【正文】 組成部分 ， 是針對壓力管道的危險 、 危害因素而提出的 ， 是最 基本的要求 。 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。因此，管道系統(tǒng) 的安全運行受到三個方面的影響： （ 1） 管內流體性質的影響 ，如：流體的溫度、壓力、狀態(tài)、物理性質 （沸點、蒸汽壓、電導率、可壓縮性、熱膨脹性等）、毒性、輻射性、可 燃性、閃點、自燃溫度、爆炸極限、反應活性、腐蝕性、雜質含量、兩相 流等。 （ 2） 管道系統(tǒng)自身的影響 ，如管道系統(tǒng)布置、管道應力計算、組成件的 選用和壓力設計、柔性分析和支承設計、管道制作安裝和檢驗等。 （ 3） 外部因素的影響 ，如環(huán)境（氣溫、風載、雪載、結冰等氣候條件， 雷擊、地震和火災等），相關設備和儀表的振動、脈動、水錘、劇烈循環(huán) 荷載和儀表故障，以及人為操作失誤和缺乏維護等。 壓力管道安全性能要求 承壓部分的安全性能要求 （ 1） 設計壓力和設計溫度 各類壓力管道設計規(guī)范均對設計壓力和設計溫度做出了明確規(guī)定 。 對于工業(yè)金屬管道 ， 一條管道及其每個組成件的設計壓力， 不應小于運行中遇到的內壓或者外壓與溫度相偶合時最嚴重條件下的壓力； 管道的設計溫度應為管道在運行時 ， 壓力和溫度相偶合的最嚴重條件下的溫度 。 對于 0℃ 以下的管道 ， 應考慮液體及環(huán)境溫度影響 ， 設計溫度應取低于或者等于管道材料可達到的最低溫度 。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 2） 強度 、 剛度 、 穩(wěn)定性 ① 強度 壓力管道必須具有足夠的強度。壓力管道的強度分別按照 《 輸氣管道工程設計規(guī)范 》 （ GB 50251— 2022）、 《 輸油管道工程設計規(guī)范 》 （ GB 50253— 2022）、 《 城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范 》 （ GB 50028— 2022）、 《 城市熱力管網(wǎng)結構設計規(guī)范 》 （ CJJ 105— 2022）、 《 壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道 第 3部分：設計和計算 》 （ GB/T — 2022）、 《 工業(yè)金屬管道設計規(guī)范 》 （GB 50316— 2022）等進行計算。 與其他承壓類特種設備相比 ， 壓力管道的強度具有 2個特點 。 一是長輸 （油氣 ） 管道和部分城鎮(zhèn)燃氣管道 ， 管道經(jīng)過不同地區(qū)時 ， 如地區(qū)級別不同 （劃分為 4個級別 ） ， 管道的安全裕度不同 （ 強度設計系數(shù)不同 ） 。 二是計算管道強度時 ， 管道所受主要載荷除考慮內壓外 ， 還要 考慮彎矩 的影響 ， 而且往往是以彎矩為主 。 ② 剛度 《 輸油管道工程設計規(guī)范 》 （ GB 50253— 2022） 中規(guī)定：管道的剛度應滿足運輸 、 施工和運行時的要求 。 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 。 在工業(yè)管道中 ， 法蘭的剛度如不夠 ， 則會發(fā)生變形而導致泄漏 。 ③ 穩(wěn)定性 壓力管道必須具有足夠的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性按照相應設計規(guī)范進行校核。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；輸氣管道主要控制徑向穩(wěn)定性。工業(yè)管道需要校核最大位移應力。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 3） 柔性 與其他承壓類特種設備相比 ， 柔性是管道所特有的一個性能要求 。 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?shù)仍驎a(chǎn)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(chǎn)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 。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 4） 密封性和持久性 ① 密封性 密封性是阻止管道內部流體泄漏的性能 。 閥門 、 法蘭 、 螺紋連接 、 焊縫等部位容易發(fā)生泄漏 。 ② 持久性 持久性是指壓力管道的使用壽命 ， 即能否長時間使用的性能 。 一般壓力管道的設計使用年限為 30年 。 管道的設計使用年限主要與介質條件 、 管道外部環(huán)境條件 、 輸送距離 、 輸送量與用戶的特點等有關 。 為了滿足上述條件 ， 管道系統(tǒng)的設計和計算必須符合標準規(guī)定 ， 管道組成件必須使用耐介質腐蝕 ， 能夠在設計規(guī)定溫度下持續(xù)承受介質壓力作用的材料 ， 且有相應的壁厚 、 密封結構 、 防腐蝕措施和其他防護措施 。 同時整個管道系統(tǒng)應有適當?shù)闹С?， 必要時應進行柔性分析計算 。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 5） 材料與管道組成件 ① 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、復合金屬和襯里材料等。 本節(jié)以 工業(yè)管道 為主，對制造壓力管道元件用材（受壓元件或者管道組成件）要求以及管道組成件的選用要求進行簡要介紹。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 5） 材料與管道組成件 ② 材料 壓力管道元件用材應當符合以下基本要求： a. 材料的選用必須依據(jù)管道的使用條件 （ 設計壓力 、 設計溫度 、 流體類別 ） 、 經(jīng)濟性 、 耐蝕性 、 材料的焊接及加工性能， 同時滿足相應標準提出的材料韌性要求及其他規(guī)定 。 b. 材料的規(guī)格與性能符合國家現(xiàn)行標準的規(guī)定 。 c. 金屬材料的使用溫度符合管道設計規(guī)范的規(guī)定 ， 如材料應在相關設計標準規(guī)定的使用溫度上 、 下限內使用 ， 并根據(jù)輸送介質以及材料的物理和力學性能等確定其使用溫度范圍 。 d. 低溫條件下使用的材料及其焊接接頭 ， 其低溫力學性能應符合要求 。 e. 按照管道設計規(guī)范的材料使用要求選用材料 ， 例如低溫管道應采用鎮(zhèn)靜鋼；對 Q235A、 Q235AF材料的設計壓力和應用管道類別的限制；對球墨鑄鐵類用作受壓部件時設計溫度 、設計壓力的限制等 。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 5） 材料與管道組成件 ③ 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 。 a. 基本要求 管道組成件除滿足國家現(xiàn)行標準的規(guī)定外 ， 其耐壓設計規(guī)定、 成型及焊后熱處理的要求 、 檢驗 、 用材等必須符合管道設計規(guī)范的規(guī)定 。 b. 管子的選用 a) 采用直縫焊接鋼管時 ， 其無損檢測和焊接接頭系數(shù)應當符合管道設計規(guī)范的要求 。 b) 劇烈循環(huán)條件下的管道 ， 宜采用國家現(xiàn)行標準中所規(guī)定的無縫鋼管和銅 、 鋁 、 鈦 、 鎳無縫管 ， 采用直縫電焊管時 ， 其無損檢測和焊接接頭系數(shù)應當符合管道設計規(guī)范的要求 。 c) 現(xiàn)行國家標準 《 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 ， 可用于輸送設計壓力小于或等于 0～ 200℃ 的 C類流體 。 普通厚度的管子僅用于 D類流體 。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 5） 材料與管道組成件 ③ 壓力管道元件的選用 b. 管子的選用 d) 無縫鋼管用于設計壓力大于或者等于 10MPa時 ， 制造檢驗應符合現(xiàn)行國家標準 《 高壓鍋爐用無縫鋼管 》 （ GB 5310） 的規(guī)定 ， 不銹鋼管的檢驗不低于現(xiàn)行國家標準 《 流體輸送用不銹鋼無縫鋼管 》 （ GB/T 14976） 的規(guī)定 。 e) 鋼管最小壁厚應符合管道設計規(guī)范的規(guī)定 。 f) 夾套管的內管宜采用無縫管 。 g) 輸送氧氣的管子 應符合管道設計規(guī)范有關安全的規(guī)定 。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 5） 材料與管道組成件 —— ③ 壓力管道元件的選用 c. 閥門 a) 用于各類流體的閥門類型 、 結構及其各部件材料 ， 應根據(jù)流體的特性 、 設計溫度 、 設計壓力以及管道設計規(guī)范規(guī)定的壓力－溫度參數(shù)值要求 。 b) 選用手動閥門 ， 當開啟力大于 400N時 ， 宜采用齒輪操縱結構 。 c) 閥蓋與閥體連接的螺栓少于 4個的閥門 ， 應僅用于輸送 D類流體的管道 。 