【正文】 壓力管道構(gòu)成全面講解第一節(jié) 壓力管道的組成一、壓力管道的范圍 （一）概述壓力管道由管子、管件、閥門(mén)、法蘭、補(bǔ)償器等壓力管道元件以及安全保護(hù)裝置(安全附件)、附屬設(shè)施等組成。安全保護(hù)裝置包括緊急切斷裝置(緊急切斷閥等)。安全泄壓裝置(安全閥、爆破片等)。測(cè)漏裝置。測(cè)溫測(cè)壓裝置(溫度表、壓力表)、靜電接地裝置、阻火器、液位測(cè)試裝置(液位計(jì))和泄漏氣體安全報(bào)警裝置(聲、光報(bào)警)。附屬?zèng)]施指陰極保護(hù)裝置、壓氣站、泵站、閥站、調(diào)壓站、監(jiān)控系統(tǒng)等。不同用途的壓力管道,如長(zhǎng)輸管道中的輸油管道和輸氣管道、城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿?、熱力管道、各種工業(yè)管道等,其組成各有特點(diǎn),有時(shí)差別很大。（二） 長(zhǎng)輸管道概述長(zhǎng)輸(油氣)管道的輸送距離長(zhǎng),常穿越多個(gè)行政區(qū)劃,甚至國(guó)界。大多設(shè)有中途加壓泵站。一般有穿跨越工程。絕大部分埋地敷設(shè),管線常經(jīng)過(guò)不良土壤區(qū)域(沙漠、沼澤、濕陷性黃土)以及丘陵、山區(qū)、平原。管線常需經(jīng)過(guò)村莊、市郊居住區(qū)、廠礦、危險(xiǎn)性倉(cāng)庫(kù)、自然保護(hù)區(qū)等區(qū)域。截止2004年底,我國(guó)的長(zhǎng)輸(油氣)管道共有45777km,主要集中在石油、石化、燃?xì)庀到y(tǒng)中,按輸送介質(zhì)的不同分為輸油管道、輸氣管道、油氣混輸管道,其中輸油管道又分為原油和成品油兩類(lèi)。輸油管道和輸氣管道的敷設(shè)方式基本相同,管道組成結(jié)構(gòu)基本相似。輸油管道輸油管道分為原油管道與成品油管道。原油管道是將油田生產(chǎn)的原油輸送至煉廠、港口、鐵路運(yùn)轉(zhuǎn)站的長(zhǎng)距離輸油管道,它由各類(lèi)型輸油站、管線及有關(guān)輔助設(shè)施構(gòu)成。原油管道分為等溫輸送與加熱輸送管道。成品油管道是將煉油廠生產(chǎn)的油品送至各分輸站、運(yùn)轉(zhuǎn)站或油庫(kù),向市場(chǎng)直接供應(yīng)商品油。由于成品油種類(lèi)、牌號(hào)很多,當(dāng)它們流向相同時(shí),常只敷設(shè)一條管道,連續(xù)地按一定順序輸送幾種油品,稱(chēng)為成品油混輸管道。與原油管道類(lèi)似,成品油管道也是由站場(chǎng)、線路和輔助設(shè)施組成,也具有分輸功能,不同的是它起點(diǎn)或中途加油站場(chǎng)是與煉油廠相連接。我國(guó)蘭一成―渝成品油管道,全長(zhǎng)1251km,在蘭州至成都沿線設(shè)有8個(gè)分輸站,沿途分輸77104t/a成品油。原油管道由輸油站、線路及附屬設(shè)施組成,見(jiàn)圖2—1。圖2—1 原油管道的組成1. 井場(chǎng)。 2. 輸油站。 3. 來(lái)自油田的輸油管。 4. 首站罐區(qū)和泵房, 5. 全線調(diào)度中心。 6. 清管器發(fā)放室。7. 首站鍋爐房。 8. 微波通訊塔。 9. 線路閥室。1 0. 維修人員住所。 11. 中間輸油站。 12. 穿越鐵路。13. 穿越河流。 14. 跨越工程。 15. 車(chē)站。 16. 煉廠。 17. 火車(chē)裝油棧橋。 18. 油輪碼頭 輸氣管道輸氣管道是由站場(chǎng)、線路、輔助工程設(shè)施組成,見(jiàn)圖2—2。輸氣管道是連接氣田凈化氣處理廠與城市門(mén)站之間的干線輸氣管道,它具有輸量大、壓力高、距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)。圖2—2 輸氣管道的組成1. 井場(chǎng)。 2. 集氣站。 3. 有凈化裝置的壓氣首站。 4. 支線配氣站。 6. 鐵路和公路穿越。 7. 中間壓氣站。9. 洞流穿越和跨越。 10. 地下儲(chǔ)氣站。 11. 陰極倮護(hù)站, 12. 