壓力管道設計培訓

壓力管道設計培訓新疆市政建筑設計研究院有限公司二○○九年六月第一頁，共七十一頁。內容壓力管道設計許可制度的背景壓力管道的特點壓力管道設計的歷史與現狀壓力管道設計內容壓力管道設計要點及方法壓力管道設計管理第二頁，共七十一頁。我國的工業(yè)化進程新中國的工業(yè)化進程始于1953年開始執(zhí)行的國民經濟發(fā)展第一個五年計劃，產業(yè)主要以冶金、電力、煤炭、化學、機械等行業(yè)為主1978年中國開始實施改革開放戰(zhàn)略，開始進行工業(yè)化戰(zhàn)略的重大調整，工業(yè)化進程突飛猛進，化工、石油、煤炭、燃氣、電力及各種新興工業(yè)大量建成投產隨之而來，工業(yè)生產安全事故也大幅增長，尤其是化工、石油、燃氣、電力等行業(yè)的生產安全事故，損失大、危害嚴重第三頁，共七十一頁。吉林化工廠爆炸事故2005年11月13日13時40分，中石油吉林石化公司雙苯廠連續(xù)發(fā)生爆炸。經調查發(fā)現現場有6名工人失蹤，受傷人員近70人，事故原因已初步查明，該廠苯胺裝置硝化單元發(fā)生著火爆炸是P－102塔發(fā)生堵塞，循環(huán)不暢，因處理不當造成。這次事故造成大量化工原料流入松花江，對下游城市及居民的生活用水造成污染，同時對松花江流域的生態(tài)造成很大破壞。

第四頁，共七十一頁。廣西宜州化工廠爆炸事故2008年8月２６日早上６時４５分，廣西維尼綸集團有限責任公司有機車間發(fā)生嚴重爆炸事故，造成重大人員傷亡和慘重損失。截至26日17時，已成功疏散轉移群眾1.15萬多人；醫(yī)院收治傷員55人，死亡8人，失去聯(lián)系11人。這次事故所流瀉的化工原料也造成當地的河流污染，下游1.5萬居民被迫疏散。第五頁，共七十一頁。青島市地下燃氣管道爆炸事故2008-01-13青島地下燃氣管道爆炸行人被炸飛兩米，一條街的人行道被爆炸掀開，事故原因已查明，是燃氣管道存在漏點，事發(fā)地段剛好是電力井較為聚集的地方，地下電線打火后，遇到泄漏的可燃性氣體，發(fā)生了爆炸。

第六頁，共七十一頁。深圳市地下燃氣管道爆炸事故2006-1-11零時10分左右，深圳深南大道與華富路十字路口附近，地下燃氣泄漏發(fā)生連環(huán)爆炸。事故中一女子死亡，另有16人受傷，其中一男子病危。事故造成7000多用戶燃氣供應暫時中斷。經查，事故起因為施工單位在修建深南———華富路地下人行通道時違章施工，造成直徑110毫米的燃氣管道破裂，大量液化石油氣泄漏，隨后引起爆燃。第七頁，共七十一頁。阜康市供熱管道爆裂事故