公稱壓力超過 。 d) 用于高溫或低溫的閥門 ， 宜采用改善填料使用條件的閥蓋伸長的結構形式 。 e) 輸送 B類流體的管道上使用軟密封球閥時 ， 應選用防 （ 耐 ） 火型結構的球閥 。 f) 閥門的材料應符合管道設計規(guī)范的規(guī)定 ， 對于磨蝕性大的流體 ， 閥座及閥芯選用耐磨損的材料 。 對于有磨蝕的流體 ， 選用閘閥時 ， 宜為明桿結構的形式 。 g) 除耐腐蝕的要求外 ， 輸送 B類流體的管道上宜用鋼制閥體的閥門 。 h) 端部焊接的小閥 ， 當焊接及熱處理過程中閥體會變形時 ， 應選用長閥體型或端部帶短管的閘門 。 i) 對于氧氣管道不應使用快開 、 快閉型的閥門 。 閥內墊片及填料不應采用易脫落碎屑 、 纖維的材料或可燃的材料制成 。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 5） 材料與管道組成件 —— ③ 壓力管道元件的選用 d. 其他管道組成件選用要求 管道設計規(guī)范對彎管及斜接彎管 、 管件及支管連接 、 法蘭、 墊片 、 緊固件 、 管道組成件連接結構 、 補償器 、 過濾器 、非金屬襯里的管道組成件等分別提出了選用要求 ， 詳細可見管道設計規(guī)范 。 （ 6） 結構 ① 結構型式要求 相關的設計規(guī)范對管道的結構型式提出了要求 ， 如輸氣管道的彎頭有最小曲率半徑的規(guī)定；彎頭和彎管不得使用褶皺和蝦米腰；彈性敷設管道的曲率半徑應滿足管子強度要求 ，且不得小于鋼管外直徑的 1000倍等 。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 6） 結構 —— ① 結構型式要求 —— ② 連接方式要求 a. 連接方式簡介 管道元件之間的連接接頭有焊接連接接頭和可拆卸連接接頭兩大類 。 焊接方法按焊件結合的物理化學過程大致可分為熔化焊 、 固相焊 、 釬焊和粘接四種 。 在壓力管道中 ， 金屬材料以熔化焊為主 ， 其優(yōu)點是接頭可以達到與母材等強度 。 釬焊接頭的連接強度要比母材低 ， 只用在少數(shù)有色金屬管道的焊接中 。 在儀表管道等小管徑管道中目前電阻焊等固相焊接已經(jīng)得到應用 。 粘接則主要用在非金屬管道的連接中 。 可拆卸連接的接頭形式有法蘭接頭 、 螺紋接頭和卡箍接頭等 。 可拆卸連接接頭由連接緊固件和密封件組成 。 連接緊固件包括法蘭 、 螺栓螺帽 （ 緊固件 ） 、 螺紋連接件和卡箍 。 密封件包括各種金屬和非金屬墊片 。 b. 連接方式選用 焊接接頭屬于永久性連接接頭 ， 結構簡單 ， 氣密性好 ， 使用可靠 ， 維修費用低 ， 所以管道連接除了維修和拆卸需要等必要的場合外 ， 應盡量采用焊接連接 。 法蘭 、 墊片和緊固件需根據(jù)使用工況 （ 溫度 、 壓力 、 外加負荷 、 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 ， 以及螺栓強度和緊固技術要求等 ， 如劇烈循環(huán)條件下的管道應采用對焊法蘭而不應使用平焊 （ 松套 ） 法蘭；非金屬襯里管道需進行安裝長度調整時應采用特制墊環(huán)等 。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 6） 結構 ③ 熱補償?shù)囊? 按照設計規(guī)范應當進行柔性計算的管道 ， 如果其柔性不符合要求 ， 則應當采取改進措施 。 一是利用管道自身的彎曲或扭轉產(chǎn)生的變位來達到熱脹冷縮時的 自補償 ， 二是自補償不能滿足要求時 ， 可調整支吊架的型式與位置或者改變管道走向 。 如果受條件限制 ， 不能采用上述方法改進柔性 ， 可根據(jù)設計文件參數(shù)和類別 選用補償裝置 。 管道補償器的結構有 П 形補償器 、 填料式補償器 、 球形補償器和波紋管式補償器等 。 應根據(jù)使用工況 、 流體性質和要求的補償距離合理選用補償器的型式 、 材料 、 壁厚和安裝技術要求。 管道補償器的安裝和調整應當按照標準和設計文件的規(guī)定進行 。 并按照設計文件的規(guī)定進行預拉伸或者預壓縮 。 壓力管道安全性能要求 —— 承壓部分的安全性能要求 （ 7） 焊接接頭 ① 焊接接頭結構 、 型式與焊縫布置 管道焊接接頭的結構有對接接頭 、 承插接頭和支管連接接頭等三種形式 。 對接接頭受力狀況好 ， 連接強度大 ， 被普遍用于管道元件的連接 。承插接頭組對方便 ， 接頭不需要進行內部缺陷檢測 ， 但一般只能用于公稱直徑小于 25mm的管道連接 。 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 。 由于支管連接接頭組對尺寸偏差大 ， 質量控制難 ，使用時應力比較集中 ， 受力狀況復雜 ， 現(xiàn)在絕大多數(shù)管