讲座-压力管道技术讲义

关于压力管道安全技术规范

及其运用

编讲：

2XXX.x.x

目录

1.背景、概况及法规依据....................................3

2.压力管道安全质量监督及标准体系..........................3

3.压力管道的类级别、元件的类级别划分......................9

4.压力管道工程设计、选材.................................16

5.设计与压力管道元件材料控制检验责任.....................24

6.设计与压力管道质量检验、试检、验收的关连事项...........29

讲座题要

1.背景、概况及法规依据

1.1背景、概况

压力管道是我国工业、公用、民用等领域广泛使用的主要特种设备，也是世界各国进行危化产品和各类化学介质生

产和运输的重要手段。全国在用压力管道有八十三万多公里，年新增压力管道约三万四千多公里，从建设领域上保

证压力管道安全质量可靠性是一项十分重要紧迫的任务。国家高度重视压力管道的重大战略地位，不仅与国民经济

发展息息相关，而且在国防、军事工业中占重要地位。

2011年底我国有压力菅道83.68万公里，长输油气管道13.5万公里、工业管道30.98万公里、公用管道9.20万公

里，集输管道30万公里，2011年新增管道3.49万公里。我国压力菅道建设出观三个高潮，第一个高潮起于上世纪

70年代，源于大庆、辽河、胜利等东部大型油田的开发，经过几年的艰苦奋斗；第二个高潮出现在上世纪80-90

年代，是服务于新疆塔里木及吐哈、四川、长庆等西部油气田的开发；第三个高潮出现在20世纪末，当时是为了满

足我国东部和西部地区油气田的进一步开发、国外油气资源的引进以及天然气工业的快速发展，我国平均每年建设

油气管道超过5500km,而实际上，国内管道建设能力约为12000公里/年（中石油系统8000公里/年，中石化系统

4000公里/年），管道建设能力进入鼎盛时期。根据《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，十二五期间，

我国将建设中哈原油管道二期、中缅油气管道境内段、中亚天然气管道二期以及西气东输三线、四线工程，输油气

管道总长度达到15万公里左右，目前均己开工建设。此外还建设了规模较大的战备油库与其相应的工业贮运管道。

这充分说明了压力管道在国民经济中的重大战略地位。

国家多年耒重视对压力管道布局进行了全面决策，相继出台了有关法律、法规、标准和规范，对保证压力管道安全

质量可靠性具有重大的意义，也是一项艰巨的任务。如何保证压力管道安全质量可靠性是一项十分具体广泛的技术

与管理问题，它涉及压力管道设计、材料生产、元件制造、工程安装、运行使用、检验检测、维修、改造等从建造

开始到报废为止的整个使用寿命周期中的各个环节，因此压力管道安全质量可靠性也是一个领域广、内容复杂的问

题。

一个管道系统，为了完成流体的输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动的功能，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、控制设备等连接在一起，形成一个系统，保证其在许可寿命周

