XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計

6.3.1工業(yè)管道的設計肖暉河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院6.3.1工業(yè)管道的設計肖暉1．基礎知識GC類－－工業(yè)管道：定義：指企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質(zhì)的工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道。包括延伸出工廠邊界線，但歸屬企、事業(yè)單位管轄的工藝管線。分級：GC類分為GC1、GC2和GC3三級?；咎卣鳎汗に嚵鞒谭N類最多；生產(chǎn)制作環(huán)境狀態(tài)最為復雜；輸送介質(zhì)品種較多和輸送條件較苛刻；輸送壓力和溫度高。1．基礎知識GC類－－工業(yè)管道：4、壓力管道的分類和分級關(guān)于工業(yè)管道（1）工業(yè)管道的范圍：工業(yè)管道的使用范圍僅限于企業(yè)、事業(yè)單位內(nèi)部，（包括延伸出工廠邊界線，但歸屬于企、事業(yè)單位管轄的工藝管道）主要有別于公用管道。分三類：工藝管道、公用工程管道、輔助管道；（2）工業(yè)管道的服務對象：服務對象強調(diào)的是為企業(yè)、事業(yè)單位的生產(chǎn)服務。（3）工業(yè)管道的屬性：這類壓力管道為企、事業(yè)單位所有，屬于單位管轄。（4）介質(zhì)特性：介質(zhì)種類多、壓力溫度范圍大。4、壓力管道的分類和分級關(guān)于工業(yè)管道1．基礎知識（1）工業(yè)管道設計過程在我國，工程設計一般分兩步進行，首先根據(jù)已批準的項目建議書和可行性研究報告（設計前期工作）進行初步設計。初步設計經(jīng)上級主管部門組織審查、批準后再進行施工圖設計。

設計主要內(nèi)容如下：1）工藝計算1．基礎知識（1）工業(yè)管道設計過程包括物料衡算、熱量衡算和水力計算等；按照物料的流量及該物料允許的流速確定管徑、管長。2）管道材料選擇按照不同介質(zhì)的物理化學性質(zhì)、壓力等級、工作溫度等因素確定管子的材料和閥門、法蘭等管道組成件，初估材料數(shù)量。3）管道的結(jié)構(gòu)設計包括管道組成件的選用（閥門、法蘭、包括物料衡算、熱量衡算和水力計算等；按照物料的流管件、補償器、支吊架）及隔熱、伴熱設計。4）管道的強度計算包括靜載計算（包括內(nèi)外壓力載荷、管道組成件、支承件的重力、流體重量、冰雪重量）、動載計算（流體沖擊、撞擊等沖擊載荷、壓力波動、風載、地震）、振動計算、熱應力計算。5）安全裝置設計包括安全閥、爆破片、阻火器等。6）繪制草圖和施工圖繪制流程圖（系統(tǒng)圖）、平面布置圖、立面管件、補償器、支吊架）及隔熱、伴熱設計。布置圖、管段圖（空視圖）、管件圖、管架圖等。施工圖設計階段先繪制詳細的管道流程圖和設備布置圖再設計管道平立面布置圖，對溫度較高等重要管道進行應力計算，繪制單管圖、管口方位圖、蒸汽伴熱管系圖等。7）編制說明書編制管道設計說明書、施工安裝說明書、管道安裝一覽表、綜合材料表等。所有設計文件必須進行校對、審核，部分圖紙還要進行審定，最后還要進行各有關(guān)專業(yè)參加的綜合會簽，確保設計的質(zhì)量。布置圖、管段圖（空視圖）、管件圖、管架圖等。

管道設計控制內(nèi)容和要求（2）管道的敷設方式管道敷設可分為明裝和暗設兩種方式。管道是明裝還是暗設應根據(jù)生產(chǎn)的性質(zhì)，被輸送介質(zhì)的性質(zhì)以及操作、安裝、檢修的情況來確定。管道暗設一般分為埋地敷設或管溝敷設兩種方式。管道設計控制內(nèi)容和要求輸送下述介質(zhì)的管道可允許直接埋地敷設：1）輸送介質(zhì)為液體、無腐蝕性、毒性或爆炸危險，且粘度較小而不易凝結(jié)的管道。2）輸送的介質(zhì)為常溫、低壓的管道。3）不須經(jīng)常進行檢修的管道。4）停車時管道內(nèi)積存的介質(zhì)不會凝固。5）管道本身能經(jīng)受覆蓋土層的壓力。6）地坪系普通的地坪，而不是特殊材料地坪，如瓷磚等。輸送下述介質(zhì)的管道可允許直接埋地敷設：如果管道不宜埋地或沿地面敷設，也不能架空敷設或架空敷設有特殊困難時，可考慮敷設在管溝中，管溝的型式一般有三種：1）可通行管溝多用于室外、距離較長、數(shù)量較多、且經(jīng)常檢修的管道。這種管溝的特點是人可站在溝中進行安裝、檢修管道；如果管道不宜埋地或沿地面敷設，也不能架空敷設或架空敷設有特殊2）不通行管溝這種管溝人不能站在溝內(nèi)進行安裝、檢修管道。一般用于距離較短、數(shù)量較少不經(jīng)常檢修的管道。3）半通行管溝型式介于可通行管溝與不通行管溝二者之間。多用于管道較長、較多、須經(jīng)常檢修的管道中，且位于不經(jīng)常通行的地點，當管道檢修時溝蓋打開不妨礙其交通或操作。2）不通行管溝各種管溝底均應有不小于2/1000的縱向坡度，滿足排水要求。管道布置應在滿足施工、操作、維修方便的前提下，統(tǒng)一規(guī)劃，力求整齊美觀，達到安全可靠、經(jīng)濟合理的要求。各種介質(zhì)的管道在不同的規(guī)范中均有一些特殊的要求，因此，僅提出一般的布置原則。（3）地上管道布置

1）地上管道布置的一般規(guī)定①壓力管道布置時應滿足工藝及管道和儀表流程圖的要求，應對整個裝置的管道系統(tǒng)進行全盤規(guī)劃，統(tǒng)一考慮。各種管溝底均應有不小于2/1000的縱向坡度，滿足排水要求。②管道布置應滿足為便于生產(chǎn)操作、安裝、檢修的要求。③具有熱脹冷縮的管道，布置中配合柔性計算的范圍應符合規(guī)范的規(guī)定。（9.2.1）④管道布置應按規(guī)范要求控制管道振動。2）管道的凈空高度及凈距架空管道穿過道路、鐵路及人行道等的凈空高度系指管道隔熱層或支承構(gòu)件最低點的高度，應符合GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》

8.1Ⅱ《管道的布置》的規(guī)定。②管道布置應滿足為便于生產(chǎn)操作、安裝、檢修的要求。在外管架（廊）上敷設管道時，管架邊緣至建筑物或其他設施的水平距離除按以下要求外，還應符合現(xiàn)行國家標準《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》GB50160、《工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范》GB50187及《建筑設計防火規(guī)范》GBJ16的規(guī)定。在外管架（廊）上敷設管道時，管架邊緣至建筑物或其他設施的水平3）地上管道布置的一般要求GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》8.1Ⅲa．多層管廊的層間距離應滿足管道的安裝要求。腐蝕性強的管道應布置在下層。高溫管道應布置在對電纜沒有影響的下方位置。b．沿地面敷設的管道穿越人行通道時，必須設跨越橋。c．在道路、鐵路上方的管道不應安裝閥法蘭、螺紋接頭及帶有填料的補償器等可能泄漏的組成件。3）地上管道布置的一般要求d．沿墻布置的管道不應影響門、窗的打開。e．輸送腐蝕性液體的管道，不應布置在轉(zhuǎn)動設備上方。f．與泵連接的管道應符合有關(guān)要求。（8.1.14）g．與容器連接的管道布置應符合有關(guān)要求。（8.1.15）h．布置管道應留有轉(zhuǎn)動設備維修、操作和設備內(nèi)填充物裝卸及消防車道等所需的空間。i．設備內(nèi)件抽出區(qū)域、設備法蘭拆卸區(qū)域及吊裝孔范圍內(nèi)不應布置管道。d．沿墻布置的管道不應影響門、窗的打開。j．就地指示儀表接口的位置應設在操作人員看得清的高度。k．管道上的儀表接口應按儀表專業(yè)的要求設置，并應滿足元件裝卸所需的空間。l．設計壓力小于等于6.3MPa或設計溫度小于等于425℃的蒸汽管道，儀表接口公稱直徑不應小于15mm。大于上述條件及有振動的管道，儀表接口公稱直徑不應小于20mm，當主管公稱直徑小于20mm時，儀表接口不應小于主管徑。j．就地指示儀表接口的位置應設在操作人員看得清的高度。

