压力管道管理基本知识

压力管道管理基本知识

茂名炼油化工股份有限公司机动部

2004年1月

目录

一、概述..............................................21

二、压力管道的定义...................................3

三、压力管道分类.....................................4

四、压力管道使用登记.................................4

五、压力管道设计.....................................5

六、压力管道制造.....................................7

七、压力管道安装.....................................8

八、压力管道使用维护..................................10

九、压力管道定期检验..................................11

十、压力管道应用标准体系..............................15

十一、压力管道常见故障分析及预防...................22

十二、阀门26

压力管道管理基本知识

一、概述

管道输送是与铁路、公路、水运、航运并列的五大运输方式之一，它广泛用

于石油化工、电力、冶金及城市燃气和供热等系统。在石油化工装置中，工艺介

质的输送主要依靠管道，这些工艺介质大多易燃、易爆、有毒及具有腐蚀性，一

旦发生泄漏，可能引起爆炸、燃烧、中毒等事故。因而压力管道的安全可靠运行

受到人们普遍关注。国际上如美国、日本、德国等国家都把压力管道与锅炉压力

容器并列为特种设备，实行国家安全监察。近儿年来，由于压力管道事故不断发

生，我国逐渐重视压力管道的安全管理，1996年，劳动部颁发了【劳部发】140

号文《压力管道安全管理与监察规定》，就压力管道的设计、制造、安装、使用、

检验和修理改造等方面作出了安全管理和监察的框架规定，标志着我国压力管道

管理进入了法制管理阶段。2003年6月1日，由朱籀基总理签发国务院373号

令，《特种设备安全监察条例》正式实施，《条例》将压力管道与压力容器、电梯、

起重机等一起列为特种设备来实行安全监察管理，压力管道法制管理日趋完善。

国内最早于七十年代初开始制订相关管道技术规范。1974年前石油化学工业

部颁发的《高压钢制管道施工及验收技术规范》，从施工安装方面规范管道管理。

改革开放后即八十年代始，国家、各行业（石化、石油、化工、机械等）加大了

管道管理的力度，相继颁发了许多管道制造、施工、检验等方面的技术标准、施

工规范、检验规程等，如GBJ235-82.GBJ236-82、SHJ501-85等。但大多数标

准规范局限于管道的施工、检验方面，且各行业之间管道的规范、标准各成体系，

内容也不够全面。

由于多年来没有法规性的压力管道安全管理及监察规定，各行业而管道规

范、标准约束力不够，且社会和企业对管道不够重视，造成压力管道在设计、制

造、安装、运行过程中出现了较多问题，压力管道事故时有发生，而大多数事故

都在压力管道在运行中表现出来。据对统计历年来的200起各种压力管道事故原

因的分析，管理问题占32.6%,管子、管件、阀门质量问题占27.3%,安装问题

占18%,设计问题占11%,腐蚀问题占10.6%,竣工试验和盲板问题占0.5%。

我公司压力管道数量较多，目前炼油装置压力管道就有600多公里。我公司

自八十年代开始重视压力管道的管理。八十年代，原炼油厂重点抓好了加氢裂化、

蒸储等装置高温、临氢管线的检验管理工作。1992年，石化总公司SHS01005-92

颁布实施后，压力管道开始实行分类（Ininivv）管理，各车间建立了I、n、

Ill类和IV、V类管道登记表及技术档案，并按3〜6年一次检验I、n、III管道，

炼油厂制订了压力管道管理规定。90年代后，随着运行时间的增长和加工高含

硫原油数量的增多，压力管道在使用过程中出现不少问题，尤其管线腐蚀问题突

出，穿孔事件不断出现，甚至发生安全事故，如焦化两次事故。1998年，公司

机动处制订《关于加强公司工业管道安全管理的规定》（茂石化【1998】办字116

号），从管道的设计、供应、施工、使用管理方面，提出了加强管道安全管理尤

其时防腐蚀管理的规定，并提出了材质鉴定的“三个100%”的要求。2001年，

公司机动处对茂石化［1998］办字116号文作了修订成茂石化［2001］办字117

号文。近儿年来，炼油各套装置按照此规定进行合金钢管线的材质鉴定工作。2001

年6月中国石化股份公司下发了加工高含硫原油方面的三个管理规定（石化股份

［2001］89号文）：《加工高含硫原油部分装置在用设备及管道选材指定意见》、

《加工高含硫原油装置设备及管道测厚管理规定》和《关于加强炼油装置腐蚀检

查工作的管理规定》等。公司压力管道也按照这几个规定开展材质升级和腐蚀检

查工作。经过这儿年的工作，公司压力管道管理状况有了一定程度的改进，但要

使压力管道管理达到本质安全管理阶段，还需要做大量的工作。

二、压力管道的定义

压力管道的定义国家有统一的规定。1996年劳动部“劳部发【1996】140号”

文颁发的《压力管道安全管理与监察规程》对压力管道进行了具体定义：压力管

道是指在生产、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种设备，它

具体指具有下列属性的管道（也是目前实行安全监察范围的管道）：

①输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中规定的毒性程度为极度

危害介质的管道；

②输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火

规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道；

③最高工作压力大于等于O.IMpa（表压），输送介质为气（汽）体、液化气

体的管道；

④最高工作压力大于等于O.IMpa（表压），输送介质为可燃、易爆、有毒、

有腐蚀性的或最高工作温度等于高于标准沸点的液体管道；

⑤上述四项规定的管道附属设施及其安全保护装置等。

《特种设备安全监察条例》第八十八条明确了压力管道的含义：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