2007年1月4日上午當地供熱主管網突然爆裂，停暖逾三十小時，造成大量城市居民工作、生活不便和忍受寒冷。第八頁，共七十一頁。大量的生產安全事故造成勞動者和人民群眾的生命被無情終結，大量社會財富毀于一旦，造成的環(huán)境污染難以消除和生態(tài)破壞難以恢復的嚴重后果。尤其是有毒、有腐蝕性、易燃、易爆、高溫、低溫、高壓的工業(yè)介質泄露、爆炸產生的危害極其嚴重。這正是我國實行特種設備安全檢查及壓力容器壓力管道設計許可制度的背景。第九頁，共七十一頁。我國壓力管道安全事故原因比例第十頁，共七十一頁。我國特種設備安全監(jiān)察的歷史1955年7月，我國在當時的勞動部設立了鍋爐安全檢查總局，此后經歷了建立、合并、恢復、撤銷、再建立的曲折過程，鍋爐壓力容器事故率也隨之出現了波浪起伏的歷史狀況。1978年9月，國務院批準恢復了鍋爐安全監(jiān)察局。自此，逐步建立健全各級監(jiān)察機構和檢測檢驗機構，形成了較完善的安全監(jiān)察監(jiān)督檢驗體系。1982年2月，國務院發(fā)布了《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》1996年原勞動部發(fā)布了《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》[1996]140號2003年3月11日，國務院令第373號令，發(fā)布了《特種設備安全監(jiān)察條例》，自2003年6月1日起施行。2009年1月24日《中華人民共和國國務院令第549號》，對《國務院關于修改《特種設備安全監(jiān)察條例》的決定》予以公布，自2009年5月1日起施行。第十一頁，共七十一頁。我國壓力管道設計許可的歷史1992年10月9日，原國家勞動部頒發(fā)《壓力容器設計單位資格管理與監(jiān)督規(guī)則》，自1993年4月1日起施行。1997年中石化發(fā)布《壓力管道設計單位認證與管理辦法》，并于1998~2000年完成本系統(tǒng)60余家設計單位的壓管設計資格審查認證。1999年12月16日，國家質量技術監(jiān)督局《壓力管道設計單位資格認證與管理辦法》質技監(jiān)鍋發(fā)【1999】272號，自頒布之日起施行。2002年8月14日，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布《壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)則》國質檢鍋【2002】235號，自2003年1月1日起施行。2008年8月1日，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布《壓力容器壓力管道設計許可規(guī)則》自頒布之日起施行。第十二頁，共七十一頁。內容壓力管道設計許可制度的背景壓力管道的特點壓力管道設計的歷史與現狀壓力管道設計內容壓力管道設計要點及方法壓力管道設計管理第十三頁，共七十一頁。壓力管道的定義按《特種設備安全監(jiān)察條例》第七章附則，第八十八條的釋義：壓力管道，是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓）的氣體、液化氣體、蒸汽介質或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體介質，且公稱直徑大于25mm的管道。第十四頁，共七十一頁。壓力管道的分類《壓力容器壓力管道設計許可規(guī)則》TSGR1001-2008的附件B，將壓力管道劃分為4大類一、GA類（長輸管道），含GA1級，GA2級二、GB類（公用管道），含GB1級(城鎮(zhèn)燃氣管道），GB2級(城鎮(zhèn)熱力管道）三、GC類（工業(yè)管道），含GC1級，GC2級，GC3級四、GD類（動力管道），含GD1級，GD2級第十五頁，共七十一頁。壓力管道的組成元件壓力管道元件是指：組成壓力管道系統(tǒng)的各種元素的統(tǒng)稱，大致包括管道的組成件和支承件兩大類?！短胤N設備目錄》列明：壓力管道元件包括：1.壓力管道管子2.壓力管道管件3.閥門4.法蘭5.補償器6.壓力管道密封元件（含緊固件）7.壓力管道特種原件（阻火器、視鏡、過濾器等）8.壓力管道材料9.壓力管道支承件共9大類別39個品種。第十六頁，共七十一頁。壓力管道的特點1、輸送的介質具有壓力，多數屬于高、中壓管道。2、輸送的介質有毒或有腐蝕性，或易燃、易爆。3、輸送的介質具有高溫或低溫，或最高工作溫度高于或者等于液體介質的標準沸點。