2015压力管道检验员取证培训压力管道设计的内容和基本要求课件

《2015压力管道检验员取证培训压力管道设计的内容和基本要求课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015压力管道检验员取证培训压力管道设计的内容和基本要求课件（106页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、压力管道设计的内容和基本要求,肖 晖 河南省锅炉压力容器安全检测研究院,一、压力管道的基本概念,1、管道含义及特征 2、压力管道的概念 3、压力管道的定义 4、压力管道的分类和分级 5、工业管道的条件 6、动力管道的条件 7、压力管道级别之间设计许可的涵盖关系 8、压力管道输送介质的说明,1、管道含义及特征,管道定义： 由管道组成件装配而成，用于输送、分配、混合、分离、排 放、计量或控制流体流动。 管道组成件： 管道标准件、管道特殊件、管道支撑件管道。 特点： 管道属于长细比大的设备，易失稳、受力情况复杂； 管内介质种类复杂； 管内流体状态复杂，运行条件变化多； 管道组成件种类繁杂、各有特点;

2、 管道布置、安装及检验要求复杂。,2、压力管道的概念,压力管道是指属于特种设备安全法监察范围内的管道，见特种设备目录； 压力管道属于特种设备的范畴； 压力管道设计属于特种设备生产范畴和源头；,3、压力管道的定义,压力管道，是指利用一定的压力，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或者等于0.1MPa（表压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、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，且公称直径大于或者等于50mm的管道。公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。其中，

3、石油天然气管道的安全监督管理还应按照安全生产法、石油天然气管道保护法等法律法规实施。,4、压力管道的分类和分级,GA类长输管道： 定义：指产地、储存库、使用单位用于输送商品介质的管道； 分级：分为GA1级和GA2级。 基本特征：流程简单；输送距离长和输送压力高；管道有可能通过各种环境与地质的地区；,4、压力管道的分类和分级,GB类公用管道： 定义：指城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。 分级：分为GB1和GB2两级，GB1级为燃气管道。GB2级为热力管道。 基本特征：敷设于城镇地下；一般压力较低；选线条件复杂、困难。,4、压力管道的分类和分级,关于公用管道 （1）公用管道的

4、范围： 指敷设在城市或乡镇区域内的管道，区别于长输管道的敷设范围。 （2）公用管道的服务对象： 指公用事业或民用这样的两类用户，有别于工业用户。 （3）公用管道输送介质种类： 城镇燃气：代表物：天然气、液化石油气、人工煤气等 城镇热力：代表物：高温热水、蒸汽、蒸汽凝结水等 （4）管道的属性 公共性：公用管道具备了市政工程管道的某些特征 。 商品性：是为公共事业或民用提供燃料或热量的特殊商品。,4、压力管道的分类和分级,GC类工业管道： 定义：指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。包括延伸出工厂边界线，但归属企、事业单位管辖的工艺管线。 分级：GC类分为G

5、C1、GC2和GC3三级。 基本特征：工艺流程种类最多；生产制作环境状态最为复杂；输送介质品种较多和输送条件较苛刻；输送压力和温度高。,4、压力管道的分类和分级,关于工业管道 （1）工业管道的范围：工业管道的使用范围仅限于企业、事业单位内部，（包括延伸出工厂边界线，但归属于企、事业单位管辖的工艺管道）主要有别于公用管道。分三类：工艺管道、公用工程管道 、辅助管道； （2）工业管道的服务对象： 服务对象强调的是为企业、事业单位的生产服务 。 （3）工业管道的属性：这类压力管道为企、事业单位所有，属于单位管辖。 （4）介质特性：介质种类多、压力温度范围大。,4、压力管道的分类和分级,GD类动力管道

6、： 定义：火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道； 分级：分为GD1级和GD2级。 特征：介质单一，性质明确、压力与温度较高的输送管道；,5、工业管道（GC类）的条件,1）GC1级的条件： 输送GB5044职业性接触毒物危害程度分级中规定的毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道； 输送GB50160石油化工企业设计防火规范及GB50016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P 4.0MPa的管道； 输送流体介质并且设计压力P10.0MPa，或者P4.0MPa 并且设计温度 T 400的管道。,5、工

