CTIEC压力管道设计

压力管道设计

公司压力管道相关文件21、管道含义及特征2、压力管道的概念3、压力管道的定义4、工业金属管道的分类5、压力管道的分类和分级6、压力管道级别之间设计许可的涵盖关系7、CTIEC设计范围内工业管道级别8、设计压力和温度的确定9、压力管道输送介质的说明一、压力管道的基本概念3管道定义：由管道及组成件装配而成，用于输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动。管道组成件：管道标准件(弯头、三通、变径管件）、阀门、管道特殊件（膨胀节、计量装置、视料件等）、管道支撑件。特点：管道属于长细比大的设备，易失稳、受力情况复杂；管内介质种类繁多；管内流体状态复杂，运行条件变化多；管道组成件种类繁杂、各有特点;

管道布置、安装及检验要求复杂。1、管道含义及特征4压力管道是指“特种设备安全监察条例”所定义的属于监察范围内的管道；压力管道属于特种设备的范畴；压力管道设计属于特种设备生产范畴和源头；压力管道有专门的监察管理体制；2、压力管道的概念5根据《特种设备安全监察条例》(国务院令第549号)定义：

——指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备；——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管道。3、压力管道的定义6工业金属管道的界定： 利用金属管道、管件配制而成的，在生产装置间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道。4.1关于GB50235-2010《工业金属管道工程施工规范》GB50235-2010《工业金属管道工程施工规范》2010.8.18发布2011.6.11实施；替代GB50235-1997版《工业金属管道工程施工及验收规范》的施工规范部分；新增GB50184《工业金属管道工程施工质量验收规范》替代GB50235验收部分。4、工业金属管道的分类74.2工业金属管道相关主要规范标准组成分项工业金属压力管道工业金属（非压力）管道TSGD0001-2009

GB50316-2000（2008版）材料GB/T20801.2-2006各类材料相关标准元件：（组成件、支承件）TSGD2001-2006及专项标准各类元件专项标准安装GB/T20801.4.5GB50235-2010焊接JB4708GB50236检验GB/T20801.4.5JB4730GB50184；GB3323涂装防腐GB50229SH3022-2003GB50229SH3022-2003绝热（保温保冷）GB50126-2008GB50185-2010GB50126-2008GB50185-2010交工技术文件TSGD0001-2009GB50235-20104、工业金属管道的分类8项目GB50235-2010SH3501-2010HG20225-1995适用范围核能.矿井专用.动力、公用.长输管道以外的所有工业管道石油化工钢制有毒、可燃介质管道化工行业金属管道介质性质毒性GB5044中规定的毒物，无毒介质GB5044中规定的毒物GB5044中规定的毒物，无毒介质可燃性可燃介质和非可燃介质可燃介质可燃介质和非可燃介质参数设计压力≤42MPa（含真空）400Pa（绝对压力）～42MPa（表压）——设计温度材料允许使用的温度-196～850℃——材料钢、铜、铝、钛、铅、铸铁、硅铁、耐蚀衬里钢钢、铜、铝、钛、铅、铸铁、硅铁、耐蚀衬里4、工业金属管道的分类9类别名称定义分级特征GA长输管道指产地、储存库、使用单位用于输送商品介质的管道；GA11、有毒、可燃、易爆气体，最高工作压力>4.0MPa；2、有毒、可燃、易爆液体，最高工作压力≥6.4MPa且输送距离≥200km的长输管线；GA2GA1以外的长输管线GB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GB1城镇燃气管道；代表物：天然气、液化石油气、人工煤气等GB2城镇热力管道；代表物：高温热水、蒸汽、蒸汽凝结水等GD动力管道火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道；GD1设计压力≥6.3MPa或设计温度≥400℃的管道GD2设计压力<6.3MPa且设计温度<400℃的管道5、压力管道的分类和分级10类别名称定义分级特征GC工业管道指企业、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线GC11、输送GB5044规定极度危害介质、高度危害气体和工作温度高于标准沸点的高度危害介质的管道；2、输送GB50160、GB50016规定甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体且设计压力≥4.0MPa的管道；3、输送设计压力≥10.0MPa，或设计压力≥4.0MPa