管道的結(jié)構(gòu)應符合下列規(guī)定：兩條對接焊縫的距離，不應小于3倍焊件的厚度，需焊后熱處理的管道焊縫不宜小于6倍焊件的厚度，且應符合下列要求：公稱直徑小于50mm的管道，焊縫的間距不宜小于50mm；大于等于50mm的管道，焊縫的間距不宜小于100mm；管道的結(jié)構(gòu)應符合下列規(guī)定：m．管道環(huán)焊縫不宜設在支架管托范圍內(nèi)。需熱處理的從外側(cè)距支吊架邊緣距離宜大于焊縫寬度的5倍，且大于等于100mm。n．不宜在管道的焊縫上開孔與接管，當不可避免時，應經(jīng)強度校核。o．管道現(xiàn)場玩管的彎曲半徑不宜小于3.5倍的管外徑，焊縫距彎管的起彎點不宜小于100mm，且不宜小于管外徑。m．管道環(huán)焊縫不宜設在支架管托范圍內(nèi)。需熱處理的從外側(cè)距支吊p．在螺紋連接的管道上，每個分支應在閥門等維修件附近設置一個活接頭，但采用法蘭連接閥門可不設。q．除端部帶直管的對焊管件外，不應將標準的對焊管件與滑套法蘭連接。r．蒸汽管道或可凝性氣體管道的支管宜從主管的上方接出蒸汽冷凝液支管應從收回總管的上方接入。s．管道布置時應流出試生產(chǎn)、施工、催、吹掃等所需的臨時接口。p．在螺紋連接的管道上，每個分支應在閥門等維修件附近設置一個t．管道穿過安全隔墻時應加套管。套管內(nèi)的管段不應有焊縫，管子與套管的間隙應以不燃燒的軟質(zhì)材料填滿。u．管道的高點與低點應分別備有排氣口和排液口，并位于容易接近的地方。如該處（相同高度）有其他接口可利用時可不接排氣口和排液口。管徑小于等于25mm的管道（除管廊上管道外）可不設排氣口，對于蒸汽伴熱管迂回時出現(xiàn)的低點處，可不設排液口。t．管道穿過安全隔墻時應加套管。套管內(nèi)的管段不應有焊縫，管子v．高點排氣管的公稱直徑最小應為15mm；低點排液管的公稱直徑最小應為20mm；當主管的公稱直徑最小應為15mm時，可采用等徑排液口。w．氣體管道的高點排氣口可不設閥門，接管口可采用法蘭蓋或管帽等加以封閉。x．所有排液口的最低點離地面的距離不宜小于150mm.y．飽和蒸汽管道的低點應設集液包及蒸汽疏水閥。v．高點排氣管的公稱直徑最小應為15mm；低點排液管的公稱4）B類流體管道的布置GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》8.1Ⅳ（4）管溝內(nèi)管道的布置GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》8.2管溝內(nèi)布置的管道應符合以下規(guī)定：1）溝內(nèi)管道的布置應方便檢修，溝內(nèi)應有排水措施。4）B類流體管道的布置2）溝與鐵路道路建筑物的距離應根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、路基、管道敷設深度、管徑、流體壓力等結(jié)構(gòu)條件決定，并應符合GB50316附錄F的規(guī)定。3）在無可靠的通風條件及無安全措施時，不得在通行管溝內(nèi)布置窒息性及B類流體的管道。4）B類流體的管道不宜設置在密閉的溝內(nèi)。在明溝中不宜敷設密度比環(huán)境空氣大的B類氣體管道。當不可避免時，應在溝內(nèi)填滿細紗。2）溝與鐵路道路建筑物的距離應根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、路基、管道敷（5）埋地管道的布置GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》8.31）大直徑薄壁管道深埋時，應滿足土壤壓力下的穩(wěn)定性及剛度要求。2）從道路下面穿越的管道，其頂部至路面不宜小于0.7m。3）從鐵路下面穿越的管道應設套管，套管頂至鐵軌底的距離不應小于1.2m。4）管道埋深應在冰凍線以下。當無法實現(xiàn)時，應有可靠的防凍保護措施。（5）埋地管道的布置5）B類流體、氧氣和熱力管道與其它管道的交叉凈距應不小于0.25m；C類及D類流體管道間的交叉凈距應不小于0.15m；6）設有補償器、閥門及其它需維修的管道組成件的時，應將其布置在符合安全要求的井室中，并應有寬度大于等于0.5m的維修空間。7）有加熱保護的（如伴熱）管道不應直接埋地，應設在管溝內(nèi)。5）B類流體、氧氣和熱力管道與其它管道的交叉凈距應不小于8）帶有隔熱層及外護套的埋地管道，布置時應有足夠的柔性，并在外套內(nèi)有內(nèi)管熱脹的余地。無補償直埋管道，可用于溫度小于或等于120℃的D類流體的管道，并應按國家現(xiàn)行直埋供熱管道標準的規(guī)定設計與施工。8）帶有隔熱層及外護套的埋地管道，布置時應有足夠的柔性，并在（6）管道編號的編制

管道編號是表示其身份的唯一的編號。管道的編號應體現(xiàn)出該管道輸送的介質(zhì)、管子的公稱直徑、材料、管道的區(qū)位號、管道的順序號，有些還包括管道壓力等級、保溫等信息。舉例如下：

PL101200SS（1）（2） （3） （4）（5）（6）管道編號的編制1）介質(zhì)代號介質(zhì)代號一般以介質(zhì)的英文縮寫字母表示，各行業(yè)標準略有差別，化工行業(yè)標準HG20519.36-92《物料代號》規(guī)定的物料代號如表6.3.1所示。2）區(qū)位號，以一個工程或廠區(qū)取一個代號。3）管道序號，以管道的順序編號。4）管徑無縫鋼管、鋼板卷管、塑料管、有色金屬管等的管徑以公稱直徑表示。5）材料代號1）介質(zhì)代號（7）管道的識別色、識別符號和安全標識壓力管道的外表面涂刷識別色、識別符號和安全標識的國家標準是GB7231-2003《工業(yè)管道的基本識別色、識別符號和安全標識》。該標準規(guī)定了工業(yè)管道的基本識別色的顏色、識別符號和安全標識。石化、化工、電力等行業(yè)也根據(jù)國家標準制定了行業(yè)壓力管道的識別色、識別符號的規(guī)定。（7）管道的識別色、識別符號和安全標識1）識別色識別色是指用以識別工業(yè)管道內(nèi)物質(zhì)種類的顏色。有的行業(yè)規(guī)定稱為表面色。一般情況下，在地面上的有隔熱層的管道均應涂刷識別色。

但是采用有色金屬、不銹鋼、陶瓷、塑料（含玻璃鋼）等材料制成或表面已采用搪瓷、鍍鋅等處理的管道宜保持材料本色，不應再涂識別色，但應有識別符號（標志）。1）識別色國家標準GB7231規(guī)定的基本識別色按照物質(zhì)的性質(zhì)分為八類，見表6.3.2。國家標準GB7231規(guī)定的基本識別色按照物質(zhì)的性質(zhì)分為八2）識別符號識別符號是指用以識別工業(yè)管道內(nèi)物質(zhì)名稱和狀態(tài)的記號。有的標準稱為標志色。工業(yè)管道的識別符號包括：管道內(nèi)介質(zhì)名稱、流向（介質(zhì)雙向流動時用雙箭頭）、管號、主要工藝參數(shù)等。其標識的方法為：a．在管道全長上標識；2）識別符號b．在管道上以長方形的識別色標牌標識；c．在管道上以寬為150mm色環(huán)標識：d．在管道上以帶箭頭的長方形識別色標牌標識；e．在管道上以系掛識別色標牌標識。識別符號標識的位置為：管道的起點、終點、交叉點、轉(zhuǎn)彎處、閥門和穿墻孔兩側(cè)，二個標識之間的最小距離為10米。b．在管道上以長方形的識別色標牌標識；

3）安全標識安全標識是危險化學品標識，表示工業(yè)管道內(nèi)的物質(zhì)為危險化學品。國家標準GB7231-2003《工業(yè)管道的基本識別色、識別符號和安全標識》規(guī)定，凡屬于GB13690所列的管道內(nèi)的危險化學品物質(zhì)應設置安全標識。安全標識表示的方法為：在管道基本色的標識上涂150mm寬黃色，在黃色的兩側(cè)各涂25mm寬的黑色的色環(huán)或色帶。3）安全標識（8）設計文件工業(yè)管道設計文件的種類及主要內(nèi)容包括：1）管道設計說明

管道設計說明主要有兩部分:一般資料；設計說明。

一般資料主要涉及的內(nèi)容有項目名稱、編號、設計依據(jù)、設計的基本原則、遵循的規(guī)范、規(guī)程和標準等；設計說明是對某些重要設計內(nèi)容作特殊的說明，對管道制造、安裝、施工中一些對質(zhì)量影響特別嚴重的項目予以規(guī)定和說明。包括：設計任務書、設計計算書（包括應力分析計算書）、設計說明書、強度計算書。（8）設計文件2）圖紙目錄

