【正文】 管道的設(shè)計溫度應(yīng)為管道在運(yùn)行時, 壓力和溫度相偶合的最嚴(yán)重條件下的溫度。與其他承壓類特種設(shè)備相比,壓力管道的強(qiáng)度具有2個特點(diǎn)。輸油輸氣管道通過控制管徑與壁厚的比值或者最小厚度來控制剛度。輸油管道需校核軸向穩(wěn)定性, 特殊地段還需控制直徑方向的變形量。管道的柔性是反映管道變形難易程度的一個物理概念。閥門、法蘭、螺紋連接、焊縫等部位容易發(fā)生泄漏。為了滿足上述條件,管道系統(tǒng)的設(shè)計和計算必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,管道組成件必須使用耐介質(zhì)腐蝕,能夠在設(shè)計規(guī)定溫度下持續(xù)承受介質(zhì)壓力作用的材料, 且有相應(yīng)的壁厚、密封結(jié)構(gòu)、防腐蝕措施和其他防護(hù)措施。（二）材料壓力管道元件用材應(yīng)當(dāng)符合以下基本要求:材料的選用必須依據(jù)管道的使用條件(設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、流體類別)、經(jīng)濟(jì)性、耐蝕性、材料的焊接及加工性能, 同時滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)提出的材料韌性要求及其他規(guī)定。按照管道設(shè)計規(guī)范的材料使用要求選用材料, 例如低溫管道應(yīng)采用鎮(zhèn)靜鋼。（三） 壓力管道元件的選用以下簡要介紹工業(yè)管道的管道組成件的選用要求。（3）、現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《低壓流體輸送用焊接鋼管》(GB/T 3092)及《低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管》(GB/T 3091)中的加厚管子, 可用于輸送設(shè)計壓力小于或等于1,6MPa和設(shè)計溫度在0~200℃的C類流體。（6）、夾套管的內(nèi)管宜采用無縫管。（3）、閥蓋與閥體連接的螺栓少于4個的閥門, 應(yīng)僅用于輸送D類流體的管道。對于有磨蝕的流體,選用閘閥時, 宜為明桿結(jié)構(gòu)的形式。閥內(nèi)墊片及填料不應(yīng)采用易脫落碎屑、纖維的材料或可燃的材料制成。 彈性敷設(shè)管道的曲率半徑應(yīng)滿足管子強(qiáng)度要求, 且不得小于鋼管外直徑的1000倍等。釬焊接頭的連接強(qiáng)度要比母材低, 只用在少數(shù)有色金屬管道的焊接中?？刹鹦哆B接接頭由連接緊固件和密封件組成。法蘭、墊片和緊固件需根據(jù)使用工況(溫度、壓力、外加負(fù)荷、彎矩、循環(huán)工況、振動工況和隔熱等)合理選用額定值、材料、密封面和墊片型式(包括材料和厚度)、焊接型式和密封面表面粗糙度, 以及螺栓強(qiáng)度和緊固技術(shù)要求等, 如劇烈循環(huán)條件下的管道應(yīng)采用對焊法蘭而不應(yīng)使用平焊(松套)法蘭。如果受條件限制, 不能采用上述方法改進(jìn)柔性, 可根據(jù)設(shè)計文件參數(shù)和類別選用補(bǔ)償裝置。并按照設(shè)計文件的規(guī)定進(jìn)行預(yù)拉伸或者預(yù)壓縮。支管連接接頭則只出現(xiàn)在直接在主管上開口的管道連接上。 直管段上兩對接焊口中心間的距離應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。（二） 焊接接頭性能壓力管道的焊接接頭,應(yīng)當(dāng)具有規(guī)定的力學(xué)性能和工藝性能,如抗拉強(qiáng)度、沖擊功、彎曲性能等。焊接接頭表面質(zhì)量及幾何尺寸偏差管道焊接接頭的組對精度應(yīng)符合要求?！