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1、压力管道设计审批人员培训教材(管道布置部分)中国有色金属建设协会设计分会压力管道研究会主 要 内 容 管道特征及输送介质特性 管道类别划分及人员条件 管道布置基本要求及原则 管道敷设方式及设计要点 管道布置设计中常见问题管道特征及输送介质特性 管道运输是与铁路、公路、水路、航空并列的五大运输行业之一。 2003 年 6 月 1 日开始实施的特种设备安全监察条例 ，把涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶） 、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施共七类设备，定为特种设备并实行安全监察。管道的定义及其特点 管道的定义：工业金属管道设计规范 （GB50316-2000 ）定义：
2、由管道组成件、管道支吊架等组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动的设备 压力管道的定义：特种设备安全监察条例定义：是利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于等于 0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于 25mm 的管道 管道的特点： 管道相互联系、牵扯和影响，长细比大，易于失稳，受力情况更复杂 压力管道设计除了要考虑常规因素外，还需考虑柔性、振动、支撑等特殊因素 管内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率大 管道组成件种类繁多，各有各
3、的特点和技术要求，选材和总成困难 管道上的可能泄漏点多于压力容器 管道在布置、安装和检验方面与压力容器存在很大的差别压力管道输送介质的特性 介质的可燃易爆性石油化工企业设计防火规范GB50160 和建筑设计防火规范 GBJ16 对可燃气体、可燃液体的火灾危险性分类：按爆炸下限将可燃气体分为甲类-爆炸下限10乙类-爆炸下限10 按闪点将可燃液体分为甲 A 类-液化烃（15时蒸汽压力0.1MPa)甲 B 类- 甲 A 类以外，闪点28乙 A 类-28闪点45乙 B 类-45 闪点60丙 A 类-60闪点120丙 B 类- 闪点120 介质的毒性职业性接触毒物危害程度分级GB5044 按急性毒性、急
4、性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性、最高容许浓度六项指标的多数归属和实际接触情况，经综合分析确定分为极度危害、高度危害、中度危害、轻度危害四级 介质的腐蚀性工艺介质常常具有一定的腐蚀性，尤其是各种浓度的酸碱盐介质对金属材料有较强的腐蚀性 高温高压特性压力管道输送的介质往往具有一定的的压力和温度。输送介质压力的大小直接影响到管道的安全，压力越高，泄漏和爆裂损坏的可能性越大；输送介质的温度对材料的强度产生影响，过高的介质温度使材料的强度下降，材料的选用常常受到温度的限制压力管道类别划分及各级设计人员条件压力管道设计类别、级别的划分 压力管道划分范围 公共条件：最高工作压力大于
5、0.1MPa，DN25mm 介质特性条件：气体、液化气体、蒸汽介质可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体最高工作温度大于等于标准沸点的液体 分类分级按使用性质、介质特性及危险程度分为三大类 6 个级别 长输管道 GA 类：GA1 级、GA2 级 公用管道 GB 类：GB1 级 市政燃气 GB2 级 市政热力 工业管道 GC 类：GC1 级、GC2 级GA1 级： 输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力 P1.6Mpa 的管道 输送有毒、可燃、易爆液体介质，输送距离（指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离）200Km 且管道公称直径 DN300mm 的管道 输送浆体介质，输送距离50K
6、m 且管道公称直径 DN150mm 的管道GA2 级： 输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力 P1.6Mpa 的管道 GA1 第 2 条范围以外的管道 GA1 第 3 条范围以外的管道GC1 级： 输送 GB5044职业性接触毒物危害程度分级 中，毒性程度为极度危害介质的管道 输送 GB50160石油化工企业设计防火规范 及 GBJ16建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力 P4.0Mpa的管道 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压 P4.0Mpa 且设计温度大于等于 400的管道 输送流体介质且设计压力 P10.0Mpa 的管道GC2 级： 输送
7、 GB50160石油化工企业设计防火规范 及 GBJ16建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力 P4.0Mpa的管道 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力 P4.0Mpa 且设计温度大于等于400的管道 输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力 P10Mpa 且设计温度大于等于400的管道 输送流体介质，设计压力 P10.0Mpa 且设计温度400的管道 A1 类流体指剧毒流体，在输送过程中如有极少量的流体泄漏到环境中，被人吸入或与人体接触时，能造成严重中毒，脱离接触后，不能治愈。相当于现行国家标准职业性接触毒物危害程度分级GB5044 中级（极
