【正文】 壓力管道安全技術培訓講義及質保壓力管道安全技術概要（一）壓力管道安全技術基礎知識（1）概述壓力管道安全技術是一個十分廣泛的問題，涉及壓力管道設計、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，必須與相應的動力設備、反應設備、儲存設備、分離設備、換熱設備、控制設備等連接在一起，形成一個系統(tǒng)，使管內流體具有一定的壓力、溫度和流量，完成設計預定的任務。同時，不同類別的壓力管道，由于材料、結構和敷設形式不同，其安全技術要求也有所差異。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，使其具有相當大的危險性而被列入特種設備范圍。因此，壓力管道系統(tǒng)結構應當具備下列條件：1．耐壓強度：承受管內流體作用于管道上的壓力（內壓或外壓）、溫度所引起的應力及其長期、反復的影響，如蠕變和疲勞等；2. 密封性：阻止管道內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。管道在設計條件下工作時，因熱脹冷縮、端點附加位移、管道支承設置不當等原因會產生應力過大、變形、泄漏或破壞等影響正常運行的情況。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生的位移，保證管道上的應力在材料許用應力范圍內的性能。為了滿足上述條件，管道系統(tǒng)設計時，管道組成件必須選用耐介質腐蝕，有能夠在設計規(guī)定溫度下承受介質壓力作用的材料，且有相應的壁厚和密封結構。同時整個管道系統(tǒng)應有適當的支承系統(tǒng)以承受管道在使用過程出現的熱脹冷縮、振動和壓力溫度變化等產生的外力作用。除了管道在設計時必須考慮材料、結構等方面的安全技術要求外，管道在元件制造、安裝、使用和維修過程中，也必須采取相應的技術手段確保管道的上述安全技術特性持續(xù)得到滿足，以實現管道的“本質安全”，避免安全事故的產生。因此，應當在壓力管道的建造、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)標準系統(tǒng)及其實施過程的監(jiān)管機制。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年國務院頒布《特種設備安全監(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。國家質檢總局根據《特種設備安全監(jiān)察條例》的規(guī)定組織編制并頒布實施了一系列壓力管道安全技術規(guī)范(TSG)和配套標準，為壓力管道的安全科學管理奠定了基礎。不過，由于我國壓力管道安全技術監(jiān)察工作起步較晚，作為壓力管道安全監(jiān)察的基礎技術法規(guī)《壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程》目前僅頒布實施了工業(yè)管道部分《壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程 工業(yè)管道》TSGD00012009及其配套標準《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)程及其配套標準目前仍在制定過程中，因此完善壓力管道安全技術規(guī)范和標準并付諸切實實施的工作仍然任重而道遠。此外，雖然安全技術監(jiān)察規(guī)程的有關規(guī)定是“管道的基本安全要求，其他規(guī)定（如技術標準、企業(yè)內部規(guī)定等）不得低于規(guī)程的要求”,但由于我國在標準管理的管轄權限和編審過程中客觀存在的部門分割、協調渠道不暢等因素影響，管道施工和質量驗收標準的內容存在不一致的情況比較普遍。最近幾年，由于工業(yè)管道安全技術監(jiān)察規(guī)程的頒布實施，我國工業(yè)金屬管道工程施工及質量驗收的相關規(guī)范也相繼進行了補充和修訂，目前已經頒布實施的有《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量驗收規(guī)范》GB 50184—201《現場設備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》GB 50236—201《現場設備、工業(yè)管道焊接工程施工質量驗收規(guī)范》GB 50683—201《石油化工金屬管道工程施工質量驗收規(guī)范》GB 50517—20《石油化工非金屬管道工程施工質量驗收規(guī)范》GB 50690—201《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規(guī)范》SH 3501—2011等。雖然這些標準在編制過程中進行過協調，但由于種種原因在施工技術和質量要求上仍存在各種差異，形成了目前工業(yè)管道施工技術標準的多樣化，一時難以統(tǒng)一的現狀。壓力管道相關法規(guī)、規(guī)范及常用設計、制造、安裝標準見附件。（2）壓力管道及元件的定義、范圍、分類；1．壓力管道：根據《特種設備安全監(jiān)察條例》規(guī)定，“壓力管道”、液化氣體、蒸汽介質或可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或等于標準沸點的液體介質，且公稱直徑大于25mm的管道。2．壓力管道中的介質（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、易爆介質系指按GB50160和GB50016定義的火災危險性為甲、乙類以及工作溫度高于閃點的流體的總稱。甲、乙類可燃氣體也稱為易燃氣體。其與空氣混合物的爆炸下限（體積）分別規(guī)定為：甲類可燃氣體：＜10%；乙類可燃氣體：≥10%。在GB50016的規(guī)定中，屬于甲類火災危險性的可燃介質（或生產過程）還有：常溫下能自行分解或在空氣中氧化即能導致自燃或爆炸的物質；常溫下受到水或蒸汽作用能產生氣體并引起燃燒或爆炸的物質；遇酸、受熱、撞擊、摩擦、催化及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，極易引起燃燒或爆炸的強氧化劑；受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機物接觸時能引起燃燒或爆炸的物質；以及在密閉設備內操作溫度等于或超過物質本身自燃點的生產。