7、业管道（GC类）的条件,2）GC2级的条件： 除规定的GC3级管道外，介质毒性危害程度、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度小于规定的GC1级的管道。 3）GC3级的条件： 输送无毒、非可燃流体介质，设计压力P1.0MPa，设计温度20 T 185的管道。,6、动力管道（GD类）的条件,1）GD1级的条件： 输送设计压力P6.3MPa，或者设计温度 T 400的管道。 2）GD2级的条件： 输送设计压力P 6.3MPa，并且设计温度T 400的管道。,7、压力管道级别之间 设计许可的涵盖关系,不同类别管道之间的涵盖关系 压力容器压力管道设计许可规则TSGR10012008规定，具备高一级的

8、压力管道设计许可的单位及审批人员，同时也具有相应低等级的设计、审批资格。 （1）GA1级涵盖GA2 （2）GC1级涵盖GC2、GC3 （3）GD1级涵盖GD2,8、 压力管道输送介质的说明,甲类可燃气体： 特 征：爆炸下限10的气体 代表物：氢气、甲烷、环氧乙烷、天然气、水煤气、液化 石油气、硫 化氢、氯乙烯等 乙类可燃（助燃）气体： 特 征：爆炸下限10的气体和助燃气体 代表物： 氨气、氧气等 其它气（汽）体： 特 征：不属上述两类的气体 代表物：水蒸汽、压缩空气、氮气、二氧化碳等,8、 压力管道输送介质的说明,甲类可燃液体 特 征：闪点 50度至 60度的 白 酒等;,8、 压力管道输送介

9、质的说明,有毒流体： 特 征：散发 在空间，可经呼吸道、皮肤或经口进入人体而对健康产生危害的流体物质。毒性分级是按照国家标准GB5044具体指标划分。 分级与代表物： 级-极度危害：氯乙烯、铬酸盐、苯、氰化物等 级-高度危害：硫化氢、三硝基甲苯、氯、甲醛等 级-中度危害：苯乙烯、二甲苯、苯酚、甲醇、硝 酸、硫酸等 级-轻度危害：丙酮、氨、氢氧化钠、溶剂汽油等,8、 压力管道输送介质的说明,腐蚀性流体： 特 征：流体的化学或电化学作用引起对金属破坏的介质。 代表物：碱、酸、盐溶液或蒸汽。 其它液体： 特 征：最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。 代表物：蒸汽凝水、过热水等。,二、压力管道设计

10、要求与程序,1、压力管道设计的总体要求 2、压力管道设计基本程序,1、压力管道设计要求,基本要求： 压力管道设计单位应当取得相应的设计许可证。 严格执行现行的设计、施工及验收规范及标准； 设计文件内应符合国家及行业有关规定：如工业压力管道设计应当符合压力管道安全监察规程工业管道以及GB/T 20801的要求，保证所设计的管道能够安全、持续、稳定、正常地生产运行。同时，也应当保证使用单位规定的附加要求。 设计计算依据可靠、计算结果准确；设计成果安全、适用、技术先进、经济合理。,2、压力管道设计基本程序, 根据介质种类、压力、温度选择管道材料； 进行管径、管壁厚度计算，编制或确定管道等级表； 进行

11、管道布置方案、确定管道走向、敷设方式； 绘制管道布置图、轴侧图； 编制管道特性表； 进行应力、热补偿、支架推力计算； 向有关专业提供土建资料； 完成设计图纸、图纸会签；,三、压力管道的材料与管部件,管道材料设计涉及到管道标准体系的选用、材料选用、压力等级的确定、管道及其元件型式的选用。 （管道设计的特点是：配管制，即：选择管子、管件等管道元件的规格、压力等级、材料种类等。 ） 管道标准体系的选用：管道标准体系是指管道压力等级、管道规格的标准系列，从管子外径、法兰等级上体现有两大类标准体系，即： 以德国为代表的欧洲体系：管子开始采用小外径体系，后改为大外径体系，法兰等级从PN2.5, PN6,

