压力管道基础知识整理笔记.docx

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压力管道基础知识整理笔记

Ø《特种设备安全监察条例》：

压力管道的定义

v是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，

v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，

v且公称直径大于25mm的管道。

长输管道（GA）：

产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道。

地域特性是跨地区（跨省、跨地市）使用

公用管道（GB）：

城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气和热力管道。

地域特性是一个城市或乡镇范围内使用

工业管道（GC）：

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。

地域特性是一个企业或事业单位内使用

GC1：

输送现行国家标准《职业接触毒物危害程度分级》GB5044中规定的毒性程度为极度危害介质的管道；

输送现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160及《建筑防火规范》GBJ16中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体，并且设计压力≥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，并且设计温度≥400℃的管道；

输送流体介质并且设计压力≥10.0MPa的管道；

GC2

输送现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160及《建筑防火规范》GBJ16中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体，并且设计压力＜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，并且设计温度≥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，并且设计温度≥400℃的管道；

输送流体介质并且设计压力＜10.0MPa,并且设计温度＜400℃的管道；

GC3

输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力＜1.0MPa，并且设计温度＜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，并且设计温度＜400℃的管道；

其中穿跨越铁路干线、重要桥梁、住宅及工厂重要设施的输送火灾危险性为甲、乙类介质或毒性程度为中度危害以上介质的GC2、GC3级工业管道，其穿跨越部分按GC1级管道的检验要求进行检验

本编制规定中的管道编号由五个字段组成，其主要要求如下：

⏹第一特征值——管道所属建设单位简称的汉语拼音字头；

⏹第二特征值——管道级别（GC3级别管道可省略此特征值）；

⏹第三特征值——管道输送介质（英文缩略语；常见管道输送介质的英文缩略语见附件一）；

⏹第四特征值——管道设计压力和设计温度，中间用‘/’分隔，单位：

MPa/℃；

⏹第五特征值——管道顺序号；其后的括号内注明管道长度，单位：

米（m）

举例

例1.首钢超群电力有限公司400米蒸汽管道，管道规格为φ133×4.5、管道级别为GC2、设计压力为1.27MPa、设计温度为300℃，该单位共有相同参数的管道2条；因此，这两条管道的管道编号为：

⏹SGCQ—GC2—STE—1.27/300—1（400）

⏹SGCQ—GC2—STE—1.27/300—2（400）

例2.北京化工机械厂压缩空气管道100米1条（φ89×4.5）、50米2条（φ42×4.0）、25米3条（φ25×3.0），设计压力为1.0MPa、设计温度为常温、管道级别为GC3；因此，这六条管道的管道编号为：

⏹BHJ—AIR—1.0/常温—1（100）

⏹BHJ—AIR—1.0/常温—1（50）

⏹BHJ—AIR—1.0/常温—2（50）

⏹BHJ—AIR—1.0/常温—1（25）

⏹BHJ—AIR—1.0/常温—2（25）

⏹BHJ—AIR—1.0/常温—3（25）

例3.北京天海有限公司液氧管道36米（φ42×4.0），共1条，设计压力为1.6MPa、设计温度为-196℃、管道级别GC2；因此，这条管道的管道编号为：

⏹TH—GC2—LO2—1.6/-196—1（36）

⏹例4.北京燃气集团所属天然气管道1000米（φ108×4.5），共10条，设计压力为0.8MPa、设计温度为60℃、管道级别GB1；因此，10条管道的第一条管道编号为：

