第4章 压力管道,主 讲: 朱庆明 Email: zhuqmxl@,4.1 压力管道基础知识 4.2 压力管道安全管理 4.3 压力管道安全装置 4.4 压力管道安全技术 4.5 压力管道检测检验 4.6 压力管道常见事故原因及控制措施 4.7 压力管道典型事故案例分析,主要内容,4.1.1 压力管道概述 《压力管道安全管理与监察规定》明确指出：压力管道是指在生产、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种设备 输送GBZ230-2010《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的管道 输送GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》及GB50016-2006《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道4.1 压力管道基础知识,最高工作压力≥0.1MPa（表压，下同），输送介质为气（汽）体、液化气体的管道 最高工作压力≥0.1MPa，输送介质为可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的或最高工作温度高于等于标准沸点的液体的管道 前四项规定的管道的附属设施及安全保护装置等 不包括下述管道： 设备本体所属管道 军事装备、交通工具上和核装置中的管道 输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体，其管道公称直径150mm，且其最高工作压力1.6MPa的管道。
《特种设备安全监察条例》 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）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4.1.2 压力管道分类 根据管道承受内部压力的不同，可以分为真空管道、中低压管道、高压管道、超高压管道 根据输送介质的不同，可以分为蒸汽管道、燃气管道、工艺管道等 根据使用材料的不同，可以分为合金钢管道、不锈钢管道、碳钢管道、有色金属管道、非金属管道、复合材料管道等 根据管道敷设方式的不同，可以分为地下管道和架空管道,根据用途可以划分为GC类工业管道、GB类公用管道和GA类长输管道 工业管道是指企业、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 公用管道是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 长输管道是指产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道,4.1.3 压力管道结构,4.1.4 压力管道主要参数 设计压力是指在正常操作过程中，在相应设计温度下，管道可能承受的最高工作压力 工作压力是指管子、管件、阀门等管道组成件在正常运行条件下承受的压力 设计温度是管道在正常操作过程中，在相应设计压力下，管道可能承受的最高或最低温度 工作温度是指管道在正常操作条件下的温度 公称直径是指用标准的尺寸系列表示管子、管件、阀门等口径的名义内直径,4.1.5 压力管道分级 1．GA类长输管道级别划分 符合下列条件之一的长输管道为GA1级： 输送有毒、可燃、易爆气体介质，最高工作压力≥4.0MPa的长输管道。
输送有毒、可燃、易爆液体介质，最高工作压力≥6.4MPa且输送距离≥200km的长输管道 GA1级以外的的长输管道为GA2级 2．GB类公用管道分级 GB 类管道分为GB1城镇燃气管道、GB2城镇热力管道两个级别,3．