作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸气介质或者可燃、

易燃、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的工业管道（含附属设施及安全保护装置）。目前我们进行普

查登记的压力管道范围与此相同。

三、压力管道的分类、分级：

在石化、化工、天然气及民用等行业中安装有大量各种用途的管道，不同用

途管道的操作参数和输送介质的性质差别很大，因此其重要程度和危险性也不

同。为保证各种管道安全可靠的运行，对重要程度不同的管道提出不同的设计、

制造、安装、使用管理和检验要求。因此，采用对管道分级（类）的方法来解决

这一问题。

2002年国家质监局颁发的《压力管道设计单位资格许可与管理规则》给出

了压力管道统一的分类、分级方法。压力管道分为三大类：

1、长输管道为GA类，级别划分为GAI、GA2两个级别；

2、公用管道为GB类，级别划分为GB1、GB2两个级别；

3、工业管道为GC类，级别划分为GC1、GC2、GC3三个级别

国家质监局另外颁发的《压力管道安装单位资格认可实施细则》、《在用工业

管道定期检验规程》采用与上述一致的管道类别、级别划分方法。

四、压力管道使用登记管理

压力管道使用登记管理主要执行国质检锅[2003]213号文《压力管道使用

登记管理规则》（以下简称《规则》）。《规则》要求每个使用单位均应对使用的压

力管道进行登记，填写《压力管道使用注册登记汇总表》，并向当地安全监察机

构申请使用登记证。《规则》明确了压力管道使用登记条件，如已建立管道技术

档案、实行定期检验、人员配备、制定压力管道管理制度等。《规则》还包括压

力管道安全状况等级的划分和确定方法、使用登记程序、使用登记管理、监督检

查等。结合我公司的实际情况，压力管道使用管理资料应包括以下几个方面：

①压力管道相关标准、规范等；

②压力管道使用注册登记表；

③压力管道设计资料（设计文件和图纸）、安装技术资料；

④压力管道技术档案（包括压力管道单体图、管件及管子附件明细、维护维修

及改造记录、故障和事故记录等）；

⑤压力管道在线检验（外部检查）报告（包括各种形式的测厚记录）;