終點(diǎn)配氣站（三）城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿栏攀龉霉艿婪笤O(shè)于城鎮(zhèn)地下,由于城鎮(zhèn)人口與建、構(gòu)筑物稠密,各種地下管線和設(shè)施較多,為安全起見(jiàn), 一般公用管道壓力比較低, 以盡量避免介質(zhì)泄漏而發(fā)生安全事故。在城鎮(zhèn)由于各類(lèi)用戶(hù)繁多, 道路縱橫交錯(cuò), 樓房鱗次櫛比, 公用管道要通向每一個(gè)用戶(hù),因此, 管道密集, 選線十分困難, 作好各種公用管道的布線,十分重要。公用管道直接為千家萬(wàn)戶(hù)服務(wù),對(duì)于輸送介質(zhì)要求較嚴(yán)。一般輸送的介質(zhì)比較單一,城鎮(zhèn)燃?xì)獍礆庠床煌煞譃樘烊粴?、人工燃?xì)?、液化石油氣?并在標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范中分別均有不同的要求。其性質(zhì)雖有不同, 但僅在一定范圍內(nèi)有所變化,可以遵循相同的規(guī)律。城鎮(zhèn)燃?xì)饩鶠槌剌斔? 而熱力管道的特點(diǎn)是輸送的介質(zhì)必須要有所需的熱能和相應(yīng)的溫度, 這對(duì)熱力管道的設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理帶來(lái)一定的特殊要求。其輸送的介質(zhì)僅為熱水與蒸汽,比較單一、穩(wěn)定。城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿乐饕捎玫叵路笤O(shè), 在管道經(jīng)過(guò)鐵路、河流時(shí)有時(shí)也常采用架空敷設(shè)。城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿揽煞譃檩敋夤艿?由氣源廠或門(mén)站、儲(chǔ)配站至各級(jí)調(diào)壓站輸送燃?xì)獾闹鞲晒芫€)、分配管道(在供氣地區(qū)將燃?xì)夥峙浣o工業(yè)企業(yè)用戶(hù)、商業(yè)用戶(hù)和居民用戶(hù)。分配管道包括街區(qū)的和庭院的分配管道)。用戶(hù)引入管和室內(nèi)燃?xì)夤艿馈３擎?zhèn)高壓燃?xì)夤艿朗谴蟪鞘泄獾闹鲃?dòng)脈,高壓燃?xì)庖脖仨毻ㄟ^(guò)調(diào)壓站送入次高壓或中壓管道、高壓儲(chǔ)氣罐以及工藝需要高壓燃?xì)獾拇笮凸S企業(yè)。中壓管道必須通過(guò)區(qū)域調(diào)壓站或用戶(hù)專(zhuān)用調(diào)壓站向城鎮(zhèn)分配管道供氣,或向工廠企業(yè)、大型商業(yè)用戶(hù)以及鍋爐房供氣。城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的構(gòu)成現(xiàn)代化的城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)是復(fù)雜的綜合設(shè)施,主要由下列幾部分構(gòu)成:（1）、低壓、中壓、次高壓以及高壓等不同壓力的燃?xì)夤芫W(wǎng)。（2）、門(mén)站、儲(chǔ)配站（3）、分配站、壓送站、調(diào)壓計(jì)量站、區(qū)域調(diào)壓站。（4）、信息與電子計(jì)算機(jī)中心。輸配系統(tǒng)應(yīng)保證不間斷地、可靠地給用戶(hù)供氣,在運(yùn)行管理方面應(yīng)是安全的, 在維修檢測(cè)方面應(yīng)是簡(jiǎn)便的。還應(yīng)考慮到在檢修或發(fā)生故障時(shí), 可關(guān)斷某些部分管段而不致影響全系統(tǒng)的工作。城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的主要部分是燃?xì)夤芫W(wǎng),根據(jù)所采用的管網(wǎng)壓力級(jí)制不同可分為:（1）、一級(jí)系統(tǒng)。僅用低壓管網(wǎng)來(lái)分配和供給燃?xì)? 一般只適用于小城鎮(zhèn)的供氣系統(tǒng)。如供氣范圍較大時(shí), 則輸送單位體積燃?xì)獾墓懿挠昧繉⒓眲≡黾?。?）、兩級(jí)系統(tǒng)。由低壓和中壓或低壓和次高壓兩級(jí)管網(wǎng)組成。