压力管道设计

压力管道设计（精选十篇）

压力管道设计篇1

在高炉项目中, 结构专业会承担部分压力管道 (上升下降管、导出管、五通球、荒煤气管和均压主管等) 的设计任务, 设计要符合《压力管道安全监察规程———工业管道》TSGD001—2009) [1] (以下简称《工业管程》) 、《工业金属管道设计规范》 (GB50316—2000) [2]和《压力管道规范工业管道检验与试验》GB20801—2006[3]的要求, 保证所设计的管道能够安全、稳定地生产运行, 这对结构工程师是一种挑战。通过多次设计, 本文总结了高炉项目压力管道设计流程以及注意事项。

2 压力管道分级

在《工业管程》中, 按照设计压力、设计温度、介质毒性程度、腐蚀性和火灾危险性划分为GC1、GC2和GC3三个等级。由于高炉煤气含有CO、N2、CO2和H2等, 属于混合气体, 对于混合物介质, 《工业管程》A2.1 (3) 条中规定:“介质为混合物时, 应当按照有毒化学品的组成比例及其急性毒性指标 (LD50、LC50) , 采用加权平均法, 获得混合物的急性毒性 (LD50、LC50) , 然后按照毒性危害级别最高者, 确定混合物的毒性危害级别。”《工业管程》未对混合物定义和加权平均算法给出引用标准, 参考《危险货物分类和品名编号》 (GB6944—2005) [4]及《化学品毒性、法规、环境数据手册》, 计算得到的加权LC50可确定的高炉煤气的毒性危害程度属中度危害介质。

然而, 在《职业性接触毒物危害程度分级》 (GB5044—1985) [5]中“表2职业性接触毒物危害程度分级及其行业举例”中查悉“煤气制造、高炉炼铁、炼焦”的一氧化碳属于“Ⅱ级 (高度危害) ”。

对此, 在国家质量监督检验检疫总局下发 (2011) 质检特便字第4025号函《冶金行业压力管道设计有关问题的答复》中明确, 高炉煤气的毒性危害程度属中度危害介质。

因此, 高炉的煤气上升管、下降管、导出管、均压主管, 高炉重力除尘器后的煤气净化装置荒煤气管道及净煤气管道, TRT装置的煤气管道, 均属于GC2级压力管道。

3 设计压力和设计温度

正确确定压力管道的设计压力和温度, 是保证压力管道安全运行的基础。管道的设计压力, 应不低于正常操作时由压力与温度构成的最苛刻条件下的压力;管道设计温度, 应不低于正常操作时由压力和温度构成的最苛刻条件下的材料温度。

在高炉项目中, 工艺资料通常会出现如“炉顶操作压力:正常0.28MPa, 最高0.3MPa;炉顶煤气温度:正常150~250℃”的信息;其中0.3MPa为设备能力, 即为设计压力;设计温度取250℃。在导出管、上升管、五通球和下降管的内表面, 工艺均要求喷射专用防腐和耐热涂料, 温度在传递过程中, 会有一个逐渐降低的过程, 设计温度取250℃是合理的。工艺资料通常有:“爆炸压力:0.4MPa”的信息。此爆炸压力是指高炉冷却壁中水冷管局部破裂时, 水进入高炉炉体内, 发生气体爆炸引起的压力。该爆炸压力满足规范GB50316—2000和GB20801—2006中允许的非经常性压力变动值, 设计时可按此进行考虑。

压力管道的设计压力和温度, 因高炉炉容级别的不同, 略有差异。

4 材质与允许应力

管道材料的选用必须依据管道的设计压力、设计温度、流体类别、经济性、耐腐蚀性和材料的焊接性能等综合考虑, 同时应符合规范所提出的韧性等要求。

《炼铁工艺炉壳体结构技术规范》 (GB50567—2010) [6]中规定:“五通球壳体结构的钢材宜采用Q345R钢、Q345C钢和Q235C钢。其中, Q345R钢宜用于有效容积3 000~5 000m3级高炉的五通球;除尘器、煤气上升管、三通管和下降管壳体结构的钢材可采用Q345B钢、Q235B钢。

结构用钢在国家标准中规定钢板以热轧、控轧、正火及正火加回火状态交货。GB50567—2010规定:钢材的交货状态, 除Q235B钢、Q345B钢为热轧状态交货外, 其他钢材均应以正火后交货。钢板热轧后正火是热处理工艺中的一种, 通过正火可以细化金相组织, 提高强度和改善韧性。

钢板许用应力应取屈服强度的1/1.5。Q235钢、Q345钢和Q390钢在各温度下的许用应力可见GB50567—2010中表5.3.1。

5 压力管道的计算

压力管道的计算可采用有限元三维分析和规范公式计算两种。

当有条件时, 宜按实际壁厚, 建立上升管、五通球、下降管和除尘器及支架的空间实体模型, 对整体结构进行弹性有限元分析, 其目的是能得到较真实的五通球实际受力状况、应力分布规律和孔边缘应力集中程度;能较真实地反应下降管对除尘器壳体强度和稳定性的影响。

采用GB50316—2000, GB20801—2006和《动力管道设计手册》[7] (以下简称《手册》) 中公式进行计算时, 计算内容多、公式复杂、中间参数多, 宜在Excel软件中编写其计算过程。高炉项目压力管道根据其自身的特点, 采用规范和手册公式计算的主要内容包括以下几部分。

5.1 管壁厚度确定

确定在设计压力下的壁厚时, 可按照公式

来计算确定, 然后再考虑厚度减薄附加量和腐蚀或磨蚀附加量等因数, 以确定管道的设计壁厚。式中各符号意义及取值参见GB50316—2000。

对弯管在成型后的最小厚度, 不应小于直管的设计厚度, 并按下文进行弯管的应力校核。

5.2 管道应力校核

管道在工作状态下, 由设计压力和持续外载产生的应力, 不得大于管道在设计温度下的许用应力, 即满足:

同时, 管道由热胀、冷缩和其他位移受约束而产生的热胀二次应力, 应满足下式要求:

上述两式中各符号意义及取值参见《手册》。

5.3 弯管段应力校核

首先, 弯管的弯曲半径R1应满足公式R1≥K2/tanθ+D0/2的要求。

1) 多接缝斜接弯管在满足端节短边的最小长度的要求后, 其最大许用内压力Pm应取下两式计算的较小值。

2) 单接缝斜接弯管, 角度θ≤22.5°时, 其最大许用内压力Pm按式 (1) 计算。当角度θ>22.5°时, 其最大许用内压力Pm按式 (3) 计算。

其中, 上述3式中各符号意义及取值参见GB50316—2000。

在高炉项目的压力管道中, 少有非标准异径管、主支管连接的情况, 否则还应进行非标准异径管壁厚校核及管道补强计算。

5.4 管道的跨度 (挠度) 校核

管道的最大跨度应同时满足管道强度和刚度条件。强度条件是控制管道自重弯曲应力不应超过设计温度下材料许用应力的一半;刚度条件是限制管道自重产生的弯曲挠度不超过规定值。其计算可按下式进行。

式中各符号意义及取值参见《手册》。

6 焊缝质量等级、检验和试验

焊缝的质量直接关系到压力管道能否安全运行。因此, 在设计中, 对焊缝的质量等级和检验要求, 应作出明确的说明。

在高炉项目中, 五通球焊缝和下降管横向对接焊缝的质量等级为一级;上升管、荒煤气管和均压主管对接焊缝、下降管纵向对接焊缝以及焊透的T型对接与角焊缝组合焊缝质量等级为二级;其余角焊缝质量等级为三级。

对于无损检测, 可采用射线检测或者有记录的超声波检测;一级焊缝要求100%检测;二级焊缝要求不低于20%检测。

对于五通球 (一级焊缝) , 采用射线检测时, 射线检测技术等级不应低于AB级, 合格级别不应低于Ⅱ级;采用脉冲反射法超声检测时, 超声检测技术等级不应低于B级, 合格级别不应低于Ⅰ级。

