【正文】 壓力管道安全技術(shù)培訓(xùn)講義及質(zhì)保壓力管道安全技術(shù)概要（一）壓力管道安全技術(shù)基礎(chǔ)知識（1）概述壓力管道安全技術(shù)是一個十分廣泛的問題，涉及壓力管道設(shè)計、元件制造、安裝、使用、檢驗、維修、改造等從建造開始到報廢為止的整個使用壽命周期中的各個環(huán)節(jié)，因而也是一個十分復(fù)雜的問題。一個管道系統(tǒng)，為了完成流體的輸送、分配、混合、分離、排放、計量或控制流體流動的功能，必須與相應(yīng)的動力設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、儲存設(shè)備、分離設(shè)備、換熱設(shè)備、控制設(shè)備等連接在一起，形成一個系統(tǒng)，使管內(nèi)流體具有一定的壓力、溫度和流量，完成設(shè)計預(yù)定的任務(wù)。同時，不同類別的壓力管道，由于材料、結(jié)構(gòu)和敷設(shè)形式不同，其安全技術(shù)要求也有所差異。壓力管道由于輸送的流體大多具有致毒性、燃爆性和腐蝕性，且又有高溫、高壓、低溫等特殊操作條件，使其具有相當(dāng)大的危險性而被列入特種設(shè)備范圍。因此，壓力管道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具備下列條件：1．耐壓強(qiáng)度：承受管內(nèi)流體作用于管道上的壓力（內(nèi)壓或外壓）、溫度所引起的應(yīng)力及其長期、反復(fù)的影響，如蠕變和疲勞等；2. 密封性：阻止管道內(nèi)部流動的流體泄漏到管道外部空間或流體中；3. 耐腐蝕性：承受管內(nèi)流體對管道材料的腐蝕作用。管道材料的耐腐蝕等級分為4級，以年腐蝕速率衡量：充分耐腐蝕≤；耐腐蝕 ＞～；尚耐腐蝕＞～；不耐腐蝕＞。4. 柔性：管道的柔性是反映管道變形難易程度的一個物理概念。管道在設(shè)計條件下工作時，因熱脹冷縮、端點(diǎn)附加位移、管道支承設(shè)置不當(dāng)?shù)仍驎a(chǎn)生應(yīng)力過大、變形、泄漏或破壞等影響正常運(yùn)行的情況。管道的柔性就是管道通過自身變形吸收因溫度變化發(fā)生尺寸變化或其他原因所產(chǎn)生的位移，保證管道上的應(yīng)力在材料許用應(yīng)力范圍內(nèi)的性能。為了滿足上述條件，管道系統(tǒng)設(shè)計時，管道組成件必須選用耐介質(zhì)腐蝕，有能夠在設(shè)計規(guī)定溫度下承受介質(zhì)壓力作用的材料，且有相應(yīng)的壁厚和密封結(jié)構(gòu)。同時整個管道系統(tǒng)應(yīng)有適當(dāng)?shù)闹С邢到y(tǒng)以承受管道在使用過程出現(xiàn)的熱脹冷縮、振動和壓力溫度變化等產(chǎn)生的外力作用。除了管道在設(shè)計時必須考慮材料、結(jié)構(gòu)等方面的安全技術(shù)要求外，管道在元件制造、安裝、使用和維修過程中，也必須采取相應(yīng)的技術(shù)手段確保管道的上述安全技術(shù)特性持續(xù)得到滿足，以實(shí)現(xiàn)管道的“本質(zhì)安全”，避免安全事故的產(chǎn)生。因此，應(yīng)當(dāng)在壓力管道的建造、使用、維修、改造和檢驗檢測等所有環(huán)節(jié)建立可靠的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)及其實(shí)施過程的監(jiān)管機(jī)制。我國自1996年原勞動部頒布《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》以來，在壓力管道安全監(jiān)督管理方面做了大量工作，取得了顯著成績。特別是2003年國務(wù)院頒布《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》以后，壓力管道安全管理各方面工作得到明顯的加強(qiáng)。國家質(zhì)檢總局根據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》的規(guī)定組織編制并頒布實(shí)施了一系列壓力管道安全技術(shù)規(guī)范(TSG)和配套標(biāo)準(zhǔn)，為壓力管道的安全科學(xué)管理奠定了基礎(chǔ)。不過，由于我國壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察工作起步較晚，作為壓力管道安全監(jiān)察的基礎(chǔ)技術(shù)法規(guī)《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》目前僅頒布實(shí)施了工業(yè)管道部分《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 工業(yè)管道》TSGD00012009及其配套標(biāo)準(zhǔn)《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道》GB/T208012006。