期内，安全可靠的使管道系统内流体具有一定的压力、温度和流量，完成设计所预定的安全质量可靠性任务。同时，

对不同类别的压力管道，由于材料、结构和敷设形式不同，其安全质量可靠性技术要求也有所差异，是•项制约因

素繁多的系统工程。

1.2法规依据

压力管道由于输送的流体大多具有燃爆性、致毒性和腐蚀性，且又往往具有高温、高压、易燃、易爆、低温、深冷

等特殊操作条件，使其具有相当大的危险性，2009年1月24日经国务院第549号令批准被列入“特种设备”监管

范围.因此，确保压力管道系统安全质量可靠性，其内涵应是保证与其安全质量可靠性密切相关的诸要素的可靠性

2003年6月国务院颁发了第373号令，发布了《特种设备安全监察条例》，进一步对特种设备的监管有法可依。2009

年1月24日国务院颁发了第549号令，发布了新的《特种设备安全监察条例》（2009.5.1实施），这是当今我国特

种设备安全监督管理的专门法规，对加强特种设备安全管理、节约能源、减少能耗、防止和减少事故，保障人民群

众生命、财产安全等方面必将发挥重要的作用。

国务院发布的第549号令：《特种设备安全监察条例》笫十条规定了特种设备安全技术规范制定实施法律依据，并在

第九十九条中界定了各种特种设备的定义及范围。《条例》第十条特种设备生产单位，应当依照本条例规定以及国

务院特种设备安全监督管理部门制订并公布的安全技术规范（以下简称安全技术规范）的要求，进行生产活动。

注（特种设备生产单位包括设计、制造、安装、改造、维修、检验和使用环节的责任单位）.

《特种设备安全监察条例》第十四条规定：锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施及其安全

附件、安全保护装置的制造、安装、改造单位，以及压力管道用管子、管件、阀门、法兰、补偿器、安全保护装置

等（以下简称压力管道元件）的制造单位和场（厂）内专用机动车辆的制造、改造单位，应当经国务院特种设备安

全监督管理部门许可，方可从事相应的活动。

特种设备质量的核心要求特种设备设汁、制造、安装、改造、维修企业建立符合特种设备安全技术法规规范要求的

质量保证体系，以质量控制为内容，确保特种设备的产品质量。

《条例》第十四条还规定了：特种设备的制造、安装、改造单位应当具备下列条件：

（-）有与特种设备制造、安装、改造相适应的专业技术人员和技术工人；

（二）有与特种设备制造、安装、改造相适应的生产条件和检测手段；

（三）有健全的质量管理制度和责任制度。

2.压力管道安全质量监督及标准体系

2.1相关若干名词

］）特种设备

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）内专用机动车辆等.。《条例》规定的这些特种设备是由于设备本身性能和外在因素的