屬于乙類火災危險性的介質主要是指不屬于甲類火災危險性的氧化劑和化學易燃固體，以及助燃氣體?？扇家后w的分類如表1所示：表1 液化烴、可燃液體的火災危險性分類類 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＜28 0C乙類A可燃液體閃點≥28 0C至≤45 0CB閃點＞45 0C至＜60 0C丙類A可燃液體閃點≥60 0C至≤120 0CB閃點＞1200C② 有毒介質系指按GB5044定義的極度、高度和中度危害介質的總稱。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，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則不包括輕度危害介質。表2 毒性危害程度分級依據指標分級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經皮mg/kg100100～500500～25002500經口mg/kg2525～500500～50005000急性中毒發(fā)病狀況易發(fā)生中毒，后果嚴重可發(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)進展或不能治愈脫離接觸后可基本治愈脫離接觸后可恢復不致嚴重后果脫離接觸后自行恢復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. 介質毒性危害程度的級別應當不低于以急性毒性和最高容許濃度二項指標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確定的介質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，應當根據壓力管道具體工況，綜合分析，全面權衡，適當提高介質的毒性危害程度級別。GB5044標準中依據分級標準對我國56種常見毒物以列表形式(表2) 對相關行業(yè)人員的危害程度進行了分級,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常達到TJ3679《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》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準中相應值，可降低一級。因此有些行業(yè)對苯、丙烯腈、二硫化碳等介質的分類與GB5044不同，見表3。表3 幾種介質的不同分類標 準介 質苯二硫化碳光氣（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/極度危害現在，GB 50441985已經被GBZ2302010所代替，該標準對介質毒害程度的級別劃分未作改變，但劃分標準改為由急性吸入、急性經口、急性經皮、刺激和腐蝕性、致敏性、生殖毒性、致癌性等七項指標經權重計算確定的“毒物危害指數”進行評估，并取消了原標準中作為介質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監(jiān)察規(guī)程 工業(yè)管道》TSG D00012009中對腐蝕性介質的定義為：與皮膚接觸,在4h內出現可見壞死現象，或55℃時，(年)的流體。3．壓力管道分類① 長輸(油氣)管道（GA類）：指產地、儲存庫、使用單位之間的用于輸送商品介質的管道，劃分為GA1級和GA2級。② 公用管道 (GB類)：指城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內的用于公用事業(yè)或民用的燃氣管道和熱力管道，劃分為GB1級和GB2級。GB1級為城鎮(zhèn)燃氣管道。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，；(2) 輸送有毒、可燃、易爆液體介質，；GA2GA1級以外的長輸管道公用管道GBGB1城鎮(zhèn)燃氣管道GB2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、高度危害氣體介質和工作溫度高于其標準沸點的高度危害液體介質的管道；(2)輸送GB 50160—2008《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》與GB 50016—2006《建筑設計防火規(guī)范》中規(guī)定的火災危險性為甲、乙類可燃氣體或者甲類可燃液體（包括液化烴），；(3)輸送流體介質，℃的管道。GC2除GC3級管道外，介質毒性危害程度、火災危險性（可燃性）、設計壓力和設計溫度低于GC1級的工業(yè)管道GC3輸送無毒、非可燃流體介質，℃、但是不高于185℃的工業(yè)管道動力管道GDGD1，或者設計溫度大于等于400℃的管道GD2，且設計溫度小于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)級別進行了細分，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，設計壓力大于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， 、小于8MPa的長輸管道；(2)輸送有毒、可燃、易爆液體介質，、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公用燃氣管道GB1專項公用燃氣PE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，；(2)，且介質溫度大于等于300℃乙級(1)輸送油、氣和可燃、易爆、有毒化工介質，； (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)機械元件，包括管子、管件、法蘭、墊片、緊固件、閥門、安全保護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、風力、地震、雪載、沖擊和位移應變引起的荷載等傳遞到管架結構上去的元件。它分為固定件和結構附件兩部分：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、導軌和固定架，以及承載式固定件，如鞍座、底座、滾