⏹RQJT—GB1—CNG—0.8/60—1（1000）

常见管道输送介质的名称及英文缩略语

压力管道常见破坏形式

v1.按宏观变形量：

韧性破坏和脆性破坏；

v2.按材料的微观断裂机制：

韧窝断裂、解理断裂、沿晶脆性断裂和疲劳断裂；

v3.综合分类：

韧性破坏、脆性破坏、腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏、其它形式破坏。

压力管道破坏的分析方法

v1.宏观变形量测定

v2.断口分析（断口的宏观、显微、理化分析）

压力管道腐蚀与防护

压力管道的腐蚀是由于受到内部输送物料及外部环境介质的化学或电化学作用而发生。

在诸多破坏形式中，腐蚀破坏最具有普遍性。

腐蚀破坏的主要分类有：

全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、氢损伤。

其中危害性最大的是：

应力腐蚀破坏。

防止腐蚀破坏的主要方法：

正确选材、设计良好的防护涂层，特殊情况下选用耐腐蚀的材料，埋地管线可同时采用阴极防护。

腐蚀的主要形式和机理

1.全面腐蚀：

又叫均匀腐蚀。

指管线在较大面积上产生的基本相同的腐蚀。

可分为内壁均匀腐蚀和外壁锈蚀。

由设计考虑足够的腐蚀裕度；在定期检验时通过定点测厚进行控制。

2.局部腐蚀

⑴点蚀：

集中在金属表面个别点上的深度较大的腐蚀，也叫孔蚀。

特点是小、深、密集。

是管道最具有破坏性的和隐藏的腐蚀形态之一。

不锈钢材料由于钝化膜不完整部位可作为腐蚀源，在某一段时间内呈活性状态，电位变负，与临近表面构成电位差而形成微电池并具有大阴极小阳极的面积比，使得点蚀源部位迅速溶解而导致小孔内积累了过量的正电荷，外部的氯离子迅速迁入以维持电中性，这样使小孔内氯化物浓度升高。

氯化物水解使孔内溶液呈酸性，进一步加速了阳极的溶解（自催化作用）。

固溶处理可以提高不锈钢的耐点蚀能力。

碳钢管道的孔蚀通常是在蒸汽系统和热水系统，遭受溶解氧的腐蚀，以温度在80-250度之间最为严重。

所以，对蒸汽和热水系统要严格保证介质中含氧量符合规定。

⑵缝隙腐蚀：

当物料为电解质溶液时，在管道内表面缝隙处均会产生。

如：

法兰垫片处、单面焊未焊透处等。

产生缝隙腐蚀的缝隙宽度，必须能使介质进入缝隙而使之处于滞留状态，因此长发生在缝隙口宽度在0.2mm或更小的场合。

不锈钢、铝、钛等，容易产生缝隙腐蚀。

机理：

缝隙内和周围溶液之间氧浓度或金属离子浓度存在差异造成的氧浓差原理以及在氯化物溶液中发生的自催化作用。

⑶焊接接头的腐蚀：

通常发生于不锈钢管道在高温有机酸介质中。

机理：

贫铬理论。

（不锈钢因含铬而具有很高的耐腐蚀性，其含铬量必须大于12%，否则其耐蚀性与普通碳钢无异。

在敏化温度450-850℃范围内，奥氏体中过饱和固溶碳将与铬化合成Cr23C6,沿晶界沉淀析出造成晶界附近区域贫铬。

）

3.磨损腐蚀：

亦称冲刷腐蚀。

特别对结构不连续处以及流体中有固体悬浮物时，容易造成

4.应力腐蚀破裂（SCC）：

金属材料在拉应力和腐蚀介质共同作用下发生的脆性破坏。

裂纹的微观形态有：

沿晶、穿晶和混合型。

应力的来源：

冷加工、焊接以及安装等造成。

⏹如：

碳钢、低合金钢与：

氢氧化钠溶液、硝酸盐溶液、硫化氢水溶液、液氨、CO+CO2+H2O系统等；

⏹如：

奥氏体不锈钢与：

含氯离子水溶液、氢氧化钠溶液、硫化氢水溶液、高温水及水蒸汽、等。

5.腐蚀疲劳：

交变应力与化学介质共同作用下引起金属力学性能下降、开裂，甚至断裂的现象。

⏹压力管道疲劳源：

机械振动、流体工况（流体喘流以及交变热应力引起）、自然因素（风载以及地震载等引起）。

6.氢损伤：

氢渗透进入金属内部而造成金属性能劣化的现象。

可分为四种类型：

氢鼓包、氢脆、脱碳和氢腐蚀。

防腐蚀设计的基本内容：

⏹1.正确选用材料；

⏹2.防腐蚀措施的选择和设计（涂层、复合材料、阴极饱和或缓蚀剂等技术）；

⏹3.防腐蚀结构设计；

⏹4.防腐蚀结构设计；

⏹5.制造安装以及维修的影响（如热处理措施等）

⏹6.管道预期寿命的确定（如腐蚀裕量的考虑等）

特种设备作业人员监督管理办法介绍（国家质量监督检验检疫总局第70号）

Ø第二条锅炉、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、场（厂）内机动车辆等特种设备的作业人员及其相关管理人员统称特种设备作业人员