影响极易发生事故，且一旦发生事故将造成人身伤亡及重大财产损失的危险性设备。按其特性分为两大类：

2）承压类特种设备：锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道统称为承压类特种设备：

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。

3）制造、安装、改造、维修：

制造：是指在固定的、封闭的生产场所内，通过一些特定的加工、测试、调试等工序，生产特种设备或其主要部件

的过程。

安装：是指在特种设备设置场所，把特种设备零散部件组装成完整产品（或工程）的过程。

根据设计的规定，将特种设备完整地安装在指定位置和支架上的过程。包括按规范要求的所有现场装配、制作、检

查和试验等工作0

（压力管道作为一个系统，其安装是根据设计的规定，将特种设备完整地安装在指定位灯.和支架上的过程。包括按

规范要求的所有现场装配、制作、检查和试验等工作）。

改造：是指改变原特种设备主要受压元件或受力结构、机构（传动系统）或控制系统，致使特种设备的性能参数与

技术指标发生变更的活动。

（对特种设备主要受压元件或主要功能部件进行更换、增减和其他导致特种设备设计和使用条件等安全技术性能指

标发生变更的活动）。

维修：是指对特种设备主要受压元件或主要功能部件进行更换或修理，不导致特种设备设计和使用条件等安全技术

性能指标发生变更的活动。

4）重大维修与一般维修：

维修分为重大维修与一般维修两种：

重大维修：对承压设备的承压部件或机电设备的重要部件进行的维修活动称为重大维修；

一般维修:：其他维修活动称为一般维修。

综上所述，因此压力管道生产企业必须依法从事设计、选材、制造、安装、检验、验收、运行等生产，并依法接受

监管。

5）强力管道定义中关于公称直径的解析：

公称直径即公称通径、公称尺寸，其代号一般用D表示。

例：咯「国标准匚口常用管子标准公称直径与其外径尺寸对比表（刖）

公称ASME)JIS/5H/HG20553

直径420036.1024482458173953405A系列系列f.3兰接管

2533.733.433.733.7343433.73232

3242.442.242.442.7424242.43838

100114.3114.3114.3114.3114114114.3108108

150168.2168.3168.3165.2168168168.3159159

200219.1219.1219.1216.3219219219.1219219

250273273273267.4273273273.0273273

100010161016.010161016.010161016101610201020

6）工业管道

在工业建设中为工业装置服务的工艺管道、动力所需介质的输送管道、某些固态粉状原材料的流体输送管道及渣料

的排放管道和其所属热力燃气等公用性管道统称为工业管道。

7）工艺管道

工艺管道（processpipig）是输送原料、中间物料、成品、催化剂、添加剂等工艺介质的管道。

8）公用管道

以输送燃气资源、热力资源为介质，供给公共和民用设施、城市或村镇使用的管道称公用管道。《实施细则》中规定

的1级燃气管道、2级热力管道均属公用管道。

9）燃气管道:其输送“质为可燃气体，分为两类：一是天燃气（纯天燃气、石油伴生气）；二是人工燃气.如干情

煤气、气化煤气、焦炉煤气、水煤气、油制气和液化石油气等为人工燃气，输送这类燃气介质的管道均为燃气管道。

10）热力管道：是输送蒸气或过热水等热能介质的管道，它具有温度高、压力大、流速快的特点，其任务是将锅炉

产生的热能既经济合理又安全可靠的送达各热能使用点，以满足生产、生活、采暖和空调等热源的需要。

11）管道支承件

管道支承件是将管道荷载，包括管道的自重、输送流体的重量、由于操作压力和温差所造成的荷载以及振动、风力、

地震、雪载、冲击和位移应变引起的荷载等传递到管架结构上去的元件。它分为固定件和结构附件两类：

50235：管道支承件是管道安装件和附着件的总称。

50316：管道支吊架是用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总称，但不包括土建的结构。

固定件包括悬挂式固定件、如吊杆、弹簧吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、导轨和固定架，以及