其余類別的壓力管道安全監(jiān)察規(guī)程及其配套標(biāo)準(zhǔn)目前仍在制定過程中，因此完善壓力管道安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)并付諸切實(shí)實(shí)施的工作仍然任重而道遠(yuǎn)。此外，雖然安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的有關(guān)規(guī)定是“管道的基本安全要求，其他規(guī)定（如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)內(nèi)部規(guī)定等）不得低于規(guī)程的要求”,但由于我國在標(biāo)準(zhǔn)管理的管轄權(quán)限和編審過程中客觀存在的部門分割、協(xié)調(diào)渠道不暢等因素影響，管道施工和質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容存在不一致的情況比較普遍。最近幾年，由于工業(yè)管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的頒布實(shí)施，我國工業(yè)金屬管道工程施工及質(zhì)量驗收的相關(guān)規(guī)范也相繼進(jìn)行了補(bǔ)充和修訂，目前已經(jīng)頒布實(shí)施的有《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB 50235—20《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50184—201《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》GB 50236—201《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50683—201《石油化工金屬管道工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50517—20《石油化工非金屬管道工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50690—201《石油化工有毒、可燃介質(zhì)鋼制管道工程施工及驗收規(guī)范》SH 3501—2011等。雖然這些標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中進(jìn)行過協(xié)調(diào)，但由于種種原因在施工技術(shù)和質(zhì)量要求上仍存在各種差異，形成了目前工業(yè)管道施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的多樣化，一時難以統(tǒng)一的現(xiàn)狀。壓力管道相關(guān)法規(guī)、規(guī)范及常用設(shè)計、制造、安裝標(biāo)準(zhǔn)見附件。（2）壓力管道及元件的定義、范圍、分類；1．壓力管道：根據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定，“壓力管道”、液化氣體、蒸汽介質(zhì)或可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體介質(zhì)，且公稱直徑大于25mm的管道。2．壓力管道中的介質(zhì)（流體）范圍：氣體；蒸汽；液化氣體（液化氣體系指在一定壓力和溫度下呈液體狀態(tài)的氣體）；可燃、易爆、有毒、有腐蝕性的液體； ① 可燃、易爆介質(zhì)系指按GB50160和GB50016定義的火災(zāi)危險性為甲、乙類以及工作溫度高于閃點(diǎn)的流體的總稱。甲、乙類可燃?xì)怏w也稱為易燃?xì)怏w。其與空氣混合物的爆炸下限（體積）分別規(guī)定為：甲類可燃?xì)怏w：＜10%；乙類可燃?xì)怏w：≥10%。在GB50016的規(guī)定中，屬于甲類火災(zāi)危險性的可燃介質(zhì)（或生產(chǎn)過程）還有：常溫下能自行分解或在空氣中氧化即能導(dǎo)致自燃或爆炸的物質(zhì)；常溫下受到水或蒸汽作用能產(chǎn)生氣體并引起燃燒或爆炸的物質(zhì)；遇酸、受熱、撞擊、摩擦、催化及遇有機(jī)物或硫磺等易燃的無機(jī)物，極易引起燃燒或爆炸的強(qiáng)氧化劑；受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機(jī)物接觸時能引起燃燒或爆炸的物質(zhì)；以及在密閉設(shè)備內(nèi)操作溫度等于或超過物質(zhì)本身自燃點(diǎn)的生產(chǎn)。