从事特种设备作业的人员应当按照本办法的规定，经考核合格取得《特种设备作业人员证》，方可从事相应的作业或者管理工作。

Ø第十条申请《特种设备作业人员证》的人员应当符合下列条件：

（一）年龄在18周岁以上；

（二）身体健康并满足申请从事的作业种类对身体的特殊要求；

   （三）有与申请作业种类相适应的文化程度；

   （四）有与申请作业种类相适应的工作经历；

   （五）具有相应的安全技术知识与技能；

   （六）符合安全技术规范规定的其他要求。

作业人员的具体条件应当按照相关安全技术规范的规定执行。

管道档案

重要的压力管道必须作到一条管道一本档案。

典型管道档案的目录如下：

Ø1.压力管道使用登记证；

Ø2.管道登记表（管道名称、编号、安装和投用日期、类别、规格、材料、起止点、设计条件、操作条件、介质、焊缝数量、保温情况、长度、安全附件明细表等）

Ø3.设计资料；

Ø4.制造安装竣工资料、竣工图样、竣工验收文件等；

Ø5.管道空视图、焊缝位置及编号；

Ø6.管道阀门及主要管件明细表；

Ø7.管道运行记录：

生产周期、运行时间、主要工艺参数等；

Ø8.管道巡回检查记录、检验报告；

Ø9.修理与改造方案、批准文件、图样、材料等证明文件、施工记录、施工检查记录及竣工技术文件和资料等；

Ø10.管道状态监测记录：

如腐蚀数据记录、振动、磨损情况等；

Ø11.安全附件校验、修理和更换情况记录；

Ø12.管道变更记录；

Ø13.管道隐患消除记录；事故记录与事故分析报告；

Ø14.其它有关文件及各类记录。

Ø对重要管道的关键部位阀门、法兰、垫片应列入档案管理范围。

Ø其它相关规范、标准、制度、手册以及各类报表以及操作规程人员培训、考核记录等。

管道单元

Ø管段：

在管道设计和安装预制过程中独立安装的部分。

管道单元：

空间连续的、具有相同设计参数（压力、温度与介质）的一段管路。

Ø管道单元主要特征：

①空间连续②相同设计参数③有明确的起止点④需要独立进行登记注册并办理使用证。

Ø按此理解，很多化工厂的管线都存在这种混乱的情况。

TSGD0001-2009压力管道安全技术监察规程-工业管道

第二条本规程适用于同时具备下列条件的工艺装置、辅助装置以及界区内公用工程所属的工业管道（以下简称管道）。

（一）最高工作压力大于或等于0.1MPa（表压，下同）的；

（二）公称直径（注1）大于25mm的；

（三）输送介质为气体、蒸汽、液化气体、最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体的。

第三条本规程适用的管道范围如下：

（一）管道元件，包括管道组成件（注2）和管道支承件（注3）；

（二）管道元件间的连接接头、管道与设备或者装置连接的第一道连接接头（焊缝、法兰、密封件及紧固件等）、管道与非受压元件的连接接头；

（三）管道所用的安全阀、爆破片装置、阻火器、紧急切断装置等安全保护装置。

注1：

公称直径即公称通径、公称尺寸，代号一般用DN表示。

注2：

管道组成件，用于连接或者装配成承载压力且密封的管道系统的元件，包括管子、管件、法兰、密封件、紧固件、阀门、安全保护装置以及诸如膨胀节、挠性接头、耐压软管、过滤器（如Y型、T型等）、管路中的节流装置（如孔板）和分离器等。

注3：

管道支承件，包括吊杆、弹簧