GC类工业管道分级 符合下列条件之一的工业管道为GC l 级 输送GBZ230-2010 《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GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范）及GB50016-2006《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≥4.0MPa的管道 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力≥4.0MPa且设计温度≥400℃的管道 输送流体介且设计压力≥10.0MPa的管道符合下列条件之一的工业管道为GC 2 级 输送《石油化工企业设计防火规范》及《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险件为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力4.0MPa的管道 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力4.0MPa且设计温度≥400℃的管道 输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力10.0MPa且设计温度≥400℃的管道 输送流体介质，设计压力10.0MPa且设计温度400℃的管道,符合下列条件之一的工业管道为GC 3 级 输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力1.0MPa且设计温度400℃的管道 输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力4.0MPa且设计温度400℃的管道,4.1.6 压力管道特点 种类多，数量大，设计、制造、安装、应用管理环节多 长细比大，跨越空间大，边界条件复杂 现场安装工作量大 材料应用种类多，选用复杂压力管道除用到板材和锻材之外，还经常配套用到管材和铸件 管道及其元件生产厂的生产规模较小，产品质量保证较差,4.2.1 压力管道的正确使用 压力管道的安全可靠性与正确使用的关系极大，只有强化控制工艺操作指标和工艺纪律，坚持岗位责任制，认真执行巡回检查，才能保证压力管道的使用安全。
工艺指标的控制 岗位责任制 巡回检查,4.2 压力管道安全管理,4.2.2 压力管道的维护保养 要经常检查压力管道的防腐措施，保证其完好无损，避免对管道表面不必要的碰撞，保持管道表面的光洁，从而减少各种电离、化学腐蚀 阀门的操作机构要经常除锈上油并配置保护塑料套管，定期进行活动，保证其开关灵活 安全阀、压力表要经常擦拭，确保其灵活、准确，并按时进行检查和校验 要定期检查紧固螺栓完好状况，做到齐全、不锈蚀、丝扣完整，连接可靠 压力管道因外界因素产生较大振动时，应采取隔断振源、加强支撑等减振措施发现摩擦等情况应及时采取措施,静电跨接、接地装置要保持良好完整，及时消除缺陷，防止故障的发生 停用的压力管道应排除内部的腐蚀性介质，并进行置换、清洗和干燥，必要时作惰性气体保护，外表面应涂刷防腐油漆，防止环境因素腐蚀对有保温层的管道要注意保温层下的防腐和支座处的防腐 禁止将管道及支架作电焊的零线和起重工具的锚点、撬抬重物的支撑点 及时消除跑、冒、滴、漏 管道的底部和弯曲处是系统的薄弱环节，这些地方最易发生腐蚀和磨损，因此必须经常对这些部位进行检查，以便在发生某种损坏之前，采取修理和更换措施,安全泄压装置主要有安全阀、爆破片、视镜、阻火器，或在管道上加安全水封和安全放空管。
4.3.1 安全阀 4.3.2 爆破片,4.3 压力管道安全装置,4.3.3 视镜 视镜多用于排液或受槽前的回流、冷却水等液体管路上以观察液体流动情况 1．视镜的种类 常用视镜：钢制视镜、不锈钢视镜、铝制视镜、硬聚氯乙烯视镜、耐酸酚醛塑料视镜、玻璃管视镜等 2．视镜的选用 根据输送介质的化学性质、物理状态及工艺对视镜功能的要求来选用 视镜的材料基本上和管子材料相同，需要变径的可采用异径视镜，需要多面窥视的可采用双面视镜，需要它代替三通功能的可选用三通视镜4.3.4 阻火器 阻火器是一种防止火焰蔓延的安全装置，通常安装在易燃易爆气体管路上，当某段管道发生事故时，不致影响另一段的管道和设备 阻火器的种类 碳素钢壳体镀锌铁丝网阻火器 不锈钢壳体不锈钢丝网阻火器 钢制砾石阻火器 碳钢壳体铜丝网阻火器 波形散热片式阻火器 铸铝壳体铜丝网阻火器,阻火器的选用 阻火器的壳体要能承受介质的压力和允许的温度，还要能耐介质的腐蚀 填料要有一定强度，且不能和介质起化学反应 阻火器主要是根据介质的化学性质、温度、压力来选用合适的阻火器 一般介质，使用压力≤1.0MPa，温度0.15MPa的高压乙炔气管道上，采用特殊的阻火器,4.3.5 其他安全装置 压力表的，显示压力管道内的压力大小； 安全水封，既能起到安全泄压的作用，还能在发生火灾事故时阻止火势蔓延； 放空管，起到安全泄压的作用。
