探討壓力管道設計應注意的若干問題

1、探討壓力管道設計應注意的假設干問題 探討壓力管道設計應注意的假設干問題 摘要：壓力管道被廣泛的應用于化工生產(chǎn)中，因此提高壓力管道的設計水平，保證其質(zhì)量十分重要，一旦設計出現(xiàn)缺陷，其發(fā)生事故將會是災難性的。本文主要對壓力管道的設計特點進行了分析，并探討了在設計時應注意的一些問題。 關鍵詞：壓力管道；設計；問題 中圖分類號：S611文獻標識碼： A 一、工業(yè)壓力管道的設計特點 工作介質(zhì)多樣。工業(yè)壓力管道涉及到各種工業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)運行環(huán)境復雜，工作介質(zhì)一般都有著易燃、有毒、易爆等特性。 操作參數(shù)的范圍寬。工業(yè)壓力管道的工作壓力由01MPa到42MPa，工作溫度由2001260； 行業(yè)管理部門多。我國現(xiàn)

2、在仍是企業(yè)負責，行業(yè)管理的平安管理機制。由于工業(yè)生產(chǎn)涉及的行業(yè)眾多，而各自為政的行業(yè)管理體制仍然未徹底鏟除，各行業(yè)都有著自己相關的壓力管道管理制度與技術規(guī)程，對于相同的管道，而各行業(yè)的標準要求不一致。 應用領域廣。工業(yè)壓力管道廣泛應用于石油、天然氣、石油化工、化工、市政、冶金、電力、機械、航天航空、輕工等各個行業(yè)中，遍布于城鄉(xiāng)各個區(qū)域，范圍涵蓋國民經(jīng)濟各個領域。 二、工業(yè)壓力管道設計應注意的問題 壓力管道工藝設計參數(shù)確實定正確地確定壓力管道的設計壓力和設計溫度是保證壓力管道平安運行的根底，因為介質(zhì)、壓力和溫度(包括環(huán)境溫度的影響)直接決定管道材料的選擇、管道的壁厚和安裝設計。 需要注意的是，管

3、道的設計壓力和設計溫度均應按使得管道具有最大壁厚的操作條件組合來確定。設計壓力不得低于管道的最大操作壓力，設計溫度不得低于管道金屬材料的最高操作溫度，低溫工況時，設計溫度不得高于管道材料的最低溫度。 例如在液氨管道設計時，由于液氨為液化介質(zhì)，隨著溫度的變化，飽和壓力也不同。當介質(zhì)溫度為20時，絕對壓力為0874MPa；當介質(zhì)溫度升至45時，絕對壓力為1817MPa；當介質(zhì)溫度為20時，絕對壓力降至0194MPa時。因此，對輸送液氨管道設計壓力確實定，除了考慮正常的操作壓力外，考慮最苛刻操作條件下溫度變化對液氨壓力的影響是相當關鍵的。也正因此，GB500722021?冷庫設計標準?規(guī)定液氨管道的

4、設計壓力一律采用25MPa。 對于其它液化氣體管道，一定要考慮環(huán)境溫度、陽光輻射、加熱或冷卻等因素，按介質(zhì)可能到達的最高的溫度來確定其管道的設計壓力。 關于管道組成件的選用合理確定工業(yè)壓力管道的材料和壁厚是保證壓力管道平安運行的根本。普通碳鋼材料價格低，但其防腐蝕性能較差；奧氏體不銹鋼管道材料防腐蝕性能好，但也不適合輸送含氯及硝酸等介質(zhì)，且價格又較高等等。因此管道材料的選用必須依據(jù)管道的使用條件(設計壓力、設計溫度、介質(zhì))、經(jīng)濟性、耐蝕性、材料的焊接及加工等性能綜合考慮。 在工業(yè)壓力管道設計中，管道材料必須符合相關標準提出的材料韌性要求及其它規(guī)定。一般應注意以下問題： 1、在425以上條件下，

5、如選用碳素鋼和碳錳鋼管材，應注意鋼中的碳化物相的石墨化傾向，或者直接選用鉻鉬合金鋼； 2、奧氏體不銹鋼在525以上高溫下使用時，含碳量應大于004%，并且在固溶狀態(tài)下使用。如應用廣泛的S31603使用溫度控制在450以下； 3、關于鋼材的使用溫度下限，除奧氏體鋼及有關標準另行規(guī)定者外，均為高于20。鋼材的使用溫度低于或等于20時，應按低溫管道的設計規(guī)定進行材料選擇。 4、焊接材料選擇必須符合NB/T470152021?壓力容器焊接規(guī)程?要求，并明確焊材型號，尤其對于異種鋼的焊接，要特別注明焊接方法和焊條。 關于管道組成件的連接與設置在工業(yè)壓力管道設計中，管道組成件的連接形式有焊接、法蘭和螺紋連