⑥压力管道全面检验报告。

五、压力管道的设计

1、设计标准

国家对压力管道的设计有严格的规定。《压力管道安全管理与监察规定》第

十条规定：“压力管道的设计单位应取得省级以上有关主管部门颁发的设计资格

证，并报省级以上劳动行政部门备案。压力管道设计单位应对所设计的压力管道

安全技术性能负责第十九条规定“使用单位自行设计工业管道须经省级主管

部门同意，并到省级劳动行政部门备案”。《压力管道设计单位资格许可与管理规

则》规定了从事压力管道设计单位必须具有相应级别的设计资格，并取得设计许

可证。

国内压力管道设计标准主要执行GB50316-2000《工业金属管道设计规范》。

GB50316是国家质量技术监督局与国家建设部于2000年9月26日联合发布的。

GB50316在编制时;许多内容参照和引用了美国ASMEB31.3标准，内容比较完

善。GB50316适用于公称压力小于或等于42Mpa的工业金属管道及非金属衬里

的工业金属管道的设计，涉及的范围较广。标准共有14章，包括设计条件的确

定、材料的选用、管道组成件的选用及强度计算、管径确定、管道布置、管道的

膨胀和柔性计算、支吊架设置、管道组成件制造施工及检验要求、隔热、隔声、

消声及防腐、管道系统的安全规定等，涵盖了金属管道设计的各个方面。

GB50316对管道的选材也作了具体规定，但它主要是从材料的耐热性方面

考虑。石化装置压力管道设计选材还需从使用温度上考虑材料对介质的耐腐蚀

性，如抗高温硫腐蚀、抗氢腐蚀的要求等。中石化集团公司《加工高含硫原油部

分装置在用设备及管道选材指定意见》对炼油装置的管道选材作了具体规定，在

此不再详述。

2、压力管道的设计选材

压力管道的选材首先要考虑材料对操作条件的适应性，然后再综合考虑材料

的加工性能、经济性能和供货货源。压力管道常用材料的应用限制条件如下：

①普通碳素钢：常用的普通碳素钢有四种：Q235A（F）、Q235B、Q235C、Q235D,

各钟钢的适用范围见下表。镇静钢用于应力腐蚀开裂敏感的环境时，本体硬度

应不大于HB160,焊缝硬度应不大于HB200,并对本体和焊缝进行100%无损

探伤；用于压力管道的沸腾钢和镇静钢，其含碳量不得大于0.24%。

普通碳素钢的适用范围

设计压力使用温钢板厚度

钢种介质条件

Mpa度。Cmm

不得用于易燃、毒性程度为

Q235A.FW0.60-250>12中度、高度或极度危害介质

的管道

不得用于液化石油气、毒性

Q235BW1.00-350>16程度为、高度或极度危害介

质的管道

不得用于毒性程度为高度

Q235CW1.60-350>20

或极度危害介质的管道

Q235DW2.50-400>40

②优质碳素钢

优质碳素钢是压力管道中应用最广的碳钢，常用的优质碳素钢有10、20、

16Mn等三种。它们共有的使用限制性条件有以下几个方面：

a、输送碱性或苛性碱介质时应考虑有发生碱脆的可能，镒钢（如16Mn）不得用

于该环境中；

b、在有应力腐蚀开裂倾向的环境中工作时，应进行焊后应力现场热处理，热处

理后的焊缝硬度不得大于HB200。焊缝应进行100%无损探伤。镒钢（如16Mn）

不宜用于有应力腐蚀开裂倾向的环境中。在选用法兰、订购流量计时要注意。

c、碳素钢、碳锦钢和镒锐钢在427c及以上温度下长期使用，其碳化物有转化

为石墨的可能，应限制使用。如炼油装置中压蒸汽系统管线。

d、在临氢环境下使用，应考虑发生氢损伤的可能性。具体按Nelson曲线选用。

e、含碳量大于0.24%的碳钢不宜用于焊连接的管子及其元件。

f、用于高压临氢、交变载荷情况下的碳素钢材料宜是经过炉外精炼的材.料。

g、在均匀腐蚀的介质环境下，应根据腐蚀速率、使用寿命进行经济核算，同时

给出足够的腐蚀余量。

h、用于一20℃及以下温度时，应作低温冲击韧性试验。如重质装置氨冷系统管

线用材。

③格铝合金钢

常用的辂铝合金钢材料有12CrMo>15CrMo>Cr5Mo,对应的材料标准有

GB9948、GB5310、GB6479、GB3077等。铭钥钢的使用限制性条件有如下儿个

方面:

a、碳铝钢（C—0.5Mo）在468c温度以上长期使用，其碳化物有转化为石墨的

可能，应限制使用。

b、在高温H2+H2S介质环境下使用，应根据Nelson曲线和Couper曲线确定其

使用条件。

c、应避免在有应力腐蚀开裂的环境中使用。材质升级时要注意。

d、在400〜550C温度区间内长期使用时，应考虑防止回火脆性问题。

e、在均匀腐蚀的介质环境下，应根据腐蚀速率、使用寿命进行经济核算，同时

给出足够的腐蚀余量

④不锈耐热钢

常用的不锈钢耐热钢有:0Crl8Ni9（TP304）.0Crl8Nil0Ti（TP321）＞

00Crl9Nil0（304L）＞0Crl7Nil2Mo2⑶6）、00Crl7Nil4Mo2（316L）等，对应

的材料标准有：GB/14976.GB2270.GB1220、GB4237、GB4238等。不锈钢共

性的使用限制性条件有以下几个方面：

a、含铭18%的高铭锲不锈钢在540〜900℃温度区间长期工作时，应考虑防止。

相析出，从而引起室温下材料的脆化和高温下材料蠕变强度的下降。对于奥氏体

不锈钢控制其铁素体含量（一般为3〜8%）即可避免。相析出。

b、奥氏体不锈钢在使用或加热冷却过程中，在540〜800℃温度区间，应考虑防

止产生晶间腐蚀的倾向。

c、对有剧烈环烷酸腐蚀的环境，应选用含铝的奥氏体不锈钢（316、316L）o

d、奥氏体不锈钢在使用温度超过525c时;其含碳量应大于0.04%。

e、不锈钢在接触湿氯化物时，有应力腐蚀开裂和点蚀的可能。一般控制物料和

环境中的氯离子浓度不超过25ppmo

六、压力管道的制造

压力管道及其组件的制造国家也有严格的规定，《压力管道安全管理和监察

规定》第十一条规定：“压力管道用管子、管件、阀门、法兰、补偿器、安全保

护装置等产品制造单位（以下简称制造单位）应向省级以上劳动行政部门或省级

以上劳动行政部门授权的地（市）级劳动行政部门申请安全注册。……。制造单

位应对其产品的安全质量负责”（AZ）。

压力管道及其组件的种类很多，制造方法也千差万别。工程上应用的大多数

压力管道元件制造方法主要有以下三种：铸造、压力变形加工和焊接。压力变形

加工包括的方式有扎制、挤压、拉拨、锻造和板料冲压等。

七、压力管道的安装

1、压力管道安装资质

压力管道安装单位必须取得相应的压力管道安装许可证，《压力管道安全管

理与监察规定》第十二条规定：“压力管道安装单位必须持有劳动行政部门颁发

的压力管道安装许可证。……。压力管道安装单位应对其所安装施工的压力管道

工程安全质量负责。”2000年国家质监局颁发的《压力管道安装单位资格认可实

施细则》详细制定了压力管道安装资格许可的规定。

2、管道安装执行的规范

炼油装置工业管道的施工及验收主要执行以下标准：SH3501《石油化工有

毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》、GB50235《工业金属管道工程施工及

验收规范》和《石油化工给排水管道施工及验收规范》SH3533-95。

SH3501适用于石油化工企业设计压力400Pa［绝压］〜42MPa［表压］,设计温

度-196〜850℃的有毒（毒性程度为极度危害、高度危害、中度危害、轻度危害）、

可燃介质钢制管道的新建、改建和扩建工程的施工及验收。SH3501将管道分为

4个级别，见下表：

谴分

适用范围

级

1、毒性程度为极度危害介质管道（苯管道除外）

SHA2、毒性程度为高度危害介质的丙烯月青、光气、二硫化碳和氟化氢介质管道

3、设计压力大于或等于lO.OMPa输送有毒、可燃介质管道___________________

1、毒性程度为极度危害介质的苯管道

SHB2、毒性程度为高度危害介质管道（丙烯月青、光气、二硫化碳和氟化氢管道除外:

3、甲类、乙类可燃气体和甲A类液化烽、甲B类、乙B类可燃液体介质管道

1、毒性程度为中度、轻度危害介质管道

'2、乙B类、丙类可燃液体介质管道

SHD设计温度低于一29C的低温管道

GB50235《工业金属管道工程施工及验收规范》适用于设计压力不大于

42Mpa,设计温度不超过材料允许的使用温度的工业金属管道工程的施工及验

收。炼油装置中介质为无毒、不可燃（如风、蒸汽、水等）的管道按GB50235

进行施工及验收。

炼油装置中公用的介质为水（如新鲜水、循环水、污水等）的管道按

SH3533-95《石油化工给排水管道施工及验收规范》进行施工及验收。

3、压力管道的竣工验收

压力管道安装后交付投用前，使用单位要参加管道的检查和验收。管道竣工

检查和的验收项目和要求如下：

（1）、管道竣工文件的检查。

其主要包括设计竣工文件、采购文件和施工文件的检查三大部分。

①设计竣工文件的检查主要检查设计文件是否齐全、设计方案是否满足生产要

求、设计内容是否有足够且可行的安全保护措施等内容。设计竣工文件重点

检查设计有无漏项（如阀门的操作性）、设计文件是否完整（设计的修改和变

更）、安全保护措施有无符合法规要求（如灭火距离）等方面。

②采购竣工文件主要检查文件是否齐全、是否与设计文件相符，并核对采购变

更文件（如代料）和产品随箱资料等是否齐全。

③施工竣工文件主要检查管道的安装记录、焊接记录、无损检验记录、强度和

密封试验记录、隔热和防腐记录、管道系统吹扫记录、安全阀和阀门检验记

录、设计和采购变更记录、竣工图等。

（2）现场检查

现场检查可分为设计与施工漏项、未完工程、施工质量三方面的检查，有效

检查是与竣工文件检查结合进行。施工质量的检查内容主要有：

①管道及其元件的检查。检查阀门有无装反、螺栓及垫片安装是否正确、管道

及组件的材质与压力等级有无与设计要求不符、波纹管膨胀节的安装状态是

否正确等。

②支吊架的检查。检查支吊架的型式是否正确、安装状态是否正确、支吊架的

材料及规格是否正确、临时支吊架是否随意焊接和割除等。

③焊接方面的检查。检查焊缝的外观质量是否超标（GB50236有详细规定）、

支吊架焊缝是否合格（引起强度不够或积水腐蚀）等。

④隔热防腐方面的检查。检查隔热厚度是否符合设计要求、隔热保护层是否严

密、有无案设计或标准要求进行除锈、涂层厚度是否达到要求等。

（3）关于管道僦弧焊焊接。炼油装置有些重要管道安装焊接时，需要采用僦弧

焊打底来保证焊缝的质量，满足使用的要求。下面给出需要采用氮弧焊根部焊接

的管道（近供参考）：

①SHA级和SHD级管道；

②内部清洁要求较高的管道；

③重要机泵、关键机组进出口管道；

④液态烧、液化气管道；

⑤按疲劳设计的管道；

⑥采用单面焊焊接的奥氏体不锈钢管道。

八、压力管道的使用维护

《压力管道安全管理和监察规定》第八条对压力管道使用单位的职责作了明确

的规定。公司《压力管道管理规定》详细制订了压力管道使用管理的内容。下面

就压力管道的日常使用管理要求作简要的介绍。

1、制订压力管道管理制度。公司制订《压力管道管理规定》。

2、建立压力管道基础资料。见“压力管道使用登记管理”。

3、压力管道日常巡回检查。

使用单位（二级单位和生产车间）应建立压力管道巡回检查制度，巡回检查

制度应包括操作人员的巡回检查和设备技术人员的巡回检查要求。压力管道巡回

检查着重从管道及其附件的严密性、管道的位移、管道的振动、管道的支吊架、

管道的外部腐蚀等方面进行。

①管道及其严密性的检查：这是我们日常巡回检查中最重视的检查内容，严密

性检查一般通过人的视觉、听觉、嗅觉直接地予以确定。管道及其附件发生

泄漏时.，应及时汇报处理。

②管道振动的检查。管道的振动检查可通过手摸和耳听来确定，必要时使用振

动测量仪测量振动值的大小，判定是否超标。若振动偏大，还要检查管道管

道的防振设施（如管卡、减振器等）是否损坏失效。

③管道位移的检查。通过目视和测量检查，管线位移有无超过设计计算值或管

道已于相邻管道相抵触等异常现象。

④支吊架的检查。通过目视检查弹簧支吊架工作位置是否与设计不符、承重支

架有无脱空、导向支架是否卡死或损坏、管托有无滑落。

4、压力管道在线检验

压力管道在线一年至少进行一次，在线检验的项目和内容《检规》有具体要

求，在此暂不作讲解。

九、压力管道定期检验

压力管道定期检验管理主要执行国质检锅［2003］108号《在用工业管道定期

检验规程》（以下简称《检规》）。《检规》包括：管道在线检验、全面检验的项目

和内容、安全状况评级、安全保护装置检验等，并在附录中给出在线检验和全面

检验报告书的具体格式。

1、检验职责范围划分

