢。.抗拉强度大于650MPa的钢材,冲击功与650MPa材料相同。2.4.2.11试样应从同批、同规格、同样加工、焊接和热处理条件的材料中中取。2.4.3材料的使用要求2.4.3.1制造管道组成件用钢材应符合下列规定:1)Q235-A材料宜用于C及D类流体管道,设计压力不宜大于。材料宜用于D类流体管道,设计压力不宜大于;2)奥氏体不锈钢使用温度高于525℃时,钢中含碳量不应小于%;3)受压管道组成件使用《工业金属管道设计规定》(GB50136-2000)附录A中表A.0.2所列的钢板时,应对以下钢板逐张进行超声波检验:⑴低温钢厚度大于20mm;(2)20R及16MnR厚度大于30mm;⑶其它低合金钢厚度大于25mm;以上质量不应低于III级;(4)对于钢质钢板不论厚度多少,均须检测,质量不应低于II级。4)调质状态供货的钢材,应按设计条件进行常温或低温冲击试验;5)钢材的使用状态应按《工业金属管道设计规定》(GB50)附录A的规定。设计指定供货状态与国家现行材料标准的规定不同时,应在设计文件中注明;6)低温管道用钢应采用镇静钢。
2.4.3.2铸铁类材料使用范围应符合下列规定:1)球墨铸铁用作受压部件时,其设计温度不应超过350℃,设计压力压力不应超过。在常温下,设计压力不宜超过;2)奥氏体球墨铸铁实用温度不得低于-196℃;3)下述铸铁不宜在剧烈循环条件下使用。对过热、机械、振动及误操作等采取防护措施时,可限制在下列范围内使用:(1)灰铸铁不宜使用于输送B类流体的管道上,在特殊情况下必须使用时,其设计温度不应高于150℃,设计压力不应超过;C类流体管道使用灰铸铁件的设计压力不宜超过,设计温度不宜超过230℃;(2)可锻铸铁用于C类流体管道,设计温度不应高于230℃,设计压力不应大于;或设计温度为300℃时,设计压力不应大于;用于B类流体管道,设计温度不应高于150℃,设计压力不应大于。(3)高硅锻铸不得用于B类流体。2.4.3.3使用其它金属材料应符合下列规定:1)在火灾危险区内,不宜使用铜、铝材料;2)铅、锡及其合金管道不得用于B类流体;3)铜、铝与其合金属连接时,有电解液存在情况下,应考虑产生电化学腐蚀的可能性。2.4.3.4使用复合金属和衬里材料应复合下列规定:1)管道组成件由符合有关标准要示诉整体复合钢板制成时,其基层(外层)金属和复层金属应符合3.3.1节的规定;(1)整体复合材料的管道耐压强度计算,可根据扣除所有厚度附加量后的基层和复层金属的总后度来计算;(2)基层和复层金属的许用应力可按《工业金属管道设计规定》(GB50136)附录A的规定。但复层金属的许用应力取值不应大于基层金属的许用应力值;整体复合材料的许用应力可按下式计算:[0[0]0[o]5+[o]5式中:[。]0——在设计温度下整体复合金属材料的许用应力(MPa);式中:[。]1——在设计温度下基层金属的许用应力(MPa);[。]2——在设计温度下复层金属的许用应力(MPa);61——基层金属的名义厚度(mm);6——复层金属扣除附加量后的有效厚度(mm)。2)对于非整体结构的金属复层或衬里的管道组成件,其基层金属的厚度应符合耐压强度计算的厚度,计算厚度不应包括复层或衬里的厚度;3)除本款的要求外,在本规定中对输送不同流体的管道材料所作的各种限制,不适用于管道组成件的复层材料或衬里材料。复层或衬里材料和基层材料以及粘结剂应根据设计条件及流体性质选用;4)复层为奥氏体不锈钢时,使用温度不宜超过400℃;5)非金属衬里材料的使用温度范围可按《工业金属管道设计规定》(GB50136)附录C的规定。2.4.3.5选择连接接头和辅助材料诸如胶泥、溶剂、钎焊材料、填料、衬垫及“O”型环、螺纹的润滑剂与密封剂等用以制作或用作密封接头时,对上述材料与所输送流体应有相容性。2.4.4管子及管道附件的选用管子、管件、阀门、法兰(及垫片)的公称通径应符合现行标准《管子和管路附件的公称通径》。管件、阀门、法兰(及垫片)的公称压力应符合现行标准《管道元件公称压力》。管路系统的设计压力和设计温度除应考虑正常操作工况外,还应根据工况波动时最不利的极端值(不包括事故状态)及管路系统在操作过程中可能发生的压力和温度相偶合时最严重的情况来确定。