对于压力管道的一级焊缝, 采用射线检测时, 射线检测等级不应低于B级, 合格级别不应低于Ⅱ级;采用超声波检测时, 检测等级不应低于B级, 合格级别不应低于Ⅱ级。

对于压力管道的二级焊缝, 采用射线检测时, 射线检测等级不应低于B级, 合格级别不应低于Ⅲ级;采用超声波检测时, 检测等级不应低于B级, 合格级别不应低于Ⅲ级。

高炉项目的压力管道, 在管道系统初次运行前, 应进行压力试验。压力试验根据试验介质不同, 分为液压试验、气压试验、液压—气压试验。高炉项目的压力管道, 根据自身的特点, 采用以空气作为介质的气压试验, 根据规范对气压试验的要求, 试验压力采用1.15倍的设计压力。在压力试验后, 还应进行泄漏试验 (有的称为严密性试验、气密性试验) , 试验介质也采用空气, 试验压力为设计压力。当达到GB50316—2000和GB20801—2006的相关要求时, 压力试验可以免除, 但是必须进行泄漏试验。

7 管道的除锈与涂装

高炉项目压力管道内表面受高温和有害气体介质的腐蚀, 外表面受工业大气的腐蚀, 因此, 管道的除锈与涂装关系到其是否能长期安全地使用。

管道防腐关键是制作时将铁锈和污染物清除干净, 增强涂料与金属表面附着力, 起到“屏蔽”的作用。根据管道内外不同介质, 其内表面除锈等级为Sa2, 外表面除锈等级为。压力管道内表面除锈后不涂底漆, 待安装完毕后根据工艺要求喷射专用防腐和耐热涂料。压力管道外表面的底漆和面漆应分别选用耐400℃和200℃高温涂料。底漆宜刷涂或喷涂2~3道, 每道厚20~25μm, 面漆刷涂或喷涂2道, 每道厚25μm。

8 小结

1) 本文总结了高炉项目压力管道的设计中, 结构专业的设计思路, 可供相关设计人员参考;

2) 对压力管道的计算过程进行了总结, 建议采用Excel软件进行计算;

3) 对压力管道的分级、设计压力、设计温度、材质、焊缝质量等级与检验、试验和防腐等问题, 设计中应特别说明。

摘要：针对高炉项目中压力管道自身的特点, 介绍了高炉压力管道的分级, 设计压力和设计温度的确定以及材质的选用;归纳了其设计方法;强调了压力管道在设计中应该注意的焊缝质量及检验、管道试验等问题。

关键词：高炉,压力管道,分级,设计温度,焊缝

参考文献

[1]TSGD0001-2009压力管道安全技术监察规程---工业管道[S]

[2]GB50316-2000工业金属管道设计规范[S].

[3]GB20801-2006压力管道规范工业管道检验与试验[S].

[4]GB6944-2005危险货物分类和品名编号[S].

[5]GB5044-1985职业性接触毒物危害程度分级[S].

[6]GB50567-2010炼铁工艺炉壳体结构技术规范[S].

压力管道设计篇2

1.1为了严格压力管道设计管理，明确压力管道各级设计人员的岗位责任，确保压力管道设计质量，特制订本制度。

1.2压力管道各级设计人员包括：设计人、校核人、审核人、审定人、技术负责人。2 设计人

2.1认真贯彻《压力管道安全管理与监察规定》，执行国家和行业标准、规范和规定，遵守压力管道设计的各项工程规定和质量管理制度。

2.2根据设计条件进行充分的调查研究，收集有关设计资料，进行技术经济分析，提出压力管道设计方案，经与校审人员讨论后，按工程设计的有关规定开展设计文件的编制工作。

2.3正确应用压力管道设计基础资料、数据、计算公式和计算机软件，进行压力管道设计。设计中发现的问题应及时与校核人、审核人研究讨论。

2.4按规定进行设计文件编制和自校，图样表达正确，文字说明通顺、简练，设计文件未经自校不得送校核人。

2.5负责校审后设计文件的修改和打印文件的复校。2.6

通过专业负责人向有关专业提出或接受设计条件。2.7

按规定签署设计文件，并参加设计文件的会签工作。2.8

做好设计文件的整理，经专业负责人检查后统一归档。

2.9

认真处理制造、安装、生产中的有关设计问题，并将处理问题的技术文件及时完整地归档。

2.10

负责归档后设计文件的修改工作。

2.11 承担分配的设计任务，对设计质量及设计进度负责。3 校核人

3.1 认真贯彻《压力管道安全管理与监察规定》；执行国家和行业标准、规范和规定；遵守压力管道设计的各项工程规定和质量管理制度。

3.2会同设计人商讨压力管道设计原则、管道布置、材料和应力设计方案，协助解决设计中的技术问题。3.3全面校核压力管道设计文件，校核设计是否符合最新版设计标准；是否满足安装、操作和维修等方面的要求；是否安全可靠、经济合理。

3.4校核设计是否符合本专业关于图样绘制和技术文件编制规定；是否符合项目的专业设计统一规定。

3.5校核设备布置图、管道布置图是否符合管道及仪表流程图要求。

3.6

校核管道应力分析计算书，采用的软件是否经过批准，输入数据和支承模拟是否正确，计算结果是否符合要求，支承点上的推力和力矩是否在许可范围内。3.7

校核设计成品的完整性，标准图、复用图选用是否正确。3.8

校核各种工程设计文件、规格书、综合材料表是否正确完整。

3.9 校核图样是否正确，图面布置是否整齐紧凑，座标、标高、尺寸、数字、符号等是否齐全、正确无误，文字说明是否通顺简练。3.10

校核向有关专业提出或返回的设计条件。

3.1

1认真填写《设计文件校审卡》（QT/SLECC 007.06-2003）。3.1

2按规定签署设计文件。

3.1

3负责对归档后设计文件修改的校核。3.1

4对校核的设计文件质量和完整性负责。4 审核人

4.1 认真贯彻《压力管道安全管理与监察规定》，执行国家和行业标准、规范和规定，遵守压力管道设计的各项工程规定和质量管理制度。

4.2审核压力管道设计原则、设计方案是否符合设计条件，技术经济是否合理，设计是否安全可靠，对主要技术问题和设计方案的正确合理负责。

4.3参加压力管道设计原则和主要技术问题的研究讨论并作出决定，协助设计人、校核人解决疑难技术问题。

4.4审核设备布置图、管道布置图、各种综合材料表及规格书。4.5审核本专业有关设计规定。4.6

审核管道应力计算书。

4.7

认真填写《设计文件校审卡》（QT/SLECC 007.06-2003）。4.8

按规定签署设计文件。

4.9

对审核的压力管道设计质量负责。5 审定人

5.1负责审定设计原则，对设计所采用的技术的合理性、安全可靠性、技术经济合理性等重大原则问题负主要责任。

5.2参加压力管道设计中的重大设计原则和设计方案的评审。

5.3对 GA1、GC1－

1、GC1－4管道的管道布置图等需四级签署的设计文件进行审定。

5.4对设计、校核、审核人之间技术分歧作出最后的决定。5.5主持压力管道设计的设计评审。

5.6

按规定签署设计文件，对设计文件进行质量评定。5.7 对所审定的压力管道设计质量负责。6 技术负责人

6.1 负责指导压力管道的技术工作和长远规划，主持制定压力管道设计技术开发和基础工作计划，并组织实施。

6.2负责组织设计方案评审及解决设计中存在的重大技术问题，组织压力管道设计管理制度的制、修订工作、年度综合报告和设计单位资格认证换证工作。6.3负责组织压力管道各级设计人员的技术培训、业务考核及技术交流，负责提高各级压力管道设计人员的技术素质。

6.4

压力管道焊接问题研究篇3

【关键词】压力管道；焊接问题；质量控制

压力管道属于一种特种设备，在生产及生活当中被人们应用。但是在使用当中，这些管道也有很大程度的风险会出现，如燃烧爆炸或者毒气泄漏等情况，不仅危害周围人身安全，还对周围的环境造成强烈的污染。因此我们在进行正常的生产过程当中应该严格执行对压力管道的安装以及运行、检修和检验规范，在源头上减少此类频发的事故。同时还要杜绝压力管道的爆炸性损失，对管道运行本身的安全性进行提高。压力管道与锅炉同属特种设备，我们应有实现国家安全的保障意识。

1.和压力管道焊接缺陷有关的因素

压力管道构件当中最为薄弱的环节就是焊接点，每一个焊接点都关系到整个压力管道对压力的承载能力。因此如果压力管道的焊接点存在着缺陷，则很容易产生泄漏的问题以至于引发事故。在焊接当中产生的主要问题有以下几点：裂痕、焊接不彻底、焊接面没有融合、焊接面咬边、焊接面夹渣、焊接面出现大量气孔等严重问题。这些问题一般用肉眼无法观察出来，存在于整个金属基体当中，使得整个金属面被割裂，最终产生应力集中的现象，在介质内压的作用力下对以上缺陷进行压力施加，使得基杆逐渐开裂，并慢慢发展成为宏观意义上的裂纹，最终对管道内壁进行贯穿，直接导致泄露以及爆炸的事故频繁发生。因此对于压力管道来说，焊接的质量将会直接影响到压力管道的安全程度，从某种意义上来说，也会对管道本身的安全运行产生十分重大的影响。焊接缺陷一般说来会被以下的若干因素决定：焊接材料、焊接参数指标、坡口形式以及焊接工人本身的手艺技术。