冬F(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》將焊縫外觀質(zhì)量分成4個級別,即I級、Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級,I級質(zhì)量要求最高。與鍋爐壓力容器類似, 焊接接頭質(zhì)量也采用無損檢測的方法進(jìn)行評定。按照規(guī)定, 管道的承插焊縫及支管連接的焊縫需要進(jìn)行表面檢測時, 可采用磁粉檢測或者滲透檢測, 對于鐵磁性材料容器的表面檢測應(yīng)優(yōu)先選用磁粉檢測。抽樣檢測是在一批指定的管道中, 對某一規(guī)定百分比的對接焊縫所作的全圓周的檢測。 抽樣射線檢測, 合格級別為Ⅲ級。 JB/T 。有再熱裂紋傾向的焊接接頭, 當(dāng)規(guī)定進(jìn)行表面無損檢測時, 應(yīng)當(dāng)在焊后和熱處理后各進(jìn)行一次。對經(jīng)過消除應(yīng)力熱處理的焊接接頭, 熱處理后應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定的比例檢測焊縫和熱影響區(qū)的硬度值。當(dāng)設(shè)計未作明確規(guī)定時, 管道的坡向和坡度應(yīng)符合下列要求:氣體壓縮機(jī)的入口管道的水平度偏差應(yīng)小于1mm/m, 并應(yīng)坡向分液罐一側(cè)。同時, 不得在無補(bǔ)償裝置的熱管道直管段上同時安裝兩個及兩個以上固定支架。②、波形補(bǔ)償器內(nèi)套有焊縫的一端, 在水平管道上必須迎介質(zhì)安裝, 在垂直管道上必須置于上部。④、填料式補(bǔ)償器安裝應(yīng)按設(shè)計文件規(guī)定的安裝長度和溫度變化留有剩余收縮量。壓力管道在投入使用前要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。脆性材料嚴(yán)禁使用氣體進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。液壓試驗(yàn)（1）、液壓試驗(yàn)壓力①、, , 。,。P―設(shè)計壓力, MPa。當(dāng)PT在試驗(yàn)溫度下產(chǎn)生超過管道材料的屈服強(qiáng)度的應(yīng)力時,應(yīng)當(dāng)將試驗(yàn)壓力PT降至不超過屈服強(qiáng)度時的最大壓力。氣壓試驗(yàn)在滿足施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定的前提條件下,允許用氣壓試驗(yàn)代替液壓試驗(yàn),但必須采取有效的安全措施, 并經(jīng)施工單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。替代性試驗(yàn)的管道, 應(yīng)符合下列規(guī)定:（1）對于所有環(huán)焊縫應(yīng)進(jìn)行100%射線檢測。對于密封性能要求較高的管道,在液壓試驗(yàn)后, 還要進(jìn)行氣密性試驗(yàn), 以驗(yàn)證管道的密封性。傳遞管道由于熱變形而產(chǎn)生的作用力,使管道的位移限制在規(guī)定范圍內(nèi)。柔性較大、直管段較長的管道應(yīng)在適當(dāng)位置設(shè)導(dǎo)向支架。（4）、固定支架應(yīng)當(dāng)在補(bǔ)償裝置預(yù)拉伸或者預(yù)壓縮前進(jìn)行可靠固定。導(dǎo)向支架和滑動支架的滑動面應(yīng)無歪斜和卡澀現(xiàn)象, 反向偏移值應(yīng)為設(shè)計位移值的1/2。第四節(jié) 管道防腐與隔熱及布置一、概述具有良好的防腐蝕性能, 對于壓力管道十分重要。隨著使用時間的延長,。管道內(nèi)部表面主要遭受輸送腐蝕性介質(zhì)的腐蝕，而管道外部則主要遭受大氣銹蝕。縫隙腐蝕往往是由于縫隙內(nèi)和周圍溶液之間氧濃度或金屬離子濃度存在差異造成。腐蝕機(jī)理是“貧鉻理論”，即由于貧鉻的晶間區(qū)處于活化狀態(tài)，作為陽極，它與晶粒之間形成腐蝕原電池，其結(jié)果將造成晶粒脫落或使材料機(jī)械強(qiáng)度降低。