且设计温度≥400℃的流体介质管道；

GC2除GC3以外，介质毒性危害程度、火灾危险性、设计压力、设计温度小于GC1级管道；GC3输送无毒、非可燃流体设计压力≤1.0MPa且-20℃<设计温度T≤185℃的管道5、压力管道的分类和分级11不同类别管道之间的涵盖关系

《压力容器压力管道设计许可规则》TSGR1001－2008规定，具备高一级的压力管道设计许可的单位及审批人员，同时也具有相应低等级的设计、审批资格。（1）GA1级涵盖GA2（2）GC1级涵盖GC2、GC3（3）GD1级涵盖GD26、压力管道级别之间设计许可的涵盖关系12介质设计压力、设计温度、公称直径级类别天然气PS≥0.1MPaDN>25mmGC2重油PS≥0.1MPaDN>25mmGC2二氧化硫PS≥0.1MPaDN>25mmGC2液化石油气PS≥0.1MPaDN>25mmGC2柴油PS≥0.1MPaDN>25mmGC2煤焦油PS≥0.1MPaDN>25mmGC2焦炉煤气PS≥0.1MPaDN>25mmGC2蒸汽0.1MPa≤PS≤1.0MPa且TS≤185℃DN>25mmGC3蒸汽PS>1.0MPa或TS>185℃DN>25mmGC2热水PS≥0.1MPa且100℃≤TS≤185℃DN>25mmGC37、CTIEC设计范围内工业管道级别13介质设计压力、设计温度、公称直径级类别压缩空气0.1MPa≤PS≤1.0MPa且TS常温DN>25mmGC3压缩空气PS>1.0MPaTS常温DN>25mmGC2氮气0.1MPa≤PS≤1.0MPa且TS常温DN>25mmGC3氮气PS>1.0MPaTS常温DN>25mmGC2氧气PS≥0.1MPaTS常温DN>25mmGC2液氮PS≥0.1MPaDN>25mmGC2液氧PS≥0.1MPaDN>25mmGC2液氨PS≥0.1MPaDN>25mmGC2氨气PS≥0.1MPaTS常温DN>25mmGC2氢气PS≥0.1MPaTS常温DN>25mmGC2氢氧化钠溶液PS≥0.1MPaTS常温DN>25mmGC27、CTIEC设计范围内工业管道级别14工作压力Pw(MPa)设计压力Ps(MPa)Pw≤1.8Ps=Pw+0.181.8<Pw≤4.0Ps=1.1Pw4.0<Pw≤8.0Ps=Pw+0.4Pw>8.0Ps=1.05Pw最高工作温度Tw(℃)设计温度T(℃)－20＜Tw≤15T=Tw－5（最低取大于－20）注意跳级15＜Tw≤350T=Tw＋20Tw＞350T=Tw＋(5~15)8、设计压力和温度的确定15甲类可燃气体：特征：爆炸下限<10％的气体代表物：氢气、甲烷、环氧乙烷、天然气、水煤气、液化石油气、硫化氢、氯乙烯等乙类可燃（助燃）气体：特征：爆炸下限≥10％的气体和助燃气体代表物：氨气、氧气等其它气（汽）体：特征：不属上述两类的气体代表物：水蒸汽、压缩空气、氮气、二氧化碳、高温水等9、压力管道输送介质的说明169、压力管道输送介质的说明类别名称特征甲A液化烃15℃时蒸汽压力>0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体B可燃液体甲A类以外,闪点<28℃乙A28℃≤闪点≤45℃B45℃<闪点<60℃丙A60℃≤闪点≤120℃B闪点>120℃17有毒流体：特征：散发在空间，可经呼吸道、皮肤或经口进入人体而对健康产生危害的流体物质。毒性分级是按照国家标准GB5044具体指标划分。分级与代表物：