2.压力管道焊缝的具体种类

2.1夹渣

夹渣是一种常见于焊缝当中的焊接失误。夹渣主要分为两种，首先是金属夹渣，其次是非金属夹渣。其分布的种类样式有很多，主要包括以下的几种样式：斑点状、条纹状、锁链状、密集分布形状的夹渣。根据统计，在焊缝内部被深埋的斑点状夹渣以及条纹状夹渣是在管道的检查当中被发现次数最多的一种焊接缺陷，对于这一类夹渣的断面观察，我们可以发现其形状一般都是近似椭圆的光滑面。

2.2气孔

气孔主要就是指在进行焊接作业的时候熔池当中的一些气体在金属完全凝固之前没有逸出来，同时残存于焊缝当中，形成了相应的空洞。整个气孔的构成方式有很多。气孔当中所残存的气体构成一般为氢气或者是一氧化碳，对于气孔的填充处一般来说都有锈迹或者是污迹等，其形成的物理原因主要是因为焊条没有进行彻底烘干以及熔池的冷却速度超出了预计的速度。一般来说，气孔多数分布在焊缝的近表面位置，这也是造成管道表面冷裂纹的主要原因。

2.3没有焊透或者是没有熔合

没有焊透的意思就是说，在进行焊接的时候接头部分没有完全熔合完整而直接导致了一部分被留了下来；这是一种十分常见的缺陷，其主要原因是工人在进行作业的时候没有按照要求进行操作，手法不熟练。没有熔合也是一种常见的缺陷，主要是指熔焊的金属和母材之间产生了超出标准要求的缝隙，或是相邻的焊道之间也产生了不应该产生的缝隙。对于通用管道当中常用的X焊接坡口来说，无论是没有焊透或是没有熔合这一类的缺陷一般都是存在于所有焊坡接口的中间部分，距离表面的位置很深，断面的形状一般来说是椭圆形的或是不规则形状的。

2.4焊缝表面经常产生的裂痕

当焊缝表面接触部分的原子结构产生了原子层面上的结合力破坏，就会给接缝处的表面增添裂纹，从而产生相应的缝隙。这一类缺陷对于管道来说是十分致命的，因为这一类缺陷一般来说是管道破裂的最直接因素。这些裂纹的类型一般来说可以分成以下种类：结晶性质的裂纹、液化性质的裂纹、热应力性质的裂纹、延迟性质的裂纹、应力腐蚀性质的裂纹以及其它性质的裂纹等。

3.对于压力管道焊接缺陷的控制方法

3.1针对错边或是角变形的方法

在进行压力管道的组装过程当中，错边以及角变形是不可能完全避免的。但是，一旦压力管道在进行组装或者是在以后的使用当中出现了错边或者是角变形的问题，要想把这个情况消除也是十分困难的。唯一正确的预防方法就是在进行施工的时候严格执行相应的施工标准，把整个缺陷控制在可以进行调校的范围之内。如果在施工的时候没有把握好这一步，后续的错边或者是角变形就会产生强大的几何应力，同时也能产生相应的附加弯曲的应力。

3.2气孔和夹渣

这一类问题属于深埋的缺陷，在进行自检的时候必须进行消除，同时还要进行重新焊接作业，否则在进行使用的时候必然会发生泄漏以及爆炸的情况。根据观察统计，大多数的压力管道所有的气孔以及夹渣没有大幅度扩散的迹象。针对这样的特点，为了对气孔和夹渣进行克服，对于炭化的管道来说最好是进行氩弧焊作业打底。

3.3没有焊透或者是没有熔合

没有焊透的情况主要是出现在两种焊接手段（手工焊接和自动焊接）的交接面上。在进行处理的时候，如果出问题的地方在允许尺寸的范围之内，可以免除返修的步骤；没有熔合的情况一般来说会发生在焊缝部位金属和破口的交界部位，这个时候最稳妥的方式就是进行补焊作业，以避免出现意外。焊接材料对整个压力管道的质量是起到决定性质作用的，因此应该选用合格的焊接材料进行填充，以保证质量。

3.4裂纹

裂纹是管道问题当中最重要的问题，也是危害性最大的问题。一般来说我们的处理方法有以下方式：首先，所有的浅表裂纹都可以通过对其进行打磨的方式进行消除；其次，如果裂痕本身的大小长度远远超出了规定的允许长度则必须采取补焊的方式进行处理，使之消除；最后，如果可以保证管道本身的使用安全，可以对一些细小的裂纹进行保留，以便对其发展规律进行研究，使其后续发展趋势被观察记录到，获得潜在危险的发展趋势并加以预防。

4.结语

为了避免产生管道爆炸泄漏的事故，我们要在整套管道运行系统的运行以及检修方面进行大规模的管理，同时还要在安装环节上对质量进行严格检测，并在发现问题的时候进行及时修补，以此来实现管道运行的可靠性。【参考文献】

[1]赵俊岭.长输管道常见焊接缺陷分析控制[J].科技传播，2012（13）.

探讨石油化工压力管道的设计篇4

1 压力管道的设计的程序及其主要内容

管道在设计的过程中一般都需要分为两方面来进行:第一, 根据那些已经得到批准的建议书或者是那些研究报告等来进行管道的初步设计, 然后根据设计的具体思路向有关部门进行审批, 审批通过后然后在进行图纸的设计。在进行管道的初步设计中, 管道设计要根据其具体的生产规模, 然后进行管道材料的计算和分析。在计算过程中还要很据材料的不同属性, 通过对其物理特性、压力或者温度等环节进行测量, 然后根据所得结果绘制系统的流程图以及管道的布置图。

2 石油化工压力管道的设计准则

压力管道都是和那些设备相连接的, 并且使整个系统的重要组成部分, 任何管道的设计都要和相应的机器设备结合在一起进行考虑分析, 而其主要从以下几个方面进行分析:

首先, 在应力管道的设计中, 要不断的满足其具体的工作要求, 管道材料的柔性以及抗震性都要考虑进内, 并且要不断满足生产和安装需要, 其次, 要不断的满足其在防火或者防爆炸方面的需要, 从而营造一种比较安全的环境, 再次, 在管道的位置安放中, 要注意其方向的合理性, 从而避免在具体安装的过程中出现错差等现象, 保证整个设计的经济合理。最后, 在管道的设计中要充分考虑其在维修和保养方面的问题, 从而为其提供方便的空间环境。

3 石油化工管道的总体设计规范

管道的设计要与设备整合在一起进行考虑, 而且在设计上还要符合管道的仪表流程图的具体要求, 在支架的设计上要保证其有足够的力度支撑, 而对于那些温度较高的工作环境, 还需要对其柔性特征进行考虑, 从而避免在实际应用中因其温度太高所造成的对管道的损坏, 而对于那些经常出现地震等恶劣天气的环境中, 要充分考虑其所承受的有效地震载力以及其它恶性环境的能力。而管道的铺设主要有两种形式, 分别是对管道的深埋和架在空中而在选择上要很据当地的地理环境以及纸质条件来进行综合考虑, 而架空铺设是现在石油化工企业经常使用的一种方法, 而对于安歇比较大的装置来说, 一般都设置在管道的旁边以及管道墩子的下边等地方, 而对于那些比较分散的管道来说, 比如长远距离输送的管道一般采用埋地的方式, 尽量减少其所占的空间位置, 但是这样也存在着一些问题, 比如:不利于检查保养、维修也比较困难。

压力管道设计中应考虑保温设计。其保温设计应符合《工业设备及管道绝热工程设计规范》、《设备及管道保冷设计导则》。合理选择绝缘材料, 绝热层材料应能够随着温度而变化的导热系数图表及导热系数方程来确定, 对于压缩及松散的绝热材料, 可选择在使用密度下的图表及导热方程。且在初步的设计阶段及可行性研究中, 应根据相关的技术规范来规定绝热材料的数据, 给予绝热计算。