裂紋的微觀形態(tài)有穿晶型、晶間型和二者兼有的混合型。碳鋼、低合金鋼和不銹鋼等均可發(fā)生堿脆。（3）、硫化物應(yīng)力腐蝕金屬在同時含硫化氫和水的介質(zhì)中發(fā)生的應(yīng)力腐蝕。腐蝕疲勞腐蝕疲勞是交變應(yīng)力與化學(xué)介質(zhì)共同作用下發(fā)生的腐蝕開裂。氫損傷氫滲透進(jìn)入金屬內(nèi)部造成金屬性能劣化稱為氫損傷。（2）、氫不論是以什么方式進(jìn)入鋼都會引起鋼材氫脆，使鋼材的延伸率、斷面收縮率顯著下降。（4）、高溫高壓氫對鋼材作用的結(jié)果使其機(jī)械性能變劣，強(qiáng)度、韌性顯著降低，稱為氫腐蝕。（5）、其它腐蝕 按照溫度分：低溫腐蝕和高溫腐蝕。其特征有（1）發(fā)生明顯變形，一般不產(chǎn)生碎片。（4）斷口纖維區(qū)之外呈放射形花紋或人字形花紋，并有指向起爆點(diǎn)的特點(diǎn)。⑶、。脆性破壞的特征是：⑴、無明顯的塑性變形。（2）實(shí)際爆破壓力與理論值相近。三、管道破壞特征由于管道破壞的起因和型式不同，所以破壞的特征也有所區(qū)別。因溶入的氫原子通過晶格和晶界向鋼內(nèi)擴(kuò)散，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)形成甲烷聚集在晶界原有微觀空隙內(nèi)，反應(yīng)過程使該區(qū)域的碳濃度降低，促使其他位置上的碳向其擴(kuò)散補(bǔ)充，從而使甲烷量不斷增多形成局部壓力，最后發(fā)展為裂紋。（3）、鋼中的滲碳體在高溫下與氫氣作用生成甲烷，反應(yīng)結(jié)果使鋼材表面層的滲碳體減少，使碳從鄰近的尚未反應(yīng)的金屬層逐漸擴(kuò)散到這一反應(yīng)區(qū)，于是有一定厚度的金屬因缺碳而變?yōu)殍F素體，出現(xiàn)脫碳現(xiàn)象。（1）、氫鼓泡主要發(fā)生在含濕硫化氫的介質(zhì)中，當(dāng)氫原子向鋼中滲透擴(kuò)散時，遇到了裂紋、分層、空隙、夾渣等缺陷就聚集起來合成氫分子，使體積膨脹。腐蝕疲勞裂紋往往有多條但無分支，這是與應(yīng)力腐蝕裂紋的區(qū)別。奧氏體不銹鋼的硫化物應(yīng)力腐蝕大多發(fā)生在高溫環(huán)境。導(dǎo)致氯離子腐蝕的氯離子臨界濃度隨溫度上升而下降，高溫下，氯離子濃度只要達(dá)到10 ppm即可引起破裂。當(dāng)焊縫硬度值超過HB200，含H2S超標(biāo)時，極易導(dǎo)致焊縫的應(yīng)力腐蝕。主要由焊接、冷加工和安裝時的殘余應(yīng)力和管道內(nèi)部的腐蝕性介質(zhì)引起。隨著使用時間的延長，由內(nèi)壁減薄造成的耐壓能力下降或密封副損壞而形成的泄漏便會成為事故的根源。（1）、點(diǎn)腐蝕： 集中在金屬表面?zhèn)€別小位置上的深度較大的腐蝕稱為點(diǎn)蝕，也叫孔蝕。二、腐蝕特點(diǎn)全面腐蝕全面腐蝕也稱均勻腐蝕。常見的管道腐蝕形態(tài)有均勻腐蝕、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、氫損傷、應(yīng)力腐蝕等。彈簧支吊架的彈簧高度應(yīng)按設(shè)計規(guī)定安裝和調(diào)整。支架的固定必須牢固,焊接質(zhì)量應(yīng)符合要求。（3）、振動管道的支架不應(yīng)固定在廠房結(jié)構(gòu)或設(shè)備上。二、 對管道支承件的基本要求 結(jié)構(gòu)、型式及設(shè)置要求(1)、管道支承件的型式和結(jié)構(gòu)必須符合設(shè)計。輸送制冷劑等氣化溫度低的流體的管道, 也應(yīng)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。氣密性氣密性是指管道密封住氣體介質(zhì)的能力。, 必須有設(shè)計文件規(guī)定或者經(jīng)建設(shè)單位同意, 方可用氣體進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。