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设备与管道布置专题全国压力管道设计审批人员培训教材 联 系 方 式 课 程 安 排一 、 压 力 管 道 基 本 概 念 二 、 压 力 管 道 输 送 介 质 的 特 性 三 、 工 艺 装 置 设 备 布 置 四 、 管 道 布 置五 、 管 道 工 程 施 工 及 质 量 验 收六 、 压 力 管 道 取 证 、 换 证 常 见 问 题 一 、 压 力 管 道 基 本 概 念 （ 第 一 章 ）1、 前 言管 道 运 输 是 与 铁 路 、 公 路 、 水 路 、 航 空 并 列 的 五 大 运 输 行 业 之 一 。 它 作 为 一 种 特殊 的 运 输 设 备 ， 广 泛 地 用 于 化 工 、 石 化 、 石 油 、 电 力 、 轻 工 、 冶 金 等 行 业 ， 以 及 城 镇的 燃 气 、 供 热 、 给 排 水 系 统 中 ， 在 石 油 和 化 工 装 置 中 被 视 为 “ 工 厂 的 血 管 ” 。随 着 科 学 技 术 进 步 ， 工 业 生 产 不 断 发 展 ， 人 民 生 活 质 量 日 益 提 高 ， 利 用 管 道 输 送气 体 、 液 体 甚 至 气 固 、 气 液 、 固 液 和 三 相 的 物 质 ， 已 成 为 当 今 世 界 工 业 生 产 和 人 民 生活 中 不 可 缺 少 的 组 成 部 分 。 流 体 输 送 时 除 了 密 闭 管 道 需 承 受 一 定 压 力 的 特 点 外 ， 还 有 介 质 特 性 十 分 复 杂 （ 如有 毒 、 可 燃 、 易 爆 或 输 送 高 温 、 高 压 等 ） 、 管 道 所 处 环 境 比 较 恶 略 和 管 道 组 成 件 材 料品 种 多 等 特 点 。 这 些 特 点 使 流 体 输 送 管 道 具 有 一 定 的 危 险 性 ， 出 现 问 题 的 几 率 多 ， 一 旦 发 生 安 全 事 故 ， 对 人民 的 生 命 财 产 和 生 存 环 境 会 带 来 严 重 的 威 胁 与 污 染 。 因 此 对 压 力 管 道 建 立 一 套 安 全 管理 体 系 。 加 强 安 全 监 察 工 作 ， 降 低 安 全 事 故 出 现 的 几 率 提 高 管 道 运 行 的 安 全 性 ， 是 十分 必 要 的 。 凡 是 符 合 特 种 设 备 安 全 监 察 条 例 限 定 范 围 内 的 管 道 都 必 须 按 照 压 力 管道 安 全 技 术 规 范 进 行 全 过 程 安 全 监 察 管 理 。 我 国 从 1995年 开 始 把 压 力 管 道 纳 入 安 全 监 擦 范 围 。 2003年 6月 1日 国 务 院 颁 布 了 特 种 设 备 安 全 监 察 条 例 。 2009年 5月 1日 起 颁 布 了 特 种 设 备 安 全 监 察 条 例 的 修 订 版 ， 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 、 场 （ 厂 ） 内 专 用 机 动 车 辆 共 八 类 设 备 ， 定 为 特 种 设 备 并 实 行 安 全 监 察 。 本 次 修 改 突 出 了 三 个 方 面 ： 1） 进 一 步 强 调 要 加 强 安 全 监 察 和 管 理 ；2） 新 增 加 了 对 特 种 设 备 的 节 能 技 改 要 求 ；3） 明 确 了 对 违 规 行 为 的 处 罚 规 定 。 注 释 1.doc国 家 安 监 总 局 2012年 监 管 重 点 ：加 强 危 险 化 学 品 “ 两 重 点 一 重 大 ” 安 全 监 管 。两 重 点 ：重 点 监 管 的 危 险 化 工 工 艺 。 