4、壓力管道工作場所自然條件和工程條件復雜，安全事故往往會引起連鎖事故，毒害介質泄露會引起次生災害。5、壓力管道種類多，設計、制造、安裝、應用環(huán)節(jié)多安全管理難度大。6、壓力管道材料種類多，選用復雜。第十七頁，共七十一頁。內容壓力管道設計許可制度的背景壓力管道的特點壓力管道設計的歷史與現狀壓力管道設計內容壓力管道設計要點及方法壓力管道設計管理第十八頁，共七十一頁。我國壓力管道設計的歷史我國正真意義上的壓力管道設計起步較晚，但符合條例“壓力管道”定義的管道設計自新中國建立就已開始。1997年中石化發(fā)布《壓力管道設計單位認證與管理辦法》，并于1998~2000年完成本系統(tǒng)60余家設計單位的壓管設計資格審查認證。1999年12月16日，國家質量技術監(jiān)督局《壓力管道設計單位資格認證與管理辦法》質技監(jiān)鍋發(fā)【1999】272號，自頒布之日起施行。2002年8月14日，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布《壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)則》國質檢鍋【2002】235號，自2003年1月1日起施行。2008年8月1日，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布《壓力容器壓力管道設計許可規(guī)則》自頒布之日起施行。第十九頁，共七十一頁。我區(qū)壓力管道設計的歷史1997年中石化發(fā)布《壓力管道設計單位認證與管理辦法》，并于1998~2000年完成本系統(tǒng)60余家設計單位的壓管設計資格審查認證。1999年12月16日，國家質量技術監(jiān)督局《壓力管道設計單位資格認證與管理辦法》質技監(jiān)鍋發(fā)【1999】272號，自頒布之日起施行。我區(qū)的克拉瑪依石油設計院于2001年取得壓管設計資格，烏石化設計院于2002年取得壓管設計資格。目前取得國家質檢總局頒證的壓管設計單位已有五家設計單位。2002年8月14日，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布《壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)則》國質檢鍋【2002】235號，自2003年1月1日起施行。我區(qū)的壓管設計培訓取證工作始于2005年，目前取得自治區(qū)質量技術監(jiān)督局頒證的壓管設計單位已有七家設計單位。2008年8月1日，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布《壓力容器壓力管道設計許可規(guī)則》自頒布之日起施行。第二十頁，共七十一頁。壓力管道設計有關法規(guī)及規(guī)范及規(guī)程法規(guī)2008年8月1日，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布《壓力容器壓力管道設計許可規(guī)則》自頒布之日起施行。規(guī)范《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》GB50316-2000（2008年版）含有壓力管道的各種專業(yè)設計、施工及驗收規(guī)范規(guī)程《壓力管道安全監(jiān)察技術規(guī)程》（討論中）第二十一頁，共七十一頁。壓力管道設計現狀以前，在未進行壓力管道設計許可制之前，壓管設計均由工藝設計專業(yè)承擔，對管道材料和管道機械設計不夠重視，從而使壓力管道設計存在憑經驗設計和具有盲目性，其后果不是安全性差就是經濟性差。目前，許多壓力管道設計單位雖然已經取得了壓力管道設計許可資格，但是由于技術力量不足或其他原因，材料設計和機械設計仍然是薄弱環(huán)節(jié)，設計深度亟待加強。我國的工程設計資質由住房及城鄉(xiāng)建設部管理，工程咨詢資質由國家發(fā)改委管理，均有相關設計收費標準。我國壓力容器壓力管道設計許可資格由國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局管理，但目前尚無壓力管道設計收費標準。第二十二頁，共七十一頁。內容壓力管道設計許可制度的背景壓力管道的特點壓力管道設計的歷史與現狀壓力管道設計內容壓力管道設計要點及方法壓力管道設計管理第二十三頁，共七十一頁。壓力管道設計的內容壓力管道設計包括三部分內容：1.管道工藝設計（布管設計或配管設計）2.管道材料設計3.管道機械設計（管道受力分析、支撐及柔性安全設計）