在管道的设计过程中还要考虑其防火防爆等因素。产生爆炸的原因有三个方面:首先, 在管道附近存在着易燃易爆的物品, 从而形成燃烧爆炸的导火索。其次是存在易燃液体、可燃气体等与所在环境下的空气状态相融合, 从而形成爆炸现象的产生。最后, 在管道的外部坏境下支撑下形成爆炸, 比如外界的温度太高或者有明显火源的产生等, 都会产生爆炸现象。而针对上述情况, 可以在具体的设计中将管道与外界气体等进行隔离, 在管道内部可以设置双层管道模式, 从而形成对管道的有效保护。

由于管道输送的物体是具有易燃易爆特征的, 因此, 当这些管道需要穿越电缆沟时, 管道需要设置一层隔热装置, 使管道的外部温度保持在一种合理的参数内, 比如在这种状态下可以将其隔热温度设置为不低于50℃, 而需要经过道路的管道, 需要在经过地点设置一定高度的高架桥, 而在那些人员流通的地方高架桥的高度不能低于2.5m, 而有车辆通过的地方高架桥的高度不能低于4.6m。对于那些安装在管道上的法兰设施, 需要根据具体需要设置相应的防护措施。而在管道走廊的下面一般都会安装相应的泵, 从而充分做到空间和资源的合理利用, 降低相应的施工成本, 从而做到管道设计的合理经济的目标要求。

4 结语

从以上的分析可以看出, 石油化工的管道压力设计主要对管道的设计条件进行具体分析, 而在管道的应力分析和防腐、保温等技术问题方面的分析现在还处在发展阶段, 因此, 这些问题的有效解决是相关部门管道铺设所首要考虑的, 可以通过对这些的问题分析以及所造成的影响等进行系统分析, 从而得出在实际压力管道的设计中所应该采取的措施和方法。从而在一定程度上保证管道的质量和安全。在石油化工管道的具体设计应用中, 要根据实际需要合理的进行设计, 从而达到管道的合理应用。

摘要：近几年来, 随着我国社会经济的不断发展, 石油化工产业也得到蓬勃发展。压力管道在石油化工产业中具有重要作用, 直接影响到石油化工生产。鉴于长期以来, 石油化工压力管道发生的事故, 要求应做好石油化工压力管道的优化设计。本文则重点分析石油化工压力管道的设计内容、设计准则及其设计规范。

关键词：石油化工,管道设计,要求

参考文献

[1]杨利军.浅谈压力管道的设计要求[J].中国石油和化工标准与质量, 2012, 32 (3) :235.

[2]梁清斌.谈石油化工工艺管道的压力试验[J].科技致富向导, 2014, (15) :214.

压力管道设计单位资格认定篇5

项目名称：压力管道设计单位资格认定。

项目设定依据：行政法规：《特种设备安全监察条例》、《国务院对确需保留的行政审批项目设定行政许可的决定》（国务院令第412号）、《压力管道设计单位资格认证与管理办法》。

项目收费依据：陕价费调发[2000]23号。

项目审批总时限：30个工作日。（《特种设备安全监察条例》第五十四条）

项目送达总时限：10个工作日。

项目审批程序：

一、受理

1、条件：申请压力管道设计资质的单位，应当具备以下基本条件。

⑴有法定代表或法定代表委托人；

⑵有相应的设计机构和工作场所；

⑶配备必要的设计装备和设计工具并具备计算机辅助设计条件；

⑷有健全的设计管理制度和质量保证体系；

⑸有压力管道设计范围相适应的技术标准、规范；

⑹必须有能保证设计能力的管理人员，并有取得相应资质证书的设计人员和审批人员。具体的条件见《压力管道设计单位资格认证与管理办法》。

2、工作标准：申请人提交的申办材料真实、齐全、规范、有效。

3、本岗位的责任人:省质监局特设处行政许可负责人。

4、岗位职责及权限：

⑴负责受理申请的安全监察机构对申请单位提交的申请资料进行审查后，确定是否予以受理；

⑵对符合申请条件的设计单位，安全监察机构在申请表上签署同意受理意见，并通知申请单位；

⑶对不符合申请条件的设计单位，安全监察机构做出不予受理申请的决定，并书面通知申请单位。

5、受理机关对申请材料进行审查，同意受理的在申请书上签署受理意见，返回申请单位。不同意受理的向申请单位出具不受理通知书。

6、办理时限：15个工作日。

二、审核、审批

（一）评审

1、申请单位取得同意受理通知后，可持以下材料约请评审机构进行条件评审：

⑴签署了受理申请意见的《申请书》；

⑵申请单位的质量手册。申请单位可在自我评定合格后，与评审机构协商确定现场评审时间，并必须将现场评审时间通报省级特种设备安全监察机构。省级特种设备安全监察机构可指派1名特种设备安全监察员到场，现场监督评审工作质量。

2、现场评审组由评审机构组织，评审组由2位熟悉相应的压力管道设计知识和设计工艺的从事压力管道设计工作的专家，并经特种设备安全监察机构考核合格的评审人员及特邀专家组成。

3、评审工作包括对基本条件和质量管理体系建立与运行的考核评审。评审组应按照《评审纪录》的评审项目逐项进行评审，分别给出单项评审结果并填写《评审纪录》。评审组现场评审结束时，应当出具填写了评审组意见的《特种设备制造条件鉴定评审报告》初稿，向申请单位通报并请申请单位在场人员签字。

4、评审机构根据评审组的《评审纪录》和评定意见，经评审机构负责人批准后，给出《评审报告》的评审结论。评审结论分为具备条件，基本具备条件和不具备条件三种：

⑴评审记录适用项目全部符合的，评为具备条件。

⑵评审纪录》适用项目中重要项目全部符合，非重要项目存在不符合和有缺陷项，但认为最长2个月内经整改能够达到要求的，可评为基本具备条件。

⑶达不到基本具备条件要求的，应评为不具备条件。

5、对评为基本具备条件的，申请单位应在2个月内，对不符合项进行整改，并形成整改报告提交评审机构组织复评。复评时适用项目全部符合的，应评为具备条件；否则应评为不具备条件。

6、对经评审或复评提出不具备条件评审结论的，评审机构应在完成现场评审后10个工作日内报告受理机构。

7、评审机构应在完成现场评审后15个工作日内，及时汇总《申请书》，《评审纪录》与签署了评审结论的《评审报告》，以及整改后复审时的《评审纪录》与签署了评审结论的《评审报告》（如果经复审时），报送给受理机构。

（二）审核、审批

1、受理机构接到《评审报告》后，应根据相关规定进行审查，并在14个工作日内做出是否颁发《特种设备设计许可证》的决定。审查合格的，应办理核发《特种设备设计许可证》；审查不合格的，应分别按照以下规定处理：

⑴评审机构工作程序不符合规定，或者由于评审机构原因导致提供材料不全的，责成相应评审机构在规定其内整合程序或补齐材料后重新审查。出现此类情况，应当同时书面通知申请单位。

⑵评审机构工作程序符合规定，申请材料不适用或不能达到本规则规定条件的，做出不予许可的决定，并书面向申请单位说明理由。

2、工作标准：严格按要求进行审核。

3、岗位职责及权限：经审核后作出准予或不予许可的决定。

4、岗位责任人：省质监局特设处许可审批人员。

5、办理时限：14个工作日。

三、制证

1、工作标准：审查合格的，按规定办理核发资格认定证。

2、本岗位责任人：省质监局制证人员。

3、岗位职责及权限：必须按照规定核发合格证，要保证合格证核发质量，不合格的要作废销毁，已发出的要及时追回并免费换发。

4、办理时限：1个工作日。

四、送达

1、工作标准：按照规定及时将许可决定送达许可相对人。

2、本岗位负责人：行政许可负责人

3、岗位职责及权限：按照规定时间，将许可证送达到许可相对人手中。

4、送达时间：10个工作日

五、归档

1、岗位负责人：行政许可负责人

2、工作标准：按照档案归档要求收集整理归档

3、岗位职责及权限：对许可证核发全过程形成的审批材料收集齐全，完整归档。

工业压力管道安装施工技术篇6

【关键词】压力管道；安装施工；技术；工艺

压力管道分布极广，它是一种特殊的承压设备，输送的流体介质一般具有高温、高压，易燃、易爆，剧毒和强腐蚀性等特点。在生产运行过程中，一旦发生质量安全事故，就会给人们生产生活带来很大影响；如果发生爆炸将给人民生命财产造成巨大损失。压力管道通常是指一个管道系统，除了管道本身，它还包括各种不同型号规格的阀门、管配件（如：弯头，三通，法兰等）、螺栓、垫片、管托、支吊架等。为保障压力管道安全运行，国家有关部门也颁布实施了《压力管道安装单位资质认可实施细则》和《压力管道安全管理和监察规定》，细则和规定颁布后收到了明显成效。但是，随着目前国内一批大型工业装置相继进入建设阶段，施工工期的不合理导致施工质量控制具有更大难度。部分施工企业为了抢工期、保进度，抱有侥幸心理，甚至以牺牲工程质量为代价，为压力管道运行留下安全隐患。下面就对压力管道的施工技术进行探讨。