设计取值应符合以下规定。1)承受内压的管路系统的设计压力必须高于或等于在相应的设计温度下,管路系统可能达到的最高工作压力。当实际工作压力可能超过工艺流程要求时,设计压力取值应符合以下规定。(1)所连接的机泵或含机泵的成套设备带安全阀的管路系统,其设计压力应大于或等于安全阀的开启压力。(2)离心泵出口管路系统的设计压力,应取以下两项中的较高者。泵正常吸入压力加上扬程的倍;泵最大吸入压力加上泵的扬程。(3)如果管路吹扫介质的压力高于正常运行的最高工作压力,则设计压力应取吹扫介质的压力。2)保温管路设计温度的取值,应符合下列规定。⑴一般情况下按工艺流程取输送介质的最高温度;当介质温度高于0℃时应取介质的最高操作温度,当介质温度在0℃上下变化时,应根据变化的最高和最低温度,在相应的设计压力下分别核算,按苛刻条件选取。(2)如果吹扫介质的温度高于输送介质的温度,应取吹扫介质的温度;如果用蒸汽吹扫,应取饱和蒸汽温度。⑶不保温管路设计温度的取值:当介质温度低于38℃时,设计温度取值完全与保温管路一致,当介质温度高于38℃时,应取介质温度的95%。2.4.4.4 根据输送介质种类和性质、管路系统的设计压力和设计温度,工艺管道按下列类别、级别划分。1)长输管道为GA类,级别划分为:(1)符合下列条件之一的长输管道为GA1级:一输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P>的管道;一输送有毒、可燃、易爆液体介质,输送距离2200km,且管道公称直径DN2300mm的管道;一输送浆体介质,输送距离250km且管道公称直径DN2150mm的管道。(2)符合以下条件之一的长输管道为GA2级:一输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力PW的管道;-GA1(2)范围以外的长输管道;-GA1(3)范围以外的长输管道。2)公用管道GB类,级别划分为:GB1燃气管道;GB2热力管道。3)符合下列条件之一的工业管道为GC1级:⑴输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中,毒性程度极度危害介质的管道;(2)输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)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P2的管道;(3)输送可燃液体介质、有毒流体介质,设计压力P2且设计温度大于等于400℃的管道;(4)输送流体介质且设计压力P2的管道。管子及管路附件材质、规格、型式的选用。首先应根据上述管路的类别和介质的腐蚀性、管路的设计压力和设计温度,其次还应兼顾管路操作温度的变化范围、管路在生产中的重要程度,是否承受机械振动和其它环境条件的影响,以及所属工程适应期等因素综合考虑,做到安全、适用、经济三者的统一。管路附件的公称压力均应等于或高于管路系统的设计压力,GA、GB、GC类管路的管路附件,其最低公称压力还应符合下列规定。GA、GB类管路的管路附件的最低公称压力应取;GC类管路的管路附件的最低公称压力应取。选用钢管的标准规格应符合现行有关标准的要求。钢管选用还应符合以下规定。1)当工作温度低于100℃时,油、气集输、掺水(热洗)、热力(伴热管)管道,当DNW200mm时应选用无缝钢管;当DN2250mm,宜选用螺旋焊缝钢管。2)净化风、扫线风管应选用低压流体输送用镀锌钢管。阀门的选用应符合以下原则1)输送管道、工艺设备、热力管道连接切换阀门应选用钢阀;2)输送腐蚀性介质的管路选用的阀门阀芯和密封面应为耐腐蚀材料。3)不同压力、不同温度条件下的管路相连时,连接处的阀门应按两管路中较苛刻的操作条件选用。法兰、垫片及紧固件的选用法兰、垫片及紧固件的选用应符合现行的有关标准。管件选用应符合《工业金属管道设计规定》及《输油管道设计规范》、《输气管道设计规范》的要求。