15种 危 险 化 工 工 艺 第 二 批 .doc重 点 监 管 的 危 化 品 。 60种 危 化 品 .doc一 重 大 ：危 险 化 学 品 重 大 危 险 源 。 2012年 危 险 化 学 品 安 全 监 管 .doc 危 险 化 学 品 输 送 管 道 安 全 管 理 规 定 ： 安 监 总 局 令 （ 43） .doc 2、 管 道 的 定 义 及 其 特 点2.1 管 道 的 定 义 ： “ 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 ” 。 （ 见 GB50316-2008版 工 业 金 属 管 道 设 计 规 范 中 2.1.6）2.2 压 力 管 道 的 定 义 和 监 察 范 围 ：广 义 上 讲 ， 工 作 中 承 受 压 力 的 管 道 就 是 压 力 管 道 ， 但 我 们 这 里 讲 的 是 狭 义 上 的 压力 管 道 ， 即 受 安 全 监 察 的 这 一 部 分 。 条 例 为 压 力 管 道 下 的 定 义 和 范 围 是 ： “ 利 用 一 定 的 压 力 ， 用 于 输 送 气 体 或 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 可 燃 、 易 爆 、 有 毒 、 有 腐 蚀 性 、 最 高 工 作 温 度 高 于 等 于 标 准 沸 点 的 液 体 介 质 ， 且 公 称 直 径 大 于 25mm的 管 道 ” （ 见 条 例 第 九 十 九 条 第 三 款 ） 注 释2.doc 所 谓 压 力 管 道 系 指 特 种 设 备 安 全 监 察 条 例 限 定 范 围 内 的 管 道 ， 为 一 安 全 范 畴 ，而 不 是 一 般 意 义 上 的 承 压 管 道 。 2.3 压 力 管 道 的 特 点 ： 1） 应 用 广 泛 、 种 类 繁 多 、 数 量 巨 大 ， 它 的 设 计 、 制 造 、 安 装 、 使 用 检 验 和 修 理改 造 环 节 多 ； 2） 跨 越 空 间 大 、 边 界 条 件 复 杂 ； 3） 现 场 安 装 工 作 量 大 ， 工 作 条 件 较 为 恶 劣 ， 一 般 都 是 野 外 作 业 ； 4） 管 道 材 料 、 管 道 组 成 件 （ 如 管 道 支 吊 架 、 管 道 隔 热 层 等 ） 种 类 多 ， 各 有 各 的特 点 和 技 术 要 求 ， 材 料 选 用 和 组 成 复 杂 ； 5） 管 道 尤 其 是 管 道 组 成 件 的 生 产 厂 一 般 生 产 规 模 都 比 较 小 ， 产 品 质 量 难 保 证 。 6） 压 力 管 道 是 一 个 系 统 。 管 道 相 互 联 系 、 牵 扯 和 影 响 ， 且 长 细 比 大 ， 极 易 失 稳 ， 受力 情 况 更 复 杂 ； 7） 压 力 管 道 设 计 除 了 考 虑 常 规 因 素 （ 温 度 、 压 力 、 流 体 特 性 等 ） 外 ， 还 需 考 虑 管 道的 柔 性 、 振 动 和 支 撑 等 特 殊 因 素 ； 8） 压 力 管 道 内 流 体 流 动 状 态 复 杂 （ 除 了 滞 流 、 湍 流 以 外 ， 还 有 柱 塞 流 、 环 状 流 、 泡沫 流 等 ） ， 缓 冲 余 地 小 ， 工 作 条 件 变 化 频 率 比 压 力 容 器 高 ， 如 温 度 、 压 力 、 流 体 状 态 、风 载 、 雪 载 、 冰 载 等 都 可 能 影 响 其 受 力 情 况 ； 9） 管 道 上 的 可 能 泄 漏 点 多 于 压 力 容 器 （ 仅 一 个 阀 门 通 常 就 有 五 处 ） 。 10） 管 道 在 布 置 、 安 装 和 检 验 方 面 与 压 力 容 器 存 在 很 大 的 差 别 。 