當(dāng)試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)泄漏時, 不得帶壓處理。S2―設(shè)計溫度下, 管子的許用應(yīng)力, MPa。液體管道的試驗(yàn)壓力應(yīng)以最…高點(diǎn)的壓力為準(zhǔn),但最低點(diǎn)的壓力,不得超過管道組成件的承受力。當(dāng)管道試驗(yàn)壓力大于容器的試驗(yàn)壓力, , 經(jīng)建設(shè)單位同意,可按容器的試驗(yàn)壓力進(jìn)行試驗(yàn)。工業(yè)管道和長輸油氣管道的耐壓試驗(yàn)壓力的確定方法有所不同。液壓試驗(yàn)通常以干凈水為試驗(yàn)介質(zhì),又稱水壓試驗(yàn)。5mm。垂直臂的長度偏差和平面歪扭偏差均不應(yīng)超過177。①、閥門的手輪等操作機(jī)構(gòu)應(yīng)位于容易操作的位置。 蒸汽冷凝液管道應(yīng)坡向排液方向, 一般坡度不小于2/1000。（2） 管道現(xiàn)場安裝時, 應(yīng)保證管道安裝的裝配精度在允許偏差范圍內(nèi), 要采取措施防止管道及其支承件的安裝位置偏差, 連接接頭的錯位和強(qiáng)力組對等產(chǎn)生的額外應(yīng)力。殘余應(yīng)力的控制（1）焊接過程產(chǎn)生的殘余應(yīng)力會降低材料使用性能。(6) 焊接接頭的無損檢測時機(jī):壓力管道的焊接接頭, 也應(yīng)先進(jìn)行形狀尺寸和外觀質(zhì)量的檢查,合格后,才進(jìn)行無損檢測。(5) 焊縫表面無損檢測的要求:100%射線檢測或者超聲檢測的管道,其承插焊縫及支管連接的焊縫可采用磁粉檢測或者滲透檢測, 或按工程設(shè)計文件的規(guī)定進(jìn)行檢測。對規(guī)定進(jìn)行抽樣無損檢測的焊縫,當(dāng)發(fā)現(xiàn)不允許缺陷時,應(yīng)當(dāng)按照壓力管道標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用原規(guī)定的無損檢測方法進(jìn)行累進(jìn)檢查。100%無損檢測是指對指定的一批管道的全部環(huán)向焊縫所作的全圓周檢測和對縱焊縫所作的全長度檢測。（2）無損檢測方法管道焊接接頭常用的無損檢測方法有射線檢測、 超聲檢測、 磁粉檢測和滲透檢測。鈦、鋯等有色金屬及其合金的焊接接頭的表面不得有不允許的過度氧化色澤。焊接接頭的外觀質(zhì)量應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定, 不得有裂紋、氣孔、夾渣、飛濺等缺陷。管內(nèi)流體對管道材料有腐蝕作用時, 焊接工藝評定應(yīng)包括腐蝕試驗(yàn)。焊縫距支吊架或開孔邊緣的凈距不應(yīng)小于50mm。相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中, 對焊縫坡口形式和尺寸做出規(guī)定,對焊接接頭型式提出要求。對接接頭受力狀況好, 連接強(qiáng)度大, 被普遍用于管道元件的連接。應(yīng)根據(jù)使用工況、流體性質(zhì)和要求的補(bǔ)償距離合理選用補(bǔ)償器的型式材料、壁厚和安裝技術(shù)要求。熱補(bǔ)償?shù)囊螅?）按照設(shè)計規(guī)范應(yīng)當(dāng)進(jìn)行柔性計算的管道, 如果其柔性不符合要求, 則應(yīng)當(dāng)采取改進(jìn)措施。密封件包括各種金屬和非金屬墊片。粘接則主要用在非金屬管道的連接中。①、焊接方法按焊件結(jié)合的物理化學(xué)過程大致可分為熔化焊、固相焊釬焊和粘接四種。（四） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式要求相關(guān)的設(shè)計規(guī)范對管道的結(jié)構(gòu)型式提出了要求, 如輸氣管道的彎頭有最小曲率半徑的規(guī)定。（8）、端部焊接的小閥, 當(dāng)焊接及熱處理過程中閥體會變形時, 應(yīng)選用長閥體型或端部帶短管的閘門。