圖紙目錄的編制方法要便于查找。圖紙目錄應包括圖紙編號、所在圖圖號、圖紙幅面、圖紙類型、圖紙名稱、數(shù)量等。包括：設備布置圖、管道布置圖、管道和儀表流程圖、軸測圖、管架圖等。3）材料匯總表

設計范圍內(nèi)所用材料全部按一定的規(guī)定匯總、編制成冊。如各種管子規(guī)格、公稱直徑、壁厚、材料數(shù)量等。包括：管道數(shù)據(jù)表、管道材料等級表、管道綜合材料表等。2）圖紙目錄4）管道涂漆、絕熱材料匯總表

管道外表面涂漆一覽表按管道、環(huán)境特性編寫。絕熱材料匯總表統(tǒng)計管道使用絕熱材料情況。5）采購說明書對象：管道工程建設中采用的各種設備、機器、管道、管件、附件。采購說明書包括的內(nèi)容有主要技術(shù)參數(shù)、材料、制造技術(shù)要求、遵循的標準等，熱處理要求、標記、裝運等環(huán)節(jié)都需要說明。4）管道涂漆、絕熱材料匯總表（9）常用術(shù)語公稱壓力（PN）NominalPressure

由字母PN和無因次整數(shù)數(shù)字組合的壓力標記，代表管道組成件的壓力等級。數(shù)字反映管道組成件的壓力等級（相當于 bar ）。公稱直徑（DN）Nominaldiameter

由字母DN和無因次整數(shù)數(shù)字組合的尺寸標記，代表管道組成件的規(guī)格。數(shù)字反映管道組成件連接端部的通徑（以毫米計）。（9）常用術(shù)語設計壓力DesignPressure

在正常操作過程中，在相應設計溫度下，管道可能承受的最高工作壓力。工作壓力OperatingPressure

管子、管件、閥門等管道組成件在正常運行條件下承受的壓力。設計溫度DesignTemperature

管道在正常操作過程中，在相應設計壓力下，管道可能承受的最高或最低溫度。設計壓力DesignPressure工作溫度OperatingTemperature

管道在正常操作條件下的溫度。許用應力allowablestress

為了保證管道運行中的強度可靠性，常將管道元件中的應力限制在各強度指標下的某一值，該數(shù)值由各強度指標除以安全系數(shù)而得。腐蝕裕量CorrosionAllowance

在確定管子壁厚時，為腐蝕減薄而預留的厚度。工作溫度OperatingTemperature焊縫系數(shù)WeldJointFactor

指對應焊接接頭強度與母材強度之比值，根據(jù)焊接接頭的焊接工藝特點以及無損檢測的長度比例確定。設計壽命DesignedLife

指管道設計時的預計不失去使用功能的有效使用時間。敷設方式LayingMethod

分為架空及地面敷設管道、地溝敷設管道、埋地管道。焊縫系數(shù)WeldJointFactor管道編號PipingNumber

管道表示其身份的編號，編號應體現(xiàn)出該管道輸送的介質(zhì)、管子的公稱直徑、材料、管道的區(qū)位號、管道的順序號，還包括管道壓力等級、保溫等信息。載荷Load

使管子、管件、閥門等管道組成件產(chǎn)生內(nèi)力和變形的外力及其它因素。管道編號PipingNumber應力分析

StressAnalysis

由于壓力管道的載荷情況比較復雜，特別是重力引起的彎曲應力和變形、位移引起的應力及熱脹冷縮引起的熱應力的計算都是非常復雜的，管道的應力分析一般都采用專門的壓力管道計算軟件（

如CAESARII）進行靜力分析和動力分析計算。強度計算StrengthCalculation

基于某一強度理論，得出管子的計算壁厚的應力分析StressAnalysis

計算方法。管道柔性PipingFlexibility

管道通過自身變形吸收因溫度變化或端點附加位移、管道支承設置不當其他原因而產(chǎn)生的尺寸變化所產(chǎn)生的位移，保證管道上的應力在管材許用應力范圍內(nèi)的性能。管道振動PipingVibration

由于管內(nèi)介質(zhì)的不規(guī)則流動或由于某種周期性外力的作用，管道相對于平衡位置所做的往復運動。計算方法。管道系統(tǒng)pipingsystem

由同一設計條件確定且相互連接的管道。額定值ratingvalue

標準規(guī)定的管道組成件壓力值。管表號schedulenumber

管子壁厚系列的數(shù)值代號。位移應變displacementstrain在管道組成件中，由地震和風力等原因使得管道管道系統(tǒng)pipingsystemXXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計

約束點發(fā)生位移所產(chǎn)生的應變以及因溫度變化所產(chǎn)生的應變統(tǒng)稱為位移應變。位移應力displacementstress

管道組成件中由位移應變引起的應力。冷緊coldspring

安裝階段對管道施加的預變形，以補償使用工況下管道可能發(fā)生的反向變形。了解GB50316-2000和GB/T20801.1、GB/T20801.3-2006涉及的其它部分術(shù)語和符號。約束點發(fā)生位移所產(chǎn)生的應變以及因溫度變化所產(chǎn)生的應變統(tǒng)2．安全技術(shù)規(guī)范對工業(yè)管道設計的基本要求工業(yè)管道的設計應當執(zhí)行《TSGD0001-2009壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程

工業(yè)管道》的安全要求，其他規(guī)定（如技術(shù)標準、企業(yè)內(nèi)部規(guī)定等）不得低于該規(guī)程的基本安全要求。管道的設計單位應當取得相應的設計許可證書。管道工程設計應當符合TSGD0001-2009規(guī)程以及GB/T20801的要求（包括使用單位規(guī)定的附加要求）。2．安全技術(shù)規(guī)范對工業(yè)管道設計的基本要求工業(yè)管道的設計應當執(zhí)管道設計文件一般包括圖紙目錄和管道材料等級表、管道數(shù)據(jù)表和設備布置圖、管道平面布置圖、軸測圖、強度計算書、管道應力分析書，必要時還應當包括施工安裝說明書。管道工程規(guī)定至少應當包括以下內(nèi)容：（1）管道材料等級表、防腐處理、隔熱要求、吹掃與清洗、管道涂色要求；（2）管道元件技術(shù)條件；管道設計文件一般包括圖紙目錄和管道材料等級表、管道數(shù)據(jù)表和設（3）工程設計選用管道元件時，應當考慮工程設計壽命的要求；（4）管道制作與安裝（包括焊接）技術(shù)條件；（5）試驗和檢驗要求。管道圖紙目錄和管道平面布置圖上應當加蓋設計單位設計許可印章。主要設計圖樣和文件，應當有設計、校核、審核三級簽字。GC1級管道的管道材料等級表和管道應力分析計算書還應當有設計審定人簽字。（3）工程設計選用管道元件時，應當考慮工程設計壽命的要求；管道設計壓力應當不小于在操作中可能遇到的最苛刻的壓力與溫度組合工況的壓力。管道操作工況超過設計條件時，應當符合GB/T20801（

GB/T20801.34.1.1.2）關(guān)于允許超壓的規(guī)定。閥門的壓力-溫度額定值管道組成件適用壓力的選用應當符合TSGD0001-2009規(guī)程第四十一條的要求。（一）GB/T20801.34.2.1.1a）b）c）管道設計壓力應當不小于在操作中可能遇到的最苛刻的壓力與溫度組（四）GB/T20801.34.2.1.24.2.1.3管道設計溫度應當按照操作中可能遇到的最苛刻的壓力與溫度組合工況的溫度確定。（