11） 管 道 与 设 备 的 划 分 界 限 ： 管 道 与 设 备 焊 接 连 接 的 第 一 道 环 向 焊 缝 、 螺 纹 连 接 的第 一 个 接 头 、 法 兰 连 接 的 第 一 个 法 兰 密 封 面 、 专 用 连 接 件 的 第 一 个 密 封 面 。 另 外 ， 在 多 数 情 况 下 管 道 设 计 必 须 由 多 人 合 作 ， 共 同 完 成 ， 且 与 几 乎 与 所 有 专 业 都有 条 件 关 系 ， 而 压 力 容 器 则 相 反 。2.4 工 业 管 道 的 定 义 ： 1） 定 义 GC类 （ 工 业 管 道 ） 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 业 、 事 业 单 位 所 管 辖的 管 道 。 管 规 （ TSG D0001-2009） 第 二 条 中 强 调 了 工 业 管 道 的 三 要 素 。 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者等于0.1MPa（表压，下同）的管道；（二）公称直径（即公称通径、公称尺寸，代号一般用DN表示）大于25mm的管道；（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、有腐蚀性的液体的管道。注意管规监管的范围不包括下列管道：公称压力为42MPa以上的管道和非金属管道。注释18.doc 案例 包括成套机组中单体设备之间的管道，如压缩机组段间管道 不包括设备内的管道，如锅炉房内的管道属锅炉; 不包括压力容器内的管道 包括冷冻机组中单体设备之间的管道 不包括制冷空调设备本体所属的管道2）分级 详见设计规则 （ TSG R1001-2008附录B）划分为GC1级、GC2级、GC3级。分级表 GA，GB，GD与GC1、GC是“压力管道”的基本型，除己明确属GA，GB，GD（特定范围）外，其余均可列入GC；2、当GA，GB，GC，GD之间界限不清、相互交叉、存在盲区时，遵循业主或设计的意愿；3、在技术要求方面应根据具体工况，在“基本规范”基础上，采纳其他“相邻专业规范”相关要求。2.5 工业管道的特点 1）工业管道广泛应用于各工矿企业、事业单位等各行各业中，分布于城、乡各个地域。 2）工业管道是压力管道中工艺流程种类最多、生产制作状态变化最为复杂、输送的介质品种较多、条件较为苛刻。 3） 工 业 管 道 输 送 压 力 高 （ 最 高 可 达 300MPa以 上 ） 、 温 度 高 （ 最 高 可 达 1000 以上 ） 。 4） 工 业 管 道 也 是 4种 压 力 管 道 中 分 类 品 种 级 别 最 多 的 一 种 。 5） 工 业 管 道 一 般 置 于 工 厂 与 各 种 站 、 场 等 工 业 基 地 中 ， 尽 管 操 作 条 件 复 杂 ， 环 境 条件 苛 刻 ， 但 管 道 比 较 集 中 易 于 控 制 管 理 。 2.6 压 力 管 道 设 计 基 本 要 求 压 力 管 道 设 计 基 本 要 求 是 安 全 性 好 和 经 济 合 理 。 1） 安 全 性 首 先 表 现 在 其 操 作 运 行 风 险 小 、 安 全 系 数 大 、 不 至 于 因 失 效 而 产 生 重大 事 故 。 2） 其 次 是 运 行 平 稳 、 尽 量 避 免 跑 、 冒 、 滴 、 漏 现 象 ， 不 至 于 因 其 故 障 造 成 整 个装 置 的 不 正 常 停 车 。 3） 经 济 性 好 使 压 力 管 道 的 一 次 投 资 费 用 和 操 作 维 护 费 用 的 综 合 指 数 低 。 4） 必 须 满 足 工 艺 要 求 。 5） 应 进 行 标 准 化 、 系 列 化 设 计 。 6） 布 局 美 观 、 合 理 ， 便 于 操 作 。 