管道应力设计管道柔性分析原则以下管道只进行柔性分析,可不进行详细应力计算:1)温度在-45℃至150℃之间的管道,但管道在两固定点间不能直线相连徽连接除外);2)对运行良好的管道进行复制的管道,或在系统中未作重大改动且有完整满意的操作记录的更换管道。3)与已分析并合格的管系相比较,能作出肯定的判断,认为具有足够的柔性的管道;以下两种情况的管道,不仅要进行柔性分析,而且要进行详细的应力计算。1)按管道操作条件考虑:2DN100,且t2150℃的管道;2DN100,且tW45℃的管道;t2315℃的所有管道;2DN650的管道;2DN100,且t282℃的与旋转设备(如:蒸汽透平、泵、离心式压缩机等)相连接的管道;(6)压力高且管径大的管道;
(7)2DN600受外压的薄壁管道;(8)夹套管道。2)按管道所连接的设备考虑:(1)进出加热炉和蒸汽发生器的高温管道;(2)进出离心压缩机、透平鼓风机和汽轮机的工艺管道;(3)进出往复式压缩机、往复泵的管道;(4)进出高温反应器的管道;(5)温度超过400℃的管道;(6)与下沉量较大的设备(塔、罐、槽等)相连接的管道。管道柔性设计方法根据管道所连接的设备类型、管道操作温度和直径等设计要求确定。下列管道宜在计算机分析的基础上进行柔性设计:2.5.1.2中要求用计算机分析的管道;2)工程设计中专门要求计算机分析的管道;3)利用图表或其他简化法初步分析后,表明需要进一步详细分析的管道。2.5.2.3下列管道可不再进行柔性设计:1)2.5.1.1中要求的管道;2)对具有同一直径、同一壁厚、无支管、两端固定、无中间约束并能满足下式要求的非剧毒介质管道:式中:D0管子外径,mm;式中:D0管子外径,mm;DY(L-U)2<208.4(1)Y 管段总位移,mm;Y=AX2+AY2+AZ2 (2)式中:△X、AY、AZ 分别为管段在X、丫、Z轴方向的位移,mm;U——管段两固定点间的直线距离,m;L——管段在两固定点间的展开长度,m。式(1)不适用于下列管道:在剧烈循环条件下运行,有疲劳危险的管道;大直径薄壁管道(管件应力增强系数i25);端点附加位移量占总位移量大部分的管道;L/U>的不等腿U形弯管管道或近似直线的锯齿状管道。应力分析方法采用《应力分析程序-CAESARII》。管道柔性设计计算条件计算温度取设计温度计算压力取设计压力。管道柔性设计要求管系柔性设计保证管道在设计条件下有足够的柔性, 防止管道因热胀冷缩、端点附加位移、管道支承设置不当等原因造成下列问题:管道应力过大或金属疲劳引起管道或支架破坏;管道连接处产生泄漏;管道推力或力矩过大,使与其相连接的设备产生过大的应力或变形,影响设备正常运行。在管道柔性设计中除考虑管道本身的热胀冷缩外,还考虑下列管道端点的附加位移:1)塔或其它立式设备产生热胀冷缩时对连接管道施加的附加位移;2)管壳式换热器及其它卧式设备滑动支座移动造成连接管道的附加位移。3)转动设备热胀冷缩在连接管口处产生的附加位移;4)几台设备互为备用时,不操作管道对操作管道的影响;5)不和主管一起分析的支管,将分支处主管的位移做为支管端点的附加位移;6)根据需要,考虑固定架及限位架的刚度影响。对于分支较多、管系较复杂的管道用固定点将其划分成几个形状较为简单的管段,再进行分析计算。确定管道固定点位置时,两固定点间的管段能自然补偿。管道首先利用改变走向获得必要的柔性,但由于布置空间的限制或其它原因也可采用波形膨胀节或其它类型补偿器获得柔性。在剧毒及易燃可燃介质管道中严禁使用填料函式补偿器。n型补偿器,应将其设置在两固定点中部。连接转动设备的管道不使用冷紧,其它管道也尽量避免使用冷紧。对于材料在蠕变温度下(碳素钢380℃以上)工作的管道,冷紧比(即冷紧值与全补偿量的比值)宜取。对于材料在非蠕变温度下工作的管道,冷紧比宜采取。冷紧有效系数热态取2/3,冷态取1。作用于管道中固定点和机泵上的荷载应考虑滑动支架的摩擦力影响,摩擦系数f如下所示:接触面 摩擦系数TOC\o"1-5"\h\z钢对混凝土 ;钢对钢 ;聚四氟乙烯对不锈钢;滚动摩擦钢对钢 。往复式压缩机和复式泵的进出口管道除进行柔性设计外,还应考虑流体压力脉动的影响。