第二十四頁，共七十一頁。壓力管道工藝設計管道工藝設計（布管設計或配管設計）的目的：是實現介質在規(guī)定狀態(tài)下的安全轉移。管道工藝設計的根本要求是：適用性。管道工藝設計主要任務是：1.確定介質及其特性。2.確定介質輸送全過程的狀態(tài)。3.確定管道的空間位置布置。4.確定管道的管徑。5.確定管道上控制元件及安全元件的布置。6.確定管道的環(huán)境條件。7.制定管道運行維護的操作要求。第二十五頁，共七十一頁。壓力管道材料設計管道材料設計的目的：是用可靠和經濟材料實現工藝設計的要求。管道材料設計的根本要求是：可靠性和經濟性。管道材料設計主要任務是：1.根據介質特性及工作狀態(tài)確定既可靠又經濟的管道元件材料包括材質、標準系列、工程壓力等級等。2.根據管道工作的狀態(tài)、管徑、管道的工作環(huán)境、管道使用壽命等確條件定元件的壁厚。3.確定管道材料的連接方式及檢驗標準。4.確定管道材料的防腐、保溫及維護方法。5.確認材料代換條件及內容。.第二十六頁，共七十一頁。壓力管道機械設計管道機械設計的目的：是保障管道材料在工藝條件下，在管道使用壽命期內的安全使用。管道機械設計的根本要求是：安全性。管道機械設計主要任務是：1.分析管道元件材料在工作狀態(tài)及環(huán)境條件下的性能，校核材料的強度及剛度性能是否滿足安全要求。2.根據管道材料性能及管道和介質的重力、管道成受的外荷載及管道內壓的不平衡進行管道的支撐設計。3.進行管道動應力分析，對管道在振動、循環(huán)熱應力等條件下的損壞及疲勞損壞采取預防和消除措施，即進行管系的減振和柔性設計。4.必要時進行管道的動態(tài)水力工況分析，對管道在非正常關閉或操作下的壓力瞬變進行分析，采取防止水錘的措施。