7） 便 于 制 造 和 施 工 。 3、 工 业 管 道 主 要 标 准 规 范 3.1 行 政 法 规 国 务 院 令 第 549号 特 种 设 备 安 全 监 察 条 例 （ 简 称 条 例 ） 压 力 管 道 的 定 义 、 罚 则 。 3.2 技 术 法 规1） TSG R1001-2008 压 力 容 器 压 力 管 道 设 计 许 可 规 则 （ 简 称 设 计 规 则 ） 压 力 管 道 分 级 、 质 量 管 理 2）TSG D0001-2009压力管道安全技术监察规程工业管道（简称管规）教材 P9 压力管道安全性能的基本要求、规范压力管道监管工作。 各种标准本规程的关系 基本安全要求 - 仅安全 , 准则（而非可操作细则）。 基本安全要求 - 基本安全以外的要求，细则。 基本安全要求 - 不得低于本规程的要求。 基本安全要求 - 特定用途可增加，提高要求。 基本安全要求 - 组合使用，非封闭，不排斥。 基本安全要求 - 不得低于本规程，不一致处注意执行顺序。 3.3 标准规范 1）GB 5044-1985 职业性接触性毒物危害程度分级 2）GB/T 20801-2006 压力管道规范 工业管道 3）GB 50316-2000 工业金属管道设计规范（2008年版） 4）GB 50160-2008 石油化工企业设计防火规范 5）GB 50016-2006 建筑设计防火规范 6）SYT 6769.13-2010非金属管道设计、施工及验收规范 4、压力管道事故 4.1 压力管道的破坏事故原因 1）因超压造成过度的变形； 2）因存在原始缺陷而造成的低应力脆断； （18.9%） 3）因环境或介质影响造成的腐蚀破坏；（28.1%,16.2%） 4）因交变荷载而导致发生的疲劳破坏；（29.1%） 5）因高温高压环境造成的蠕变破坏。（28.8%） 管道占工业设备事故的43%（材料18.9%，施工51.4%）。 二 、 压 力 管 道 输 送 介 质 的 特 性 （ 第 二 章 ） P211. 几 个 与 安 全 相 关 的 基 本 概 念 爆 炸 性 气 体 混 合 物 （ P26 2.2.5） 爆 炸 极 限 （ P26 2.2.4） 爆 炸 危 险 区 域 （ P26 2.2.8） 释 放 源 （ P28 2.2.16） 一 次 危 险 和 次 生 危 险 （ P28 2.2.17） 闪 点 （ P28 2.2.2） 火 灾 危 险 环 境 （ P26 2.2.7） 爆 炸 ： 介 质 受 到 高 热 、 摩 擦 、 撞 击 等 外 因 作 用 ， 或 由 其 它 物 质 激 发 ， 发 生 剧 烈 化学 变 化 ， 释 放 出 大 量 热 能 （ 多 数 还 同 时 产 生 大 量 气 体 ） ， 使 得 局 部 范 围 内 气 体 急 剧 膨胀 ， 压 力 瞬 间 增 大 ， 高 速 向 四 周 传 导 ， 并 伴 有 巨 大 响 声 的 现 象 。 爆 炸 以 高 热 和 冲 击 波（ 核 爆 还 有 射 线 ） 形 式 造 成 破 坏 和 杀 伤 。 易 爆 介 质 ： 是 指 仅 需 用 较 低 温 度 、 较 轻 的 摩 擦 、 撞 击 或 震 荡 就 可 引 发 其 爆 炸 的 介 质 。 对 于 气 体 还 有 较 宽 的 爆 炸 极 限 范 围 。 2. 介质的火灾危险性 介质的可燃易爆性，火灾危险性分类： （ P29 2.2.18） a、可燃气体分为甲、乙两类 ：与空气的混合物的爆炸极限下限 10（体积）的为甲类，10（体积）的为乙类； b、可燃液体分为甲A/B、乙A/B 、丙A/B三类六段（2.2.19） 甲A类为液化烃。液化烃是指15 时的蒸汽压力0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体； 甲B类为除甲A类以外的闪点28 的可燃液体； 乙A类：闪点28 而45 的可燃液体； 乙B类：闪点45 而60 的可燃液体。 