GB/T20801.34.1.2.2

4.1.2.34.2.3）（四）GB/T20801.34.2.1.24.2當金屬管道外壁溫度受大氣環(huán)境條件影響，壓力管道設計時所考慮的最低環(huán)境溫度，可以按照該地區(qū)氣象資料，取歷年來月平均最低氣溫的最低值。管道組成件的強度計算應當符合GB/T20801的規(guī)定。凡是與機泵類等動設備相連，或者在高溫、高壓下使用，或者循環(huán)當量數(shù)大于7000，以及工程設計中有嚴格要求的管道，都應當進行管道應力分析。當金屬管道外壁溫度受大氣環(huán)境條件影響，壓力管道設計時所考慮的管道應力分析中應當考慮以下各類荷載的影響以及其他原因產(chǎn)生的荷載和作用力的相關(guān)作用：（1）介質(zhì)壓力、管道自重（包括隔熱層、管道組成件以及介質(zhì)重量）等持久荷載；（2）風荷載、地震荷載以及由于閥門關(guān)閉引起的壓力適時升高、泄放閥打開時對管道的沖擊反力等臨時荷載。（3）溫差荷載、固定支吊架或者端點位移對管道的交變或者非交變荷載。管道應力分析中應當考慮以下各類荷載的影響以及其他原因產(chǎn)生的荷管道設計應當有足夠的腐蝕裕量。腐蝕裕量應當根據(jù)預期的管道使用壽命和介質(zhì)對材料的腐蝕速率確定，并且和應當考慮介質(zhì)流動時對管道或者受壓元件的沖蝕量和局部腐蝕和應力腐蝕對管道的影響，以滿足管道安全運行的要求。規(guī)程附錄A中對腐蝕性介質(zhì)的定義是：與皮膚接觸，在4小時內(nèi)出現(xiàn)可見壞死現(xiàn)象，或55℃時對20鋼的腐蝕率大于6.25mm/年的流體。SH3059：管道設計壽命宜為15年。管道材料的耐腐蝕等級分為4級，以年腐蝕速率（均勻腐蝕）衡量：充分耐腐蝕≤0.05mm；管道設計應當有足夠的腐蝕裕量。腐蝕裕量應當根據(jù)預期的管道使用耐腐蝕＞0.05～0.1mm；尚耐腐蝕＞0.1～0.5mm；不耐腐蝕＞0.5mm；管道組成件的最小厚度應當考慮包括腐蝕、沖蝕、螺紋深度或者溝槽深度所需的裕量。為了防止由于支承、結(jié)冰、回填、運輸、裝卸或者其他原因引起的附加荷載而產(chǎn)生超載應力，造成損壞、垮塌或者失穩(wěn)，必要時，應當增加管壁厚度。確定金屬許用應力S的基準見表6.3.4。耐腐蝕＞0.05～0.1mm；尚耐腐蝕＞0.1～0.5mm；表6.3.4（規(guī)程表3與GB/T20801.3表1）表6.3.4（規(guī)程表3與GB/T20801.3表1）管道組成件的設計和選用應當符合GB/T20801的規(guī)定。壓力管道的法蘭、墊片、緊固件的設計應當遵照HG20592～20635-2009《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》等相關(guān)標準的規(guī)定。為了保證法蘭接頭的密封要求，設計時應當遵循以下原則：（1）平焊法蘭不得用于溫度頻繁交化的管道，特別是法蘭未做隔熱的場合；管道組成件的設計和選用應當符合GB/T20801的規(guī)定。（2）劇烈循環(huán)工況的管道采用法蘭連接時選用帶頸對焊法蘭；（3）法蘭連接的緊固件符合預緊與操作條件下墊片的密封要求，低強度緊固件不得用于劇烈循環(huán)工況下的法蘭接頭；（4）墊片根據(jù)流體性質(zhì)、使用溫度、壓力以及法蘭密封面等因素選用，墊片的密封荷載與法蘭的壓力等級、密封面型式和表面粗糙度以及緊固件相匹配；（2）劇烈循環(huán)工況的管道采用法蘭連接時選用帶頸對焊法蘭；管道支吊架的設計和選用應當符合GB/T20801的規(guī)定。設計時應當遵循以下原則：（1）確保所有管道支吊架具有足夠的強度和剛度；（2）管道支吊架與管道連接構(gòu)件的設計，保證連接處不會產(chǎn)生過大的局部彎曲應力，并且不會使管子變形，循環(huán)荷載的場合，能夠減小連接處的應力集中。管道支吊架的設計和選用應當符合GB/T20801的規(guī)定。管道支吊架的設計和選用應當符合GB/T20801的規(guī)定。設計時應當遵循以下原則：（1）確保所有管道支吊架具有足夠的強度和剛度；（2）管道支吊架與管道連接構(gòu)件的設計，保證連接處不會產(chǎn)生過大的局部彎曲應力，并且不會使管子變形，循環(huán)荷載的場合，能夠減小連接處的應力集中。管道支吊架的設計和選用應當符合GB/T20801的規(guī)定?？扇肌⒂卸净蛘哂懈g性的有害介質(zhì)的排放處理，應當符合國家有關(guān)規(guī)定。對介質(zhì)毒性為極度危害或者高度危害以及可燃流體的管道系統(tǒng)，在安裝施工完成后應當進行泄漏試驗。泄漏試驗的具體要求應當在設計文件上做出規(guī)定。泄漏試驗包括氣密性試驗以及氨檢漏試驗、鹵素檢漏試驗和氦檢漏試驗。可燃、有毒或者有腐蝕性的有害介質(zhì)的排放處理，應當符合國家有關(guān)

泄漏試驗方法（NB／T47013.8—2012（JB／T4730.8）承壓設備無損檢測第8部分：泄漏檢測）

泄漏試驗方法（NB／T47013.8—2012（JB3．工業(yè)管道的設計和計算（1）壓力管道的設計條件和設計準則1）設計壓力管道的設計壓力應當不小于在操作中可能遇到的最苛刻條件下的壓力與溫度組合工況的壓力。最苛刻條件下的壓力與溫度組合工況應計入壓力源（如泵、壓縮機）、壓力脈動、不穩(wěn)定流體的分解、靜壓頭、控制裝置和閥門的失效或操作失誤、環(huán)境影響等可能產(chǎn)生的運行條件。3．工業(yè)管道的設計和計算（1）壓力管道的設計條件和設計準則設計壓力確定的一般原則見GB/T20801.3-20064.1.1.2。工程上，一般情況下管道的設計壓力可參考表6.3.5確定。設計壓力確定的一般原則見GB/T20801.3-20062）設計溫度管道的設計溫度應當按操作中可能遇到的最苛刻條件下的壓力與溫度組合工況條件下的溫度確定。設計溫度確定的一般原則見

GB/T20801.3-20064.1.2.2。2）設計溫度工程上，一般情況下管道的設計溫度可參考表6.3.6確定。工程上，一般情況下管道的設計溫度可參考表6.3.6確定。3）材料的許用應力

材料的許用應力是指材料的強度指標除以相應的安全系數(shù)而得到的值。當管道元件中的應力超過其許用應力值時，就認為其強度不能得到保證，故材料的許用應力是確定管道壁厚等級的基本參數(shù)。（GB/T20801.3-20064.2.4）3）材料的許用應力4）設計壽命

設計壽命與壓力管道的腐蝕、交變載荷和溫度作用的變化次數(shù)、材料損傷的孕育時間、斷裂因子的擴展期等影響因素有關(guān)，同時又與壓力管道的投資和技術(shù)更新周期有關(guān)。SH3059標準規(guī)定的使用為10-15年。5）載荷條件管道設計應考慮的載荷見

GB/T20801.3-20064.1.36）厚度附加量管道設計時厚度附加量見

GB/T20801.3-20064.1.44）設計壽命6）壓力管道的設計準則見

GB/T20801.3-20064.26）壓力管道的設計準則XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計（2）管道組成件的選用管道組成件一般有管子、管件、法蘭、閥門、支吊架、保溫等組成。設計時應根據(jù)流體的性質(zhì)、各種可能出現(xiàn)的操作工況以及外部環(huán)境的要求和經(jīng)濟合理性選用管道組成件。

管道組成件的選用應符合GB/T20801.3－2006

5.1和GB50316-2000（2008版）5的要求。（2）管道組成件的選用1）管子管子和對焊管件應符合GB/T20801.2－2006中6.3的規(guī)定。采用直縫焊接鋼管時，應符合國家現(xiàn)行焊接鋼管標準的無損檢測規(guī)定及焊縫接頭系數(shù)的規(guī)定。劇烈循環(huán)操作下條件下的管道，宜采用國家現(xiàn)行標準中所列的無縫鋼管和銅、鋁、鈦、鎳無縫管，采用直縫電焊鋼管時應符合無損檢測的規(guī)定。（GB50316-2000（2008版）5.2.2）1）管子采用直縫焊接鋼管時，應符合國家現(xiàn)行焊接鋼管標準的無損檢測規(guī)定（GB50316-2000（2008版）附錄J）及焊縫接頭系數(shù)的規(guī)定（GB50316-2000（2008版）表3.2.5）。劇烈循環(huán)操作下條件下的管道，宜采用國家現(xiàn)行標準中所列的無縫鋼管和銅、鋁、鈦、鎳無縫管，采用直縫電焊鋼管時應符合無損檢測的規(guī)定。采用直縫焊接鋼管時，應符合國家現(xiàn)行焊接鋼管標準的無損檢測規(guī)定當無縫鋼管用于設計壓力大于或等于10MPa時，碳鋼、合金鋼的出廠檢驗項目不低于《高壓化肥設備用無縫鋼管》GB6479的規(guī)定，不銹鋼管的檢驗項目應不低于現(xiàn)行國家標準《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》GB/T14976的規(guī)定。鋼管的厚度應符合GB50316-2000（2008版）附錄D的規(guī)定。夾套管的內(nèi)管宜采用無縫管。2）彎管及斜接彎管采用圓弧彎管應符合下列規(guī)定：按照國家現(xiàn)行當無縫鋼管用于設計壓力大于或等于10MPa時，碳鋼、合金