2.5.5评定标准管道由于热胀和其它位移受约束而产生的二次应力不得大于下式的许用应力范围:[。尸[。]20+[。h) ⑶式中:[。]——管材的许用应力,MPa;[。]20——管材在20℃时的许用应力,MPa;[o]t——管材在设计温度下的许用应力,MPa;f——在预计寿命内,考虑循环总次数影响许用应力范围的减小系数,按下表取值:减小系数f值循环次数fW7,000>7,000〜14,000>14,000〜22,000>22,000〜45,000>45,000〜100,000>100,000〜250,0002.5.5.2 管道对设备的允许推力和力矩应由制造厂提出,当制造厂无数据时,可按下列规定进行核算:1)单列、中心线安装、两支承的离心泵,其允许推力和力矩应符合API610的规定;2)小型非冷凝式通用汽轮机的蒸汽管道对汽轮机管□的最大允许推力和力矩应符合NEMA23的规定;3)离心压缩机的管道对压缩机管口的最大允许推力和力矩应取API617的规定;4)高温反应器的管口的推力和力矩应由反应器设计单位确定,并符合相应标准规范的要求;5)高温施加到空冷器管口上的最大允许推力和力矩应符合API661的推荐值;6)加热炉接管的允许推力和力矩应由加热炉设计单位确定,加热炉炉管的位移应由加热炉设计单位提出;设备和管道隔热保温及防烫设备及管道的外表面温度在60℃及其以上时,除工艺有散热要求外均应设置保温隔热层。工艺没有保温要求时,设备和管道的外表面表面超过 60℃时,需要经常操作、维护,又无其它措施防止人身被烫伤的地方,需设置防烫隔热层,具体规定如下:自地面和工作台面以上,2.1m高度以下;工作台面边缘与热表面间的距离不足0.75m的区域内;希望有热损失的地方可以设置屏障或防护物以取代人身防烫隔热层。保冷设备和管道的外表面温度在环境温度以下,为减少冷量损失,确保保冷层外表面温度高于环境的露点温度,防止设备或管道外表面凝露,设置保冷隔热层,具体规定如下:需减少冷介质在生产或输送过程中的温升或汽化的设备和管道设置保冷隔热层;需减少冷介质在生产或输送过程中的冷量损失的设备和管道设置保冷隔热层。保温材料选择保温材料使用温度不超过其温度限制。不使用对被保温物体表面产生腐蚀的保温材料。保温材料中所含氯离子浓度小于25ppm,且含有应力腐蚀抑制剂,才能用于不锈钢表面保温。保温、保冷及防烫金属外保护层材料厚度应符合《石油化工设备和管道隔热技术规范》(SH3010)表的规定以及《工业设备和管道绝热工程设计规范》(GB50264-97)的规定。设备和管道涂漆材质为碳钢、低合金钢、铸钢的设备、管道、支架等均涂漆防腐。涂漆的范围:碳钢、低合金钢的设备、管道及附属钢结构;在制造厂制造的静止设备、管道及附属钢结构应涂两层防腐底漆。在施工现场涂漆的范围:在施工现场组装的设备、管道及附属钢结构;在制造厂已涂底漆,需在施工现场修整和涂面漆的设备、管道及其附属钢结构;在制造厂已涂面漆,需在施工现场对损坏的部位进行补涂的设备。埋地设备和管道应进行涂料外防腐处理,其外防腐层应具有下列性能:有良好的电绝缘性。有阴极保护时,防腐层应具有一定的耐阴极剥离强度的能力。有足够的机械强度,以确保涂层在搬运和土壤压力作用下无损伤。涂层与管道、涂层与涂层间应具有良好的粘接力,涂料对衬布有较好的浸透性。有良好的防渗性和化学稳定性。有足够的耐热性,确保在使用温度下不变形;耐低温性能好,能确保在低温下堆放、搬运和施工时不龟裂、不脱落。根据具体涂料的产品施工要求确定现场表面处理的方法和除锈等级。涂料的选用原则涂料的性能应与所处的环境相适应。按用途选择涂料。按材质表面温度选用涂料,所选用的涂料应与设备和管道的温度相适应。防腐蚀涂膜层由底漆、中间漆(取决于涂料性质)和面漆构成,并且配套使用。选用的底漆或防锈漆应与规定钢材表面除锈质量等级相适应。设备、管道外表面涂色地上设备和管道均需做表面涂色,其涂色要求应按《油气田地面管线和设备涂色标准》(SY0043-1996)和《石油化工企业设备管道表面色和标志》(SHJ43-1991)执行。