【正文】 4 壓力管道設(shè)計（工業(yè)管道、公用管道）工業(yè)管道、公用管道的設(shè)計　　壓力管道　　中華人民共和國勞動部《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》　　按壓力管道管理　　 GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》中規(guī)定的毒性程度為極度危害介質(zhì)的管道。　　 GB50160 《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》及GBJ16 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定的火災(zāi)危險性為甲、乙類介質(zhì)的管道　　（表壓，下同），輸送介質(zhì)為氣（汽）體、液化氣體的管道　　 輸送介質(zhì)為可燃、易爆、有毒、有腐蝕性的或最高工作溫度高于等于標準沸點的液體的管道　　　　不按壓力管道管理　　　　、交通工具上和裝置中的管道　?。ň用駱?、庭院）前的最后一道閥門之后的生活用燃氣管道及熱力點（不含熱力點）之后的熱力管道　　壓力管道按用途分為四類　　◆ 工業(yè)管道 企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質(zhì)的工藝管道、公用工程管道和其他輔助管道。GC1，GC2，GC3　　◆ 公用管道 城鎮(zhèn)范圍內(nèi)用于公用事業(yè)或民用的燃氣管道和熱力管道。GB1，GB2?！　　?長輸管道 產(chǎn)地、存儲庫、使用單位間的用于輸送商品介質(zhì)的管道。GA1，GA2。　　◆ 動力管道 火力發(fā)電廠用于輸送蒸汽、汽水兩相介質(zhì)的管道，GDGD2?！　　　　」I(yè)管道的設(shè)計　　　　　　　　工業(yè)管道的定義：　　1）定義　　GC類（工業(yè)管道）指企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質(zhì)的工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道。包括延伸出工廠邊界線，但歸屬企業(yè)、事業(yè)單位所管轄的管道。　　2）分級 詳見《壓力容器壓力管道設(shè)計許可規(guī)則》（簡稱設(shè)計規(guī)則）（ TSG R10012008附錄B）　　劃分為GC1級、GC2級、GC3級?！　》舷铝袟l件之一的工業(yè)管道為GC1級：　?。?）輸送國標GB504485 《職業(yè)接觸毒物危害程度分級》中規(guī)定的毒性程度為極度危害介質(zhì)、高度危害氣體介質(zhì)和工作溫度高于標準沸點的高度危害液體介質(zhì)的管道； 　?。?）輸送國標GB501601999 《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》及GB500162006 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定的火災(zāi)危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體（包括液化烴），；　?。?），并且設(shè)計溫度大于或者等于400℃的管道?！　》舷铝袟l件的工業(yè)管道為GC2級：　　除GC3級管道外，介質(zhì)毒性危害程度、火災(zāi)危險性（可燃性）、設(shè)計壓力和設(shè)計溫度小于GC1級的管道?！　》舷铝袟l件的工業(yè)管道為GC3級：　　輸送無毒、非可燃流體介質(zhì)，并且設(shè)計溫度大于20℃但是小于185℃的管道。　　《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSG D00012009）（簡稱管規(guī)）第二條中強調(diào)了工業(yè)管道的三要素?！　”疽?guī)程適用于同時具備下列條件的工藝裝置、輔助裝置以及界區(qū)內(nèi)公用工程所屬的工業(yè)管道（以下簡稱管道）：　　1）（表壓，下同）的管道；　　2）公稱直徑（即公稱通徑、公稱尺寸，代號一般用DN表示）大于25mm的管道；　　3）輸送介質(zhì)為氣體、蒸汽、液化氣體、最高工作溫度高于或者等于其標準沸點的液體或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性的液體的管道?！　