壓力管道基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)(編輯修改稿)
2024-07-19 20:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》中規(guī)定以下四類管道不屬于監(jiān)察范圍： a）設(shè)備本體所屬管道。 b）軍事裝備，交通工具和核裝置中的管道。 c）無(wú)毒、不可燃、無(wú)腐蝕性的氣體，公稱直徑小于150mm MPa的管道。這里，所謂壓力管道所屬設(shè)施及安全保護(hù)裝置的定義是：a）附屬設(shè)施主要指用于壓力管道的管道用設(shè)備、支吊架、陰極保護(hù)裝置等。b）安全保護(hù)裝置主要指超溫、超壓控制裝置和報(bào)警裝置等。注：最近頒發(fā)的《壓力管道使用登記管理規(guī)則》（試行）中對(duì)壓力管道、附屬設(shè)施和安全保護(hù)裝置的界定，明確為：a）壓力管道指由管道組成件、管道支承件、安全保護(hù)裝置和附屬設(shè)施等組成的系統(tǒng)。用于輸送氣體或者液體的管狀設(shè)備；b）附屬設(shè)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；c）安全保護(hù)裝置指壓力管道上連接的安全閥、壓力表、爆破片和緊急切斷閥等。四、壓力管道的特點(diǎn)一個(gè)管道系統(tǒng)，為了完成流體的輸送、分配、混合、分離、排放、計(jì)量或控制流體流動(dòng)的功能，必須與相應(yīng)的動(dòng)力設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、儲(chǔ)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(gè)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(jì)預(yù)定的任務(wù)。同時(shí)，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，其特點(diǎn)也有所不同：（A）工業(yè)管道的特點(diǎn)1）數(shù)量多，管道系統(tǒng)大，車間內(nèi)管道布置交叉、緊湊；2）管道組成件和支承件的材質(zhì)、品種、規(guī)格復(fù)雜，質(zhì)量均一性差；3）運(yùn)行過(guò)程受生產(chǎn)過(guò)程波動(dòng)影響，運(yùn)行條件變化多，如熱脹冷縮、交變載荷、溫度和壓力波動(dòng)等；4）腐蝕和破壞機(jī)理復(fù)雜，材料失效模式多。（B）長(zhǎng)輸管道和公用管道的特點(diǎn)1）管道敷設(shè)長(zhǎng)度大，跨越地區(qū)多，地形地質(zhì)復(fù)雜；2）埋地敷設(shè)多，缺陷檢測(cè)難度大；3）容易遭受意外損傷。五、壓力管道的結(jié)構(gòu)要求壓力管道由于輸送的流體具有毒性、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(xiǎn)性。因此，壓力管道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具備下列條件：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(zhǎng)期、反復(fù)的影響，如蠕變和疲勞等；密封性：阻止管道內(nèi)部流動(dòng)的流體泄漏到管道外部空間或流體中；耐腐蝕性：承受管內(nèi)流體對(duì)管道材料的腐蝕作用。管道材料的耐腐蝕等級(jí)分為4級(jí)，以年腐蝕速率衡量：充分耐腐蝕≤；耐腐蝕＞～；尚耐腐蝕＞～；不耐腐蝕＞；柔性：管道的柔性是反映管道變形難易程度的一個(gè)物理概念。管道在設(shè)計(jì)條件下工作時(shí)，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?huì)產(chǎn)生應(yīng)力過(guò)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(guò)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)的管道組成件必須使用耐介質(zhì)腐蝕，有能夠在設(shè)計(jì)規(guī)定溫度下承受介質(zhì)作用壓力的材料，且有相應(yīng)的壁厚和密封結(jié)構(gòu)。同時(shí)整個(gè)管道系統(tǒng)應(yīng)有適當(dāng)?shù)闹С?。在一些?biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，經(jīng)常出現(xiàn)“劇烈循環(huán)條件”這一名詞。根據(jù)《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》GB503162000的解釋，劇烈循環(huán)條件是指：。所謂“位移應(yīng)力范圍”是指：由管道熱膨脹產(chǎn)生的位移所計(jì)算的應(yīng)力。