屬于乙類火災(zāi)危險性的介質(zhì)主要是指不屬于甲類火災(zāi)危險性的氧化劑和化學(xué)易燃固體，以及助燃?xì)怏w?？扇家后w的分類如表1所示：表1 液化烴、可燃液體的火災(zāi)危險性分類類 別名 稱特 征甲類A液化烴15 0C時蒸汽壓力＞B可燃液體甲A以外的可燃液體，閃點(diǎn)＜28 0C乙類A可燃液體閃點(diǎn)≥28 0C至≤45 0CB閃點(diǎn)＞45 0C至＜60 0C丙類A可燃液體閃點(diǎn)≥60 0C至≤120 0CB閃點(diǎn)＞1200C② 有毒介質(zhì)系指按GB5044定義的極度、高度和中度危害介質(zhì)的總稱。a. 按GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》規(guī)定。根據(jù)毒物的急性毒性、急性中毒發(fā)病狀況、慢性中毒患病狀況、慢性中毒后果、致癌性和最高允許濃度等六項指標(biāo)，分為極度危害、高度危害、中毒危害和輕度危害四個等級（見表2）。但壓力管道中的有毒介質(zhì)則不包括輕度危害介質(zhì)。表2 毒性危害程度分級依據(jù)指標(biāo)分級Ⅰ極度危害Ⅱ高度危害Ⅲ中度危害Ⅳ輕度危害急性毒性吸入mg/m3200200～20002000～2000020000經(jīng)皮mg/kg100100～500500～25002500經(jīng)口mg/kg2525～500500～50005000急性中毒發(fā)病狀況易發(fā)生中毒，后果嚴(yán)重可發(fā)生中毒，愈后良好偶可發(fā)生中毒迄今未見急性中毒但有急性影響慢性中毒患病狀況患病率高（≥5%）患病率較高（5%）或癥狀發(fā)生率高（≥20%）偶有中毒病例發(fā)生或癥狀發(fā)生率較高（≥10%）無慢性中毒而有慢性影響慢性中毒后果脫離接觸后繼續(xù)進(jìn)展或不能治愈脫離接觸后可基本治愈脫離接觸后可恢復(fù)不致嚴(yán)重后果脫離接觸后自行恢復(fù)無不良后果致癌性人體致癌物可疑人體致癌物試驗動物致癌物無致癌性最高允許濃度mg/m3小于0 .1 mg/m30 .1 ~1 .0 mg/m31 .0 ~10 mg/m3大于10mg/m3b. 介質(zhì)毒性危害程度的級別應(yīng)當(dāng)不低于以急性毒性和最高容許濃度二項指標(biāo)分別確定的最高危害程度級別；、慢性中毒患病狀況、慢性中毒后果和致癌性四項指標(biāo)確定的介質(zhì)毒性危害程度明顯高于按照第上條確定的危害程度級別時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)壓力管道具體工況，綜合分析，全面權(quán)衡，適當(dāng)提高介質(zhì)的毒性危害程度級別。GB5044標(biāo)準(zhǔn)中依據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn)對我國56種常見毒物以列表形式(表2) 對相關(guān)行業(yè)人員的危害程度進(jìn)行了分級,并指出：對接觸同一毒物的表2中未列出的其他行業(yè)，可依據(jù)車間空氣中毒物濃度、中毒患病率、接觸時間長短劃定級別。凡車間空氣中毒物濃度經(jīng)常達(dá)到TJ3679《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》所規(guī)定的最高允許濃度而其患病率或癥狀低于本分級標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)值，可降低一級。因此有些行業(yè)對苯、丙烯腈、二硫化碳等介質(zhì)的分類與GB5044不同，見表3。表3 幾種介質(zhì)的不同分類標(biāo) 準(zhǔn)介 質(zhì)苯二硫化碳光氣（碳酰氯）丙烯腈氟化氫GB50441985極度危害高度危害——高度危害高度危害HG206602000高度危害中度危害極度危害高度危害高度危害GB505172010極/高度危害高/極度危害高度危害高/極度危害高/極度危害現(xiàn)在，GB 50441985已經(jīng)被GBZ2302010所代替，該標(biāo)準(zhǔn)對介質(zhì)毒害程度的級別劃分未作改變，但劃分標(biāo)準(zhǔn)改為由急性吸入、急性經(jīng)口、急性經(jīng)皮、刺激和腐蝕性、致敏性、生殖毒性、致癌性等七項指標(biāo)經(jīng)權(quán)重計算確定的“毒物危害指數(shù)”進(jìn)行評估，并取消了原標(biāo)準(zhǔn)中作為介質(zhì)危害程度劃分參考表。③ 腐蝕性流體：是指能灼傷人體組織并對管道材料造成損壞的流體?！