∽⒁夤芤?guī)監(jiān)管的范圍不包括下列管道：　　公稱壓力為42MPa以上的管道和非金屬管道?！　」I(yè)管道的特點：　　1）工業(yè)管道廣泛應(yīng)用于各工礦企業(yè)、事業(yè)單位等各行各業(yè)中，分布于城、鄉(xiāng)各個地域?！　?）工業(yè)管道是壓力管道中工藝流程種類最多、生產(chǎn)制作狀態(tài)變化最為復(fù)雜、輸送的介質(zhì)品種較多、條件較為苛刻?！　?）工業(yè)管道輸送壓力高（最高可達300MPa以上）、溫度高（最高可達1000℃以上）?！　?）工業(yè)管道也是4種壓力管道中分類品種級別最多的一種?！　?）工業(yè)管道一般置于工廠與各種站、場等工業(yè)基地中，盡管操作條件復(fù)雜，環(huán)境條件苛刻，但管道比較集中易于控制管理?！　毫艿涝O(shè)計基本要求　　壓力管道設(shè)計基本要求是安全性好和經(jīng)濟合理。　　1）安全性首先表現(xiàn)在其操作運行風險小、安全系數(shù)大、不至于因失效而產(chǎn)生重大事故?！　?）其次是運行平穩(wěn)、盡量避免跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，不至于因其故障造成整個裝置的不正常停車?！　?）經(jīng)濟性好使壓力管道的一次投資費用和操作維護費用的綜合指數(shù)低?！　?）必須滿足工藝要求。　　5）應(yīng)進行標準化、系列化設(shè)計。　　6）布局美觀、合理，便于操作?！　?）便以制造和施工?！　」I(yè)管道主要標準規(guī)范　　行政法規(guī)　　國務(wù)院令第549號《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》（簡稱條例）　　壓力管道的定義、法則?！　〖夹g(shù)法規(guī) 　　1）TSG R10012008《壓力容器壓力管道設(shè)計許可規(guī)則》（簡稱設(shè)計規(guī)則）　　壓力管道分級、質(zhì)量管理。　　2）TSG D00012009《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道》（簡稱管規(guī)）　　壓力管道安全性能的基本要求、規(guī)范壓力管道監(jiān)管工作?！　藴室?guī)范　　1）GB 50441985 《職業(yè)性接觸性毒物危害程度分級》　　2）GB/T 208012006 《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道》　　3）GB 503162000 《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》（2008年版）　　4）GB 501602008 石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范　　5）GB 500162006 建筑設(shè)計防火規(guī)范　　　　　工業(yè)管道設(shè)計　　　管道設(shè)計的基本要求與一般程序　　　　　　　管道設(shè)計的基本要求　　（1）一般要求 　?。?）防火安全設(shè)計 　?。?）防爆安全設(shè)計 　?。?）其它安全設(shè)計 　?。?）便于檢修、運行操作 　?。?）一般要求　　■ 滿足生產(chǎn)　　■ 足夠的強度 　　■ 足夠的剛度 ，適當?shù)闹?　　■ 柔性分析 　　■ 動力分析 　　■ 抵御風載和地震載荷的能力　　1）管道的總體布置 　　管道布置設(shè)計應(yīng)做到安全可靠、經(jīng)濟合理，并滿足施工、操作、維修等方面的要求。 　　