【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(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)。因此，管道系統(tǒng) 的安全運行受到三個方面的影響： （ 1） 管內(nèi)流體性質(zhì)的影響 ，如：流體的溫度、壓力、狀態(tài)、物理性質(zhì) （沸點、蒸汽壓、電導(dǎo)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(yīng)活性、腐蝕性、雜質(zhì)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(yīng)力計算、組成件的 選用和壓力設(shè)計、柔性分析和支承設(shè)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(fēng)載、雪載、結(jié)冰等氣候條件， 雷擊、地震和火災(zāi)等），相關(guān)設(shè)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(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 。 對于工業(yè)金屬管道 ， 一條管道及其每個組成件的設(shè)計壓力， 不應(yīng)小于運行中遇到的內(nèi)壓或者外壓與溫度相偶合時最嚴(yán)重條件下的壓力； 管道的設(shè)計溫度應(yīng)為管道在運行時 ， 壓力和溫度相偶合的最嚴(yán)重條件下的溫度 。 對于 0℃ 以下的管道 ， 應(yīng)考慮液體及環(huán)境溫度影響 ， 設(shè)計溫度應(yīng)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(shè)計規(guī)范 》 （ GB 50251— 2022）、 《 輸油管道工程設(shè)計規(guī)范 》 （ GB 50253— 2022）、 《 城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范 》 （ GB 50028— 2022）、 《 城市熱力管網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 （ CJJ 105— 2022）、 《 壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道 第 3部分：設(shè)計和計算 》 （ GB/T — 2022）、 《 工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范 》 （GB 50316— 2022）等進行計算。 與其他承壓類特種設(shè)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(shè)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(nèi)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(shè)計規(guī)范 》 （ GB 50253— 2022） 中規(guī)定：管道的剛度應(yīng)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(dǎo)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(yīng)設(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)計條件下工作時 ， 因熱脹冷縮 、 端點附加位移 、 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 。 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(nèi)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(shè)計使用年限為 30年 。 管道的設(shè)計使用年限主要與介質(zhì)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(guān) 。 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措施 。 同時整個管道系統(tǒng)應(yīng)有適當(dāng)?shù)闹С?， 必要時應(yīng)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(fù)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(yīng)當(dāng)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(shè)計壓力 、 設(shè)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(yīng)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 。 c. 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)以及材料的物理和力學(xué)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(xué)性能應(yīng)符合要求 。 e. 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；對 Q235A、 Q235AF材料的設(shè)計壓力和應(yīng)用管道類別的限制；對球墨鑄鐵類用作受壓部件時設(shè)計溫度 、設(shè)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(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外 ， 其耐壓設(shè)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(shè)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(yīng)當(dāng)符合管道設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)當(dāng)符合管道設(shè)計規(guī)范的要求 。 c) 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 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(shè)計壓力大于或者等于 10MPa時 ， 制造檢驗應(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 。 e) 鋼管最小壁厚應(yīng)符合管道設(shè)計規(guī)范的規(guī)定 。 f) 夾套管的內(nèi)管宜采用無縫管 。 g) 輸送氧氣的管子 應(yīng)符合管道設(shè)計規(guī)范有關(guān)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(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 。 b) 選用手動閥門 ， 當(dāng)開啟力大于 400N時 ， 宜采用齒輪操縱結(jié)構(gòu) 。 c) 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 。 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(jié)構(gòu)形式 。 e) 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 。 f) 閥門的材料應(yīng)符合管道設(shè)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(jié)構(gòu)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(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 。 i) 對于氧氣管道不應(yīng)使用快開 、 快閉型的閥門 。 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 。 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(shè)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(jié)構(gòu) 、 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(shè)計規(guī)范 。 （ 6） 結(jié)構(gòu) ① 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；彎頭和彎管不得使用褶皺和蝦米腰；彈性敷設(shè)管道的曲率半徑應(yīng)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(jié)構(gòu) —— ① 結(jié)構(gòu)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(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 。 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(yīng)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(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；非金屬襯里管道需進行安裝長度調(diào)整時應(yīng)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(jié)構(gòu) ③ 熱補償?shù)囊? 按照設(shè)計規(guī)范應(yīng)當(dāng)進行柔性計算的管道 ， 如果其柔性不符合要求 ， 則應(yīng)當(dāng)采取改進措施 。 一是利用管道自身的彎曲或扭轉(zhuǎn)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(diào)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(shè)計文件參數(shù)和類別 選用補償裝置 。 管道補償器的結(jié)構(gòu)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(yīng)根據(jù)使用工況 、 流體性質(zhì)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(shù)要求。 管道補償器的安裝和調(diào)整應(yīng)當(dāng)按照標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計文件的規(guī)定進行 。 并按照設(shè)計文件的規(guī)定進行預(yù)拉伸或者預(yù)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(jié)構(gòu) 、 型式與焊縫布置 管道焊接接頭的結(jié)構(gòu)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(nèi)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(zhì)量控制難 ，使用時應(yīng)力比較集中 ， 受力狀況復(fù)雜 ， 現(xiàn)在絕大多數(shù)管