1.压力管道的施工技术

1.1施工前准备

1.1.1技术资源准备

为了确保该项管道安装工程的顺利进行，合理调配技术资源是保证工程顺行的根本；一是要确保技术管理人员的到位，负责前期的技术策划等工作；二是做好作业的技术储备，针对压力管道施工的特点，必须要投入具有一定技能水平的持有劳动行政部门颁发的特殊作业人员资格证书的焊工。满足以上两个条件，是施工顺行的必备条件。

1.1.2设计图纸消化

施工前，要对其施工图纸和相关技术资料进行彻底消化。需要知晓的信息包括管道的材质、数量、管道走向等。为了便于日后施工，相关信息必须梳理、提炼成文字材料，以便随时调用。

1.1.3编写施工组织设计

施工组织设计的编写施工准备工作的重中之重，也是工程成败的关键。施工组织设计的编写内容包括工程概况、施工方案、施工平面布置图、施工综合进度计划表、劳动力负荷表、施工安全和质量控制措施、施工管理机构配置及保证体系等内容。

其中施工方案中的工艺流程可以指导施工各个环节的保节点完成，施工方案中的施工要求讲述了施工过程中安全、技术、质量及施工流程等内容，有效地指导工程的顺利进行。

1.1.4施工现场勘察

这也是重要的一个环节。在以前的施工过程中，特别是生产线在线设备技术改造屡有发现设计图纸与实际设备及环境不符的现象出现，导致后期施工有所停滞，给施工各方带来了不必要的麻烦。在此过程中，要求对关键部分，比如机体连接部位、干涉部位要特别关注，提前做好考察并针对实际情况提出设计变更，要求设计方提前对图纸进行修订。

1.2施工条件准备

1.2.1编写并上报施工材料及工具清单

通过图纸的前期消化，我们要对施工整体规划及布局又一个清晰的认识，必须理出该施工过程中所需的材料清单。材料清单就是说要提前拿出材料计划来，比如工程所需材料的名称、规格、数量等。也要理出相应的工具清单，包括常规耗材（如特种焊条、切割片、磨光片等），往往就是这些细小的问题准备不足会给施工带来了不必要的麻烦。

1.2.2绘制管线图及管道下料图

对于高压系统管道来说，由于其管壁厚、单件管段重量大、坡口机加工精度高。所以，设计图转化为管线图及布料图编制是此项安装工程非常重要的一个环节。管线图及布料图如何绘制是一个重要问题。管线图要表现出管道三维立体走向及位置，为施工人员提供较为清楚的思路，而布料图则是用来指导加工单位对管段煨弯、切割、坡口加工的指导文件，并对后面的管道安装有着非常重要的意义。

1.2.3管件加工及管道酸洗

根据上面所提的内容，管件（法兰、弯头等）将根据管道下料图已经配置完毕。在此期间，施工单位必须安排专人在加工过程中进行监督及检查，以确保管道施工过程中万无一失，要说明一点的是所有的管件需要做记号以便后续施工之用。加工完毕后的管材为了除去内部锈蚀物必须进行酸洗，一般需要2-3天的时间，酸洗完毕后要求封闭包扎以免杂物进入管道。

1.2.4管道安装前所有阀门必须1OO%进行严密性水压实验。

1.3施工工艺

1.3.1工序控制要点

管道安装应在具备以下条件之后进行：与管道安装有关的土建工程已经检验合格，满足安装要求，并已办理交接手续。与管道连接的设备已找正合格，固定完毕。管子、管件、阀门检验、验收合格。

（1）管道预制应按管道系统单线图进行。自由管段和封闭管段的选择应合理，封闭管段长度应按现场实测长度进行加工。管道安装时要遵循先内后外、先大后小、先主管后支管、先高压管后低压管、先定位后中间管的原则。管道铺设位置应便于装拆、检修且不妨碍人员行走及机电设备的运转、维护和检修。

（2）管道连接时，不得用强力对口、加热管道、加偏向垫或多层垫等方法消除端面间隙、偏差、错口或不同心等。管道安装期间，敞口管子应给予封闭。管子与设备连接不应使设备承受附加外力。管道对口允许偏差如表1。

表1管道对口允许偏差

注：全长不大于10mm

管道焊接时应注意保持直管段上两对接焊缝中心面间距，当管道通径大于150mm时，不应小于150mm；当管道通径小于150mm时，不应小于管子外径。焊缝距弯管起弯点不得小于100mm，且不得小于管子外径。焊缝距支、吊架静距不应小于焊缝宽度的5倍，且不得小于100mm。不宜在管道焊缝及周围开孔。焊接坡口形式采用机加工。坡口的型式要考虑利于控制焊接质量、节省焊材、能使焊缝收缩值小、热影响区小、焊接应力降低。

（3）为了防止产生裂纹、改善焊缝和热影响区的金属组织与性能，根据钢材的淬硬性、管道壁度及使用条件等综合考虑，对于达到一定厚度的管道应进行焊前预热和焊后热处理。预热温度根据不同的材质在100-250℃之间，：比如壁厚大于20mm的16Mn管道要预热，预热温度为150-200℃，壁厚大于12mm的12CrMoV管道要预热，预热温度为250℃。焊前预热的加热范围，应以焊缝中心为基准，每侧不应小于焊件厚度的3倍。预热应采用履带式电加热片加热。

（4）高压管道焊接采用钨极氩弧焊打底，手工电焊填充盖面的焊接工艺，焊材的选用应按图纸的要求根据管道不同的材质选择相应型号的焊材进行焊接，比如0Cr18Ni9用A102的焊条，Q235-A用J422的焊条，16Mn用J507的焊条，12CrMoV用R317的焊条，Q235-A与0Cr18Ni9焊接要用302的焊条等等。

氩弧焊焊接时，氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，以防止对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响，从而获得优质焊缝。

采用钨极氩弧焊打底的焊缝具有焊接缺陷少、容易单面焊接双面成型、焊接热应力小、熔合好等优点，但氩弧焊接速度慢，费用高，打底焊过薄又容易被电弧焊击穿达不到质量要求。综合考虑各种因素，确定氩弧打底厚度不小于3mm，既能保证焊接要求，并且经济、合理。用电弧焊填充盖面的目的是在保证焊接质量的前提下兼顾施工经济性，同时可以加快施工速度.缩短工期。

电弧焊焊条在使用前应按使用说明书进行烘干，且重复烘干次数不超过两次；使用时应装人专用保温箱内，温度保持在100～150℃。焊接过程中，同一道焊口应连续焊接完成，中间不允许停顿，如有特殊情况需停止焊接应采取妥善的保温措施。

（5）为了消除管道接口焊接热应力，需进行焊后热处理。焊后热处理采用履带或陶瓷加热器进行，保温材料采用硅酸铝保温棉，保温宽度从焊缝算起每侧不小于管子壁厚的5倍。焊后热处理的加热范围：以焊缝中心为基准，每侧不应小于焊缝宽度的3倍，且不小于60mm。应为管道材质太多，管壁厚薄不一，焊后热处理参数均不同。热处理的加热速率、恒温温度、恒温时间及降温速率，应根据焊接管道的材质的特性制定相应参数并符合相关要求。

1.3.2管道检测

高压管道的所有焊缝均应进行外观检验和无损检测。焊缝外观质量不得低于Ⅱ级，无损检验采用超声波探伤，需达到I级焊缝要求。无损检验合格后即可进行管道试压和冲洗工作，试压及冲洗应满足规范GB50235-97中的要求，管路试压及冲洗合格后即可投入运行。

2.结束语

压力管道设计篇7

近些年来, 全球经济在迅猛发展的同时, 科学技术水平也得到了前所未有的提高, 各行各业的发展集中体现在工程操作的主体逐渐从人工劳力转向了机械自动化控制, 这其中也包括石油行业的发展。而石油管道在石油工业的工程技术中占据着不可替代的地位, 因此, 石油管道涉及工艺的自动化控制也越来越受到人们的广泛关注。