對于需長期施工的工程，其管道的布置設(shè)計應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，力求做到施工、生產(chǎn)、維修互不影響永久性的工藝、熱力管道不得穿越工廠的發(fā)展用地在確定進出裝置（單元）的管道方位與敷設(shè)方式時，應(yīng)做到內(nèi)外協(xié)調(diào)廠區(qū)內(nèi)的全廠性管道的敷設(shè)，應(yīng)與廠區(qū)內(nèi)的裝置（單元）、道路、建筑物等協(xié)調(diào)，避免管道包圍裝置（單元），減少管道與鐵路、道路的交叉 　　2）管道布置與敷設(shè)　　管道應(yīng)盡可能地上敷設(shè)，如確有需要，可埋地或敷設(shè)在管溝內(nèi)；在有條件的地方，管道應(yīng)集中成排布置地上的管道應(yīng)敷設(shè)在管架或管墩上；在管架、管墩上布置管道時，宜使管架或管墩所受的垂直載荷、水平載荷均衡；全廠性管架或管墩上（包括穿越涵洞）應(yīng)留有10～30%的空位，并考慮其荷重裝置主管帶管架應(yīng)留有10%的空位，并考慮其荷重輸送介質(zhì)的工藝條件對距離、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直徑管道的布置，應(yīng)在設(shè)備布置設(shè)計或總圖布置設(shè)計時統(tǒng)籌規(guī)劃管道布置不能妨礙設(shè)備、機泵和其它設(shè)施的安裝、檢修和消防車輛的通行管道布置設(shè)計應(yīng)使管道系統(tǒng)具有必要的柔性，對設(shè)備、機泵的推力（力矩）不得大于允許值　　管托：管道系統(tǒng)應(yīng)有正確和可靠的支承，避免發(fā)生管道同它的支承件脫離、扭曲、下垂或立管不垂直的現(xiàn)象，有隔熱層的管道，在管墩、管架處應(yīng)設(shè)管托。無隔熱層的管道，如無要求，可不設(shè)管托　　　　管道布置應(yīng)力求避免出現(xiàn)袋形管或“盲腸”　　為防止管線中有積液，閥門應(yīng)布置在橫管上，管線不得布置成袋形　　　　氣液兩相流的管道由一路分為兩路或多路時，管道布置應(yīng)考慮對稱性　　　　3）管道連接與彎管 　　管道除與閥門、儀表、設(shè)備等需要用法蘭或螺栓連接的以外，應(yīng)盡可能采用焊接連接；　　管道布置時對管道焊縫的設(shè)置，應(yīng)使管道對接焊口的中心與彎管起彎點的距離不小于管子外徑，且不小于100mm?！　」艿郎蟽上噜弻雍缚诘闹行拈g距：對于公稱直徑小于150mm的管道，不應(yīng)小于外徑，且不小于50mm；對于公稱直徑大于150mm的管道，不應(yīng)小于150mm　　管道穿過建筑物的樓板、房頂或墻面時，應(yīng)加套管，套管內(nèi)的空隙應(yīng)密封。套管的直徑應(yīng)大于管道隔熱層的外徑，并不得影響管道的熱位移，管道上的焊縫不應(yīng)在套管內(nèi)，距離管端部應(yīng)不小于150mm。套管應(yīng)高出樓板、房頂面50mm　　4）管道與建筑物 　　管道穿過建筑物的樓板、房頂或墻面時，應(yīng)加套管，套管內(nèi)的空隙應(yīng)密封。套管的直徑應(yīng)大于管道隔熱層的外徑，并不得影響管道的熱位移，管道上的焊縫不應(yīng)在套管內(nèi)，距離管端部應(yīng)不小于150mm。套管應(yīng)高出樓板、房頂面50mm　　　　布置腐蝕性介質(zhì)或有毒介質(zhì)的管道時，應(yīng)避免由于法蘭、樓板和填料密封等泄漏而造成對人身和設(shè)備的危害；全廠性管道敷設(shè)應(yīng)有坡度并盡量與地面坡度一致。管道的最小坡度宜為2‰。管道彎坡點宜設(shè)在轉(zhuǎn)彎處或固定點處；對于跨越、穿越廠區(qū)內(nèi)鐵路和道路的管道，在其跨越段或穿越段上不得裝設(shè)閥門、波形補償器和法蘭、螺紋接頭等管件　　　　固定支座　　　　滑動支座　　只限制一個自由度，也可稱為托架　　　　柔性分析　　對工作溫度較高的管道要作柔性分析、有激振力的管道要作動力分析，使管道既有足夠的強度和吸收熱膨脹位移的能力，又有良好的抗振性 　　　　抗振性分析　　管系自身產(chǎn)生的　　外力引發(fā)的　　（2）防火安全設(shè)計　　GB5001—91《石油化工企業(yè)設(shè)計規(guī)范》　　 　　發(fā)生火災(zāi)后的持續(xù)時間多數(shù)在1h左右 　　 　　　?。?）防爆安全設(shè)計 　?、俅嬖诳扇細怏w、易燃液體的蒸汽或薄霧 　　②上述物質(zhì)與空氣混合，其濃度在爆炸極限以內(nèi) 　?、鄞嬖谧阋渣c燃爆炸性混合物的火花或高溫 　　GB50058—92《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》　　　　（4）其它安全設(shè)計 　　輸送易燃易爆介質(zhì)的埋地管道需要穿越電纜溝時，管道溫度高時必需采取隔熱措施以使外表面溫度低于60℃?！　　　