Ⅰ级--极度危害：氯乙烯、铬酸盐、苯、氰化物等

Ⅱ级--高度危害：硫化氢、三硝基甲苯、氯、甲醛等

Ⅲ级--中度危害：苯乙烯、二甲苯、苯酚、甲醇、硝酸、硫酸等

Ⅳ级--轻度危害：丙酮、氨、氢氧化钠、溶剂汽油等9、压力管道输送介质的说明18腐蚀性流体：特征：流体的化学或电化学作用引起对金属破坏的介质。代表物：碱、酸、盐溶液或蒸汽。其它液体：特征：最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。代表物：蒸汽凝水、工作温度≥100℃的热水等。9、压力管道输送介质的说明191、压力管道设计要求2、压力管道设计程序3、管道等级表4、管道特性表5、管道材料选择6、管道布置基本要求二、压力管道设计20严格执行现行的设计、施工及验收规范及标准。执行公司颁发的《压力管道设计质量保证体系质量保证手册》、《压力管道设计管理制度》、《压力管道设计技术规定》等；设计文件内容深度应符合国家及行业有关规定，符合公司颁发的《压力管道施工图设计内容和深度统一规定》；计算依据可靠、计算结果准确；设计成果安全、适用、技术先进、经济合理。1、压力管道设计要求21⑴根据管道使用工况确定设计条件（介质种类、设计压力、设计温度、管道运行负荷等）；⑵根据设计条件确定管道材料选用；⑶进行管径、管壁厚度计算，(编制)或确定管道等级表；⑷进行管道布置方案、确定管道走向、敷设方式；⑸绘制管道布置图、轴侧图（若有）；⑹编制管道特性表；⑺进行应力、热补偿、支架推力计算（若有）；⑻向有关专业外提资料；⑼完成图纸设计及校审、图纸查对会签。2、压力管道设计程序22根据生产流程和管道输送介质的物性、压力、温度等编制的管道等级表是压力管道设计的基本依据；管道等级表的内容包含针对输送介质的管道、管件、阀门、法兰、垫片、紧固件、安全设施等在内的标准、型号、规格和技术参数；3、管道等级表23管道特性表是生产装置全部管道的索引，它标明了每根管道的主要技术参数：管道编号：按车间、工段、以及工艺和公用管道编排；介质：物料名称和代号；管道起点和止点：设备至设备、管道至管道、管道至设备；管道规格：公称直径；管道等级；工作和设计参数：工作压力、工作温度、设计压力、设计温度；试验要求：包括试压和无损检测；其他要求：包括保温和油漆要求。

4、管道特性表245.1管道材料分类铸铁碳钢合金钢奥氏体不锈钢有色金属及合金钢(铜、铝、钛以及镍、铝、钛合金）非金属材料（各类塑料管和玻璃钢）复合材料（非金属与非金属、金属与非金属）5、管道材料选择255、管道材料选择5.2

压力管道设计中常用钢材牌号的适用温度范围牌号适用温度范围10、20－20～350℃16Mn－40～450℃09Mn2V－70～100℃12CrMo≤525℃15CrMo≤550℃12Cr1MoV≤575℃1Cr5Mo≤600℃0Cr18Ni9（304）－196～700℃0Cr17Ni12Mo2（316）－196～700℃00Cr19Ni10（304L）≤400℃00Cr17Ni14Mo2（316L）≤450℃265.3常用管道材料选用标准标准号标准名称尺寸系列/mm材料GB3087-2008低中压锅炉用无缝钢管D0＝10~426T=1.5～2610、20GB/T3091-2008低压流体输送用焊接钢管D0=117.8~1626t=4.0~16Q215A/B、Q235A/B、Q295A/B、Q345A/BGB/T8163-2008流体输送用无缝钢管D0＝6~630t=0.25~7510、20、09MnV、16MnGB/T12771-2008流体输送用不锈钢焊接钢管D0＝8~630t=0.3~161Cr18Ni9、304、304L、316、316L等GB/T14976-2002流体输送不锈钢无缝钢管D0＝6~426t=0.5~15304、304L、316、316L等27不锈钢管材、法兰、垫片、管件、紧固件、阀门等等。。。。5、管道材料选择275、管道材料选择5.4金属管道外径系列公称直径外径mm英寸mmHG20553ISO4200GB/T17395Ⅰ系列SH3405JISASMEB36.10A系列B系列3/81017.11417.217.21717.317.11/21521.31821.321.32221.721.33/42026.72526.926.92727.226.712533.43233.733.7343433.411/43242.23842.442.44242.742.211/24048.34548.348.34848.648.325060.35760.360.36060.560.321/265737676.176.17676.37338088.98988.988.98989.188.94100114.3108114.3114.3114114.3114.35125141.3133139.7139.7140139.8141.36150168.3159168.3168.3168165.2168.38200219.1219219.1219.1219216.3219.110250273273273273273267.427312300323.8325323.9323.9325318.5323.8285.5法兰选用