標準制造、彎曲后的彎管，其外側(cè)減薄處厚度不應小于直管的計算厚度加上腐蝕附加量之和。管道中不應使用折皺彎管。鋼管彎曲后截面不圓度應符合GB50316-2000（2008版）5.3.1.3的規(guī)定。采用斜接彎管應符合GB50316-2000（2008版）

5.3.2的規(guī)定。彎管還應符合GB/T20801.3－2006

5.1.3，斜接彎頭還應符合5.1.4的要求。標準制造、彎曲后的彎管，其外側(cè)減薄處厚度不應小于直管的劇烈循環(huán)條件下的管道中采用斜接彎管時，其一條焊縫方向改變的角度不應大于22.5度。夾套管道的內(nèi)管應采用圓弧彎頭或彎管，不應采用斜接管。3）管件及支管連接GB50316-2000（2008版）5.4.1劇烈循環(huán)操作條件下采用的管件應符合下列規(guī)定：采用鍛造件及軋制無縫管件；軋制焊接件，焊

接接頭系數(shù)應大于或等于0.9；鑄鋼件，鑄件質(zhì)量系數(shù)Ec不應小于0.90。劇烈循環(huán)條件下的管道中采用斜接彎管時，其一條焊縫方向改變的角普通管件及非標準異徑管的選用應符合GB50316-2000（2008版）5.4.2的規(guī)定。預制的突緣短節(jié)的選用應符合GB50316-2000（2008版）5.4.3的規(guī)定。普通管件及非標準異徑管的選用應符合GB50316-2000整體擴口翻邊的突緣短節(jié)，應符合GB50316-2000（2008版）5.4.3.3整體擴口翻邊的突緣短節(jié)整體擴口翻邊的突緣短節(jié)，應符合GB50316-2000（劇烈循環(huán)操作條件下的突緣短節(jié)，應符合GB50316-2000（2008版）5.4.3.4的規(guī)定。支管連接應符合支管連接焊縫的形式的結(jié)構(gòu)要求。見GB50316-2000（2008版）5.4.4劇烈循環(huán)操作條件下的突緣短節(jié)，應符合GB50316-20管件直接和輸送介質(zhì)接觸，因此在選用時，必須由輸送介質(zhì)的化學性質(zhì)和物理狀況來選用材料。①根據(jù)介質(zhì)的化學性質(zhì)，選用不同材料的彎頭、異徑管、三通等。一般情況下選用與管子本身相同的材料或優(yōu)于管子本身的材料。②根據(jù)介質(zhì)的溫度、壓力等狀態(tài)來選用不同材料的彎頭、異徑管、三通：當介質(zhì)的壓力小于等于4.0MPa、溫度小于等于管件直接和輸送介質(zhì)接觸，因此在選用時，必須由輸送介質(zhì)的化學性200℃，一般采用材料為10g、20g的沖壓彎頭；當介質(zhì)的壓力小于等于2.5MPa、溫度小于等于200℃，一般采用材料Q235A或20g的焊制彎頭；當介質(zhì)的壓力小于等于1.6MPa、溫度小于等于175℃，可選用材料為可鍛鑄鐵的彎頭、異徑管等。4）閥門閥門的選用應符合GB/T20801.3－2006

5.1.11和GB50316-2000（2008版）5.5的要求。閥門應按相應標準規(guī)定的壓力-溫度額定值使用。200℃，一般采用材料為10g、20g的沖壓彎頭；用于各類流體的閥門類型、結(jié)構(gòu)及其各部件材料，應根據(jù)流體的特性、設計溫度、設計壓力及GB50316-2000（2008版）3.2.1條的規(guī)定選用。選用手動閥門，當開啟力大于400N時，宜采用齒輪操縱結(jié)構(gòu)。閥蓋與閥體連接的螺栓少于4個的閥門，應僅用于輸送D類流體的管道。公稱壓力超過1.6MPa的蒸汽管道不應使用螺紋連接的閥蓋。用于各類流體的閥門類型、結(jié)構(gòu)及其各部件材料，應根據(jù)流體的特性用于高溫或低溫流體的閥門，宜采用改善填料使用條件的閥蓋伸長的結(jié)構(gòu)形式。輸送B類流體的管道上使用軟密封球閥時，應選用防（耐）火型結(jié)構(gòu)的球閥。閥門的材料應符合規(guī)范規(guī)定。對于磨蝕性大的流體，閥座及閥芯應選用耐磨損的材料。對于有磨蝕的流體，選用閘閥時，宜為明桿結(jié)構(gòu)形式。除耐腐蝕的要求外，輸送B類流體的管道上宜用鋼制閥體的閥門。用于高溫或低溫流體的閥門，宜采用改善填料使用條件的閥蓋伸長的端部焊接的小閥，當焊接及熱處理過程中閥座會變形時，應選用長閥體型或端部帶短管的閥門。對于氧氣管道不應使用快開、快閉型的閥門。閥內(nèi)墊片及填料不應采用易脫落碎屑、纖維的材料或可燃的材料制成。端部焊接的小閥，當焊接及熱處理過程中閥座會變形時，應選用長閥5）法蘭標準法蘭的公稱壓力的確定，應符合GB50316-2000（2008版）3.2.1條的規(guī)定。當采用非標準法蘭時，必須按規(guī)范規(guī)定進行耐壓強度計算。預計有頻繁的大幅度溫度循環(huán)條件下的管道和劇烈循環(huán)條件下的管道，應采用

對焊法蘭。不應采用平焊（滑套）法蘭。當金屬法蘭與非金屬法蘭連接或采用脆性材料的法蘭時兩者宜為全平面（FF）型法蘭。當必須采用突面（RF）型法蘭時，應有防止螺栓過5）法蘭載而損壞法蘭的措施。有頻繁大幅度溫度循環(huán)的情況下，承插焊法蘭和螺紋法蘭不宜用于高于260℃及低于 -45℃。GB/T20801.3－20065.1.8法蘭密封面型式:FF-----全平面(適用于非易燃、無毒、低壓)RF-----突面(適用于非易燃、無毒、低壓)MFM----凹凸面(適用于易燃、有毒、中壓)載而損壞法蘭的措施。TG-----榫槽面(適用于劇毒、高溫、高壓)RJ----環(huán)連接面(適用于劇毒、高溫、高壓)(金屬墊片—透鏡墊)不同介質(zhì)環(huán)境管法蘭的型式選擇：低壓、非易燃、無毒:突面、平焊法蘭低壓、易燃、有毒:突面、長頸對焊法蘭低壓、易燃、有毒:凹凸面、帶頸平焊法蘭中壓、易燃、有毒:凹凸面、長頸對焊法蘭TG-----榫槽面(適用于劇毒、高溫、高壓)XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計6）墊片選用的墊片應使所需的密封負荷與法蘭的設計壓力、密封面、法蘭強度及其螺栓連接相適應，墊片的材料應適應流體性質(zhì)及工作條件。纏繞式墊片用在凸凹面法蘭上時宜帶內(nèi)環(huán)，用6）墊片在突面（RF）型法蘭上時宜帶外定位環(huán)。用于全平面（FF）型法蘭的墊片，應為全平面非金屬墊片。非金屬墊片的外徑可超過突面（RF）型法蘭密封面的外徑，制成自對中式的墊片。用于不銹鋼法蘭的非金屬墊片，其氯離子的含量不得超過50ppm。GB/T20801.3－20065.1.9在突面（RF）型法蘭上時宜帶外定位環(huán)。管法蘭墊片包括:非金屬墊片、聚四氟乙烯包墊、石墨復合墊、金屬包墊、纏繞墊、齒形組合墊、金屬環(huán)墊。選用墊片時，必須依據(jù)介質(zhì)性質(zhì)、工作壓力和工作溫度。墊片選用原則如下：

①榫槽密封面盡量不用非金屬墊片;②真空系統(tǒng)用橡膠墊;

③低壓、無毒場合一般用非金屬墊片;管法蘭墊片包括:非金屬墊片、聚四氟乙烯包墊、石墨復合墊、金屬④介質(zhì)不允許微量纖維混入,易選用石墨復合墊;⑤介質(zhì)易燃、有毒,易選用金屬包墊、纏繞墊;⑥高溫、高壓易選用金屬環(huán)墊。⑦纏繞式墊片具有良好的壓縮性和回彈性，且價格便宜，制造簡單，特別是用膨脹石墨作填充料時，密封性能優(yōu)良，一般條件下均宜采用。④介質(zhì)不允許微量纖維混入,易選用石墨復合墊;⑧聚四氟乙烯有優(yōu)良的耐腐蝕性能，是很好的密封材料，在溫度小于250℃時常選用。其型式有聚四氟乙烯生料帶纏包石棉橡膠板、聚四氟乙烯板、聚四氟乙烯纏繞墊片和聚四氟乙烯包墊片。