压力管道支吊架设计规定管道支吊架设计的一般要求支吊架分类按支架的作用分为三大类:承重架、限制支架和减振架。承重架用来承受管道的重力及其它垂直向下载荷的支吊架。(1)滑动架:在支承点的下方支撑的托架,除垂直方向支撑力及水平方向摩擦力外,没有其他任何阻力。(2)杆式吊架:在支承点的上方以悬吊的方式承受管道的重力及其他垂直向下的载荷,吊杆处于受接状态。(3)弹簧支吊架:用于一定范围内有垂直方向位移的管道、设备支、吊,载荷变化率W25%。(4)恒力弹簧支吊架:用于有较大垂直方向位移的管道支吊。使用载荷偏差W6%。(5)滚动支架:采用滚动支承,减小管道因轴向位移而产生对支架的推力。(6)带聚四氟乙烯支架:在支架摩擦面粘贴聚四氟乙烯板,减小管道应轴向位移而产生对支架的推力。限制性支架用来阻止、限制或控制管道系统热位移的支架。(1)导向架:使管道只能沿轴向移动的支架。并能限制侧向位移的作用。(2)限位架:限位架的作用是限制轴向、侧向位移。(3)在某一个方向上限制管道的位移所要求的数值,称为定值限位架。(4)固定架:不允许支承点有三个方向的线位移和角位移。减振支架用来控制或减小除重力和热膨胀作用以外的任何力(如物料冲击、机械振动、风力及地震等外部载荷)的作用所产生的管道振动的支架。支吊架结构的组成部份从管道支承的结构及连接关系等方面考虑,由管部附件、连接配件、特殊功能件、辅助钢结构及生根件等组成。管道附件:是附着管道上的支架部件,是支架与管道外壁相连接或接触的部件。如管托、管卡、U形螺栓、吊耳、支耳、支腿等。连接配件:指连接的零部件、吊杆等。特殊功能件:指弹簧支吊架、限位杆等部件,起到特殊功能作用。辅助钢结构:一般由型钢及钢板制造。作用是将管道支承点的力传递给土建结构或设备外壁。支架生根件附在设备或土建钢筋混凝土结构上,从备料角度来讲,不算管道支架的组成部分,但从管道支架的设计方向看,可作为支架一个重要组成部分。标准支架及通用支架标准支架指整个结构各部位的尺寸是已定不变的。例如:管托类属于标准架,所指定型号、管径等一般包括在系列号中。结构型式见HG/T21629A类管架标准零部件。通用支架指管道支吊架的型式已定,但部分尺寸需在选用时确定。结构型式见HG/T21629B至M类。因此,通用支架采用以表格为主的有图又有表的形式,并在表中填入所确定的尺寸。图纸一般为A3图幅。非标支架指辅助钢结构的高度一般不超过4米,较高的钢结支架应提交土建专业设计。管道支吊架的布置支吊架间距装置内不保温管道基本跨距表。装置内保温管道基本跨距表。装置外不保温管道基本跨距表。装置外保温管道基本跨距表。垂直管道支架间距:大致可按照不保温管充水的水平管道支架间距进行圆整。水平弯管管道允许支架间距的确定。水平90°弯管两个支架间距的管道展开长度L,不应大于水平直管段上两个支架间距的倍。下图。尽端直管段管道允许支架间距的确定尽端直管两个支架间距的管道长度L不应大于水平直管段上两个支架间距的倍,如图。装有波纹膨胀节管道的支架间距膨胀节两端支架设置参照图所示并结合产品厂提供要求考虑
图2尽端直管图尽端直管图1水平90°弯管图水平图2尽端直管图尽端直管图3共有波纹膨胀节管道的支架间距
图有膨胀节管道的支架间距装置内不保温管道基本跨距管子公称直径mm外径X壁厚mm管道计算重量kg/m管道基本跨距m管道设计温度W200℃管道设计温度W350℃气体管液体管气体管液体管气体管液体管15X18X18X320X25X25X325X32X32X
管子公称直径mm外径X壁厚mm管道计算重量kg/m管道基本跨距m管道设计温度W200℃管道设计温度W350℃气体管液体管气体管液体管气体管液体管3238XX38X4048X45X345X5060X57X57X47076X476X680X489X489X6100114X4108X4108X6125140X133X4133X6150165X159X159X6200219X6219X8250273x6273x8273x10