第二十七頁，共七十一頁。內容壓力管道設計許可制度的背景壓力管道的特點壓力管道設計的歷史與現狀壓力管道設計內容壓力管道設計要點及方法壓力管道設計管理第二十八頁，共七十一頁。一、壓力管道設計條件壓力管道設計條件分為：1.介質及其狀態(tài)條件2.環(huán)境條件3.工藝條件（一）介質及其狀態(tài)條件1.介質的物理性質（工藝設計的重要條件）介質的物理性態(tài)（氣體或液體或汽、水兩相流體）、密度、粘度、沸點、冷凝點等最高工作壓力≥0.1MPa（表壓），輸送介質為氣（汽）體、液化氣體；最高工作壓力≥0.1MPa（表壓），輸送介質為可燃、易爆、有毒、有腐蝕性，或最高工作溫度大于標準沸點的液體；2.介質的化學性質（材料設計的重要條件）介質的毒性、腐蝕性、燃燒性、爆炸性等，詳見《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》GB5044中規(guī)定的毒性為極度危害的介質，《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》GB50160，《建筑防火設計規(guī)范》GB50016-2006中規(guī)定的火災危險性為甲乙類的介質；

第二十九頁，共七十一頁。（二）環(huán)境條件（工藝、材料、機械設計的重要條件）1.氣候氣象包括極端最高氣溫、極端最低氣溫、空氣濕度、大氣壓力、風力、風向、積雪厚度、暴雨強度、日照強度等。2.工程地質包括場地土質類別、地基承載力、土壤濕陷性、土壤腐蝕性、地震設防烈度、地下水位、地溫波動范圍等。3.工程環(huán)境條件敷設方式、緊鄰建構筑物、緊鄰各種工業(yè)及市政公用管道、周邊的軍事、空港、居住區(qū)等限制條件。第三十頁，共七十一頁。（三）工藝條件（工藝、材料、機械設計的重要條件）1.最高工作壓力2.最高工作溫度3.操作工況4.劇烈循環(huán)條件