⑨當選用金屬墊片時，應在完全退火狀態(tài)下使用，盡可能選用較軟的金屬材料，使法蘭表面的硬度比墊片硬度大布氏硬度HB20為宜。⑧聚四氟乙烯有優(yōu)良的耐腐蝕性能，是很好的密封材料，在溫度7）緊固件管道用緊固件，包括六角頭螺栓、雙頭螺栓、螺母和墊圈等零件。應選用國家現(xiàn)行標準中的標準緊固件，并在GB50316-2000（2008版）附錄A規(guī)定材料的范圍內(nèi)選用。用于法蘭連接的緊固件材料，應符合國家現(xiàn)行的法蘭標準的規(guī)定，并與墊片類型相適應。法蘭連接用緊固件螺紋的螺距不宜大于3mm。直徑M30以上的緊固件可采用細牙螺紋。碳鋼緊固件應符合國家現(xiàn)行法蘭標準中規(guī)定的使用溫度。7）緊固件用于各種不同法蘭的緊固件應符合GB50316-2000（2008版）5.8.6的規(guī)定。當不同等級的法蘭以螺栓緊固在一起時，擰緊螺栓的扭矩應符合低等級法蘭的要求。在劇烈循環(huán)條件下，法蘭連接用的螺栓或雙頭螺柱，應采用合金鋼的材料。金屬管道組成件上采用直接擰入螺柱的螺紋孔時，應有足夠的螺孔深度，對于鋼制件其深度至少應等于公稱螺紋直徑，對于鑄鐵件不應小于1.5倍的公稱螺紋直徑。用于各種不同法蘭的緊固件應符合GB50316-2000（2GB/T20801.3－20065.1.108）管道組成件連接結(jié)構(gòu)選用要求焊接接頭的選用，應符合下列規(guī)定：

焊縫坡口應符合現(xiàn)行國家標準《氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊蜂坡口的基本形式與尺寸》GB/T985及《埋弧焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》GB/T986的規(guī)定。承插焊連接接頭的選用：GB50316-2000（2008版）5.9.1.2GB/T20801.3－20065.1.10對焊接頭的選用：a．在鋼管道中除有維修拆卸要求外，應采用對焊接頭。b．當材料強度相同而不同厚度的管道組成件組對對接，而厚度較厚一端內(nèi)壁或外壁形成錯邊量大于2mm或超過設計規(guī)定的數(shù)值時，應符合GB50316-2000（2008版）附錄H第H.2的規(guī)定。平焊（滑套）法蘭的焊接應符合附錄H第H.1.4對焊接頭的選用：螺紋連接（螺紋密封）接頭的選用，應符合下列規(guī)定：不得用于有縫隙腐蝕的流體工況中。需密封焊的螺紋連接的接頭，不得使用密封材料。不應使用于扭矩大的或有振動的管道上。在熱膨脹可能使螺紋松開時，應采取預防措施。在劇烈循環(huán)條件下，螺紋連接僅限用于溫度計套管上（與測溫元件的連接）。螺紋連接（螺紋密封）接頭的選用，應符合下列規(guī)定：不得用于有縫

其他型式連接接頭的使用，應符合下列規(guī)定：

用水泥填充的鑄鐵管承插接頭僅限用于D類流體。這種管道應有防止接頭松開的合理支承的措施。

在劇烈循環(huán)條件下及B類流體管道中不應使用釬焊接頭。

粘接接頭不應使用于金屬的壓力管道中。其他型式連接接頭的使用，應符合下列規(guī)定：9）管道特殊件在輸送B類流體的管道中，不應使用帶填料密封的補償器。波紋膨脹節(jié)和金屬軟管不得用于受扭轉(zhuǎn)的場合。使用波紋膨脹節(jié)時，應按其各種形式的性能合理選用。設計中應計算其使用壽命及反力。有冷拉時，應在設計文件中指明。還應考慮環(huán)境溫度降低時流體可能冷凝及結(jié)冰的影響。9）管道特殊件10）非金屬襯里的管道組成件非金屬襯里的管道組成件的材料選用，復層為奧氏體不銹鋼時，使用溫度不宜超過400℃。非金屬襯里的管道組成件的端部連接結(jié)構(gòu)，宜采用金屬法蘭連接，除耐火材料襯里以外，應使襯里延伸覆蓋整個法蘭密封面上，且應牢固結(jié)合、平整。所有組成件的基層金屬部分的選用要求，應符合規(guī)范規(guī)定。10）非金屬襯里的管道組成件非耐火材料襯里的管道用于火災危險區(qū)時，應有防護措施。（3）管道組成件的壓力設計1）管徑的確定

GB50316-2000（2008版）

7.1非耐火材料襯里的管道用于火災危險區(qū)時，應有防護措施。XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計2）承受內(nèi)壓管子的壁厚計算a．直管壁厚的計算管子壁厚的確定要根據(jù)介質(zhì)和工藝條件，先確定管子的材料，再根據(jù)介質(zhì)的壓力、溫度等參數(shù)核算管子的壁厚，然后按管子的標準規(guī)格選擇常用的管子規(guī)格。對壓力管道來說，大多數(shù)都屬于薄壁管子，故當ts<D/6或P/（[σ]tEj）≤0.385時，承受內(nèi)壓直管段的理論壁厚計算公式可按GB503162）承受內(nèi)壓管子的壁厚計算或GB/T20801計算：式中：P------設計壓力（MPa）DO-----管子外徑（mm）[σ]t---設計溫度下材料的許用應力（MPa）Ej-------焊接接頭系數(shù)。對于有焊縫的焊接管或元件，工程上常用強度降低系數(shù)（即焊縫系數(shù)或GB/T20801計算：）來衡量其機械性能相對于無縫的管子或元件的下降程度。通常用無損檢測的方法來檢查焊縫缺陷，并以射線檢測或超聲波檢測比例等來衡量機械性能下降的程度。設定無縫鋼管的焊縫系數(shù)為 1，那么不同的焊接型式，不同的射線檢測比例，其焊縫系數(shù)的取值見表6.3.9Tsd---直管設計厚度（mm））來衡量其機械性能相對于無縫的管子或元件的下降程度。通常用無

ts

td

tm

TE

TN

Δ—圓整值TN—名義厚度；tm—最小厚度；td—設計厚度；ts—計算厚度；TE—有效厚度c1—厚度減薄附加量（厚度負偏差+加工裕量）；c2—腐蝕或磨蝕附加量；

ΔＣ２Ｃ1Δ—圓整值Y為管道計算系數(shù)，與管道材料和工作溫度有關(guān)：XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計C1按所應用的鋼管標準查取，并加上加工厚度負偏差，C2腐蝕裕量是考慮因介質(zhì)對管道的腐蝕而造成的管道壁厚減薄，從而增加的管道壁厚值。腐蝕裕量一般是根據(jù)介質(zhì)對管道材料的腐蝕性和管道的設計壽命確定的。但目前工程上大多數(shù)腐蝕環(huán)境對金屬材料的年腐蝕量難以確定，我國尚沒有一套有關(guān)各種腐蝕介質(zhì)在不同條件下各種材料的腐蝕速率數(shù)據(jù)，故在大多數(shù)情況下仍是憑經(jīng)驗來確定其腐蝕裕量的。C1按所應用的鋼管標準查取，并加上加工厚度負偏差，C2腐蝕裕通常腐蝕裕量取法如下：（a）對一般的不銹鋼管道，無腐蝕裕量。（b）對于腐蝕不嚴重的碳素鋼和鉻鉬鋼管道，一般取1.6mm。（c）對腐蝕較嚴重的碳素鋼和鉻鉬鋼管道，取3.2mm。（d）加強級（大于3.2mm）腐蝕余量。對于有固體顆粒沖刷等特殊情況下的管道，根據(jù)實際情況確定其具體值。通常腐蝕裕量取法如下：管道元件在制造過程中，相對于其公稱壁厚都會有正、負偏差，在確定管道元件公稱壁厚時應考慮可能出現(xiàn)的負偏差值。各鋼管標準中規(guī)定的偏差是不完全相同的，GB/T8163《流體輸送用無縫鋼管》和GB/T14976《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》規(guī)定的壁厚偏差值見表6.3.11。管道元件在制造過程中，相對于其公稱壁厚都會有正、負偏差，在確XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計b．彎管壁厚的計算承受內(nèi)壓的彎管或彎頭的理論計算厚度可按GB/T20801.3