机动部负责压力管道检验的全面管理工作，组织编制公司年度压力管道检验

计划。各二级单位及生产车间负责编制各单位的压力管道检验计划，负责组织实

施压力管道的在线验验工作。设备中心负责组织实施压力管道的全面检验工作。

2、检验计划编制

压力管道检验计划按照《检规》的要求编制，压力管道检验周期为：在线检

验每年至少一次，全面检验一般3〜6年一次。各二级单位及生产车间根据检验

周期，列出到期管道检验计划，并提供管线单体图，交机动部专业审核。

3、检验方案的编制（暂时）

管线检验计划经机动部专业审核后，转交给设备研究检测中心，由锅检所根

据检验计划编制详细的管道检验方案。压力管道具体的检验方案主要依据《检规》

和总公司《关于加强炼油装置腐蚀检查工作的管理规定》和公司［2001］年17号

文《关于加强公司工业管道安全管理的规定》并结合管道实际使用情况来编制。

在方案编制时各车间要主动提供装置压力管道在运行过程中出现的各种问题（如

腐蚀穿孔、开裂、密封泄漏等），以保证压力管道检验方案具有针对性。

4、压力管道检验主要项目

①射线检验（RT）：

射线检验是利用X射线或丫射线穿透金属，在正常和缺陷部位产生吸收差

别，形成射线强度变化的潜影，再通过胶片感光形成缺陷的影象，从而检测出材

料缺陷的一种无损检验方法。射线检验广泛用于铸件和焊件的检测，能探测出零

件内部和表面下的缺陷。射线检验能检测出材料的裂纹、未焊透、气孔、夹渣、

未熔合等缺陷，但对一些微小、不连续性的缺陷如夹杂物、白点、显微疏松、裂

纹等难以检测出。对在用压力管道来说，射线检验主要用来检测管道的对接焊缝。

射线检验对焊缝表面不作处理。压力管道射线检验比例按《检规》的规定执行。

但对在使用中已出现（或可能出现）裂纹的GC3级管道也要考虑安排RT检验。

-一般射线检验部位应在整条管线上。但要侧重以下部位：机泵进出口管线、塔、

反应器、换热器进出口管线，这些部位受到振动、应力作用影响，焊缝出现问题

可能性大。

②渗透探伤（PT）：

渗透探伤是发现固体以及非多孔性材料露出表面的不连续性的无损检验方

法。渗透探伤适合于检查各种材料的开口式缺陷，如表面裂纹、气孔、分层、折

叠、缩孔、及类似的不连续性。渗透探伤可用于铁磁性和非铁磁性材料的表面检

查。渗透探伤时零件表面的粗糙度影响渗透效果，因此，渗透探伤部位的表面需

要进行适当处理，如打磨去除油漆、铁锈，平整表面。对在用压力管道来说，它

主要用于检测管道的角焊缝和需要检查的管件。

角焊缝渗透探伤的比例一般不要求，具体探伤部位及数量根据实际情况确

定。对在用压力管道，渗透探伤主要用来检查焊缝、管材因焊接、应力腐蚀、振

动、蠕变损伤、疲劳损伤等原因可能产生的表面或开口裂纹等缺陷，如高温高压

合金钢和不锈钢管线、重要机泵、反应器、塔、炉的进出口管线的接管角焊缝需

要进行渗透探伤。

③硬度测定

硬度是指材料抵抗外物压入的能力。硬度测定有多种方法，其中现场常用的

是用便携式硬度计测定布氏或维氏硬度。工程上常用检查硬度的办法检验材料热

处理的效果和焊接残余应力的存在程度。如格钳钢管线焊接时，由于含铭、铜元

素等，增加了材料淬透性，焊缝及其热影响区容易出现淬硬马氏体组织，容易引

起冷裂纹，需进行热处理，并通过测定焊缝及热影响区硬度，以判定热处理效果。

在应力腐蚀敏感介质中（如湿硫化氢环境）使用的管道，通过对焊接接头的

硬度测定，来检验焊缝热处理（消除焊接残余应力）效果，判定管道的应力腐蚀

破裂倾向的大小。

焊缝硬度测定点的部位如图所示。每个部位至少测三点，取三点的平均硬度

值作为最终的硬度值。

图焊接接头硬度测定点

④材质鉴定

材质鉴定的主要方法是光谱分析。材质鉴定的目的是检查发现不符合材料使

用要求的管段、管件、管道附件，并进行更换处理，满足装置压力管道的用材要

求，确保压力管道的安全运行。由于设计、施工等方面的原因，炼油装置合金钢

管线的用材比较混乱。合金钢管线的材质鉴定按茂石化【2001】办字117号文《关

于加强公司工业管道安全管理的规定》的要求执行，117号文规定合金钢管线在

供应、安装、投用要进行三次全面鉴定（即“三个100%”）。

⑤测厚：管线测厚分为临时测厚、定点测厚和全面测厚，全面测厚一般在装置停

汽大修时进行。总公司《关于加强炼油装置腐蚀检查工作的管理规定》、《加工高

含硫原油装置及管道测厚管理规定》对加工高含硫原油管线测厚作了具体的规

定。在此不作介绍。

5、压力管道焊缝缺陷

在日常运行中，因管线焊缝缺陷造成的泄漏问题也不少，主要表现为砂眼、

开裂、减薄穿孔等。以下是炼油装置几起因焊缝缺陷造成的管线事件：

①2000年1月19日，焦化塔一1/3、4挥发线总管第一个弯头后焊缝因未焊

透而开裂泄漏，局部停工更换处理。