在石油管道工艺设计以及运行实施过程中, 关键要考虑的问题是石油管道的压力控制系统的应用, 只有做好石油管道的保护工作, 才能进一步确保石油运输的安全进行。在高新技术的推动作用之下, 压力控制系统由原来的人工控制逐渐走向了今天的机械自动化控制, 这项技术在石油工业中得到了广泛的推广以及应用。石油管道压力实现了智能控制, 不仅能够提高输油过程的快速准确, 而且能够减少工作人员的劳力投入, 进而保证了输油站的安全稳定运行。

二、石油管道压力控制的工艺设计

石油管道遍布在输油线路的各个线路段, 要做好石油管道的压力控制, 最重要的是做好各个输油站的压力控制工作, 因此, 需要通过输油站的压力控制工艺设计来进一步确保石油管道的压力保护得以控制。

输油站是依靠增压、加热、减压等各个泵站相互配合来运行的, 而对于石油管道的压力控制工艺设计关键集中在增压站的智能控制。这些智能控制设计需要考虑泵房、储油罐、加热炉等各个方面。

输油站一般会采用2条输油线路, 同时采用2组输油泵, 输油泵采用串联的工作方式对石油起到加压作用。配置两台输油泵在加热炉之前, 同样也是要对石油起到加压作用。我们知道石油的粘稠度非常的大, 这样石油在输送过程中受到的阻力和惯性力都会相应地增大, 而石油粘度的关键性影响因素是温度, 温度越高, 其粘度就会越小。因此, 需要加热炉升高石油的温度, 以降低它在输送过程中的阻力和惯性力。

输油站的压力控制工艺设计只要集中在对压力整体保护以及泵的单体保护的设计工艺上, 通过采取连续停止泵的运行这一措施, 达到石油管道压力控制的目的。这一设计要解决的问题是入口压力低, 出口压力高以及出站压力高这三点, 后两者如果发生, 将会损伤到整个管道线路, 而如果第一种情况发生, 由于压力作用将会发生汽蚀, 这种作用将会严重地破坏泵的组成材料。

三、石油管道压力控制智能化所需要的系统配置

近些年来, 高新技术得以飞速发展, 它对各行各业的推动作用是不可估量的, 而PLC程序的产生更是给石油工业带来了前所未有的技术变革冲击, 推动了石油管道压力智能控制系统大力发展以及广泛应用, 使得石油管道的智能控制得以实现, 为石油管道的压力保护提供了技术基础, 带来了巨大的实用价值和经济效益。

(一) PLC模版的系统组成。

这种PLC模版是由许多模块构成的, 通过整体的框架运行来满足人们的各种需求。根据人们的具体应用方向, 先要选择模块的相应类型, 再据此确定虚点和实点的具体数目, 并且分析输入以及输出的数据特点, 结合操作的具体要求进行PLC模版的具体设计。在这个设计框架中首先需要放置控制器, 这些控制器可以利用背板产生相互之间的联系, 但是彼此之间的工作秩序又不会受到影响, 而控制器的采用可以帮助石油工业实现石油管道输送的全过程进行严密的监视与管理控制。对于不一样的网络操作系统, 需要采用相应的接口模板。这些模板的选择决定了其使用的方向, 这其中包括在不同输油站进行的通讯过程中的应用以及PLC与上位机之间进行的通讯过程中的应用, 形成一个可靠敏锐的石油管道网络控制系统。这种操作系统比较开放, 是一种全新的网络控制模式, 能够满足石油管道的智能控制要求, 对信息的输送功能作了一定的改进, 使得整个网络的传输信息能力和效率得到了前所未有的提升。即便是它需要的网络控制要求非常的严苛, 但这种网络系统也能完成任务, 并且还能够确保数据和结果的可靠性和准确性。输油站的各种设备进行沟通与联系时需要这个网络操作系统的牵线搭桥作用, 因此, 通信模块的配置是必不可少的。

(二) PLC模版的工作原理。

首先, 需要对输油泵和阀门的开关进行智能控制, 这个环节决定输油泵以及阀门的开启以及运行的状态选择, 可以通过数字模块中数字的输入和输出进行调节以及控制, 这其中涉及模块具体的对应输入和输出点数的确定;其次, 需要对输油站的压力变化进行智能控制, 这其中包括泵房的出入口、输油站出站口、阀门前后以及泵的出口处等地方的压力自动化控制, 这一环节的完成需要借助模拟模块, 要选择相应的输入和输出模块。

四、石油管道压力控制中最需要注意的控制点

(一) 控制点所在。

石油管道压力控制中最需要注意的控制点就是水击压力的控制, 因为这种压力所带来的损失最大, 对石油管道的冲击破坏也达到最大。水击的引发因素有很多, 其中包括阀门的开关控制、泵的启动与停止的操作控制和管道的泄漏事故等等, 造成的影响程度也各不相同。因为压力有正负之分, 所以会造成石油管道中的流量以及压力都不稳定的状况。由于正负压力带来的水击压力大小和方向均不相同, 会产生线路高低的不同, 最终引发汽蚀、石油管道开裂以及液柱自行分离等不良后果。在石油管道内也有时候会发生水击的振荡现象, 这种现象往往具有周期性质, 这种感振荡如果长久地持续下去, 将会使得石油管道最终变得疲软, 最终被彻底破坏。因此, 需要采取一定的保护措施对石油管道进行良好的压力智能控制。

(二) 具体的控制措施。

人们一般在运行工艺中加入了泄压阀、缓冲罐以及控制器等进行石油管道的压力保护。它们所起的作用阐述如下:泄压阀作为一种控压装置, 它通过石油排放等有效措施防止了管道内发生超压事故, 起到了管道保护的作用;缓冲罐的内部是一些气体, 可以达到吸收压力波的显著效果, 并且直接阻断了水击波向着其他的方向扩散传播, 进而引发更加严重的破坏;控制器是在水击发生之前进行提前预防的一种保护装置, 能够智能控制和调节压力以及流量的变化, 使这两者保持持续的稳定和可靠。

五、结语

经过人们长时期的探索与研究, PLC模版在石油管道压力智能控制系统中的应用也越来越趋于完善, 并且还在一直向前发展, 我们有理由相信石油管道压力智能控制系统会得到更好的发展与推广应用, 给石油工业带来更大的经济前景, 促进石油产业的稳定健康前行。

参考文献

[1].高原, 石鑫.输油站管道压力保护控制系统的改造设计[J].科技创新导报, 2009

[2].陶江华, 李岩, 邵国亮, 赵刚.输油管道系统的压力控制分析[J].油气储运, 2008

[3].张全庄.PLC在恒压供水变频调速控制系统中的应用[J].变频器世界, 2005

[4].张万忠.可编程控制器入门与应用[J].北京:中国电力出版社, 2005

压力管道设计篇8

1 工程概况

东雷二级站工程位于合阳县以东20 km的伏六乡东雷村塬下,肩负合阳县伏六、坊镇、新池三乡镇7 273.33 hm2耕地的灌溉供水任务。泵站西、北两侧紧靠髙塬老崖,南与太李村为邻,东接总干渠,距渠首一级站1.5 km,泵站进水闸设于总干渠右岸,桩号1+536处。泵站设计扬程225 m,设计流量3.8 m3/s,安装机组2台,总装机容量13 000 kW。设110kV专用变电站1座。1981年建成投运,是东雷抽黄灌区塬上重要的灌溉供水泵站。

2 压力管道现状

泵站至今已使用30余年,进、出水钢管锈蚀严重,管壁变薄,强度降低,管道已达到其金属疲劳极限,部分管段曾发生过爆管事故。管坡管床砼老化、沉降、破裂严重,导致压力出水管道支墩、镇墩沉降,管道变形、管道伸缩节漏水、震动严重,影响正常运行。根据《陕西省大型灌溉排水泵站更新改造项目渭南市东雷一期抽黄灌溉泵站安全鉴定报告书》,压力管道评定为四类设备。在本次泵站更新改造中压力管道全部更换。

3 压力管管径

压力管道的管径主要是根据经济流速确定,并应考虑各种运行工况下管内不产生淤积,水泵进水管道设计流速宜取1.5~2.0 m/s,水泵出水管道设计流速宜取2.0~3.0 m/s。根据水泵设计流量初步确定了3种管径进行了比较,同时考虑本工程为改造项目,泵站的原装机功率和可利用的厂房空间及穿墙套管有一定限制,水泵扬程和出水压力管管径不宜过大,最终确定水泵进出水管管径为大泵进水管采用2根DN900;小泵进水管采用2根DN800;泵房内及副厂房下方的水泵出水管管径为DN1000,其余部分的出水压力管管径为DN1200。管径比较详见表1和表2。