丙A类：闪点60 而120 的可燃液体； 丙B类：闪点 120 的可燃液体。 3. 介质的毒性 （P31） 3.1 GB5044-85分级原则及分级 1）分级原则 （ P31 2.3.1） a、职业性接触毒物危害程度分级，是以急性毒性、急性中毒发病情况、慢性中毒患病情况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础的定级标准。 b、分级原则是依据六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别 2）分级 （ P32 2.3.3） 依据六项指标为分为四级 ： 极度危害（ ） 高度危害（ ） 中度危害（ ） 轻度危害（ ） 3.2 GBZ 230-2010分级原则及分级 首次对GB 5044-85进行了修订。注意不是替代。 1）分级原则 （ P33 2.3.4） a、是以毒物性、扩散性蓄积性、致癌性、生殖性毒性、致敏性、刺激与腐蚀性、实际危害后果与预后等9项分级指标为基础的定级标准。 b、分级原则是依据急性毒性、影响毒性作用的因素、毒性效应、实际危害后果等4大类9项分级指标进行综合分析、计算毒物危害指数确定。 每项指标按危害程度分5个等级并赋予相应的分值： 轻微危害：0分； 轻度危害：1分；中度危害：2分； 高度危害：3分； 极度危害：4分； 同时根据各项指标对职业危害影响作用的大小赋予相应的 权重系数，依据各项指标加权分值的总和，即毒物危害指数确定职业性接触毒物危害程度的级别。 2）分级 （ P34 2.3.6） 依据四类9项指标为分为四级 ： 极度危害（） 高度危害（） 中度危害（） 轻度危害（） 3）危害程度的分级范围 轻度危害（） :THI35（THI-毒物危害指数） 中度危害（） :THI3550 高度危害（） :THI 50d应按上图进行安装。 四 管 程二 管 程 换热器立式安装，应注意折流板的单双数和管程数，以确定管口位置； 工 艺 介 质 去冷 凝 液 疏 水 阀 组 水 蒸 气工 艺 介 质 来楼 板 返回对 于 壳 程 可 能 产 生 凝 液的 换 热 器 的 布 置 和 配 管 应 有利 于 凝 液 的 及 时 排 出 。 尽 量 避 免 在 粱 的 高 度范 围 内 设 置 管 口 和 液 位 计穿 越 楼 板 。 返回 返回 阀 组 区仪 表 箱 区 拌 热 站 区阀组区 阀 组阀 组拌 热 站仪 表 箱 区 返回 返回 3000（MIN）2500 2500 1000700 PF EL2800 2000 700 100021 43 7653000 AB 3000返回 从干管上引出支管的区域。 液 相气 相 15 15 支 管 的 位 置 应 与 支 承 粱 保 持 必 要 的 距 离 。 位 移 量 位 移 方 向 水 平 转 弯 处 是 易于 发 生 碰 撞 的 地 方 。X保 温 /冷 管 线光 管光 管R=3DN内 弧 线假 设 小 口 径 管 外 缘相 邻 管 线 外 缘 极 限常 规 50mm净 空 情 况(碰 撞 ) DN=300 905050 大 口 径 弯 头 或 大 半 径 弯 管 易 于 支 承 粱 发 生 碰 撞 。光 管 DN=300钢 (混 凝 土 )结 构X X 常见高点放空和低点排净的结构形式。 返回易堵介质管道的排净点结构形式。 低 点 排 净高 点 放 空 区 域 管廊上“”形补偿器的布置。返回 单溢流塔管口方位图 N9P1返回双溢流塔管口方位图 返回泵 的 入 口 管 的布 置 通 道 必 须 保 持 畅 通 ， 不 应 有 突 出 物 。