〗?jīng)過道路的管道必須有一定的架空高度　　 　　 　　 　　　　　　法蘭的位置避免處于人行通道和機泵上方。輸送腐蝕性介質(zhì)管道上的法蘭要設(shè)安全防護罩?！　　　。?）便于檢修、運行操作 　　泵一般布置在管廊的下面 ，為便于泵安裝、操作、檢修， 　　管廊在道路上空穿越時，凈空高度應(yīng)為：；管廊下的檢修通道不低于3m?！　　　　」艿涝O(shè)計的一般程序　　初步設(shè)計——根據(jù)已批準的項目建議書和可行性研究報告進行 　　施工設(shè)計——初步設(shè)計經(jīng)上級主管部門組織審查批準后　　初步設(shè)計：物料和熱量衡算及水力計算等 　　物料的流量及該物料允許的流速確定管徑 　　不同介質(zhì)的物理化學性質(zhì)、壓力等級、工作溫度等因素確定管子的材料和閥門、法蘭等管道附件 　　初估材料數(shù)量 　　繪制流程圖（系統(tǒng)圖）、布置圖、繪制主要管道走向草圖 　　并對主要管道進行應(yīng)力計算　　施工圖設(shè)計 　　繪制詳細的管道流程圖和設(shè)備布置圖 　　設(shè)計管道的平立面布置圖 ，對溫度較高的重要管道進行應(yīng)力計算繪制單管圖、管口方位圖、蒸汽伴熱管系圖等 　　編制管道安裝一覽表、綜合材料表和油漆一覽表等 　　所有設(shè)計文件必須進行校對、審核，部分圖紙還要進行審定，最后還要進行各有關(guān)專業(yè)參加的綜合鑒定，確?！　」艿澜M成件的選用 　　　管道材料選定的基本原則　　管道材料的使用是根據(jù)所輸送介質(zhì)的操作條件（如溫度、壓力）及其在該條件下的特性決定的在選擇管子材料時，要求設(shè)計人員首先要了解管子的種類、規(guī)格、性能、使用范圍，根據(jù)管系的設(shè)計壓力、設(shè)計溫度和管內(nèi)介質(zhì)的性質(zhì)對經(jīng)濟性和安全性或壽命等因素作考慮管道材料一般選用與之相聯(lián)接的設(shè)備或機器的材料　　　　　管子、管件和附件　　　管子分類表 按用途分類 輸送用、傳熱用、結(jié)構(gòu)用、其它用 按材質(zhì)分類 金屬管、非金屬管 按形狀分類 套管（雙層管）、翅片管、各種襯里管 其它特殊用 　　　不同用途分類表輸送用及傳熱用 普通配管用、壓力配管用、高壓用、高溫用、高溫耐熱用、低溫用、耐腐蝕用 結(jié)構(gòu)用普通結(jié)構(gòu)用、高強度結(jié)構(gòu)用、機械結(jié)構(gòu)用 特殊用油井用、試錐用、高壓瓦斯容器用無縫鋼管 　　　不同材質(zhì)分類表大分類 中分類 小分類 名稱 金 屬 管 鐵管 鑄鐵管 高級鑄鐵管、延性鑄鐵管 鋼管 碳素鋼管 普通鋼管、高壓鋼管、高溫鋼管 低合金鋼 低溫用鋼管、高溫用鋼管 合金鋼 奧氏體鋼管 有色金屬管 銅及銅合金 銅管、鋁黃銅、鋁砷高強度黃銅、銅、鎳、蒙乃爾合金、耐蝕耐熱鎳基合金 鉛管、鋁管、鈦管 非金屬管 橡膠管 橡膠軟管、橡膠襯里管 塑料管 聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯 石棉管 石棉管 混凝土管 混凝土管 玻璃陶瓷管 玻璃管、玻璃襯里管 復(fù)合管 鋼塑復(fù)合管 鋼塑復(fù)合管、鋁塑復(fù)合管 　　管件　　在管系中改變走向、標高或管徑以及由主管上引出支管等均需用管件 　　如三通、四通、異徑管、彎頭、活接頭、絲堵、 8字形盲板、管帽等 　　管件可用鋼板焊制、鋼管擠壓、鑄造或鍛制等方法制作　　管件的連接方法不同，其連接處形狀也不同。一般有對焊連接型、螺紋連接型、承插焊連接型以及法蘭連接型等四種?！　」芗倪x用　　當從主管引出支管時，若管徑相同，應(yīng)盡量采用三通連接 　　當主管直徑小于DN50而支管小于主管時，可用異徑三通或三通加焊異徑短接管 　　當主管直徑大于或等于DN80而支管直徑小于或等于DN50時，用高壓管嘴或單頭螺紋管接頭引出支管 　　其它情況可以用焊接支管，但必須校核支管引出處是否需要補強 　　三通　　流體分流處或并流處使用三通　　　　當主管直徑小于DN50而支管小于主管時，可用異徑三通或三通加焊異徑短接管 　　　　彎頭　　　　異徑管　　異徑管用于不同管徑的管子連接的管件　　　　8字形盲板　　　　管帽　　平封頭即為管帽　　　　管件連接方法的選用　　一般DN50及以上