压力管道基础知识

压力管道基础知识

1压力管道的定义与分类

1.1压力管道的定义

国务院令第549号《特种设备安全监察条例》规定，特种设备是

指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶，下同）、

压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内

专用机动车辆。

承压类特种设备：锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道

机电类特种设备：电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）

内机动车辆

《条例》第九十九条规定：

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大于或者等于0.IMPa（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。

压力管道分类：

♦长输管道：产地、储存库、使用单位之间的用于输送商品介质

的管道；

♦公用管道：城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管

道和热力管道；

♦工业管道：企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管

道、公用工程管道及其它辅助管道。

♦动力管道：是指火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管

道，划分为GDI级、GD2级。

1.2压力管道的分类

按照TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》附件B,

压力管道的类别、级别划分方法如下：

GA类（长输管道）

GB类（公用管道）

GC类（工业管道）

GD类（动力管道）

1.2.1GA类（长输管道）

长输（油气）管道：是指产地、储存库、使用单位之间的用于输送商

品介质的管道，划分为GA1级和GA2级。

GA1级：

符合下列条件之一的长输管道为GA1：

a,输送有毒、可燃、易爆气体介质,最高工作压力大于4.OMPa的

长输管道；

b.输送有毒、可燃、易爆液体介质,最高工作压力大于或者等于

6.4MPa,并且输送距离（指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质

管道的长度）大于或者等于200km的长输管道。

GA2级:

GA1级以外的长输（油气）管道为GA2级。

1.2.2GB类（公用管道）

公用管道：是指城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道

和热力管道。划分为GB1级和GB2级。

GB1级：城镇燃气管道。

GB2级：城镇热力管道。

1.2.3GC类（工业管道）

工业管道:是指企业、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，划分为GC1级、GC2级、GC3级。

GC1级：

符合下列条件之一的工业管道为GC1级：

a.输送GB5044-85《职业接触毒物危害程度分级》中规定的毒性程

度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于标准沸点的高

度危害液体介质的管道；

b.输送GB50160-1999《石油化工企业设计防火规范》及

GB50016-2006《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类

可燃气体或甲类可燃液体（包括液化烧），并且设计压力大于或者等

于4.OMPa的管道;

c.输送流体介质并且设计压力大于或者等于10.OMPa,或者设计压

力大于或者等于4.OMPa,并且设计温度大于或者等于400C的管道。

GC2级：

除GC3级管道外，介质毒性危害程度、火灾危险性（可燃性）、

设计压力和设计温度小于GC1级的管道。

GC3级：

输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或者等于LOMPa,并

且设计温度大于-20℃但是小于185℃的管道。

注意：TSGD33001-2009《压力管道安装许可规则》附件A规定:

输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或者等于l.OMPa且

设计温度高于-20℃、但是不高于185℃的工业管道为GC3级。

不高于185℃应该是小于或者等于185℃,即W185C。

1.2.4GD类（动力管道）

动力管道：是指火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道，划

分为GDI级、GD2级。

GDI级：设计压力大于等于6.3MPa,或者设计温度大于等于400℃的

管;道。

GD2级：设计压力小于6.3MPa,且设计温度小于400℃的管道。

钢的分类和命名方法

钢和铸铁的成份虽然复杂，但都是由铁和碳两种元素组成的，通

常把钢和铸铁统称为铁碳合金。

合金：是由两种或者两种以上的金属或者金属与非金属元素相互

熔合而成的。

一般把含碳量为0.02%〜2.11%的铁碳合金称为钢；含碳量大于

2.11%的称为铸铁；含碳量小于0.02%的称为工业纯铁。

钢按化学成分：分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢两大类。

碳钢是由生铁冶炼获得的合金，属于非合金钢范畴。除铁、碳为

其主要成分外，还含有少量的镒、硅、硫、磷、氧、氮、氢等杂质。

这些元素不是为了改善钢的性能而加入的，而是由于冶炼过程无法去

除，或者是由于冶炼工艺需要而加入的。这些元素在碳钢中被称为杂

质元素。碳钢具有一定的机械性能，又有良好的工艺性能，且价格低

廉，因此碳钢获得了广泛的应用。

随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满

足需要，于是人们研制了各种合金钢。

合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素（称为合金元素）

而得到的多元合金。与碳钢相比，合金钢的性能有显著的提高，故应

用日益广泛。

由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必须对

钢材加以分类。按钢材的用途、化学成分、质量的不同，可将钢分为

许多类。

n平炉钢

-按炉别分--------------转炉钢

一由“白左回

冶炼方法

I-沸腾钢

-按脱氧程度分----------镇静钢

一平靖号的

「低碳钢

—碳素钢-----------------中碳钢

一意碗在回

—化学成分——一低合金钢

钢

一合金钢中合金钢

的L高合金钢

分—

类

-结构钢

——用途----------工具钢——不锈钢

一耐热钢

—特殊性能钢低温钢

一磁钢

1—普通钢

—管线钢

-品质优质钢

—高级优质钢

一.按用途分类

按钢材的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。

结构钢：

1.用作各种机器零件的钢。它包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚

动轴承钢。

2.用作工程结构的钢。它包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普

通低合金钢。

工具钢：用来制造各种工具的钢。根据工具用途不同可分为刃具钢、

模具钢与量具钢。

特殊性能钢：是具有特殊物理化学性能的钢。可分为不锈钢、耐热钢、

耐磨钢、磁钢等。

二.按化学成分分类

按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。

碳素钢按含碳量又可分：

(1)为低碳钢(含碳量W0.25Q；

(2)中碳钢(0.25%〈含碳量〈0.6%)；

(3)高碳钢(含碳量20.6%)。

合金钢按合金元素含量又可分为：

(1)低合金钢(合金元素总含量W5%,或单一合金元素的含量V

3%)；

(2)中合金钢(合金元素总含量=5%—10%,或单一合金元素的含

量3%〜5%)；

(3)高合金钢(合金元素总含量＞10%,或单一合金元素的含量,

5%)o

此外，根据钢中所含主要合金元素种类不同，也可分为镒钢、铭

钢、辂银钢、铝镒钛钢等。

三.按质量分类

按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为：

(1)普通碳素钢(含磷量W0.045%、含硫量W0.055%；或磷、硫含

量均W0.050%)；

(2)优质碳素钢(磷、硫含量均W0.040%)；

(3)高级优质碳素钢(含磷量W0.035%、含硫量W0.030%)。

按冶炼炉的种类，将钢分为：

（1）平炉钢（酸性平炉、碱性平炉）

（2）空气转炉钢（酸性转炉、碱性转炉、氧气顶吹转炉钢）

（3）电炉钢。

按冶炼时脱氧程度，将钢分为：

（1）沸腾钢（脱氧不完全）

（2）镇静钢（脱氧比较完全）

（3）半镇静钢。

钢厂在给钢的产品命名时一，往往将用途、成分、质量这三种分类

方法结合起来。如将钢称为普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素

工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等。

金属材料（金属及合金）的性能包括：力学性能（也称为机械性能）、

物理性能、化学性能和工艺性能。

金属材料的力学性能包括：

1.常温下的强度、硬度、弹性、塑性、韧性等，例如屈服点或

屈服强度。S（。0.2）、抗拉强度。b、伸长率6、断面收缩

率V、冲击韧性Ak等；

2.特定条件下的力学性能，例如高温强度、低温冲击韧性、疲

劳极限、断裂力学性能等。

金属力学性能试验：是测定金属力学性能指标所进行的试验。包

括拉伸试验、弯曲试验、剪切试验、冲击试验、硬度试验、蠕变试验、

应力松驰试验、疲劳试验、断裂韧性试验、磨损试验等。

应当注意新的力学性能指标表示方法:

抗拉强度Rm

上屈服强度(ReH)

下屈服强度ReL

规定非比例延伸强度Rp0.2

断后伸长率A

断面收缩率Z

冲击吸收功(AK)

时效冲击功

室温夏比冲击吸收功Akv

脆性转变温度FATT(50%脆性断口)

屈服强度抗拉强度断后伸长断面收缩率

备注

(MPa)(MPa)率(％)(%)

QS(jb6W旧

ReLReHRmAZ新

YsTsAZ国外

钢材的性能

(一)、钢材的物理性能

钢材的物理性能包括：

密度：一般碳素钢的密度为7.85g/cm3

熔点：低碳钢的熔点约1500℃

导电性：通常以材料的电阻率来衡量

导热性：传导热量的性能

热膨胀性：线胀系数

导磁性：

(二)、钢材的化学性能

耐腐蚀性：钢材抵抗周围介质腐蚀作用的能力。不锈钢具有相对优良

的耐腐蚀性能。

抗氧化性：钢材在一定温度条件和外力作用下抵抗氧化的能力。耐热

钢具有相对良好的抗氧化性，不锈钢的抗氧化性更好。

(三)、钢材的力学性能

钢材在一定的温度条件和外力作用下抵抗变形和断裂的能力，称为力

学性能。

1.常规力学性能，如强度、塑性、硬度和韧性等。

2.高温性能，如抗蠕变性能、持久强度、瞬时强度和热疲劳性等。

3.低温性能，如低温冲击韧性、脆性转变温度等。

常规力学性能指标

屈服强度：ReReHReL(os)单位MPa,N/mm2或KN