②2002年8月25日，二重整立换出口弯头焊缝砂眼泄漏，粘补打卡处理；

③2002年7〜8月，丙烷装置炉一1B出口弯头焊缝开裂，装置被迫停工处

理。

④2002年6月23日，北制氢反205入口不锈钢弯头（DN250）焊缝开裂，

打卡注胶处理。

⑤2002年初，新制氢大修后儿天，因E2002出口倒淋线角焊缝砂眼泄漏，

装置被迫停汽处理；

压力管道检验过程中发现的缺陷如何处理和评定《检规》已作了具体要求。

现就焊缝存在缺陷性质和及管线腐蚀减薄评定作补充介绍。

（1）焊缝缺陷的类型和危害：

焊缝缺陷类型很多。按其在焊接接头的位置可分为内部缺陷和外部缺陷。外

部缺陷位于焊接接头的表面，用肉眼或低倍放大镜可看到，如焊缝尺寸不符合要

求、咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔、表面裂纹。内部缺陷位于焊接接头内部，这

类缺陷需要用无损探伤方法或破坏性试验才能发现，如未焊透、气孔、夹渣、裂

纹等。

在压力管道检验过程中，常见焊缝的缺陷有咬边、气孔、夹渣、未焊透、未

熔合、裂纹等。这些缺陷的危害性如下表：

缺陷类型缺陷释义缺陷危害

焊接时由于电弧将焊缝边缘熔化后没有消弱焊接接头的强度，造成局部应力集

咬边

得到熔覆金属的补充所留下的缺口中，使焊缝受到破坏

焊接过程中由于焊缝金属中的气体未充焊缝工作截面枳减少，降低焊接接头强

气孔

分逸出而在其内部或表面形成的孔穴度、塑性、致密性

在焊缝金属内部或熔合线上的非金属夹降低焊缝的强度和塑性,增加低温脆性，

夹渣

杂物增加热烈纹和厚板层状撕裂的倾向

母材与熔敷金属之间或熔敷金属局部未

未焊透焊缝强度降低，容易引起裂纹

熔合的现象

未熔合

裂纹存在于焊缝或具体金属中的缝隙焊缝开裂泄漏失效，不允许存在

（2）焊缝缺陷检验:

焊缝检验的方法有表明质量检验、无损探伤检验、强度和严密性试验。焊缝

表明质量检验按设计文件或检验标准要规定一般采用目视、渗透或磁粉检验方

法，检验项目包括表焊缝表面裂纹、气孔、夹渣、咬边、表面凹陷、表面加强高

等。焊缝内部质量检验应按相关设计文件合施工、定期检验标准的规定进行，检

验方法主要有射线检验、超声波检验。GB50236对各个检验项目标准作了具体

规定，在此不再详述。

一般管道施工或检验等标准都规定，不同类（级）别的管道焊缝抽检比例不

同。sHsoioo5规定m类管道焊缝抽检比例为5%,有专家通过概率统计方法研

究，按5%抽检焊缝的结果能够反映这条管线的焊缝质量。

各行业标准对管道焊缝检验的规定（检验比例、检验质量标准等）不尽相同。

目前炼油装置在用工业管道的定期检验执行总公司《工业管道维护检修规程》，

2003年6月《在用工业管道定期检验规程》颁布实施后，管道今后的检验将按

此规定执行。

（3）焊缝缺陷评定

目前，焊缝缺陷主要按JB4730-94《压力容器无损检测》的规定评级。JB4730

根据缺陷的性质、大小等因素将焊缝缺陷分为I、II、HI、W级。一般来说，新

管道焊缝检验，III、IV级片视为不合格。在用工业管道焊缝评级则不同，一些管

道已使用多年，原先安装时质量标准不高，焊缝缺陷较多。这些管道多年运行后

进行定期检验肯定会有许多焊缝不合格，如果全部返修，无论是在生产上或经济

上都是不现实的。对于这些有缺陷的焊缝，一般根据“合乎使用”的原则来确定

是否返修。《检规》颁布后，对管道焊缝的缺陷安全评定作了具体规定。《检规》

对焊缝的安全评定不但考虑到了制造缺陷，且与管道的使用状态(如腐蚀趋势)

结合起来，比较科学。

6.管道腐蚀减薄的评定

石油化工装置压力管道腐蚀减薄问题较多。管道减薄到何种程度需要更换是

目前比较关心的问题。国内外有关标准对压力管道腐蚀减薄评定有具体规定，一

些科研机构和专家也对管道腐蚀减薄的评定进行了深入的研究。以下就儿个主要

标准和评价方法作简单介绍，供参考。

(1)、中石化《加工高含硫原油装置设备及管道测厚管理规定》采用剩余寿命计

算方法评判管道腐蚀减薄。这种方法只适用于均匀腐蚀管道减薄的评定。

(2)、《在用工业管道定期检验规程》第四十七条具体规定了管道局部减薄定级

标准，并给出了不同级别(GCl、GC2、GC3)局部减薄允许的最大深度。这种

评定方法是在多年研究基础上得出的，但在实际应用过程中有一定的难度，因为

局部腐蚀减薄的最大环向长度和腐蚀速率难以精确确定。

(3)、ASMEB31G《确定腐蚀管线剩余强度的手册》采用了有效面积法来评定

局部减薄压力管道。其评定公式如下：

L=1.12BVDt

其中：B=V((d/t)/(l.ld/t-0.15))2-1

L一腐蚀区域的最大容许纵向长度，in。(B31G附表给出)