4 管材选择

根据压力管道设计原则,结合灌区土质及压力管道基本荷载,对目前市场常用的钢管、球墨铸铁管、钢筋砼管、预应力钢筒砼管等管材进行同等管径、压力等级的计算选型比较[1,2],管材的性能比较见表3。

以上4种管材均能满足设计要求,设计从不同角度将各管材的优缺点归纳如下:一是从水力学性能考虑,4种管材内壁糙率基本相同,水力性能相当。二是价格比较。铸铁管最高,钢管(内衬水泥砂浆外防腐)次之,钢筋混凝土管最少。三是耐久性。铸铁管、钢管、钢筋混凝土管在保证防腐和覆土的情况下耐久性相差不大;明装情况下,钢管较好,铸铁管的接口还是存在一定隐患,钢筋混凝土管本身和接口均存在一定问题。铸铁管、钢筋混凝土管安装考虑耐久性和管道长期稳定应采用覆土埋设。四是维护。钢管维护较简便,出现问题可以焊接,其余管材只能更换。从施工、价格、性能等几个方面综合分析,考虑到管坡坡度较大,现场开挖回填难度较大,管道不适宜采用暗敷,并且钢管价格近来呈下滑趋势,施工、维护均方便,故本次设计泵房外出水压力管道采用焊接钢管。钢管采用镇静钢焊接,钢管段外壁刷环氧煤沥青防腐,内壁采用内熔结环氧粉末涂层防腐[3,4,5,6]。

5 压力管道布置

泵站原有2台水泵,采用单机单管设计,共2条压力管道,水泵出口管径为DN1000,泵房外压力管道管径为DN1200。在管线布置上,利用原有管坡,仍采用单机单管方案,管道中心距2.6 m。

压力管道在出厂房后的水平段为直埋式,斜坡段以上均为明管敷设,并设有鞍形或滚动支座及镇墩等。管道转弯和爬坡位置设置镇墩,直管段每隔约80 m设置镇墩,间距8 m设置支墩,除直埋部分采用鞍形支座外,其余部分均采用滚动式支座。为适应温度变化引起管道的伸缩,在2个镇墩之间距下面镇墩2/3墩间管长处设置伸缩节1个。为便于安装与维护,管道中心至管床顶面为1.1 m,并在厂房内及镇墩以上8 m处设φ500的进人孔。

目前,管坡局部存在变形、裂缝、湿陷等问题。依据地勘报告,管坡上部地基土具有Ⅱ级自重湿陷性。原管床设计时已做人工地基处理,原管坡的处理方案:首先对原土进行夯实,上部10 cm混凝土垫层;镇墩采用20 cm砂浆砌石,100#混凝土浇筑。为泵站的安全运行,本次泵站改造对管坡坡体裂隙、裂缝采用水泥浆及黏土进行补强压力灌浆加固处理,以保障管坡的稳定;对潜在滑坡体进行加固处理,以保证主、副厂房及出水管道的安全;上部管坡地基采用0.5 m厚3∶7灰土,消除地基土的湿陷性外,做好管坡排水及坡面防护措施,排水措施包括管坡、马道部位的截水、排水,坡面防护包括坡面结构面封堵、坡面骨架式植物护坡等。

6 压力钢管壁厚计算

钢管管壁厚度计算采用以下2种方法,以其中最大值为基础,按管道壁厚系列选取钢管壁厚。管道的取用壁厚均不得小于管道的计算壁厚[7,8,9,10,11,12,13]。

6.1 明设钢管管壁最小厚度

根据《泵站设计规范》要求,明设钢管管壁最小厚度(mm)按下式计算:

式(1)中:D—管径,mm。

6.2 直钢管最小壁厚

依据《火力发电火力发电厂汽水管道技术规定》(DL/T5054—1996),直钢管的最小壁厚按下式计算:

式(2)中:sm—直管的最小壁厚,mm;p—设计压力,MPa;D0—管子外径,取用公称外径,mm;[σ]t—钢材在设计温度下的许用应力,MPa;η—许用应力的修正系数;Y—温度对计算管子壁厚公式的修正系数,对于铁素体钢,482℃及以下时Y=0.4;α—考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度,mm,可取2 mm。

6.3 直管计算壁厚

直管的计算壁厚按下式计算:

式(3)中:sc—直管的计算壁厚,mm;c—直管壁厚负偏差的附加值,mm;A—直管壁厚负偏差系数,取0.111。

66..44压压力力钢钢管管壁壁厚厚

初步设计中,以上述计算的壁厚为基础,考虑钢管锈蚀、磨损等因素。另外,由于部分压力钢管位于副厂房下,更换比较困难,故本设计考虑延长副厂房下部压力钢管的使用寿命,壁厚考虑适当加大。为降低工程造价,钢管的壁厚依据钢管安装高程的不同,按不同的压力等级选用。不同工作压力下的压力钢管壁厚计算见表4。

参考原泵站安装的压力管道经过30多年运行后的磨蚀锈损情况,表4中压力钢管壁厚的选用值是适宜的。

摘要：介绍了东雷抽黄灌区二级抽水站工程概况,根据其压力管道与管径现状,从管材选择、管道布设等方面介绍了东雷二级泵站工程压力管道的复核设计,对安全性和材质等方面进行了综合考虑。

压力管道设计篇9

一、目前锅炉压力容器压力管道安装监督检验中所存在的问题

(一) 不同材料之间存在的差异

锅炉压力容器压力管道所使用的材料不同可能导致锅炉在进行压力容器压力管道的安装监督检验中出现问题。这是因为由于锅炉压力容器压力管道所使用的材料可能是来源不同的国家, 而由于每一个国家制作工艺和制作标准的不同, 因此可能会与我国相关的产品规定出现差异, 导致材料在实际的安装过程中, 出现一些问题。尽管在签订合同时, 每一个供应商都尽可能提供完整的相关资料, 但是在实际的锅炉压力容易压力管道安装的过程中, 不同的产品规格必然会对安装产生影响, 使得安装的质量无法达到规定的标准。

(二) 安装监督人员专业水平不够

就目前的情况来看, 安装监督人员的专业水平不够也是影响锅炉压力容器压力管道的安装监督质量的重要因素之一。而之所以会出现这样的情况是因为在一些监督检验单位, 由于从事安装监督工作的人员不多, 但是为了完成安装监督工作, 导致出现一部分专业水平不足的人员上岗。情况比较恶劣的时候, 甚至会出现在某些监督检验单位安装监督人员连专业的资格证书都没有。这样一来就极大地影响了锅炉压力容器压力管道的安装监督工作, 导致无法及时、准确地发现并检测出锅炉压力容器压力管道安装时所出现的问题, 极大地影响了容器和管道的安装质量, 严重地甚至会导致极大安全事故的发生。

(三) 焊接施工的影响

在锅炉压力容器压力管道进行安装的时候, 焊接施工是极为重要的一个环节。因此, 在进行焊接施工的时候, 一旦出现问题那么也会极大地影响锅炉压力容器压力管道的安装质量。而在很多时候, 由于不同的焊接工艺之间的参数也不同, 而当出现参数不同、数据获取不完整的情况时, 那么焊接施工就很有可能会出现问题。

(四) 缺乏及时的反馈

在锅炉压力容器压力管道的安装中, 除了由于技术的不同而产生的安装问题, 人员也是影响锅炉压力容器压力管道正常安装的重要因素之一。任何一个岗位和工作都离不开人的执行, 在容器和管道安装完成之后, 必须要进行相应地监督检验, 以保证即便出现问题也能够及时地发现和补救。然而, 在进行安装的监督检验工作时, 笔者发现有一个问题一直存在着, 那就是在一些监督检验单位中对于监督检验报告极为忽视, 导致相关的监督检验人员甚至都没有做到及时提交监督检验报告。在这样的情况之下, 没有监督检验报告或者是没有及时收到监督检验报告, 那么相关的单位就无法对锅炉压力容器压力管道的安装质量有一个正确的评估, 也就无法进行相应地调整和改善, 甚至连有益于锅炉压力容器压力管道安装的建议也无法提出。而一旦发生这样的情况, 就会影响锅炉正常工作的开展, 甚至还有可能导致重大的安全事故, 后果不堪设想。