管子公称直径mm外径X壁厚mm管道计算重量kg/m管道基本跨距m管道设计温度W200℃管道设计温度W350℃气体管液体管气体管液体管气体管液体管350377X6377X8377X10400426X6426X8426X10450480X6480X10480X12500530X6530X9530X12600630X6630X9700720X6720X9800820X6820X9900920X6920X910001020X61020X912001220X61220X814001420X81420X116001620X81620X1
管子公称直径mm外径X壁厚mm管道计算重量kg/m管道基本跨距m管道设计温度W200℃管道设计温度W350℃气体管液体管气体管液体管气体管液体管0装置内保温管道基本跨距表管子公称直径mm外径X壁厚mm管道设计温度W200℃管道设计温度W350℃保恒温厚度mm气体管道计算重量kg/m液体管道计算重量kg/m管道基本跨距m保恒温厚度mm气体管道计算重量kg/m液体管道计算重量kg/m管道基本跨距m气体管液体管气体管液体管25X32X32X45454565656532X38X38X5050506565654048X45X345X5050507070705060X57X57X450505070707070X76X476X655555575757580X489X489X6555555808080100114X4108X4108X6606060808080125140X133X4133X6606060858585
管子公称直径mm外径X壁厚mm管道设计温度W200℃管道设计温度W350℃保恒温厚度mm气体管道计算重量kg/m液体管道计算重量kg/m管道基本跨距m保恒温厚度mm气体管道计算重量kg/m液体管道计算重量kg/m管道基本跨距m气体管液体管气体管液体管150165X159X159X6606060909090200219X6219X865659595250273X6273X8273X10656565959595300325X6325X6325X6707070100100100350377X6377X8377X10707070100100100400426X6426X8426X10707070105105105450480X6480X10480X12707070105105105500530X8530X9530X12707070105105105600630X6630X97575110110700720X675110
管子公称直径mm外径X壁厚mm管道设计温度W200℃管道设计温度W350℃保恒温厚度mm气体管道计算重量kg/m液体管道计算重量kg/m管道基本跨距m保恒温厚度mm气体管道计算重量kg/m液体管道计算重量kg/m管道基本跨距m气体管液体管气体管液体管720X975110800820X6820X97575110110900920X6920X9757511011010001020X61020X9808012512512001220X61220X8808012512514001420X81420X10808012512516001620X81620X108080125125
装置外不保温管道基本跨距表mm外径X壁厚mm管道计算重量Kg/m管道基本跨距m管道设计温度W200℃管道设计温度W350℃气体管液体管气体管液体管气体管液体管15晟18X3202Xx25X3253Xx32X323Xx38X4048X45X345X5060X57X57X47076X476X680X489X489X6100114X4108X4108X6125140X133X4133X6150165X159X159X6200219X6219X8
管子公称直径mm外径X壁厚mm管道计算重量Kg/m管道基本跨距m管道设计温度W200℃管道设计温度W350℃气体管液体管气体管液体管气体管液体管250273X6273X8273X10300325X6325X8325X10350377X6377X8377X10400426X6426X8426X10450480X6480X10480X12500530X6530X9530X12600630X6630X9700720X6720X9800820X6820X9900920X6920X910001020X61020X912001220X61220X814001420X81420X1016001620X81620X10