D一管子的公称外径，in；

d一实测的腐蚀区域最大深度，in；

t一管子的公称壁厚，in。

ASMEB31G在工业上得到了广泛的应用，但它的评定方法偏向保守。

(4)、国家质监局锅检中心于“九五”期间与有关科研单位合作对压力管道局部

减薄缺陷的评定方法进行了深入的研究，通过三维结构塑性极限分析的数值计

算、含局部减薄压力管道塑性极限载荷的数值分析和实验研究，给出了含局部减

薄缺陷管道的失效评定图(曲线)(比较复杂)。

十、压力管道应用标准体系

压力管道的管理离不开管道技术标准和规范的支持，目前国内的压力管道还

没有建立起一套统一完善的标准管理体系。上海石化工程公司管道设计专家岳进

才提出了建立国内压力管道管理体系的设想，详见下表（表一1）。

压力管道标准管理体系

第一层次文件第二层次文件第三层次文件第四层次文件

法规技术规程设计标准应用、制造、材料、检验等标准

应用标准:管子、法兰、管件、螺

监察规定工业管道技术规程工业管道设计规范

纹、垫片、紧固件、阀门等；

制造标准:管子、管件、锻件、铸

设计认证办法公用管道技术规程公用管道设计规范

件、垫片、紧固件等

材料标准:板材、棒材、型材、焊

制造认证办法长输管道技术规程长输管道设计规范

材、保温、保冷、防腐等

检验标准:射线、超声波、液体渗

施工安装认证办法动力管道技术规程动力管道设计规范

透、磁粉、涡流、机械性能等

评审员资格核能管道技术规程核能管道设计规范相关标准:质量控制、基础标准等

近两年来，国家质量监督检验检疫总局为在国内建立统一规范的压力管道管

理体系，先后制订颁布了一些压力管道的管理标准和规范，如下表一2。

文号文件涉及的标准名称颁布日期实施日期颁布实施单位

压力管道安全管理与监察1996年4月24

劳部发【1996】140号1996年7月1日劳动部

规定日

压力管道安装单位资格认国家质量技术

质技监局锅发[2000]99号2000年6月8日2000年6月8日

可实施细则监督局

压力容器压力管道设计单2002年8月14国家质量监督

国质检锅[2002]235号2003年1月1日

位资格许可与管理规则日检验检疫总局

在用工业管道定期检验规2003年4月17国家质量监督

国质检锅【2003】108号2003年6月1日

程日检验检疫总局

压力管道使用登记管理规2003年7月172003年10月1国家质量监督

国质检锅[2003]213号

则日日检验检疫总局

压力管道及其组件标准包括管子系列标准、管件系列标准、法兰及其连接

件系列标准、阀门标准等，它们之间相互衔接、相互配合，从而确定了管道及其

元件的基本参数。在这些标准中，管子标准和法兰标准具有代表性，下面以管子

标准和法兰标准为主介绍压力管道主要应用标准。

1、炼油装置压力管道及其组件应用标准

目前，在炼油装置压力管道及其组件应用的标准体系大致可分为三类：

①上十世纪九十年代中期之前由国内设计单位设计建成的一些装置，如：一、

二、三蒸镭、一、二、三催化装置等，其管子、法兰等标准主要采用的是原

机械工业部于1959年颁布实施的机械行业标准（JB74〜90）。

②二十世纪九十年代中期之后由国内设计院设计建成的一些装置，如联合一的

四蒸储、联合二的渣油、制氢、柴油加氢装置、联合三的硫磺回收、MTBE

等装置等，其管路、法兰等标准采用的是石化行业标准（如SH3405、SH3406

等）。进口部分管道采用美国国家标准（ANSI）。

③二十世纪八十年代初全套引进的加氢裂化装置，以及联合二渣油加氢装置从

国外进口的管路及其元件，其管子、法兰等标准采用了美国标准（ANSI、和

日本工业标准（JIS）o

2、国际上常用的法兰标准体系

国际上（包括国内）管法兰标准主要有两大体系，即欧洲体系（以DIN标

准为代表）和美洲体系（以美国ASMEB16.5,B16.47标准为代表）。同一体系内,

各国的管法兰标准基本上是可以互相配用的（指连接尺寸和密封面尺寸），两种

不同体系的法兰是不能互相配用的。两种体系的国内外标准号详见《压力容器安

全技术监察规程》123页。

欧洲体系的法兰是以200℃作为计算基准温度，压力等级分为：PN0.K

PN0.25、PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0、PN6.3、PN10.0,PN16.0、PN25.0,