承载式固定件，如鞍座、底座、滚柱、托座和滑动支座等。

结构附件是指用焊接、螺栓连接或夹紧方法附装在管道上的元件，如吊耳、管用、卡环、管夹、U形夹和夹板等。

安装件是将负载从管子或管道附件上传递到支承结构或设备的元件，有悬挂式和承载式两种。

附着件是用焊接、螺栓连接或夹紧等方法附装在管子上的零件。

12）管件

管道组成件的一个类别。

13）管架

支承管道的构筑物。

14）管廊

大型装置管道集中敷设的场所。

15）有毒介质：

指按5044定义的极度、高度和中度危害介质的总称

16）可燃、易爆介质：

指50160和50016定义的甲、乙类以及工作温度高于闪点的流体的总称。

17）工艺装置：

由工程设计规定边界的区域，在该区域内进行反应、分离和其它类型的加工过程。

18）辅助装置：

主要是为工艺装置服务的设施，如界区内的装卸站、罐区、库房、堆场、泵站等等。

19）成套设备：

（PackageEquiptnet）指将单体设备或部件安装在一起的成套组装件。

2.2设计的安全质量可靠性

《压力管道安全技术监察规程》第七条规定“本规程是管道的基本安全要求，其它规程不应低于本规程的规定”。基

本安全要求应是保证压力管道安全质量可靠性的要求，这是质量的核心。它应从设计为切入点着手，对压力管道工

程进行全过程的监控，目的就是保证压力管道基本安全。并应有明确具体的含义。

压力管道安全质量可靠性是特种设备一压力管道在予期使用寿命周期内，在最苛刻工况、最不利工作条件下，保证

压力管道的基本特性与状态，始终处于稳定、有效、不致发生运行仃滞、设备毁损、人身伤亡等事故的性能。

解释：1）如何界定压力管道予期使用寿命？

2）如何界定最苛刻工况、最不利工作条件？

3）什么是压力管道的基本特性？

4）压力管道的事故界定？

5）压力管道风险评估理论依据？

解释：压力管道可能失效的风险模式：******

**************************************

解释：压力管道的基本特性应为：

①强度：承受管内流体作用于管道上的压力，（包含内压或外压）；

②刚度：管道及其附着件在外部（或内部）荷载作用下，在低于该材料许可强度的条件下，不致造成变形破坏的能

力

③稳定性：管道及其附着件在外部（或内部）荷载作用下，具有防止局部失稳或整体失稳的能力。

④耐腐蚀性：承受管内流体对管道材料的腐蚀作用。管道材料的耐腐蚀等级分为4级，以年腐蚀速率衡量：根据“材

料防腐蚀技术手册”分为：

年腐蚀减薄量：充分耐腐蚀WO.05mm；

耐腐蚀〉0.05〜0.1mm；

尚耐腐蚀>0.1〜0.5mm：

不耐腐蚀>0.5mm»

⑤抗磨蚀性：具有经受介质在管道内因流动引起与管壁长期磨擦而造成的磨损作用；

⑥抗蠕变性能：能抵抗由于管道在高温持久荷载作用下所引起的应力应变而造成蠕变破坏；

⑦.抗疲劳性能：即抵抗或防止疲劳破坏的能力。管道在长期、反复交变载荷作用下产生的疲劳应力，导致疲劳破坏。

⑧其它性能：

如密封性：阻止管道内部流动的流体泄漏到管道外部空间或流体中；

柔性：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原因会产生应力过大、变形、泄漏或破坏等影响正常运行的情况。管道的柔性就是管道通

过自身变形吸收因温度变化发生尺寸变化或其他原因所产生的位移，保证管道上的应力在材料许用应力范围内的性

能。

此外考虑保证在地震、突发性灾害或短时超载因素等作用下的可靠性：

2.3监控管理标准体系

为达到这一目的，应当在压力管道的设计、制造、安装、使用、维修、改造和检验检测等所有环节建立可靠的法规、

标准体系及其实施过程的监管机制.

为了满足上述条件，管道系统设计时，管道组成件必须选用耐介质腐蚀，有能够在设计规定温度下承受介质压力作

用的材料，且有相应的壁厚和密封结构。同时整个管道系统应有适当的支承系统以承受管道在使用过程出现的热胀

冷缩、振动和压力温度变化等产生的外力作用。

除了管道在设计时必须考虑材料、结构等方面的安全技术要求外，管道在元件制造、安装、使用和维修过程中，也

必须采取相应的技术手段确保管道的上述安全技术特性持续得到满足，以实现管道的安全质量可靠性，避免安全事

故的产生。

压力管道安全质量可靠性是一项系统工程******

“系统”一词描述的是与安全质量可靠性相互依赖的各种相关要素和作用，这些要素和作用组成了能直接或间接

形成压力管道安全质量可靠性的全部内涵，包含其技术要素和管理要素。

由于压力管道输送的多为易燃易爆或有毒有害介质，一旦发生事故，往往并发火灾、爆炸、环境污染，各国政府对

其都采取了比较严格的安全管理措施，并纳入强制性、法制化轨道。其目的是为了有效确保管道安全运行。安全以

质量为基础，质量是安全的核心。世界各国针对压力管道安全质量可靠性，以安全质量的完整性管理为核心技术，

逐步不断的完善压力管道的安全质量完整性技术法规与标准体系。

压力管道安全质量可靠性的完整性要求是从建立压力管道安全完整性技术法规与标准体系着手,并从压力管道设计、

材料生产、元件制造、工程安装、使用、检验检测、维修、改造和监管等八个领域进行并规范完整性管理.

压力管道安全质量可靠性的完整性管理的重点是“以质量为核心、以过程为基础、以检验为手段、以见证为依据”。

压力管道安全质量可靠性的完整性管理的范围是与压力管道安全质量相关的各领域，坚持“纵向到底、横向到边”,

坚持“全过程、全时序、全天候”的完整性管理.