12、PN10, PN16 , PN25, PN40, PN63 PN100, PN160 。 我国的许多标准都采用欧洲体系。,以美国为代表的美洲体系：,三、压力管道的材料与管部件,管道等级表的内涵（ HG/T 20519-2009 化工工艺设计施工图内容和深度统一规定） 管道特性表的内涵（ HG/T 20519-2009 化工工艺设计施工图内容和深度统一规定） 设计压力和设计温度的确定 材料的选择 管道等级的确定 管道标准和壁厚的确定 法兰、垫片和紧固件的选择 阀门与管件,1、管道等级表的内涵,根据生产流程和管道输送介质的物性、压力、温度等编制的管道等级表是压力管道设计的基本依据； 管道等级表的内

13、容包含针对输送介质的管道、管件、阀门、法兰、垫片、紧固件、安全设施等在内的标准、型号、规格和技术参数；,1、管道等级表的内涵,主要内容： 1管道等级：流体介质/温度压力额定值 2管子：材料/公称直径/外径/管道壁厚/管表号Sch 3法兰：材料/法兰类型/密封面/法兰盖 4阀门：球阀/闸阀/截止阀/止回阀/立式止回阀/蝶阀 5管件：材料/弯头/三通/同心大小头/偏心大小头/ 管帽/管接头/堵头/短节/螺纹活接头/垫片 6紧固件：螺栓、螺母/螺栓长度/螺柱 7、特殊附件：过滤器/蒸汽疏水器/爆破片/安全阀,2、管道特性表的内涵,管道特性表（也叫“管道数据表”）是生产装置全部管道的索引，它标明了每根

14、管道的主要技术参数： 管道编号：按车间、工段、以及工艺和公用管道编排； 介质：物料名称和代号 管道起点和止点：设备至设备、管道至管道、管道至设备 管道规格：公称直径 管道等级： 工作和设计参数：工作压力、工作温度、设计压力、设计温度 试验要求：包括试压和无损检测 其他要求：包括保温和油漆要求,3、设计压力的确定,3、设计温度的确定,4、材料的选择,a) 管道材料的分类： 铸铁 碳钢 Cr-Mo合金钢 奥氏体不锈钢 有色金属及合金钢 (铜、铝、钛以及镍、铝、钛合金） 非金属材料（各类塑料管和玻璃钢） 复合材料（非金属与非金属、金属与非金属）,b、常用管道材料及标准,材料的选择,C） 压力管道设计

15、中常用钢材牌号的适用温度范围：,材料选用要求,压力管道用材料的基本要求是：强度、塑性、韧性、材料稳定性、工艺性、可焊性、与输送介质的相容性。（相容性包括了耐腐蚀性、介质温度的要求） （见规程第二十一条），尤其注意延伸率不低于14%。 管道设计应有足够的腐蚀裕量。腐蚀裕量应当根据预期的管道使用寿命和介质对材料的腐蚀速率确定，并且还应当考虑介质流动时对管道或受压元件的冲蚀量和局部腐蚀以及应力腐蚀对管道的影响，以满足管道的安全运行。（规程第四十八条）。 介质温度考虑高温、低温和环境温度对材料的影响。例： 当金属管道外壁温度受大气环境条件影响，压力管道设计时所考虑的最低环境温度，可以按照该地区气象资料

16、，取历年来月平均最低气温的最低值。 （规程第四十四条）。,注意几种特殊材料的使用限制 灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的使用（规程第二十四、二十五条） 碳素结构钢的使用（规程第二十六、二十七条） 碳钢、碳锰钢、低温用镍钢不宜长期在425以上使用（规程第二十九条） 奥氏体不锈钢使用温度高于540 时，应当控制材料含碳量不低于0.04%，并且在固溶状态下使用。（规程第三十条） 不同制造方法的钢管的使用（规程第二十八条）,5、管道等级确定,根据设计压力和管道材料，确定等级号； 标注适宜该等级输送的流体介质代号； 列出温度压力额定值：各种温度范围该等级法兰的最高使用压力值.,6、管道标准和壁厚的确定,确定管道的标准和外径： 确定管道的壁厚： a. 采用管表号SCH (Schedule number): 管表号=（P/） *1000 b. 采用外管径