4.4.1 压力管道安全设计 1．一般要求 管道设计要与装置全部设计统一考虑，必须符合管道仪表流程图，要有适当的支撑，保证足够的强度，对工作温度较高的管道要作柔性分析、有激振源的管道要作动力分析，使管道既有足够的强度，又能吸收热膨胀位移又有良好的抗振性在经常出现飓风或地震分区级别高的地区还要考虑抵御风载和地震载荷的能力 针对不同情况采用不同的管道敷设方式,4.4 压力管道安全技术,2．防火安全设计 当管道敷设在管廊上时，为充分利用空间，一般机泵就置于管廊下，管廊的上面放置引风机，管廊的两侧是主体设备 管廊与管道要保持一定的距离，距离的大小要满足有关防火的标准规范《石油化工企业设计防火规范》 对于石油化工企业，管道耐火层的耐火极限不应低于1.5h3．防爆安全设计 爆炸三个条件： 存在可燃气体、易燃液体的蒸汽或薄雾； 上述物质与空气混合，其浓度达到爆炸极限； 存在足以点燃爆炸性混合物的火花或高温 在总体设计中设法限制和缩小危险区的范围； 将不同等级的爆炸危险区与非爆炸危险区隔开； 采用露天布置和加强室内通风使爆炸危险物质浓度低于爆炸极限； 用可燃物质报警装置监测爆炸危险物浓度4．其他安全设计 输送易燃易爆介质的埋地管道需要穿越电缆沟，且管道温度又较高时，必需采取隔热措施，以使外表面温度低于60℃ 经过道路的管道必须有一定的架空高度 法兰的位置避免处于人行通道和机泵上方，输送腐蚀性介质管道上的法兰要设安全防护罩 便于检修、运行操作 生产中的一些管线应用柔性分析方法改善安全性 加装刚性环紧箍于管壁外，以改善原来管壁的椭圆度，消除管道震动,4.4.2 管道的材料选用 根据操作条件来判断压力管道类型，不同类别的压力管道因其重要性不同，发生事故带来的危害程度不同，故对材料的要求也不同。
其次是应考虑操作条件对材料的选择要求，不同的腐蚀程度，不同的介质温度都是选择材料的重要参数 对介质的成分进行细致的研究由于有些含量极少的成分随时间而累积，由本来没有明显损害而逐渐变得能威胁管道正常运行 在使用之前，需要认真查对管件和管道附件的材料4.4.3 管道的施工安装 管道施工安装一般都在生产现场，环境和工作条件比较差，管道施工的地方几乎没有房屋，气温、湿度都无法控制，有的高架管线必须高空作业，管子的位置既不能随意移动，也不能旋转，给安装作业带来很大的困难 按图纸安装施工是最起码的要求，必须严格执行 对安装结束的管道一定要作严格的质量检验，合格后方能投入使用4.4.4 管道的运行维护 4.4.4.1运行前的检查 1. 竣工文件检查 设计竣工文件 采购竣工文件 采购文件中应有相应的采购技术文件 采购文件应与设计文件相符 采购变更文件应得到设计人员的确认 产品随机资料应齐全，并应进行妥善保存,施工竣工文件 a. 重点管道的安装记录 b. 管道的焊接记录 c. 焊缝的无损探伤及硬度检验记录 d. 管道系统的强度和严密性试验记录 e. 管道系统的吹扫记录 f. 管道隔热施工记录 g. 管道防腐施工记录 h. 安全阀调整试验记录及重点阀门的检验记录 i. 设计及采购变更记录 j. 其他施工文件 k. 竣工图,2. 现场检查 设计与施工漏项检查 a. 阀门、跨线、高点排气及低点排液等遗漏 b. 操作及测量指示点太高以致无法操作或观察，尤其是仪表现场指示元件 c .缺少梯子或梯子设置较少，巡回检查不方便。
支吊架偏少，以致管道挠度超出标准要求，或管道不稳定 d .管道或构筑物的梁柱等影响操作通道 e .设备、机泵、特殊仪表元件（如热电偶、仪表箱、流量计等）、阀门等缺少必要的操作检修场地，或空间太小，操作检修不方便,未完工程检查 适用于中间检查或分期分批投入开车的装置检查 对于本次开车所涉及到的工程，必须确认其已完成并不影响正常的开车 对于分期分批投入开车的装置，未列入本次开车的部分，应进行隔离，并确认它们之间相互不影响 施工质量检查 a. 管道及其元件方面 b. 支吊架方面 c. 焊接方面 d. 隔热防腐方面,3. 建档标识及数据采集 建档 管。