低壓一次高壓兩級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)氣源為天然氣,用長(zhǎng)輸管線的末段儲(chǔ)氣, 如圖2—3所示。低壓―中壓兩級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)的氣源是人工燃?xì)?用低壓儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣, 如圖2—4所示。圖2—3 低壓一次高壓兩級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)1. 長(zhǎng)輸管道。 2 .城鎮(zhèn)燃?xì)忾T(mén)站。 3. 次高壓(或中壓)管網(wǎng)。 4. 區(qū)域調(diào)壓站。 5. 工業(yè)企業(yè)專(zhuān)用調(diào)壓站。6. 低壓管網(wǎng)。 7. 穿過(guò)鐵路的套管敷設(shè)。 8. 穿越河底的過(guò)河管。 9. 沿橋敷設(shè)的過(guò)河管, 10. 工業(yè)企業(yè)圖2—4 低壓一中壓兩級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)1. 氣源廠。 2. 低壓管網(wǎng)。 3. 壓送機(jī)站。 4. 低壓儲(chǔ)站。 5. 中壓管網(wǎng)。 6. 區(qū)域調(diào)壓站。 7. 低壓管網(wǎng)（3）、三級(jí)系統(tǒng)。包括低壓、中壓(或次高壓)和高壓的三級(jí)管網(wǎng)。氣源是來(lái)自長(zhǎng)輸管線的天然氣(也可以是高壓的人工燃?xì)?,用高壓儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣, 如圖2—5所示。圖2—5 三級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)1. 長(zhǎng)輸管道。 2. 城鎮(zhèn)燃?xì)忾T(mén)站或分配站。 3. 次高壓管道。 4. 高壓儲(chǔ)配站。 5. 次高壓管網(wǎng)。6. 次高中壓調(diào)壓站。 7. 中壓管網(wǎng)。 8. 中低壓調(diào)壓站。 9. 低壓管網(wǎng)。 10. 煤氣廠（4）、多級(jí)系統(tǒng)。由低壓、中壓、次高壓和高壓的管網(wǎng)組成。氣源是天然氣,該城鎮(zhèn)的供氣系統(tǒng)用地下儲(chǔ)氣庫(kù)、 高壓儲(chǔ)配站以及長(zhǎng)輸管線儲(chǔ)氣, 如圖2—6所示。圖2—6 多級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)1. 長(zhǎng)輸管道。 2. 城鎮(zhèn)燃?xì)忾T(mén)站(分配站)。 3. 調(diào)壓計(jì)量站。 4. 儲(chǔ)配站。 5. 調(diào)壓站。6. 高壓外環(huán)網(wǎng)。 7. 次高壓A管網(wǎng)。 8. 次高壓B管網(wǎng)。 9. 中壓管網(wǎng)。 10. 地下儲(chǔ)氣庫(kù)（四） 城鎮(zhèn)熱力管道（一）、概述城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)分為分散供熱和集中供熱兩種類(lèi)型,現(xiàn)在集中供熱系統(tǒng)是主要發(fā)展方向。集中供熱系統(tǒng)是指一個(gè)或多個(gè)集中的熱源通過(guò)供熱管網(wǎng)向多個(gè)熱用戶(hù)供應(yīng)熱能的系統(tǒng), 它主要由熱源、熱網(wǎng)和熱用戶(hù)組成。熱網(wǎng)是指由熱源向熱用戶(hù)輸送和分配供熱介質(zhì)的管線系統(tǒng), 即熱力管道。集中供熱系統(tǒng)按熱源型式的不同可分為:熱電廠供熱系統(tǒng)、區(qū)域鍋爐房供熱系統(tǒng)、地?zé)峁嵯到y(tǒng)、 工業(yè)余熱供熱系統(tǒng)、 核供熱堆和太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)。其中常見(jiàn)的為前兩種供熱系統(tǒng)。 