6、接三種。法蘭連接和螺紋聯(lián)接是為了方便管道與設備的安裝、維修以及拆換，法蘭連接也用于一些鋼制非金屬襯里管道自身連接。管道的法蘭連接處是最容易產(chǎn)生介質(zhì)泄漏的部位。而螺紋聯(lián)接的密封更不可靠，因此僅在GC3系列管道設計中偶爾用之。 因此，在工業(yè)壓力管道設計中，管道連接盡量采用焊接方式，防止采用法蘭連接及螺紋聯(lián)接，不能防止時一定要嚴格按照相關標準要求進行法蘭型式、墊片型式、密封面形勢以及螺栓連接件的選擇。為了減小法蘭連接滲漏風險，設計中應注意降低法蘭連接處的外力，或?qū)⒎ㄌm的壓力等級提高1級2級。 這里重點指出，在GC3管道設計中，當采用螺紋連接時，在每個分支都要在螺紋閥門等維修部位設置活接頭，否那么，設

7、備與管道的檢修和更換都非常困難。 對于氧氣、氫氣、氨氣等特殊介質(zhì)管道，在設計時，必須留出施工、試驗、吹掃以及置換等所需要的臨時接口。 氧氣等易燃管道，應在用戶車間入口處裝設切斷閥，在閥前后設置阻火管段，并設放散管。 三、關于管道的布置與柔性設計。管道的柔性設計是指在管道布置設計中合理確定管道走向和合理設置管道支吊架，其目的是為了防止管道應力超限以及保護管道設備。比方，在進行泵和壓縮機的管路設計時，必須保證與設備連接的管道要有足夠的柔性，減小管道作用于設備出入口處的作用力和力矩。通?？梢栽谂c設備連接閥門附近設置支吊架，減少閥門自重造成的對設備出口處的作用力，也可以在設備管道附近設置限位或?qū)蛑Ъ?/p>

8、，承受遠程管道的水平推力。 在熱力管道設計中，管道支吊架應采用彈簧吊架的形式，使管道處于熱態(tài)時，支吊架仍能承受管道荷載而不至于脫空；當管道有可能出現(xiàn)汽水混合介質(zhì)時，采用緩閉型止回閥，防止“水錘的發(fā)生，同時，在管道閥門前后的適當位置設置固定支架或限位支架，并保證這些支架有足夠的強度和剛度，這樣可以防止因操作原因水錘發(fā)生時，管道因位移和振動過大而破壞。 管道支吊架的布置以及強度和剛度直接關系到管道設備運行的平安性和穩(wěn)定性，在設計中應高度重視，當設計要求比擬特殊，或因荷載過大而超出標準的范圍時，必須對支吊架的強度與剛度進行計算校核。 四、選用管道閥門需要注意的一些問題 (一) 平安閥。平安閥是超壓保

9、護裝置，保護壓力管道的平安運行，在壓力管道的設計當中如存在可能產(chǎn)生超壓的情況，必須予以設置。平安閥設計必須在確定公稱壓力、工作壓力等級、排量后，通過計算來選擇適當規(guī)格型號的平安閥，不能隨意選用。 (二) 截斷用閥。對油品、蒸汽等介質(zhì)，以及含有粒狀固體及粘度較大的介質(zhì)，優(yōu)選閘閥，但是閘閥不應用于易結(jié)焦的介質(zhì)，也不應作為調(diào)節(jié)和節(jié)流用。截止閥和閘閥相比，其調(diào)節(jié)的性能好，結(jié)構(gòu)較為簡單，價格也廉價，但是其密封性能差，流體阻力比擬大。適用于頻繁開關的場合，不宜用于粘度大的介質(zhì)和含有顆粒易沉淀的介質(zhì)，也不宜作放空閥和低真空系統(tǒng)的閥門。球閥及旋塞閥開關迅速，流動阻力最小。適用于高壓、低溫及粘度大的介質(zhì)，但不可

10、以用做流量的調(diào)節(jié)。尤其要注意不可以把節(jié)流閥來做為截斷閥。 (三)在進行閥門選型設計時，特別注意一些介質(zhì)對于閥門和配件有特殊要求，如液氨或氨氣氨介質(zhì)管道系統(tǒng)應采用氨專用閥門和配件，其公稱壓力不應小于25MPa(表壓)，并不得有銅質(zhì)和鍍鋅、鍍錫的零配件。再如氧氣管道，嚴禁采用閘閥，閥門的密封填料，應采用石墨處理過的石棉或聚四氟乙烯材料，或膨脹石墨，等等，具體要求按相應設計標準及行業(yè)技術規(guī)定。 五、結(jié)語 作為一名工業(yè)壓力管道設計人員，一定要樹立終身學習的理念，不僅要學習精通工業(yè)生產(chǎn)工藝專業(yè)知識，同時還要加強設備、材料、自控、建筑、給排水等相關專業(yè)知識的學習，熟悉與掌握相應的法規(guī)和標準，在實際工程設計中按照從嚴的原那么，保證壓力管道設計的平安性。作為工業(yè)壓力管道設計單位的領