6.2的方法計算：b．彎管壁厚的計算斜接彎頭的壓力計算見GB/T20801.3-20066.3c．盲板的厚度計算見GB/T20801.3-20066.5：XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計（4）管道應力分析由于壓力管道的載荷情況比較復雜，特別是重力引起的彎曲應力和變形、位移引起的應力及熱脹冷縮引起的熱應力的計算都是非常復雜的，雖然理論上采用傳統(tǒng)的力學計算方法可以對其進行計算，但是計算過程是非常繁瑣和困難的，因此，壓力管道的應力分析一般都采用專門的壓力管道計算軟件進行計算。（4）管道應力分析GB/T20801.3-20067.1規(guī)定：凡屬于下列情況之一的管道設計時，應進行應力分析：（a）設備管口有特殊的荷載要求管道；如有些與泵、爐子、空冷器連接的管道。（b）操作溫度大于等于400℃，或者小于等于-70℃的管道。（c）預期壽命內(nèi)循環(huán)次數(shù)超過7000的管道。（注意：TSGD0001-2009第四十五條的規(guī)定）GB/T20801.3-20067.1規(guī)定：符合下列條件的管道可以免除應力分析：（a）與運行良好的管道柔性系統(tǒng)相比，基本相同或基本相當?shù)墓艿老到y(tǒng)；（b）和已通過應力分析的管道系統(tǒng)相比，確認有足夠強度和柔性的管道系統(tǒng)。符合下列條件的管道可以免除應力分析：管道應力分析分為靜力分析和動力分析。靜力分析是指在靜力荷載的作用下對管道進行力學分析，并進行相應的安全評定，使之滿足標準規(guī)范的要求。

主要考慮的載荷有介質(zhì)內(nèi)壓、管道自重、支吊架反力、熱脹、冷縮和管道端點的附加位移引起的載荷等。管道靜力分析的內(nèi)容包括：a．壓力荷載和持續(xù)荷載作用下的一次應力計算，防止塑性變形破壞；管道應力分析分為靜力分析和動力分析。b．管道熱脹冷縮及端點附加位移等位移荷載作用下的二次應力的計算，防止疲勞破壞；c．管道對設備作用力的計算，防止作用力太大，保證設備正常運行；d．管道支吊架的受力計算，為支吊架設計提供依據(jù)；e．管道上法蘭的受力計算，防止法蘭泄漏。b．管道熱脹冷縮及端點附加位移等位移荷載作用下的二次應力的計動力分析主要指壓縮機和泵進出口管道的振動分析，管道的地震分析，水錘和沖擊荷載作用下管道的振動分析。目的是為了使振動和地震的影響得到控制。動力分析的內(nèi)容包括：a．管道自振頻率分析，防止管道系統(tǒng)共振；b．管道強迫振動響應分析，控制管道振動及應力；動力分析主要指壓縮機和泵進出口管道的振動分析，管道的地震分析c．往復式壓縮機（泵）氣（液）柱頻率分析，防止氣柱共振；d．往復式壓縮機（泵）壓力脈動分析，控制壓力脈動值。c．往復式壓縮機（泵）氣（液）柱頻率分析，防止氣柱共振；（5）其他有關(guān)設計的要求1）管道的隔熱要求有關(guān)管道保溫和保冷的計算、材料選擇及結(jié)構(gòu)要求等可按現(xiàn)行國家標準《設備及管道保溫技術(shù)通則》GB/T4272、《設備及管道保溫設計導則》GB/T8175、《設備及管道保冷技術(shù)通則》GB/T11790及《工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范》GB50264進行設計。（5）其他有關(guān)設計的要求2）管道的防噪和消聲要求防噪聲要求應按現(xiàn)行國家標準《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范》GBJ87的規(guī)定。3）管道的防腐及涂漆埋地鋼管道的外表面應制作防腐層，防腐層數(shù)應按所設計的管道及土壤情況決定。必要時對長距離及不便檢查維修的區(qū)域內(nèi)管道，可增加陰極保護措施。地上管道的外表面防銹，一般采用涂漆，涂層類別應能耐環(huán)境大氣的腐蝕。2）管道的防噪和消聲要求（6）管道系統(tǒng)的安全規(guī)定GB50316-2000（2008版）

14（6）管道系統(tǒng)的安全規(guī)定謝謝！XXXX壓力管道檢驗員取證培訓課件工業(yè)管道的設計演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！6.3.1工業(yè)管道的設計肖暉河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院6.3.1工業(yè)管道的設計肖暉1．基礎知識GC類－－工業(yè)管道：定義：指企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質(zhì)的工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道。包括延伸出工廠邊界線，但歸屬企、事業(yè)單位管轄的工藝管線。分級：GC類分為GC1、GC2和GC3三級?；咎卣鳎汗に嚵鞒谭N類最多；生產(chǎn)制作環(huán)境狀態(tài)最為復雜；輸送介質(zhì)品種較多和輸送條件較苛刻；輸送壓力和溫度高。1．基礎知識GC類－－工業(yè)管道：4、壓力管道的分類和分級關(guān)于工業(yè)管道（1）工業(yè)管道的范圍：工業(yè)管道的使用范圍僅限于企業(yè)、事業(yè)單位內(nèi)部，（包括延伸出工廠邊界線，但歸屬于企、事業(yè)單位管轄的工藝管道）主要有別于公用管道。分三類：工藝管道、公用工程管道、輔助管道；（2）工業(yè)管道的服務對象：服務對象強調(diào)的是為企業(yè)、事業(yè)單位的生產(chǎn)服務。（3）工業(yè)管道的屬性：這類壓力管道為企、事業(yè)單位所有，屬于單位管轄。（4）介質(zhì)特性：介質(zhì)種類多、壓力溫度范圍大。4、壓力管道的分類和分級關(guān)于工業(yè)管道1．基礎知識（1）工業(yè)管道設計過程在我國，工程設計一般分兩步進行，首先根據(jù)已批準的項目建議書和可行性研究報告（設計前期工作）進行初步設計。初步設計經(jīng)上級主管部門組織審查、批準后再進行施工圖設計。

設計主要內(nèi)容如下：1）工藝計算1．基礎知識（1）工業(yè)管道設計過程包括物料衡算、熱量衡算和水力計算等；按照物料的流量及該物料允許的流速確定管徑、管長。2）管道材料選擇按照不同介質(zhì)的物理化學性質(zhì)、壓力等級、工作溫度等因素確定管子的材料和閥門、法蘭等管道組成件，初估材料數(shù)量。3）管道的結(jié)構(gòu)設計包括管道組成件的選用（閥門、法蘭、包括物料衡算、熱量衡算和水力計算等；按照物料的流管件、補償器、支吊架）及隔熱、伴熱設計。4）管道的強度計算包括靜載計算（包括內(nèi)外壓力載荷、管道組成件、支承件的重力、流體重量、冰雪重量）、動載計算（流體沖擊、撞擊等沖擊載荷、壓力波動、風載、地震）、振動計算、熱應力計算。5）安全裝置設計包括安全閥、爆破片、阻火器等。6）繪制草圖和施工圖繪制流程圖（系統(tǒng)圖）、平面布置圖、立面管件、補償器、支吊架）及隔熱、伴熱設計。布置圖、管段圖（空視圖）、管件圖、管架圖等。施工圖設計階段先繪制詳細的管道流程圖和設備布置圖再設計管道平立面布置圖，對溫度較高等重要管道進行應力計算，繪制單管圖、管口方位圖、蒸汽伴熱管系圖等。7）編制說明書編制管道設計說明書、施工安裝說明書、管道安裝一覽表、綜合材料表等。所有設計文件必須進行校對、審核，部分圖紙還要進行審定，最后還要進行各有關(guān)專業(yè)參加的綜合會簽，確保設計的質(zhì)量。布置圖、管段圖（空視圖）、管件圖、管架圖等。

管道設計控制內(nèi)容和要求（2）管道的敷設方式管道敷設可分為明裝和暗設兩種方式。管道是明裝還是暗設應根據(jù)生產(chǎn)的性質(zhì)，被輸送介質(zhì)的性質(zhì)以及操作、安裝、檢修的情況來確定。管道暗設一般分為埋地敷設或管溝敷設兩種方式。管道設計控制內(nèi)容和要求輸送下述介質(zhì)的管道可允許直接埋地敷設：1）輸送介質(zhì)為液體、無腐蝕性、毒性或爆炸危險，且粘度較小而不易凝結(jié)的管道。2）輸送的介質(zhì)為常溫、低壓的管道。3）不須經(jīng)常進行檢修的管道。4）停車時管道內(nèi)積存的介質(zhì)不會凝固。5）管道本身能經(jīng)受覆蓋土層的壓力。6）地坪系普通的地坪，而不是特殊材料地坪，如瓷磚等。輸送下述介質(zhì)的管道可允許直接埋地敷設：如果管道不宜埋地或沿地面敷設，也不能架空敷設或架空敷設有特殊困難時，可考慮敷設在管溝中，管溝的型式一般有三種：1）可通行管溝多用于室外、距離較長、數(shù)量較多、且經(jīng)常檢修的管道。這種管溝的特點是人可站在溝中進行安裝、檢修管道；如果管道不宜埋地或沿地面敷設，也不能架空敷設或架空敷設有特殊2）不通行管溝這種管溝人不能站在溝內(nèi)進行安裝、檢修管道。一般用于距離較短、數(shù)量較少不經(jīng)常檢修的管道。3）半通行管溝型式介于可通行管溝與不通行管溝二者之間。多用于管道較長、較多、須經(jīng)常檢修的管道中，且位于不經(jīng)常通行的地點，當管道檢修時溝蓋打開不妨礙其交通或操作。2）不通行管溝各種管溝底均應有不小于2/1000的縱向坡度，滿足排水要求。管道布置應在滿足施工、操作、維修方便的前提下，統(tǒng)一規(guī)劃，力求整齊美觀，達到安全可靠、經(jīng)濟合理的要求。各種介質(zhì)的管道在不同的規(guī)范中均有一些特殊的要求，因此，僅提出一般的布置原則。（3）地上管道布置