装置外保温管道基本跨距表管子公称直径mm外径X壁厚mm管道设计温度W200℃管道设计温度W350℃保温厚度mm气体管道计算重量kg/m液体管道计算重量kg/m管道基本跨距m保温厚度mm气体管道计算重量kg/m液体管道计算重量kg/m管道基本跨距m气体管液体管气体管液体管X45652532X456532X4565X50653238X506538X506548X50704045X3507045X507060X50705057X507057X45070X55757076X4557576X65575X455808089X4558089X65580114X46080100108X46080108X66080140X6085125133X46085133X66085165X6090150159X6090159X66090200219X66595219X86595273X66595250273X86595273X106595300325X670100
管子公称直径mm外径X壁厚mm管道设计温度W200℃管道设计温度W350℃保温厚度mm气体管道计算重量kg/m液体管道计算重量kg/m管道基本跨距m保温厚度mm气体管道计算重量kg/m液体管道计算重量kg/m管道基本跨距m气体管液体管气体管液体管325X6325X6707010010024694350377X6377X8377X10707070100100100400426X6426X8426X10707070105105105450480X6480X10480X12707070105105105500530X6530X9530X12707070105105105600630X6630X97575110110700720X6720X97575110110800820X6820X97575110110900920X6920X9757511011010001020X61020X9808012512512001220X61220X8808012512514001420X81420X10808012512516001620X81620X108080125125支吊架位置的确定管道支吊架的位置,一般应根据管径、管道形状、阀门和管件的位置,及可生根的部位等因素确定。设置时应考虑下列因素:首先满足管道支吊架最大允许间距的要求。支架布置靠近集中载荷的地方,以减少偏心载荷和弯曲应力。在敏感设备(泵、压缩机等)附近,应设置支架,以防管道载荷作用于设备接口上。有强烈振动的管道,宜单独设置支架。除振动总管外,应尽可能利用建筑物,构筑物的梁、柱作为支架的生根点,但要考虑生根点能否承受该载荷。考虑安装、检修方便。做柔性分析的管道,支架位置根据分析决定,但要考虑支承的可能性。在垂直管段弯头附近,或在垂直段重心以上设置承重架,垂直段较长时,可在下部增设导向架。管道布置过程中对支架位置的考虑。(1)配管设计人员在管道布置的过程中,应同时考虑支架位置设置及支架型式的可能性、合理性。(2)管道尽量集中布置,便于做联合支架,减少分散独立设置,同时达到整齐美观。(3)管道尽量靠近建筑物的墙、柱、梁及钢平台等。(4)管道成组布置时,各管道的被支承面(包括管托)应取齐,便于支架设计、选用、安装。(5)采用弹簧支吊架时,管道与生根构件之间应有足够空间。应力分析过程中对支架位置的考虑(1)在准备过程中,应力分析与支架设计人员应了解配管及土建结构的情况,对整个管道支撑系统进行研究,确定支架的位置及类 型。⑵承重架的间距不能超过基本支架间距规定数值。⑶所有支承点是否有可以生根的结构,如果没有,必须考虑解决的办法。(4)垂直段管道很长时,应研究承重架设置的位置,支架的类型。(5)支架生根在设备上时,支承点随设备的热膨胀产生位移,输入的数据应符合此情况。对管道上支托点位置的要求(1)优先考虑的托点,是管子而不是阀门、管道附件等。因为管子的外径是成系列的,有利于通用支架、非标支架的安装。