8、度危害）的毒物。流体举例：汞及化合物、砷、氯乙烯、铬酸盐和重铬酸盐、黄磷、氰化物等对应规则中的 GC1（1）级压力管道的介质。 A2 类流体指有毒流体，接触此类流体后，会有不同程度的中毒，脱离接触后可治愈。相当于职业性接触毒物危害程度分级GB5044 中级及以下 （高度、中度、轻度危害）的毒物。流体举例：级：硫化氢、甲醛、氯、铅的冶炼、一氧化碳、苯胺级：苯乙烯、甲醇、硝酸、硫酸、盐酸级：四氯乙烯、氨、氢氧化钠对应于规则中的 GC1（3）P4.0Mpa，t400GC2（2）P4.0Mpa，t400 B 类流体在本规范内系指这些流体在环境或操作条件下是一种气体或可闪蒸产生气体的液体，这些流体能点燃
9、并在空气中连续燃烧。包括可燃气体和可燃液体。对应于规则中 GC1（2） 、GC1（3）GC2（1） 、GC2（2） 流体举例：GB50160石油化工企业设计防火规范GBJ16建筑设计防火规范GC1(2) GC2(1)：甲、乙类可燃气体甲类：乙炔、氢气、硫化氢、乙烯、丙烯、甲烷、乙烷、氯乙烯乙类：一氧化碳、氨甲类液体（闪点28）液化天燃气、液化甲烷、液化石油气、液化氯乙烯、汽油、原油、甲苯、甲醇、乙醇GC1(3) GC2(2)： 乙类液体：煤油、35 号轻柴油丙类液体：轻柴油、重柴油、20 号重油、变压器油、甘油等其它可燃气体 D 类流体指不可燃、无毒、设计压力小于或等于 1.0Mpa 和设计温
10、度高于-20186之间的流体流体举例：P1.0Mpa，t186蒸汽和热水 C 类流体指不包括 D 类流体的不可燃、无毒的流体流体举例：P=3.82MPa，t=450过热蒸汽各级设计人员条件 压力管道设计技术负责人 从事本专业工作，且具有较全面的压力容器或压力管道专业知识 熟知并能正确运用有关规程、标准等技术规范，能组织、指导各级设计人员正确贯彻执行 熟知压力容器或压力管道设计工作和国内外有关技术发展情况，具有综合分析和判断能力，在关键技术问题上能作出正确决断 具有三年以上压力容器或压力管道设计审核经历 具有高级技术职称 具有设计审批员资格证书 审核人员 熟悉并能指导设计、校核人员正确执行有关规
11、程、标准等技术规范，能解决设计、制造、安装和生产中的技术问题 能认真贯彻执行国家的有关技术方针、政策，工作责任心强，具有较全面的压力容器或压力管道设计专业技术知识，能保证设计质量 具有审查计算机设计的能力 具有三年以上压力容器或压力管道设计的校核经历 具有中级以上（含中级）技术职称 具有设计审批员资格证书 审核人员 熟悉并能指导设计、校核人员正确执行有关规程、标准等技术规范，能解决设计、制造、安装和生产中的技术问题 能认真贯彻执行国家的有关技术方针、政策，工作责任心强，具有较全面的压力容器或压力管道设计专业技术知识，能保证设计质量 具有审查计算机设计的能力 具有三年以上压力容器或压力管道设计的
12、校核经历 具有中级以上（含中级）技术职称 具有设计审批员资格证书 校核人员 熟悉并能运用有关规程、标准等技术规范，能指导设计人员的设计工作 具有压力容器或压力管道设计专业知识，有相应的压力容器或压力管道设计成果并已投入制造、使用 熟悉应用计算机进行设计 具有三年以上压力容器或压力管道设计经历 具有初级以上（含初级）技术职称 设计人员 具有压力容器或压力管道设计专业知识 能较好地贯彻执行有关规程、标准等技术规范 能在审批人员指导下独立完成设计工作，并会使用计算机进行设计 具有初级以上（含初级）技术职称管道敷设方式及设计要点地面以上敷设 地面以上敷设通称架空敷，是管道敷设的主要方式,具有便于施工、
13、操作、检查、维修及经济等优点 下列条件下应优先考虑架空敷设： 车间内管道 厂区地形复杂（遇河流、丘陵、高山、峡谷等） 地下水位高或年降雨量较大的地区 厂区地下管道纵横交错、无地下管位 对一些小口径管道，当有管架可利用时（经济） 架空敷设按支架高度可分为： 低支架敷设：在山区建厂时采用，管道保温层外表面至地表面的净距一般不宜小于0.5m 中支架敷设：人行交通频繁地段宜采用，管道保温层外表面至地表面的净距一般不小于 2.5m 高支架敷设：经过交通要道和跨铁路、公路时采用管道保温层外表面至地表面的净距一般在 5.0m(5.5m)以上地下敷设：地沟敷设和埋地敷设 管(地) 沟敷设：充分利用地下空间，方
14、便检查维修，但费用高，需设排水点，易积聚可燃气体，增加不安全因素，污物清理困难等，地沟敷设：通行地沟、半通行地沟、不通行地沟。通行地沟敷设： 优缺点：维护和管理方便，操作人员可经常进入地沟内进行检修，但基建投资大，占地面积大使用场合： 管道通过不允许挖开的路段 管道数量多或管径较大， 无安全措施，不得在通行地沟内布置窒息性及 B 类流体介质的管道设计要点： 单侧布置和双侧布置两种方法。 保温层表面至沟壁 120150mm；至沟顶 300350mm；至沟底 150200mm，净宽应不小于 0.7m；通行地沟的净高不低于 1.8m 地沟转弯处、分支处、尽头处和直段每隔 200m 距离( 对蒸汽管道
15、不宜大于 100m)设一个人孔或安装孔 通行地沟应根据需要设置照明，照明电压不超过 36V 通行地沟内温度不应超过 45C 地沟盖板须作 0.030.05 的横向坡度，以排走融化雪水或雨水。地沟底板应设0.0020.005 的纵向坡度，以便及时将管道漏水和维修放水排至安装孔内的集水坑内半通行地沟优缺点：维护和管理较方便，可进入地沟内进行检修，但基建投资相对较大，占地面积大适应场合： 当管道通过不允许挖开的路段 管道数量较多，采用通行地沟难于实现或经济不合理时设计要点： 半通行地沟的高度一般为 1.21.4m.通道净宽单侧布置为 0.50.6m, 双侧布置不小于 0.7m 保温外表面离沟壁 100150mm,离沟底 100200mm，离沟顶 200300mm不通行地沟敷设优缺点：外形尺寸较小，占地面积小，与直埋方式相比，利于管道变形，地沟耗费材料少。但难于发现管道缺陷和事故，维护和检修也不方便适应场合： 土壤干燥、地下水位低 管道根数不多且管径小，维修量不大 对直埋管道，如有热位移，在转弯处或补偿器处宜设不通行地沟设计要点： 在不通行地沟内管道布置方法及布置尺寸可参见国家动力设施标准图集（87SR416-