1）地上管道布置的一般規(guī)定①壓力管道布置時應滿足工藝及管道和儀表流程圖的要求，應對整個裝置的管道系統(tǒng)進行全盤規(guī)劃，統(tǒng)一考慮。各種管溝底均應有不小于2/1000的縱向坡度，滿足排水要求。②管道布置應滿足為便于生產(chǎn)操作、安裝、檢修的要求。③具有熱脹冷縮的管道，布置中配合柔性計算的范圍應符合規(guī)范的規(guī)定。（9.2.1）④管道布置應按規(guī)范要求控制管道振動。2）管道的凈空高度及凈距架空管道穿過道路、鐵路及人行道等的凈空高度系指管道隔熱層或支承構(gòu)件最低點的高度，應符合GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》

8.1Ⅱ《管道的布置》的規(guī)定。②管道布置應滿足為便于生產(chǎn)操作、安裝、檢修的要求。在外管架（廊）上敷設管道時，管架邊緣至建筑物或其他設施的水平距離除按以下要求外，還應符合現(xiàn)行國家標準《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》GB50160、《工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范》GB50187及《建筑設計防火規(guī)范》GBJ16的規(guī)定。在外管架（廊）上敷設管道時，管架邊緣至建筑物或其他設施的水平3）地上管道布置的一般要求GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》8.1Ⅲa．多層管廊的層間距離應滿足管道的安裝要求。腐蝕性強的管道應布置在下層。高溫管道應布置在對電纜沒有影響的下方位置。b．沿地面敷設的管道穿越人行通道時，必須設跨越橋。c．在道路、鐵路上方的管道不應安裝閥法蘭、螺紋接頭及帶有填料的補償器等可能泄漏的組成件。3）地上管道布置的一般要求d．沿墻布置的管道不應影響門、窗的打開。e．輸送腐蝕性液體的管道，不應布置在轉(zhuǎn)動設備上方。f．與泵連接的管道應符合有關(guān)要求。（8.1.14）g．與容器連接的管道布置應符合有關(guān)要求。（8.1.15）h．布置管道應留有轉(zhuǎn)動設備維修、操作和設備內(nèi)填充物裝卸及消防車道等所需的空間。i．設備內(nèi)件抽出區(qū)域、設備法蘭拆卸區(qū)域及吊裝孔范圍內(nèi)不應布置管道。d．沿墻布置的管道不應影響門、窗的打開。j．就地指示儀表接口的位置應設在操作人員看得清的高度。k．管道上的儀表接口應按儀表專業(yè)的要求設置，并應滿足元件裝卸所需的空間。l．設計壓力小于等于6.3MPa或設計溫度小于等于425℃的蒸汽管道，儀表接口公稱直徑不應小于15mm。大于上述條件及有振動的管道，儀表接口公稱直徑不應小于20mm，當主管公稱直徑小于20mm時，儀表接口不應小于主管徑。j．就地指示儀表接口的位置應設在操作人員看得清的高度。

管道的結(jié)構(gòu)應符合下列規(guī)定：兩條對接焊縫的距離，不應小于3倍焊件的厚度，需焊后熱處理的管道焊縫不宜小于6倍焊件的厚度，且應符合下列要求：公稱直徑小于50mm的管道，焊縫的間距不宜小于50mm；大于等于50mm的管道，焊縫的間距不宜小于100mm；管道的結(jié)構(gòu)應符合下列規(guī)定：m．管道環(huán)焊縫不宜設在支架管托范圍內(nèi)。需熱處理的從外側(cè)距支吊架邊緣距離宜大于焊縫寬度的5倍，且大于等于100mm。n．不宜在管道的焊縫上開孔與接管，當不可避免時，應經(jīng)強度校核。o．管道現(xiàn)場玩管的彎曲半徑不宜小于3.5倍的管外徑，焊縫距彎管的起彎點不宜小于100mm，且不宜小于管外徑。m．管道環(huán)焊縫不宜設在支架管托范圍內(nèi)。需熱處理的從外側(cè)距支吊p．在螺紋連接的管道上，每個分支應在閥門等維修件附近設置一個活接頭，但采用法蘭連接閥門可不設。q．除端部帶直管的對焊管件外，不應將標準的對焊管件與滑套法蘭連接。r．蒸汽管道或可凝性氣體管道的支管宜從主管的上方接出蒸汽冷凝液支管應從收回總管的上方接入。s．管道布置時應流出試生產(chǎn)、施工、催、吹掃等所需的臨時接口。p．在螺紋連接的管道上，每個分支應在閥門等維修件附近設置一個t．管道穿過安全隔墻時應加套管。套管內(nèi)的管段不應有焊縫，管子與套管的間隙應以不燃燒的軟質(zhì)材料填滿。u．管道的高點與低點應分別備有排氣口和排液口，并位于容易接近的地方。如該處（相同高度）有其他接口可利用時可不接排氣口和排液口。管徑小于等于25mm的管道（除管廊上管道外）可不設排氣口，對于蒸汽伴熱管迂回時出現(xiàn)的低點處，可不設排液口。t．管道穿過安全隔墻時應加套管。套管內(nèi)的管段不應有焊縫，管子v．高點排氣管的公稱直徑最小應為15mm；低點排液管的公稱直徑最小應為20mm；當主管的公稱直徑最小應為15mm時，可采用等徑排液口。w．氣體管道的高點排氣口可不設閥門，接管口可采用法蘭蓋或管帽等加以封閉。x．所有排液口的最低點離地面的距離不宜小于150mm.y．飽和蒸汽管道的低點應設集液包及蒸汽疏水閥。v．高點排氣管的公稱直徑最小應為15mm；低點排液管的公稱4）B類流體管道的布置GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》8.1Ⅳ（4）管溝內(nèi)管道的布置GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》8.2管溝內(nèi)布置的管道應符合以下規(guī)定：1）溝內(nèi)管道的布置應方便檢修，溝內(nèi)應有排水措施。4）B類流體管道的布置2）溝與鐵路道路建筑物的距離應根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、路基、管道敷設深度、管徑、流體壓力等結(jié)構(gòu)條件決定，并應符合GB50316附錄F的規(guī)定。3）在無可靠的通風條件及無安全措施時，不得在通行管溝內(nèi)布置窒息性及B類流體的管道。4）B類流體的管道不宜設置在密閉的溝內(nèi)。在明溝中不宜敷設密度比環(huán)境空氣大的B類氣體管道。當不可避免時，應在溝內(nèi)填滿細紗。2）溝與鐵路道路建筑物的距離應根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、路基、管道敷（5）埋地管道的布置GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》8.31）大直徑薄壁管道深埋時，應滿足土壤壓力下的穩(wěn)定性及剛度要求。2）從道路下面穿越的管道，其頂部至路面不宜小于0.7m。3）從鐵路下面穿越的管道應設套管，套管頂至鐵軌底的距離不應小于1.2m。4）管道埋深應在冰凍線以下。當無法實現(xiàn)時，應有可靠的防凍保護措施。（5）埋地管道的布置5）B類流體、氧氣和熱力管道與其它管道的交叉凈距應不小于0.25m；C類及D類流體管道間的交叉凈距應不小于0.15m；6）設有補償器、閥門及其它需維修的管道組成件的時，應將其布置在符合安全要求的井室中，并應有寬度大于等于0.5m的維修空間。7）有加熱保護的（如伴熱）管道不應直接埋地，應設在管溝內(nèi)。5）B類流體、氧氣和熱力管道與其它管道的交叉凈距應不小于8）帶有隔熱層及外護套的埋地管道，布置時應有足夠的柔性，并在外套內(nèi)有內(nèi)管熱脹的余地。無補償直埋管道，可用于溫度小于或等于120℃的D類流體的管道，并應按國家現(xiàn)行直埋供熱管道標準的規(guī)定設計與施工。8）帶有隔熱層及外護套的埋地管道，布置時應有足夠的