⑵一般不在水平布置的弯头上作支托点。(3)支托点应优先位于维修或清洗时不拆卸的直管上。支吊架选用原则一般原则支吊架的结构件应具有足够的强度和刚度,并应简单。除选用经验证明的标准支吊架零部件外,支吊架的结构和连接应进行强度刚度计算。支吊架的间距应小于或等于管道的允许跨距。当有阀门等集中载荷时,支吊架宜设置在靠近集中荷载处。水平敷设在支架上的有隔热层的管道,应设置管托。垂直敷设的有隔热层的管道,在支架处应设置能保护隔热层的筋板或支耳等结构。输送介质温度等于或高于400℃的碳钢管道、合金钢管道、不锈钢管道以及需要进行焊后热处理的管道,应优先选用卡箍式管托、管吊或选用带同类材质垫板的支吊架。假设在高空不易焊接的管道、经常拆卸的管道和衬里管道,宜选用卡箍式管托、管吊。保冷管道应选用保冷管托、管吊。当吊架有水平位移时,吊杆两端应为铰接,吊杆应具有足够的长度。对于刚性吊架,可活动的吊杆长度不应小于吊点水平位移的 20倍,吊杆与垂直线夹角不应大于3°;对于弹性吊架,可活动的吊杆长度不应小于吊点水平位移的15倍,吊杆与垂直线夹角不应大于 4。支吊架的生根要求如下:(1)在钢结构上生根,其生根部位应具有足够的强度;(2)在衬里设备或官道上的生根件,应在衬里前完成其焊接工作;⑶在需要热处理设备上的生根件,应在设备热处理前完成其焊接工作;(4)在砖混结构上生根,应采用预埋生根件的方式,较大的荷载宜在主梁或立柱上生根;⑸支撑在地面上的支架,当荷载较大,特别是弯矩较大或有振动荷载时,应有其生根的基础,基础一般高出地面100mm以上。为了减小管口受力,支吊架靠近静设备和动设备管口设置。当塔器水平管口直接安装公称直径等于或大于150mm的阀门时,应在阀门附近设支架。对管道位移有限制时,应选用限位支架。可能产生振动的管道,应有减振措施。安全阀出口放空管应设支架,以满足安全阀起跳时的反作用力要求。往复式压缩机进出口管道的支架基础,应与建筑物分开。固定支架的选用原则当管道在支承点处不得有任何位移时,应选用固定支架。介质温度等于或大于1OO℃或需用蒸汽吹扫的进出装置管道,应在装置边界的临近管架上固定,固定点的位置应与装置外的管道布置综合考虑。n形补偿器应设在两固定支架(限位支架)之间。n形补偿器距固定支架(限位支架)的距离,不宜小于两支架间距的1/3。有热伸长管道的调节阀组,一端宜设固定支架。装置内的其他管道应根据管道走向确定固定支架的位置。导向支架的选用原则当管道在支承点处有轴线位移且需限制横向位移时,应选用导向支架。对于柔性较大、直管段较长的管道,应设置导向支架。设置导向支架时应不影响管道的自然补偿。导向支架的间距应按管道特性、现场自然条件和应力分析结果确定。n形补偿器两侧宜设导向支架。水平管道上n形补偿器与导支架的间距宜按下图确定。图n形补偿器与导向支架的间距采用自身不能吸收压力推力的无约束波纹管膨胀节时,应设置导向支架。沿立式设备敷设的管道,宜设导向支架。导向支架不宜设在弯头和支管连接处。弹簧支吊架的选用原则可变弹簧支吊架的选用选用可变弹簧支吊架时所要做的工作主要是,根据弹簧的工作载、运行时的位移量和位移方向以及管道的空间位置,确实弹簧的形式、工作位移范围、弹簧支吊架编号和安装荷载。可变弹簧的选用原则是:在弹簧能够承受工作荷载和安装荷载并使荷载变化率满足要求的前提下,力求选用较小规格的弹簧。恒力弹簧支吊架的选用(1)选择恒力弹簧支吊架形式时,应考虑支吊架本身需要的安装空间尺寸、管道和设备布置的要求。(2)PH型平式恒力弹簧支吊架适用于水平空间较大的地方;LH型立式恒力弹簧支吊架适用于水平空间不大以及需要吊架垂直布置的地方;ZH型座式恒力弹簧支吊架适用于需要将支吊架安置在支承构件上面、上支或下吊管道的地方。(3)按照固定或吊装方式,恒力弹簧支吊架可分为双吊点吊架、单吊点吊架和座式支吊架。双吊点吊架固定牢固;单吊点吊架布置方便;座式支吊架可根据需要直接安置在支承构件上面。(4)各型恒力弹簧支吊架的吊杆相对垂直方向允许有4°的摆动,以使吊架适应管
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