为此目的，我国自1996年原劳动部颁布《压力管道安全管理与监察规定》以来，在压力管道安全质量监督管理方面

做了大量工作，取得了显著成绩.特别是2003年国务院颁布《特种设备安全监察条例》以后，压力管道安全质量管

理各方面工作得到明显的加强。国家质检总局根据《特种设备安全监察条例》的规定组织编制并颁布实施了一系列

压力管道安全技术规范（）和配套标准，为压力管道的安全科学管理奠定了基础。可是，由于我国压力管道安全技术

监察工作起步较晚，作为压力管道安全监察的基础技术法规D0001-2009《压力管道安全技术监察规程》，目前仅颁

布实施了工业管道部分D0001-2009《压力管道安全技术监察规程工业管道》及其配套标准/T20801-2006《压力

管道规范工业管道》。其余类别（、GC、GD类）的压力管道安全监察规程及其配套标准目前仍在制定过程中，因

此完善压力管道安全技术规范和标准，并付诸切实实施的工作仍然任重而道远。

此外，虽然安全技术监察规程的有关规定是“管道的基本安全要求，其他规定（如技术标准、企业内部规定等）不

得低于规程的要求”，但由于我国在标准管理的管辖权限和编审过程中客观存在的部门分割、协调渠道不畅等因素影

响，管道施工和质量验收标准的内容存在不一致的情况比较普遍。最近几年，由于工业管道安全技术监察规程的颁

布实施，我国工业金属管道工程施工及质量验收的相关规范也相继进行了补充和修订，口前已经颁布实施的有：

50235—2010《工业金属管道工程施工规范》、

50184—2011《工业金属管道工程施工质量验收规范》、

50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》、

50683-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》、

50517—2010《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》、

50690—2011《石油化工非金属管道工程施工质量验收规范》、

SH3501—2011《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》等。

虽然这些标准在编制过程中进行过协调，但由于种种原因在施工技术和质量要求上仍存在各种差异，形成了目前工

业管道施工技术标准的多样化，短时难以统一的现状。压力管道相关法规、规范及常用的主要设计、制造、安装规

范、标准。

2.4.现行工业金属道施工相关的标准和规范的适用范围

项目50235-201020801-200650517-2010SH3501-2010SH3502-2000

适用核能、矿井专用管石油化工钢制有石油化工

工业金属压力管道石油化工金属

范围道以外的所有工业毒、可燃管道施工钛、锚制管道施

施工及验收管道质量验收

管道施工及验收工及验收

毒无毒及5044中规

无毒及5044中规无毒及50445044中规定的毒无毒及5044中

性定的极度、高度和中

性定的毒物中规定的毒物物规定的毒物

度危害毒物

质

可

燃可燃介质和非可燃可燃介质和非可燃介质和非

可燃和非可燃介质可燃介质

性介质可燃介质可燃介质

介

设

质

计

W42MPa0.最高工作压力W42MPa400Pa（绝压）〜0~9.8MPa（表

压

（含真空）W42MPa（含真空）42MPa（表压）压）

力

参

数设

计无毒非可燃液体高

材料允许使用的温

温于标准沸点,其他不2-196力196-850*0-60-250,0

度

度限

材钢、铸铁、有色金钢、有色金属、

料钢、铸铁、有色金属、钢工业纯钛

属、耐蚀衬里复合管

压力管道相关法规规章实施以耒，创立了全过程、全方位支E行安全监察、监1序和检验的要求，在工程建设中又实行

了项目监理的基本制度，创建了监察和检验的双规体制，不断的规范和改善了工业管道施工的全方位、全过程有法

可依的法规规章体系，体现并注重“以质量为核心、以过程为基础，以检验为支撑、以见证为依据”的质量监管特

征，实现了“政府统一领导、部门依法监督、企业全面负责、检验持续保证”的系统保证，在此形势与条件下，原

50235-1997版规范就即需完善和修编。在此基础上，编制、审定、批准发布了50235-2010《工业金属管道工程施

工规范》（2010.8.18发布2011.6.1实施）并代替50235-1997《工业金属管道工程施工及验收规范》.与其相配套

的质量验收规范为50184-2011《工业金属管道工程施工质量验收规范》（2010.12.1发布

2011.10.1实施）并代替50184-1993.