在壓力管道設計中，工藝專業(yè)必須向壓力管道配管專業(yè)及材料設計和機械設計人員提交設計條件圖

第三十一頁，共七十一頁。二、工藝設計（一）確定壓力管道類別（二）確定設計壓力依據《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》GB50316-2000，2008年版3.1.2設計壓力的確定應符合下列規(guī)定：3.1.2.1一條管道及其每個組成件的設計壓力，不應小于運行中遇到的內壓或外壓與溫度相偶合時最嚴重條件下的壓力。最嚴重條件應為強度計算中管道組成件需要最大厚度及最高公稱壓力時的參數。但上述設計壓力不應包括本章中允許的非經常性壓力變動值。3.1.2.2下列特殊條件的管道，其設計壓力應與3.1.2.1款比較，并應取兩者的較大值。（1）輸送制冷劑、液化烴類等氣化溫度低的流體管道，設計壓力不應小于閥被關閉或流體不流動時在最高環(huán)境溫度下氣化所能達到的最高壓力。（2）離心泵出口管道的設計壓力不應小于吸入壓力與揚程相應壓力之和。（3）沒有壓力泄放裝置保護或與壓力泄放裝置隔離的管道，設計壓力不應低于流體可達到的最大壓力。第三十二頁，共七十一頁。3.1.2.3真空管道管道應按受外壓設計，當裝有安全控制裝置時，設計壓力應取1.25倍最大內外壓力差或0.1MPa兩者中的低值；無安全控制裝置時，設計壓力應取0.1MPa。3.1.2.4裝有泄壓裝置的管道的設計壓力不應小于泄壓裝置的開啟壓力。注：一般情況下可仿照壓力容器的做法，在相應最高工作壓力的基礎上增加一個裕度系數，來確定設計壓力。當按照此法確定的設計壓力會引起管道的壓力等級變化時，應判斷該工作壓力是否就是運行中遇到的內壓或外壓與溫度相偶合時最嚴重條件下的最高工作壓力，若是，在報請技術負責人批準的情況下，設計壓力可取此時的最高工作壓力，而不必再加系數。摘自《壓力管道技術》一般情況下管道元件的設計壓力確定工作壓力Pw（MPa）設計壓力P（MPa）Pw≤1.8P=Pw+0.181.8＜Pw≤4.0P=1.1Pw4.0＜Pw≤8.0P=Pw+0.4Pw＞8.0P=1.05Pw第三十三頁，共七十一頁。（三）確定設計溫度依據《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》GB50316-2000，2008年版3.1.3設計溫度的確定應符合下列規(guī)定：3.1.3.1管道中每個組成件的設計溫度，應不低于本規(guī)范3.2.1.1款規(guī)定的需要最大厚度或最高公稱壓力相對應的溫度。設計溫度的確定還應包括流體溫度、環(huán)境溫度、陽光輻射、加熱或冷卻的流體溫度等因素的影響。設計的最低溫度應為管道組成件的最低工作溫度，此溫度不應低于材料的使用溫度下限。3.1.3.2管道采用伴管或夾套加熱時，應以外加熱管和管內流體溫度中較高的溫度為設計溫度。3.1.3.3無隔熱層的管道中，不同的管道組成件可具有不同的設計溫度，管道組成件的設計溫度應符合下列規(guī)定：（1）流體溫度低于65℃時，管道組成件的設計溫度可與流體溫度相同；（2）流體溫度等于或大于65℃時，除非按傳熱計算或試驗確定有較低的平均壁溫，管道組成件的設計溫度不應低于以下值：閥門、管子、突緣短節(jié)、焊接管件和厚度與管子相似的其他管道組成件：為流體溫度的95%；第三十四頁，共七十一頁。

法蘭（除松套法蘭外），包括在管件和閥門上的法蘭：為流體溫度的95%；松套法蘭：為流體溫度的85%；法蘭緊固件：為流體溫度的80%；注：一般情況下可仿照壓力容器的做法，在相應最高工作溫度的基礎上增加一個裕度系數，來確定設計溫度。當按照此法確定的設計溫度會引起管道的壓力等級變化時，應判斷該工作壓力是否就是運行中遇到的內壓或外壓與溫度相偶合時最嚴重條件下的最高工作溫度，若是，在報請技術負責人批準的情況下，設計壓力可取此時的最高工作溫度，而不必再加系數。摘自《壓力管道技術》一般情況下管道元件的設計溫度確定工作溫度Tw（℃）設計溫度T（℃）-20＜Tw≤15T=Tw-5（最低取-20）15＜Tw≤350T=Tw+20Tw＞350T=Tw+（5~15）第三十五頁，共七十一頁。（四）確定管道平面布置及敷設方式（五）確定管徑（進行水力計算或平差計算）（六）確定管道上的安全及控制元件的布置位置及動作壓力。（七）提出管道運行維護的操作要求。第三十六頁，共七十一頁。三、材料設計（一）確定壓力管道各種元件的材料

在使用任何一種壓力管道元件材料之前，應詳細了解該材料的性能特點。

1.常用壓力管道材料分類1）鑄鐵材料（灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵）2）碳素鋼（高級優(yōu)質碳素鋼、優(yōu)質碳素鋼、普通碳素鋼）3）合金鋼（低合金鋼、調質合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼、低溫用鋼）4）有色金屬材料（鋁及鋁合金、銅及銅合金）5）聚四氟乙烯（PTFE）及其襯里管6）聚氯乙烯（PVC）及其襯里管7）聚乙烯（PE）及其襯里管8）聚丙烯（PP）及其襯里管9）苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚體（ABS）及其襯里管10）常用橡膠襯里管11）玻璃鋼管12）搪瓷襯里管13）鉛及鉛襯里管14）（不透性）石墨管15）環(huán)氧樹脂襯里管16）酚醛樹脂襯里管第三十七頁，共七十一頁。