法兰分类：欧洲体系、美洲体系、日本体系法兰类型：板式平焊（PL）、带颈平焊（SO）、带颈对焊（WN）、整体法兰（IF）、承插焊（SW）、螺纹法兰（Th）、对焊环松套（PJ/SE）、平焊环松套（PJ/PR）、法兰盖（BL）法兰连接形式的可靠度：整体法兰＞带颈对焊、平焊法兰＞板式平焊法兰法兰密封面：全平面（FF)、突面（RF)、凹凸面（MF/M)、榫槽面（TG）、环连接面（ＲＪ）5、管道材料选择295.6垫片选用常用的垫片类型:

非金属垫片（橡胶、石棉橡胶、合成纤维橡胶、聚四氟乙烯垫片）、聚四氟乙烯包覆垫片、柔性石墨复合垫片、金属包覆垫片、缠绕式垫片、齿形组合垫、金属环垫；垫片的选择：温度和压力是垫片选择的主要因素，但也要考虑与之相适应的法兰密封面形式和物料的特性。部分国家和地区严禁使用含石棉成分的垫片。5、管道材料选择305.7紧固件使用条件：商品级六角头螺栓及螺母使用条件:PN≤2.0MPa(Class150)/PN≤1.6MPa；非剧烈循环场合；配用非金属软垫片；介质为非易燃/易爆及毒性危害程度较大的场合。商品级双头螺柱及螺母使用条件：PN≤5.0MPa(Class300)/PN≤4.0MPa；非剧烈循环场合。其它应选用专用级的螺柱（双头或全螺纹螺柱）和螺母；半金属或金属垫片应使用高强度螺柱（双头或全螺纹螺柱）；高温、剧烈循环场合或PN≥16.0MPa的高压条件下应选用全螺纹螺柱。5、管道材料选择316.1管道布置设计基本原则：管道布置必须符合工艺管道及仪表流程图（PID）的设计要求，应做到安全可靠、经济合理；管道布置必须遵守安全与环境保护的法规，以便使管道布置满足安全生产的要求；管道布置应满足热胀冷缩所需的柔性；对于动设备的管道，应注意控制管道的固有频率，避免产生共振；管道布置应按照管道等级表和特殊管件表选用管道组成件；全厂性管道的布置整体布局协调；管道布置应符合现行的国家、地方或行业标准、规范和规程的规定。6、管道布置基本要求326.2管道布置要求：管道布置设计应根据具体的生产特点，接合设备布置、建筑物与构筑物情况等进行综合考虑，对装置所有管道全盘规划，各按其位。为了便于施工安装、生产操作、检查维修，管道应尽可能架空敷设，必要时也可埋地或管沟敷设。管道布置应考虑支吊架的设计，使管道尽量靠近已有建筑物或构筑物，但应避免使柔性大的构件承受较大的荷载。在建筑物吊装孔范围内不应布置管道。在设备内件抽出区域及设备法兰拆卸区内不应布置管道。6、管道布置基本要求336.2管道布置要求：架空管道穿越道路、铁路、及人行道等的净空高度是指管道隔热层或支撑构件最低点的高度。