秹毫艿腊踩夹g(shù)監(jiān)察規(guī)程 工業(yè)管道》TSG D00012009中對腐蝕性介質(zhì)的定義為：與皮膚接觸,在4h內(nèi)出現(xiàn)可見壞死現(xiàn)象，或55℃時，(年)的流體。3．壓力管道分類① 長輸(油氣)管道（GA類）：指產(chǎn)地、儲存庫、使用單位之間的用于輸送商品介質(zhì)的管道，劃分為GA1級和GA2級。② 公用管道 (GB類)：指城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)的用于公用事業(yè)或民用的燃?xì)夤艿篮蜔崃艿?，劃分為GB1級和GB2級。GB1級為城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿?。GB2級為城鎮(zhèn)熱力管道。③ 工業(yè)管道（GC類）：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，劃分為GC1級、GC2級、GC3級。④ 動力管道 (GD類)：指火力發(fā)電廠用于輸送蒸汽、汽水兩相介質(zhì)的管道，劃分為GD1級、GD2級。⑤ 各類管道的分級見表4。表4 壓力管道類、級別表許可項目級別劃分的范圍產(chǎn)品類別級別長輸（油氣）管道GAGA1(1)輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì)，；(2) 輸送有毒、可燃、易爆液體介質(zhì)，；GA2GA1級以外的長輸管道公用管道GBGB1城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿繥B2城鎮(zhèn)熱力管道工業(yè)管道GCGC1(1)輸送GB 5044—1985《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)和工作溫度高于其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的高度危害液體介質(zhì)的管道；(2)輸送GB 50160—2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》與GB 50016—2006《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?xì)怏w或者甲類可燃液體（包括液化烴），；(3)輸送流體介質(zhì)，℃的管道。GC2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)計溫度低于GC1級的工業(yè)管道GC3輸送無毒、非可燃流體介質(zhì)，℃、但是不高于185℃的工業(yè)管道動力管道GDGD1，或者設(shè)計溫度大于等于400℃的管道GD2，且設(shè)計溫度小于400℃的管道為了滿足壓力管道安裝單位許可條件的需要，《壓力管道安裝許可規(guī)則》TSG D30012009將長輸、公用壓力管道安裝及個別特殊作業(yè)級別進(jìn)行了細(xì)分，具體分類分級方法見下表5：表5 壓力管道安裝許可項目及其級別表許可項目級別劃分的范圍產(chǎn)品類別級別長輸管道安裝GAGA1甲(1)輸送有毒、可燃、易爆氣體或者液體介質(zhì)，設(shè)計壓力大于10MPa的長輸管道；(2)輸送距離大于或者等于1000km且公稱直徑大于或者等于1000mm的長輸管道GA1乙(1)輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì)， 、小于8MPa的長輸管道；(2)輸送有毒、可燃、易爆液體介質(zhì)，、但小于8MPa的長輸管道；(3)輸送距離大于或者200km且公稱直徑大于或者等于500mm的長輸管道GA2GA1級以外的長輸管道公用管道安裝GBGB1公用燃?xì)夤艿繥B1專項公用燃?xì)釶E管道GB2(1)(2)管道帶壓封堵甲級(1)輸送油、氣和可燃、易爆、有毒化工介質(zhì)，；(2)，且介質(zhì)溫度大于等于300℃乙級(1)輸送油、氣和可燃、易爆、有毒化工介質(zhì)，； (2)℃管道防腐蝕作業(yè)甲級GA、GBGC、GD類壓力管道乙級GB2類壓力管道4．壓力管道元件：壓力管道中使用的管道組成件和支承件的總稱。① 管道組成件：用于連接或裝配成壓力密封的管道系統(tǒng)機(jī)械元件，包括管子、管件、法蘭、墊片、緊固件、閥門、安全保護(hù)裝置以及諸如膨脹節(jié)、撓性接頭、耐壓軟管、過濾器、管路中的儀表（如孔板）和分離器等。② 管道支承件：是將管道荷載，包括管道的自重、輸送流體的重量、由于操作壓力和溫差所造成的荷載以及振動、風(fēng)力、地震、雪載、沖擊和位移應(yīng)變引起的荷載等傳遞到管架結(jié)構(gòu)上去的元件。它分為固定件和結(jié)構(gòu)附件兩部分：固定件包括懸掛式固定件、如吊桿、彈簧吊架、斜拉桿、平衡錘、松緊螺栓、支撐桿、鏈條、導(dǎo)軌和固定架，以及承載式固定件，如鞍座、底座、滾