2.常用壓力管道材料性能

1）鑄鐵材料（灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵）a.含碳量大于2.06%鐵碳合金,碳和硅含量較高b.可焊性、塑性、韌性和強度均比較差c.一般不能鍛造d.鑄造、耐磨性、切削加工性能好e.價格便宜f.用途：設備基座、閥體材料、低壓管道等2）碳素鋼（高級優(yōu)質碳素鋼、優(yōu)質碳素鋼、普通碳素鋼）a.含碳量小于2.06%鐵碳合金b.可焊性、塑性、韌性和強度均優(yōu)于鑄鐵c.普通碳素鋼S、P含量較高，綜合機械性能和耐腐蝕性能均比較差d.普通碳素鋼分為鎮(zhèn)定鋼和沸騰鋼，沸騰鋼一般不用做流體輸送管道用鋼，而主要用作結構用鋼e.優(yōu)質碳素鋼冶煉是脫氧較好，S、P雜質含量較低，機械性能和耐腐蝕性能均由于普通碳素鋼，工程應用最廣泛f.高級優(yōu)質碳素鋼各方面性能均優(yōu)于優(yōu)質碳素鋼，但價格較高，工程上應用不多，在優(yōu)質碳素鋼不能滿足工程使用要求時，一般選用合金鋼代替第三十八頁，共七十一頁。3）合金鋼a.低合金鋼強度高于碳素鋼，塑性、韌性較好，可焊性尚可，其中的鉻鉬系和鉻鉬釩系常用作高溫（550℃以下）、抗氫腐蝕、抗高溫硫腐蝕材料b.調質合金鋼強度高，可焊性差，常用作緊固件材料，螺栓材料常采用高級優(yōu)質調質合金鋼c.不銹鋼其合金元素含量比較高，均超過10%，其耐熱耐腐蝕性能大大優(yōu)于碳素鋼和低合金鋼，價格也高。d.耐熱鋼除超低碳不銹鋼和雙相不銹鋼外，大多數不銹鋼都可用作耐熱鋼。e.低溫用鋼奧氏體剛和含銅、鎳等元素的合金鋼，一般沒有低溫冷脆現象，常用于低溫工況。4）有色金屬a.鋁及鋁合金塑性好、抗大氣腐蝕性能好強度低、機械加工性能差、焊接性能差b.銅及銅合金塑性好、耐大氣腐蝕性能好，但不耐氨及強氧化介質腐蝕，強度較低、機械加工性能好、焊接性能較5）聚四氟乙烯（PTFE）及其襯里管a.極好的耐腐蝕性能（抗強酸、強堿、強氯化劑、王水等介質腐蝕）b.良好的耐熱性和耐低溫性（在-196~180℃之間可長期穩(wěn)定使用）第三十九頁，共七十一頁。c.良好的潤滑性和表面不粘性d.良好的耐大氣老化性能e.工程上常用作襯里材料，尤其是大口徑襯里管道6）聚氯乙烯（PVC）及其襯里管a.價格比聚四氟乙烯便宜b.良好的耐腐蝕性（抗大多數酸、堿、鹽腐蝕）c.硬聚氯乙烯強度較高，管道口徑可達DN400d.連接方法較多（粘接、熔接、螺紋連接、承插連接等）e.用作襯里管道時要求與聚四氟乙烯基本相同f.耐低溫性一般（在-15~60℃之間可長期穩(wěn)定使用）7）聚乙烯（PE）及其襯里管a.價格比聚四氟乙烯便宜b.耐腐蝕性不如聚四氟乙烯c.強度略高，管道口徑可達DN125d.連接方法較多（熔接、螺紋連接、承插連接等）e.用作襯里管道時要求與聚四氟乙烯基本相同f.較好的耐低溫性（在-70~100℃之間可長期穩(wěn)定使用）第四十頁，共七十一頁。8）聚丙烯（PP）及其襯里管a.價格便宜b.耐腐蝕性不如聚四氟乙烯c.強度高，管道口徑可達DN400d.連接方法較多（熔接、螺紋連接、承插連接等）e.用作襯里管道時要求與聚四氟乙烯基本相同f.低溫下易發(fā)脆、易老化、不耐磨（在120℃下可長期使用）9）苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚體（ABS）及其襯里管a.價格便宜b.對弱酸弱堿有較好耐腐蝕性c.在塑料管中強度最高d.連接方法較多（熔接、螺紋連接、承插、法蘭連接等）e.耐磨性優(yōu)于PVC、PE、PPf.耐候性差，長期使用易起層第四十一頁，共七十一頁。10）常用橡膠襯里管a.天然橡膠彈性大、強度高、耐寒性好，但耐油、耐酸、耐堿差，易老化；b.氯丁橡膠耐油、耐酸、耐堿、耐老化均較好；但比重大，成本高；c.丁基橡膠耐熱、耐酸、耐堿、耐老化比較好，吸振及阻尼特性好.但其彈性差、加工性能差、耐油性不好；d.丁腈（jing)橡膠耐熱、耐油、耐磨、較好，但耐寒、耐酸堿、耐老化較差；e.氟橡膠耐油、耐酸堿、耐老化等均比較好，但耐寒和加工性能較差，價格較貴；11）玻璃鋼管玻璃鋼管是以環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯樹脂為基本材料，以中堿玻璃纖維織物為骨架材料加工成的非金屬管道。其機械強度高，可做大口徑管子，規(guī)格為DN25~900；其耐腐蝕性（尤其耐酸堿性）不如塑料和橡膠，但價格相對便宜。不飽和聚酯樹脂玻璃鋼的使用溫度一般小于150℃.12）搪瓷襯里管一般為碳鋼搪瓷襯里，規(guī)格DN25~250；除對氫氟酸和工業(yè)磷酸的耐腐蝕性較弱以外，幾乎抗其他一切酸腐蝕，但不能抗堿腐蝕。耐磨性好，耐老化，但性脆，不能承受沖擊荷載，使用溫度一般為-20~250℃.連接方式為法蘭連接。第四十二頁，共七十一頁。13）鉛及鉛襯里管通過向純鉛中加入一些合金元素，如銅、銻而得到鉛合金，可用于抗稀硫酸、稀磷酸腐蝕，但不耐硝酸、鹽酸、氫氟酸、有機酸和減腐蝕。鉛管強度低、韌性較差、易碎裂、不能承受沖擊或交變荷載。鉛襯里管使用相對較多，連接方法為法蘭連接。14）（不透性）石墨管石墨管是通過向石墨中加入一些粘結劑或浸漬劑，于高壓下成型的管子。其耐腐蝕性較好，能耐多數酸堿介質腐蝕，抗拉強度以般為18MPa，但韌性較差，使用最高溫度可達300℃.15）環(huán)氧樹脂襯里管特點是堅韌、光滑、耐磨蝕，能抗強氧化劑以外所有酸堿介質的腐蝕?？蛇M行現場襯里施工，安裝要求低，常用于大口徑天然氣輸送管道。16）酚醛樹脂襯里管最大特點是無菌、無污染，適用于食品加工業(yè)。