PN40.0；美洲体系的法兰是以450℃（对150Lb级则是300℃）作为计算基准温

度，压力等级分为：PN2.0（150Lb）＞PN5.0（300Lb）、PN6.8（400Lb）、PN10.0

（600Lb）＞PN15.0（900Lb）＞PN25.0（1500Lb）＞PN42.0（2500Lb）-美洲体系

的法兰标准代表是美国国家标准ANSIBl6.5《钢制管法兰及法兰管件》。

我国石化行业法兰应用标准（SH3406）等效采用了ANSIB16.5和API605

标准，属于“美式法兰”。SH3406在结构尺寸和密封面型式上与ANSIB16.5和

API605有很好的互换性，因此它能与ANSI、APLMSS等标准的管道元件（包

括阀门）配套使用。但是SH3406采用了我国材料标准而不是美国材料标准

（ASTM）,故二者的温度一压力表有少许偏差，在互换使用要注意区别。

SH3406标准的公称直径范围为DN15〜1500mm,其压力等级、法兰型式、

密封面型式如下表：

法兰型式密封面型式

标准公称压力等级DN2DN>

DNW600DNW600

650650

PN1.0、PN2.0(CL150)、对焊、平凸台面、桦

PN5.O(CL3OO)>PN6.8(CL400),焊、承插槽而、环槽

SH3406对焊凸台面

PN10.0(CL600)sPN15.0(CL900)>焊、松套、面、凹凸

PN25.0(CL1500)、PN42.0(CL2500)螺纹面、全平面

石化行业应用标准体系中共包含了十项基本标准，除管子和法兰标准外，还

包括对焊无缝管件、钢板制对焊管件、锻制承插焊管件、非金属垫片、缠绕式垫

片、金属环垫片、螺栓/螺母等标准，它们都等效采用了ANSI标准。具体各项标

准系列见《工艺管道安装设计手册》(第1〜4册)。

3、国际上常用的管子系列标准

国际上管子尺寸分为两个系列，习惯上称为“大外径”系列和“小外径”系

列。其含义是指在相同管道公称通径的条件下，管道附件(如阀门、法兰、管件

等)所选用的管子外径尺寸的的大小。

国际上“大外径系列”管子标准的代表是美国国家标准标准(ANSIB36.10、

ANSIB36.19),其公称直径范围为DN6~2000mmo

我国的石化行业标准(SH)应用标准体系的管子尺寸系列标准(SH3405)

基本上属于“大外径系列”。当公称直径DNW1100mm时，它能与ANSI

B36.10/36.19管子标准配套使用，

SH3405标准的直径范围和壁厚分级包括四部分，如下表:

SH3405标准的直径范围和壁厚分级

公称直径范围

壁厚分级

mm

奥氏体不锈钢无缝钢管10~400Sch5s>Schl0s>Sch20s>Sch40s>Sch80s

Sch20、Sch30、Sch40、Sch60>Sch80、

碳钢、合金钢无缝钢管10~600

Schl00>Schl20>Schl40>Schl60、XXS

奥氏体不锈钢焊接钢管80~10002.0mm〜12mm

碳钢、合金钢焊接钢管150~20004.0-18mm

4、国内法兰应用标准体系

目前国内最常用的法兰标准机械行业法兰标准JB/T74〜JB/T90,其属于于

欧洲标准体系，公称直径范围为DN15〜1600mm,JB标准法兰的公称压力等级、

法兰及密封面型式如下表：

标准公称压力等级法兰型式密封面型式

整体、板式平焊、对焊、

PN0.25、PN0.6、PN1.0、PN1.6、平面、凸面、

JB/T74-平焊环板式松套、对焊

PN2.5、PN4.0、PN6.3、PN10.0、棒槽面、环连

JB/T90环板式松套、翻边板式

PN16.0、PN20.0接面、凹凸面

松套和法兰盖

JB标准没有相应的管件标准，体系很不完善，需要GB体系的一些标准支

持，且有些不能很好匹配。

中国国家应用标准体系的法兰标准GB9112-GB9123-88包括了“欧式法

兰”和“美式法兰”两个体系。GB法兰的公称压力有两个系列：其一是以PN0.25、

PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0共6个等级组成的I系列，属于“欧式法

兰”；其二是以PN2.0、PN5.0、PN10.0、PN15.0、PN25.0,PN42.0共6个等级

组成的n系列，属于“美式法兰”。法兰结构型式有整体式、螺纹、对焊、带颈

平焊、带颈承插焊、平焊松套环板式、对焊环松套板式、板式翻边松套和法兰盖

共9种。密封面型式有全平面、凸台面、桦槽面、环槽面和凹凸面共5种。GB

法兰在石化装置应用较少。

5、国内管子应用标准体系

机械行业应用标准体系（JB）中没有相应的管子尺寸系列标准，其接管尺寸

由管法兰的接管外径进行定义，属于典型的“小外径系列”。

中国国家管子标准GB17395给出了管子尺寸系列标准，属于“大外径系列”,

但GB接管外径尺寸与ANSI标准在DN>1000mm的情况下是不一致的。

6、各种标准之间的配套使用和互换性

由以上介绍可见，目前国内在用的压力管道应用标准是比较多的，而且各标

准体系之间有些是不能配套使用的，有些虽然基本能配套使用但还有个别问题应

注意。下表给出几种常用的标准体系中各项组成标准。

常用压力管道应用标准体系配伍表

大外径系列小外径系列

ANSI标准体

SH标准体系GB标准体系JB标准体系HG标准体系

系

一般管道SH3405GB17395ANSIB36.10②HG20553

长输管道GB/T9711.1API5L

S