泵 区泵 区 检 修 通 道 人行通道 软管站3000 3250 泵 区泵 区 检 修 通 道 DN300明 杆 式 闸 阀EL+1600 1800 9502750人行通道电 缆 槽 架 600300 800 调节阀组 软管站 返回 12X4mm6mm226mm M10X25 6mm ?122返回 返回 二 、 压 力 管 道 输 送 介 质 的 特 性 （ 第 二 章 ） P211. 几 个 与 安 全 相 关 的 基 本 概 念 爆 炸 性 气 体 混 合 物 （ P26 2.2.5） 爆 炸 极 限 （ P26 2.2.4） 爆 炸 危 险 区 域 （ P26 2.2.8） 释 放 源 （ P28 2.2.16） 一 次 危 险 和 次 生 危 险 （ P28 2.2.17） 闪 点 （ P28 2.2.2） 火 灾 危 险 环 境 （ P26 2.2.7） 爆 炸 ： 介 质 受 到 高 热 、 摩 擦 、 撞 击 等 外 因 作 用 ， 或 由 其 它 物 质 激 发 ， 发 生 剧 烈 化学 变 化 ， 释 放 出 大 量 热 能 （ 多 数 还 同 时 产 生 大 量 气 体 ） ， 使 得 局 部 范 围 内 气 体 急 剧 膨胀 ， 压 力 瞬 间 增 大 ， 高 速 向 四 周 传 导 ， 并 伴 有 巨 大 响 声 的 现 象 。 爆 炸 以 高 热 和 冲 击 波（ 核 爆 还 有 射 线 ） 形 式 造 成 破 坏 和 杀 伤 。 易 爆 介 质 ： 是 指 仅 需 用 较 低 温 度 、 较 轻 的 摩 擦 、 撞 击 或 震 荡 就 可 引 发 其 爆 炸 的 介 质 。 对 于 气 体 还 有 较 宽 的 爆 炸 极 限 范 围 。 3.3 HG20660-2000中化学介质毒性的分类（ P36 2.3.7） 根据毒性危害程度分为三类：极度危害、高度危害和中度危害。 以急性毒性和最高容许浓度两项指标为主，并考虑其他指标的归属，综合分析全面权衡后进行分类。 4. 介质的腐蚀性 4.1 金属耐腐蚀性标准分级（ P39 2.3.9） 金属耐腐蚀性分为六类10级 6. 压力管道类别的确定（ P47 2.5.1） 6.1 压力管道的类别应根据输送介质的性质、用途、设计压力和设计温度确定。 常见的压力管道及类别。压力管道分类.doc 6.2 有毒化学品混合物的急性毒性（ P48 2.5.2） a、混合物中有几种化学品是有毒的，其余是非有毒流体。 介质为混合物时，应按有毒化学品的含量比例及其急性毒性指标（LD50，LC 50），计算后确定混合物的毒性危害级别。 五 、 管 道 的 施 工 与 检 验 （ 第 五 章 第 四 节 ） 1、 压 力 管 道 施 工 安 装 过 程 的 三 个 阶 段（ 1） 施 工 准 备 ； （ 2） 现 场 安 装 ；（ 3） 试 车 交 工 。2、 压 力 管 道 安 装 施 工 的 程 序 插 图3、 压 力 管 道 施 工 验 收 规 范 （ P241 5.4.1）TSG D0001-2009 压 力 管 道 安 全 技 术 监 察 规 程 工 业 管 道 （ 第 四 章 ）GB20801.5 -2006 压 力 管 道 规 范 工 业 管 道 第 五 部 分 ： 检 验 与 试 验 GB50690-2011 石 油 化 工 非 金 属 管 道 工 程 施 工 质 量 验 收 规 范 SYT 6769.13-2010 非 金 属 管 道 设 计 、 施 工 及 验 收 规 范 谢 谢 3000（MIN）2500 大 口 径 弯 头 或 大 半 径 弯 管 易 于 支 承 粱 发 生 碰 撞 。光 管 DN=300钢 (混 凝 土 )结 构X X 泵 区泵 区 检 修 通 道 DN300明 杆 式 闸 阀EL+1600 1800 9502750人行通道电 缆 槽 架 600300 800 调节阀组 软管站 返回