第四十三頁，共七十一頁。（二）選定壓力管道元件的標準體系壓力管道元件的生產和使用都是標準化和系列化的，尤其是管子和法蘭的標準最具代表性，不同標準系列的元件往往難以混合使用。1.我國常用標準體系（管法蘭系列）1）國家標準（GB）2）機械行業(yè)標準（JB）3）石化行業(yè)標準（SH）4）化工行業(yè)標準（HG）

這些標準各有各自的溫度-壓力表，密封面尺寸和接管尺寸，相互之間互換性差，有些甚至不能配套使用。在各標準之間配伍使用管道元件時，應注意其溫度-壓力值的邊緣，并保證各系列均滿足；法蘭密封面應配套；壓力等級匹配等等。

第四十四頁，共七十一頁。2.壓力管道應用標準體系配伍表大外徑系列小外徑系列SHGBASMEJBHG一般管道SH/T3405GB/T17395ASMEB36.10HG20553長輸管道GB/T9711.1GB/T9711.1API5L管件SH/T3408SH/T3409SH/T3410GB/T14626GB/T12459GB/T13401GB/T14383GB/T14626ASMEB16.9ASMEB16.11ASMEB16.28GB/T12459GB/T13401GB/T14383HG/T21634HG/T21635HG/T21631HG/T21632法蘭SH/T3406GB9112~GB9131ASMEB16.5JB/T74~86HG20592~HG20605墊片SH/T3401SH/T3402SH/T3403SH/T3407GB4622.1~3GB/T13403GB/T13404GB/T15601ASMEB16.20ASMEB16.21JB/T87JB/T88JB/T89JB/T90HG20606~HG20612緊固件SH/T3404GB/T5780~GB/T5782GB/T41GB/T6170ASMEB18.2.1ASMEB18.2.2GB/T5780~GB/T5782GB/T41GB/T6170HG20613~HG20614閥門API594~API609GB/T12232~GB/T12247JB系列JB系列第四十五頁，共七十一頁。（三）確定壓力管道元件的公稱壓力等級1.影響公稱壓力等級確定的因素1）應用標準體系相同的設計條件，采用不同標準，選用的公稱壓力不同2）材料一條壓力管道中的各種元件往往采用不同的材料和標準，無論采用什么材料標準，他們都應該是同等級的材料，即具有對操作條件同等的適應性和等強度。3）操作介質對由于管道元件失效會造成嚴重危害或易于產生重大事故的介質，在確定其公稱壓力等級時，不應僅僅按溫度-壓力表來確定，應適當提高其公稱壓力等級。SH、JB標準對劇毒、易燃、易爆介質都分別設置了最低公稱壓力等級限制。4）管系熱脹冷縮應力及外部附加力管系熱脹冷縮應力及外部附加力會影響法蘭的密封性能，超過一定條件，應核算其對法蘭的影響，否則，應提高管系的壓力等級。第四十六頁，共七十一頁。2.影響壁厚等級確定的因素1）材料的許用應力

a.材料的機械性能指標有屈服極限、強度極限、蠕變極限、疲勞極限等。分別反映材料在不同狀態(tài)下失效的極限。b.材料的許用應力是指材料的強度指標除以相應（大于1）的安全系數而得到的值。材料的許用應力是和溫度相關的。

2）腐蝕余量a.腐蝕余量是保證管子在壽命期內，在可預見的腐蝕情況下，產生的腐蝕減薄量，不至對管子的強度和安全運行帶來危險的壁厚預增加量。3）管子及其原件的制造壁厚負偏差管子及其原件的制造過程中，總會存在相對于規(guī)定壁厚的壁厚正、負偏差。在計算管子壁厚時，一定要考慮可能產生的負偏差，并予以修正。

第四十七頁，共七十一頁。4）焊縫系數a.金屬的焊接過程，實質上是一個冶金過程，其組織帶有明顯的鑄造組織特征，材料性能有所下降。b.對于焊接鋼管和元件在計算壁厚時，相對于無縫管子及元件，工程上給一個強度降低系數即焊縫系數，以修正焊接管道元件的強度降低。5）鑄造質量系數鑄造質量系數是對鑄造元件機械性能的一個壁厚修正系數，由于鑄件用作壓力管道及其元件的比較少，一般很少用到這個系數。

6）設計壽命

設計壽命與管道的腐蝕余量、交變荷載次數、氫損傷孕育時間、斷裂因子的擴展期等因素均有關，與管道投資和資金回收相關。第四十八頁，共七十一頁。3.壓力等級的確定方法

1）管道壓力等級確定原則

a.彈性準則金屬材料的強度分析方法有彈性分析法、極限分析法、安定分析法、疲勞分析法、應力分類分析法、試驗應力分析法等；彈性分析法是最傳統(tǒng)和安全可靠的分析方法，它的前提條件是：管道工作狀態(tài)始終在材料的彈性變形之內。這種方法的缺點是不能充分發(fā)