熱電廠供熱系統(tǒng)以熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐房作為集中供熱熱源。所謂熱電聯(lián)產(chǎn)就是指聯(lián)合生產(chǎn)電能和熱能的發(fā)電廠, 它從汽輪機(jī)中抽出部分蒸汽或?qū)⑵啓C(jī)尾部排出的蒸汽加以利用,不僅方便生產(chǎn)、生活,還因?yàn)槔昧舜罅康臐摕釓亩?jié)約了能源。它是目前國(guó)內(nèi)外城市集中供熱的主要模式。區(qū)域鍋爐房供熱系統(tǒng)是以集中鍋爐房作為供熱熱源,區(qū)域鍋爐房按鍋爐種類(lèi)的不同又分為蒸汽供熱系統(tǒng)和熱水供熱系統(tǒng)。 （二）、 供熱管網(wǎng) 供熱管網(wǎng)是連接供熱熱源與熱用戶(hù)的紐帶,是集中供熱系統(tǒng)的重要組成部分。城市供熱管網(wǎng)一般供熱參數(shù)如下: 蒸汽管網(wǎng)壓力≤, 溫度≤350℃, 熱水管網(wǎng)壓力≤, 溫度≤150℃。 供熱管網(wǎng)按其平面布置形式可分為枝狀管網(wǎng)(見(jiàn)圖27)、環(huán)狀管網(wǎng)(見(jiàn)圖28)和多管制管網(wǎng)(其中雙管管網(wǎng)示意圖見(jiàn)圖29)。枝狀管網(wǎng)是目前我國(guó)城市供熱中普遍采用的形式。圖2—7 枝狀管網(wǎng)示意圖圖2—8 環(huán)狀管網(wǎng)示意圖圖2—9 雙管管網(wǎng)示意圖四、工業(yè)管道工業(yè)管道是工礦企業(yè)，事業(yè)單位為生產(chǎn)制作各種產(chǎn)品過(guò)程所需工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道。工業(yè)管道是由壓力管道組成件和支承件組成。 管道組成件是指用于連接或裝配管道的元件。它包括管子、 管件、 法蘭、 墊片、緊固件、閥門(mén)以及膨脹接頭、撓性接頭、耐壓軟管、疏水器、過(guò)濾器和分離器等。管道支承件是指管道安裝件和附著件的總稱(chēng)。其中安裝件是指將負(fù)荷從管子或管道附著件上傳遞到支承結(jié)構(gòu)或設(shè)備上的元件。它包括吊桿、彈簧支吊架、斜拉桿、平衡錘、松緊螺栓、支撐桿、鏈條、導(dǎo)軌、錨固件、鞍莊、墊板、滾柱、托莊和滑動(dòng)支架等。附著件是指用焊接、螺栓連接或夾緊等方法附裝在管子上的零件,它包括管吊、吊(支)耳、圓壞、夾子、吊夾、緊固夾板和裙式管座等。工業(yè)管道的構(gòu)成并非是千篇一律的,由于它所處的位置不同,功能有差異,所需要的元器件就不同,最簡(jiǎn)單的就是一段管子。工業(yè)管道的基本組成見(jiàn)圖2—10。圖2—11為石化裝置中的管道實(shí)景圖。圖2—10 工業(yè)管道組成示意圖1. 波紋管。 2. 13. 閥門(mén)。 3. “8”字型盲通版。 4. 1 18. 彎頭。5. 節(jié)流孔板。 6. 三通。 7. 斜接三通,8. 四通。 9. 異徑管。 11. 滑動(dòng)支架。14. 活接頭。 15. 疏水器。 16. 視鏡。 17. 過(guò)濾器。 19. 阻火器圖2—11 石化裝置管道實(shí)物照片二、壓力管道元件（一）概述壓力管道元件一般可以分成管子、 管件、 閥門(mén)、 補(bǔ)償器、 連接件、 密封件、 附屬部件(疏水器、 過(guò)濾器、 分離器、 除污器、 凝汽(水)缸、緩沖器等)以及支吊架等幾種元件或者部件。也可以將壓力管道元件分成管道組成件和支承件, 管道組成件承受介質(zhì)壓力。按照《壓力管道元件制造許可規(guī)則》 的規(guī)定, 很多壓力管道元件必須取得制造許可。（二）管子壓力管道使用的管子按材質(zhì)分有鑄鐵管、鋼管、有色金屬管和非金屬管。按結(jié)構(gòu)分有無(wú)縫管和有縫管。 金屬管子按制造方法分為軋制管、 焊接管和鑄造管等。按用途分則有低壓用流體輸送管、 高壓鍋爐鋼管、 管線管、 石油裂化管、化肥用管等。有色金屬管有鋁及鋁合金管、銅及銅合金管、鈦及鈦合金管和鋯及鋯合金管等,也分無(wú)縫和有縫兩種。非金屬管通常稱(chēng)為塑料管,由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等不同材料制成。無(wú)縫鋼管無(wú)縫鋼管通常采用軋制方法制造,采用生產(chǎn)線批量生產(chǎn),有熱軋管和冷軋管兩種。