計(jì)算的最大位移應(yīng)力范圍就是從最低溫度到最高溫度的全補(bǔ)償值進(jìn)行計(jì)算的應(yīng)力。設(shè)計(jì)對(duì)劇烈循環(huán)條件下運(yùn)行的管道，在管道組成件的選用、管子和管件的最小厚度、無(wú)損檢測(cè)的要求等均有特殊的規(guī)定。六、壓力管道的分類和分級(jí)管道的用途廣泛，品種繁多。不同領(lǐng)域內(nèi)使用的管道，其分類方法也不同。一般可以按用途、主體材料、敷設(shè)狀態(tài)和輸送介質(zhì)等管道使用特性進(jìn)行分類。具體情況可見(jiàn)圖1。在一般法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范中，為了便于設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收和使用管理和檢驗(yàn)，往往根據(jù)介質(zhì)的特性和設(shè)計(jì)參數(shù)采用綜合分類、分級(jí)的方法，同時(shí)，在各行業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范，施工驗(yàn)收規(guī)范和維修、檢驗(yàn)規(guī)程之間，對(duì)管道的分級(jí)或分類尚存在差異。如：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50316中的流體根據(jù)狀態(tài)、性質(zhì)和設(shè)計(jì)參數(shù)分為AAB、C、D五類。A1類為劇毒介質(zhì)；A2類為有毒介質(zhì)B類為可燃介質(zhì)；C類、D類為非可燃、無(wú)毒介質(zhì)，其中設(shè)計(jì)壓力小于等于1MPa，且設(shè)計(jì)溫度為29～186℃的為D類?；?、石油化工和電力等行業(yè)的施工及驗(yàn)收規(guī)范對(duì)管道的分級(jí)或分類如下：化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《化工金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》HG20225—95按流體特性和設(shè)計(jì)參數(shù)分為A、B、C、D四類。基本與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一致，但將有毒介質(zhì)管道劃入B類管道。石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《石油化工有毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》SH3501—2002按流體特性和設(shè)計(jì)參數(shù)分為SHA、SHB、SHC、SHD四級(jí)，如表3。 表3 SH35012001管 道 分 級(jí) 管道級(jí)別適用范圍SHA（1） 毒性程度為極度危害介質(zhì)管道（苯管道除外）（2） 毒性程度為高度危害介質(zhì)的丙烯腈、光氣、二硫化碳和氟化氫介質(zhì)管道（3） SHB （1） 毒性程度為極度危害介質(zhì)的苯管道（2） 毒性程度為高度危害介質(zhì)管道（丙烯腈、光氣、二硫化碳和氟化氫管道除外）（3） 甲類、乙類可燃?xì)怏w和甲A類液化烴、甲B類、乙A類可燃液體介質(zhì)管道SHC （1） 毒性程度為中度、輕度危害介質(zhì)管道（2） 乙B類、丙類可燃液體介質(zhì)管道SHD 設(shè)計(jì)溫度低于29℃的低溫管道 七、壓力管道失效的原因壓力管道“失效”一般是指壓力管道不能發(fā)揮原有效能的現(xiàn)象，可分為自然失效和異常失效兩種。由于壓力管道運(yùn)行在內(nèi)部介質(zhì)和周圍環(huán)境的影響之下，不可避免地會(huì)產(chǎn)生溫度和壓力循環(huán)、腐蝕、振動(dòng)以及材料金相組織變化等影響材料性能和連接接頭密封性能的問(wèn)題，因此任何管道都有一定的使用壽命，自然失效就是在壓力管道達(dá)到使用壽命時(shí)發(fā)生的失效現(xiàn)象。自然失效可以通過(guò)定期檢驗(yàn)或失效分析進(jìn)行事先控制，以防止事故的發(fā)生。但是，在用壓力管道由于在設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行中存在各種問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致異常失效，造成突發(fā)性破壞事故的發(fā)生。其原因主要有：（A）職工素質(zhì)差，違反操作規(guī)程運(yùn)行，致使運(yùn)行條件惡化，包括超壓、超溫、腐蝕性介質(zhì)超標(biāo)、壓力溫度異常脈動(dòng)等；使用壓力和溫度是壓力管道設(shè)計(jì)、選材、制造、安裝的依據(jù)。操作壓力和溫度超過(guò)規(guī)定將導(dǎo)致管壁應(yīng)力值的增加或材料力學(xué)性能的下降，尤其是在焊縫、法蘭、彎頭、閥門、異徑管、補(bǔ)償器等幾何結(jié)構(gòu)
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