（5）、輸送B類流體的管道上使用軟密封球閥時,應(yīng)選用防(耐)火型結(jié)構(gòu)的球閥。3. 閥門（1）、用于各類流體的閥門類型、結(jié)構(gòu)及其各部件材料, 應(yīng)根據(jù)流體的特性、 設(shè)計溫度、設(shè)計壓力以及管道設(shè)計規(guī)范規(guī)定的壓力—溫度參數(shù)值要求。（4）、無縫鋼管用于設(shè)計壓力大于或者等于10MPa時, 制造檢驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《高壓鍋爐用無縫鋼管》 (GB 5310)的規(guī)定,不銹鋼管的檢驗(yàn)不低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》 (GB/T 14976)的規(guī)定。2. 管子的選用（1）、采用直縫焊接鋼管時,其無損檢測和焊接接頭系數(shù)應(yīng)當(dāng)符合管道設(shè)計規(guī)范的要求。F材料的設(shè)計壓力和應(yīng)用管道類別的限制。金屬材料的使用溫度符合管道設(shè)計規(guī)范的規(guī)定, 如材料應(yīng)在相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的使用溫度上、下限內(nèi)使用, 并根據(jù)輸送介質(zhì)以及材料的物瑾和力學(xué)性能等確定其使用溫度范圍。三、材料與管道組成件（一）概述壓力管道的材料包括制造壓力管道元件用材(受壓元件或者管道組成件)、 焊接材料、連接接頭的輔助材料、復(fù)合金屬和襯里材料等。一般壓力管道的設(shè)計使用年限為30年。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。工業(yè)管道需要校核最大位移應(yīng)力。（3）穩(wěn)定性壓力管道必須具有足夠的穩(wěn)定性。二是計算管道強(qiáng)度時,管道所受主要載荷除考慮內(nèi)壓外, 還要考慮彎矩的影響, 而且往往是以彎矩為主。強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性（1） 強(qiáng)度壓力管道必須具有足夠的強(qiáng)度。二、 承壓部分的安全性能要求設(shè)計壓力和設(shè)計溫度各類壓力管道設(shè)計規(guī)范均對設(shè)計壓力和設(shè)計溫度做出了明確規(guī)定。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)。消除氣流脈動常用的減振裝置有緩沖器、 孔板等。在正常運(yùn)行中必須嚴(yán)格控制開關(guān)狀態(tài)的閥門,必須附加鎖定或鉛封裝置。輸油輸氣管道的泄漏監(jiān)測預(yù)警可以實(shí)現(xiàn)對管道從不漏到發(fā)生泄漏的過程的監(jiān)測, 一旦發(fā)生泄漏立即報警。陰極保護(hù)有犧牲陽極法和強(qiáng)制電流法兩種保護(hù)形式。閘井為保證管網(wǎng)的安全與操作方便,地下燃?xì)夤艿郎系拈y門一般都設(shè)置在閘井中。放散管放散管是一種專門用來排放管道中的空氣或燃?xì)獾难b置。凝水缸的間距,視水量和油量多少而定,通常為500m左右。對于強(qiáng)氧化性流體 (氧或氟) 管道, 應(yīng)當(dāng)在管道預(yù)制后、 安裝前分段或單件進(jìn)行脫脂。（4）、 阻火器不得靠近爐子和加熱設(shè)備, 除非阻火元件溫度升高不會影響其阻火性能。阻火器的設(shè)置一般要符合以下要求:（1）、管端型放空阻火器的放空端應(yīng)當(dāng)安裝防雨帽。阻火器阻火器主要用在工業(yè)管道上。相應(yīng)設(shè)計規(guī)范對截斷閥的間距、裝設(shè)位置等做出了規(guī)定。（1）、緊急切斷裝置見圖2—43工業(yè)管道中的可燃液化氣或者可燃壓縮氣貯運(yùn)和裝卸設(shè)施重要的氣相或者液相管道應(yīng)當(dāng)設(shè)置緊急切斷裝置。見圖2—41 圖2—41 調(diào)壓裝置