軋制過(guò)程是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管,然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷拔制成。熱軋鋼管以熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨。冷軋鋼管則以熱處理狀態(tài)交貨。冷軋鋼管的尺寸精度比熱軋鋼管高。（1）、生產(chǎn)工藝流程熱軋管、碳素鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼冷拔無(wú)縫鋼管、不銹鋼無(wú)縫鋼管、擠壓管等有不同生產(chǎn)工藝流程。熱軋管的生產(chǎn)工藝流程如下:管坯→剪斷→加熱→穿孔→軋管→定徑→冷卻→矯直一切頭→水壓試驗(yàn)(探傷)→標(biāo)記→入庫(kù)。（2）、規(guī)格：無(wú)縫鋼管的規(guī)格以外徑壁厚(如Φ2196)或公稱(chēng)直徑和壁厚系列表示。（3）、主要檢測(cè)項(xiàng)目無(wú)縫鋼管的主要檢測(cè)項(xiàng)目有尺寸、重量、化學(xué)成分、力學(xué)性能、水壓試驗(yàn)、渦流探傷、超聲檢測(cè)、漏滋探傷、外觀等。高壓鍋爐管除應(yīng)保證化學(xué)成分和機(jī)械性能外,要逐根做水壓試驗(yàn)和擴(kuò)口、壓扁試驗(yàn)等工藝性能試驗(yàn)。此外,對(duì)某些特殊用途的成品鋼管,對(duì)其腐蝕性能、顯微組織、晶粒度、脫碳層等質(zhì)量特性也有一定要求。（4）、示意圖見(jiàn) 圖2—12 圖2—12 無(wú)縫鋼管示意圖焊接鋼管焊接鋼管也稱(chēng)焊管, 是用鋼板或鋼帶經(jīng)過(guò)卷曲成型后焊接制成的鋼管。焊接鋼管按焊縫的形式分為直縫焊管和螺旋焊管。直縫焊管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單, 生產(chǎn)效率高,成本低， 發(fā)展較快。螺旋焊管的強(qiáng)度一般比直縫焊管高, 能用較窄的坯料生產(chǎn)管徑較大的焊管, 還可以用同樣寬度的坯料生產(chǎn)管徑不同的焊管。但是與相同長(zhǎng)度的直縫管相比, 焊縫長(zhǎng)度增加30~100%, 而且生產(chǎn)速度較低。因此, 較小口徑的焊管大都采用直縫焊,大口徑焊管則多采用螺旋焊。螺旋縫埋弧焊鋼管(簡(jiǎn)稱(chēng)SSAW)是采用埋弧焊工藝生產(chǎn), 帶有一條螺旋焊縫的鋼管, 是將卷板矯平、切頭、修邊, 由螺旋成型機(jī)成型后, 使用埋弧焊先內(nèi)后外進(jìn)行焊接, 按規(guī)定長(zhǎng)度切管并經(jīng)規(guī)定的檢驗(yàn)與試驗(yàn), 來(lái)完成生產(chǎn)的。（1）、制造工藝各類(lèi)焊接鋼管的制造工藝各不相同。常見(jiàn)螺旋縫焊管制造工藝過(guò)程見(jiàn)圖1—12。（2）、螺旋縫埋弧焊鋼管制造主要工序內(nèi)容下料－矯平、修邊、切頭－鋼板卷制成型－焊接（焊接分為螺旋焊縫焊接、對(duì)頭焊縫焊接和返修焊接）－切管－平頭－無(wú)損檢測(cè)－水壓試驗(yàn)－標(biāo)記－最終檢驗(yàn)。圖2—13螺旋縫焊管制造流程圖常用鋼管標(biāo)準(zhǔn)及適用范圍見(jiàn)表2－1序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)適用范圍1GB2270不銹鋼無(wú)縫鋼管本標(biāo)準(zhǔn)適用于熱軋、熱擠壓和冷拔（軋）不銹鋼無(wú)縫鋼管2GB3087低中壓鍋爐用無(wú)縫鋼管本標(biāo)準(zhǔn)適用于制造各種結(jié)構(gòu)低中壓鍋爐過(guò)熱蒸汽管、沸水管及機(jī)車(chē)鍋爐用過(guò)熱蒸汽管、大煙管、小煙管和熱磚管用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋和冷拔（軋）無(wú)縫鋼管。3GB3091低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管本標(biāo)準(zhǔn)適用于輸送水、煤氣、空氣、油及暖水等一般較低壓流體或其他用途的熱浸鍍鋅焊接（爐焊或電焊）鋼管。