二、关于锅炉压力容器压力管道安装监督检验的几点建议

(一) 完善质量监督体系

要想提高锅炉压力容器压力管道的安装质量, 更好地开展相关的安装监督检验工作, 那么一套完善的质量监督体系是必不可少的。只有相关的施工单位严格地按照质量监督体系的标准来开展安装工作, 同时谨守与锅炉压力容器压力管道安装相关的国家法律法规, 那么才能让容器和管道的安装工作更好地进行。与此同时, 相关的施工人员也要不断地进行自我的充实和自我的学习, 累积更多的专业知识, 提高自身的素质, 这样在面对不同的安装材料时, 更好地开展锅炉压力容易压力管道的安装工作, 即便存在着材料参数和数据的不同, 也能够保障安装工作符合相关的设计标准, 让锅炉能够更好地服务于大众的生产和生活。

(二) 加强对焊接工艺的监督和检验

在锅炉压力容器压力管道的安装监督检验中, 有一点是极为重要的, 那就是对焊接供祖宗的检验。而焊接工作的检验主要是针对查看焊口是否有损以及焊接工艺来进行评定。在锅炉正常运行之前, 要先对锅炉进行水压检验, 而在进行水压检验前, 质量监督检验人员一定要记得先对压力管道进行水压检验。并且, 这个水压检验要分为3个不同的阶段来进行, 分别是安装前、安装中和安装后。当然, 需要注意的是, 在进行水压检验的时候, 一定要让富有丰富工作进行的专业人员来进行, 这样才能保障整个检验过程的安全性与检验结果的准确性和有效性。

(三) 及时反馈监督检验结果

在锅炉压力容器压力管道的安装监督检验中, 想要保障其检测的结果和安装的质量, 那么及时反馈监督检验结果是十分有必要的。特别是施工单位在每完成一个安装环节之后, 就一定要进行监督检验工作, 及时地完成上一个环节的监督检验工作并获取结果, 才能更好地开展下一个环节的工作, 通过监督检验结果的反馈, 来调整工作的计划, 这样才能更好地保障后续工作的顺利进行。同时, 还有一点需要特别注意, 那就是一定要明确每一个岗位每一个工作人员的责任和义务, 这样才能保障监督检验工作的顺利开展。而为了提高对于监督检验工作的重视, 相关单位更需要重视监督检验人员的地位, 这样才能开展全面的、有效的锅炉压力容器压力管道安装监督检验工作。

结语

综上所述, 锅炉压力容器压力管道安装监督检验工作是非常重要的。面对目前容器和管道在安装监督检验工作中所存在的问题, 笔者认为建立起一套完善的质量监督体系, 加强对焊接工艺的监督和检验, 并且在完成监督检验工作之后及时地反馈监督检验结果能够很好地解决现有的问题。让锅炉的工作能够更加顺利地进行, 为民众的日常生活和工业生产提供更好地帮助。

参考文献

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[2]申露波, 郭一.浅谈锅炉压力容器压力管道安装监督检验[J].科技展望, 2014 (13) :124-124.

[3]杨彦辉, 梁丽娟.关于压力管道安装监督检验在锅炉压力容器中的研究[J].河南科技, 2014 (12) :142-142.

[4]齐纪.浅谈锅炉压力容器压力管道安装监督检验[J].黑龙江科技信息, 2013 (22) :124-124.

简述压力管道在线检验篇10

关键词：压力管道,在线检验,注意事项

压力管道是指利用一定的压力, 用于输送气体可者液体的管状设备。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沸点的液体介质, 且公称直径大于25mm的管道。

1 压力管道在线检验的内容和方法

在线检验工作由使用单位进行, 使用单位也可将在线检验委托给具有压力管道检验资格的单位。使用单位是压力管道的直接使用者, 管理者, 也是压力管道安全的最大受益者。在线检验是运行条件下对在用压力管道进行的检验, 以宏观检查为主, 是使用单位进行自检的一种形式, 在线检验每年至少一次。

在线检验一般以宏观检查和安全保护装置检验为主, 必要时进行测厚检验和电阴值测量。要线检验的重点检查部位, 从风险管理角度可以分为两类:一类是发生事故的可能性较大和部位, 另一类是事故后果比较严重的部位。

1.1 资料审查

主要包括:1) 设计资料;2) 施工资料;3) 运行记录;4) 历次检测报告;5) 有关的修理或改造资料;6) 其他与压力管道安全相关的资料。

1.2 制定在线检验技术方案

1) 确定检验内容、方法、数量、位置等;

2) 检验和评定依据的法规、标准和规范等;

3) 确定无损检测内容、方法、比例、数量等;

(4) 压力管道在线检验的质保体系。

1.3 宏观检查

主要检查项目:1) 泄露检查;2) 绝热层、防腐层检查;3) 震动检查;4) 位置与变形检查;5) 支吊架检查;6) 阀门检查;7) 法兰检查;8) 膨胀节检查;9) 管道标识检查。

具体来说, 在线检验时, 应注意重点对压力管道表面腐蚀的检查。许多管道年久失修, 腐蚀严重, 降低了结构强度, 成为压力管道事故的主要隐患。在实际工作中, 经常发现, 在保温层和管壁之间形成缝隙和空间, 长期存在湿汽、雨水和露水, 形成腐蚀介质, 造成外表面不同程度的腐蚀, 从而引起管道爆裂事故。管道腐蚀常以密集麻点, 局部凹坑, 壁厚明显不均等形成出现, 检查时应以注意。

宏观检查可借助于放大镜等工具, 发现缺陷和可疑部位后应仔细检查, 必要时借助测厚仪。磁粉检测、渗透检测、超声波检测、材料检验进一步确认其性质和程度, 从而采取相应的处理措施。

对妨碍检测的表面附着物, 如氧化皮、铁锈、污垢、油渍等进行及时处理后, 可有效提高缺陷的检出率。

1.4 定点测厚与抽查

对重要管道或有明显腐蚀和冲刷减薄的弯头、三通管径突变部位及相邻直管部位应采取抽查的方式进行壁厚测定。壁厚应尽量实行定点测定。

不同用途压力管道产品标准都对壁厚的允许偏差有明确的规定。当压力管道某些部位壁厚偏差满足不了允许的负偏差时, 则成为结构强度薄弱处。长期处于高温、高压状态下的管道, 当有引起管子爆炸的外部条件时, 如超压时, 管子会在这些强度薄弱处爆炸, 引起事故。壁厚测定部位, 以下部位应重点进行壁厚测定:1) 表面缺陷处理过的部位;2) 外壁腐蚀或损伤部位;3) 内壁存在严重沟槽部位;4) 内壁腐蚀或介质冲刷严重的部位;5) 介质流速变化大或流动复杂的部位;6) 容易存积凝液的部位。

定点测厚很有必要, 因管道腐蚀速率往往因环境恶化而加剧, 不同时期在同一部位测厚可有效监控壁厚减薄情况。

一旦发现有壁厚减薄, 应增加测厚点, 找出减薄范围的最小壁厚点。当实际壁厚小于壁厚所允许的最小值时, 使用单位应及时采取相应的处理措施。

壁厚测定方式:使用超声波测厚仪, 按JB/T4730-2005《承压设备无损检测》规定的方式进行正确操作, 可进行准确的测厚。当压力管道外壁测厚部位凸凹不平时, 例如:有密集的腐蚀麻点或氧化皮时, 应将测厚部位修磨平滑, 测厚数据才能真实反映该点壁厚。

1.5 电阻测量

对输送易燃、易爆介质的管道应采取抽查的方式进行防静电接地电阻和法兰间的接触电阻值的测定。管道对地电阻不得大于100Ω, 法兰间接触电阻应小于0.03Ω。

2 在线检验的一般程序

在线检验的一般程序, 如图1所示:

3 在线检验报告

检验报告结论包括可以使用、监控使用、停止使用三种。在线检验发现管道存在异常情况和问题时, 使用单位应认真分析原因, 重大安全隐患应报质量技术监督局锅炉压力容器安全检查机构备案。

4 压力管道作业安全注意事项

1) 检验人员必须取得压力容器、压力管道相应的检验资格证书才能主持或参加检验和试验, 未取得相应检验资格证书的实习人员, 必须安排有经验的持证人员带领和监护。

2) 检验检测作业环境的可燃气体、有毒有害物质、可燃性悬浮粉尘等必须在允许浓度的范围, 空气中含氧量、温度必须在容许范围。