《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》50236和《工业金属管道工程施工质量验收规》50184正在审

批，批准发布后与《工业金属管道工程施工规范》50235和《工业安装工程施工质量验收统一标准》50252配套使

用。

50517-2010：（1.0.3条）本规范规定了石油化工金属管道工程施工质量验收的基本要求，当本规范与国家法律、

行政法规的规定相抵触时，应按国家、行政法规的规定执行。

火力发电厂中的非动力管道的施工及验收应参照上述标准规范实施。

工业金属管道相关主要规范适用要求:____________________________

工业金属压力管道工业金属管道

组成分项D0001-200950235-2010

材料/20801.2-2006各类材料相关标准90余种

元件：

（组成件、支承件）D2001-2006及专项标准各类元件专项标准

安装/20801.4.550235-2010

焊接/47014-201150236-2011

/20801.4.5

检验/20801.4.550184；50683等

无损检测4730-20054730-2005

/47013-2011/47013-2011

涂装防腐50229-2011同左

SH/3606-2011

SH/3548-2011

绝热（保温保冷）50126-2008同左

50185-2010；

交工技术文件D0001-200950235-2010

管道工程设计标准：/20801.1.2.3-2006；50316-2008

适用范围：压力管道（工业管道）☆工业金属管道

温度：材料许可温度范围内；☆材料许可温度范围内;

介质：气体、液化气体、蒸汽介质或可燃、易☆各类介质；

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；

压力：最高工作压力》0.IMPa至W42MPa（表压）☆小于或等于42MPa；

管道公称直径：大于25nlm的管道。☆管径不限.

同时具备上列条件者属压力管道监管。☆属于50235监管。

2.5压力管道安全质量可靠性监督体系，

建立一个健全的压力管道安全监察体系是涉及面广泛的系统工程，需要在法制化的基础上，通过法律、法规、规范

和标准的全面贯彻实施得到实现，从而达到压力管道在建造、使用全过程中，每个环节均能进行有效控制和监管，

确保压力管道的安全质量可靠性、长周期安全运行。

综合我国现行压力管道安全质量监督体系，其基本概况见图1。

管道

管道设计鉴定评审管道设计审批设计

机构核准人员资格考核审批

人员

资格

国家质量监督检验核准

检疫总局

GA类和GC1、GDI级管道

设计单位资格许可

颁布实施压管道元件

力管道安全型式试验机构核准

技术规范及

相关标准

管道元件制造

鉴定评审机构核准

管道元件A级制造管道元件制

单位资格许可造监督检验

现场安全

监督检查

GA类

管道安装告知

跨省长输管道

省级检验机构资格核准

质量技术监督局

B级元件制造跨省长输

单位资格许可管道元件制造管道安装

监督检验监督检验

省内管道

检验机构资格核准

类和GC2、GC3级管道、GC、GD类管道安装

安装单位资格许可管道安装告知监督检验管道

线

在

验

检

地（市）级省级授权安全监察

质量技术监督局

管道定期全面检验

我国压力管道相关安全监察法律、法规、规范、标准体系;

2.6管道安全法律法规标准体系

图2管道安全法律法规标准体系图谱

------------>法律

不

《国务阚确需保留的

《城镇燃气管砌闹好特炫全事

察条列》国务院故微责用鲫飒超＞行政法规

许可的决定》国务院

549号令591号令583号令瞰院302於

412、548

—

油潮气管道V

《中央企蜂全生

安全监督与f理暂

140米国鳏24解理曲70於睡理端，115号

17a*部门规章

於令

—

压力管道安全技术监察规程-[■■■■■^■、公用、集输、长输管道、动力管道]

撕制造

安

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压

道

管压力管道使贻

道元件全

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元管道用登记触阀安

制造许

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型

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知则术监术

则

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压力管道喇则

鳍工管道

元件制造

安装

监督检验

则安全

霞^监规则（埋带

质量

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检验

管）

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地

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1介质环境验

API-579

质

风

钢

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