♦电力机车铁路，轨顶以上≥6.6m♦道路推荐值≥5.5m；最小值≥4.5m

♦人行道，在道路旁≥2.2m♦管道与高压线路间交叉距离应符合架空电力线路现行国家标准的规定。6、管道布置基本要求346.2管道布置要求：管道布置应成列平行敷设，尽量走直线少拐弯，少交叉以减少管架数量，节省管架材料，达到整齐美观便于施工安装。只要条件允许，管道应集中成排布置。裸管的管底与管托底面取齐，以便设计支架。当管道改变标高或走向时，应避免管道形成积聚气体的“气袋”或液体的“口袋”U和“盲肠”，如不可避免时应于高点设排气阀，低点设排液阀。管道平面敷设应有坡度，坡度方向一般均沿着物料流动方向，但也有与物料流动方向相反的（根据工艺要求确定，此时需注意坡度变化要求）。6、管道布置基本要求356.2管道布置要求：道路、铁路上方的管道不应安装装阀、法兰、螺纹接头及带有填料的补偿器等可能泄漏的组成件。腐蚀性液体的管道不宜布置在转动设备的上方。当管道穿越屋面、楼板、平台及墙壁时，一般应加套管保护。埋地管道应考虑车辆荷载的影响，穿越道路时应加套管，管顶与路面的距离不应小于0.6m，并应在冻土深度以下。从水平的气体主管上引接支管时，应从主管的顶部接出。多层共架管道的布置：气体管道、热管道、公用工程管道以及电气仪表槽架宜在上层；一般工艺管道、腐蚀性介质管道、低温管道宜在下层。易燃、易爆、有毒和有腐蚀性物料的管道不应敷设在生活间、楼梯6、管道布置基本要求36和走廊处；放空管应引至室外指定地点或高出屋面2m以上。无绝热层的管道不用管托或支座。大口径薄壁裸管及有绝热层的管道应采用管托或支座支承。管道直接埋地布置的条件：输送介质无腐蚀性，无毒和无爆炸危险的液体、气体管道，由于某种原因无法在地上敷设的；与地下储槽或地下泵房有关的工艺介质管道；冷却水及消防水或泡沫消防管道；工作温度小于150℃的热力管道。6、管道布置基本要求376.3

阀门布置要求：阀门应设在容易操作、便于安装、维修的地方。成排管道上的阀门应集中布置，有利于设置操作平台及梯子。阀门应设在热位移小的地方。阀门上有旁路线或偏置的传动部件时，应为旁路或偏布置部件留有足够的安装和操作空间。立管上的阀门的阀杆中心线的安装高度宜在地面或平面以上0.7－1.6m的范围，DN40及以下阀门可布置在2m高度以下。埋地管道的阀门要设在阀门井内，并留有维修得空间。6、管道布置基本要求386.4管件布置要求：弯头宜选用曲率半径等于1.5倍公称直径的长半径弯头；输送气固、液固两相流物料的管道应选用大曲率半径弯管；管廊上水平管道变径连接，如无特殊要求，应选用底平偏心异径管；垂直管上宜选用同心异径管；对于水平吸入的离心泵，当入口管变径时，应在靠近泵的入口处设置偏心异径管。当管道从下向上进泵时，应采用顶平安装，当管道从上向下进泵时，宜采用底平安装；平焊法兰不应与无直接管段的弯头直接连接；6、管道布置基本要求396.4管件布置要求：阀门和其他静密封接头宜安装在管道支撑点的附近；除工艺有特殊要求外，塔、反应器，立式容器等设备裙座内的管道上不得布置法兰和螺纹接头；输送有固体沉积及结焦介质的管道等应分段设置法兰。调节阀两侧管道上的异径管应紧靠调节阀。6、管道布置基本要求406.5管道热补偿：补偿方式：自然补偿和补偿器；管道热补偿设计原则：首先考虑自然补偿；考虑管道冷紧和热胀；采用和选择合适的补偿器；位置应使管道布置美观、协调。6、管道布置基本要求416.5管道热补偿：增加管道的自然补偿能力的方式：改变管道的走向，以增加整个管道的柔性；利用弹簧支吊架放松约束；改变设备布置压力管道设计中常用的补偿器：Π型补偿器、波型补偿器、套管式补偿器或球形补偿器。6、管道布置基本要求426.6管道支吊架：1）管道支吊架作用：承重：承受管道的重量荷载；限位作用：阻止管道发生非预期方向的位移；控制振动：用来控制摆动、振动或冲