1压力管道概述（第一章）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、固液相和三相的物质，已成为当今世界工业生产和人民生活不可缺少的组成部分。一、管道的定义及其特点；1、 管道的定义：“由管道组成件、管道支吊架、隔热层和防腐层组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动”的设备（见国标 GB50316工业金属管道设计规范 ） 。2、压力管道的定义：2009 年 5 月 1 日开始实施的特种设备安全监察条例 ，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、大型游乐设施和场（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。 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标准沸点的液体介质，且公称直径大于 25mm 的管道”。 （见条例第 99 条） 3、输送流体的密闭管道其特点：1）承受一定的压力；2）介质特性十分复杂（如有毒、可燃、易爆或输送高温、高压等） ；3）管道所处环境比较恶劣；4）管道组成件材料品种繁多。二、压力管道的类别、级别压力管道按其类别不同，将其分为长输管道（GA） 、公用管道（GB） 、工业管道（GC） 、动力管道（GD）四个类别九个级别：类别 级别 备注GA1长输管道(GA) GA2国家质监检总局批准 发证GB1 城镇燃气管道公用管道(GB) GB2 城镇热力管道省质量技术监督局批准 发证GC1 国家局批准 发证GC2工业管道(GC) GC3省局批准 发证GD1 国家局批准 发证动力管道(GD) GD2 省局批准 发证21、长输管道（GA） 是指产地、储存库、使用单位之间的用于输送商品介质的管道，划分为 GA1 级和 GA2 级。GA1 级：（1）输送有毒、可燃、易爆气体介质，最高工作压力大于 4.0MPa 的长输管道； （2）输送有毒、可燃、易爆液体介质，最高工作压力大于或者等于6.4MPa，并且输送距离（指产地、储存地、用户间的用于输送商品介质管道的长度）大于或者等于 200km 的长输管道。GA2 级：GA1 级以外的长输（油气）管道为 GA2 级。2、公用管道（GB） 是指城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道，划分为 GB1 级和 GB2 级。GB1 级： 城镇燃气管道GB2 级： 城镇热力管道3、工业管道（GC） 是指企业、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，划分为 GC1 级、GC2 级、GC3 级。GC1 级：（1）输送 GB504485职业接触毒物危害程度分级中规定的毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道；（2）输送 GB501601999石油化工企业设计防火规范及 GB500162006， 建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体（包括液化烃） ，并且设计压力大于或者等于 4.0MPa 的管道；（3）输送流体介质并且设计压力大于或者等于 10.0MPa，或者设计压力大于或者等于 4.0MPa，并且设计温度大于或者等于 400的管道。GC2 级：除 GC3 级管道外，介质毒性危害程度、火灾危险性（可燃性） 、设计压力和设计温度小于 GC1 级规定的管道。GC3 级：输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或者等于 1.0MPa，并且设计温度大于-20 但是小于 185的管道。4、动力管道（GD）是指火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道，划分为GD1 级、GD2 级。GD1 级： 设计压力大于等于 6.3MPa，或者设计温度大于等于 400的管道。GD2 级： 设计压力小于 6.3MPa，且设计温度小于 400的管道。三、对压力管道的基本要求对压力管道的基本要求是安全性好和经济合理。1、安全性：1）首先表现在其操作运行风险小、安全系数大、不致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，不致于因其故障而造成整个装置的不正常停车。32、经济性：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。当然，一个设计良好的压力管道还应满足其他一些基本要求，如：必须满足工艺要求；应进行标准化、系列化设计；布局应美观、合理、便于操作；便于制造和施工等。四、对压力管道设计审核审定人员要求从事压力管道设计工作的审核、审定人员应经过培训和考核，进行资格许可，审核人和审定人除有设计单位的正式书面任命手续外，还应经考核评定，取得压力管道设计审批人员资格证书 ，持证上岗。压力管道输送介质特性（第二章）一、压力管道输送介质的特性 1. 几个与安全相关的基本概念爆炸极限 ：易燃气体、易燃液体的蒸气或可燃粉尘和空气混合达到一定浓度时，遇到火源就会发生爆炸。达到爆炸的空气混合物的浓度，称之为爆炸极限。爆炸极限通常以可燃气体、蒸气可粉尘在空气中的体积百分数来表示。 爆炸性气体混合物：大气条件下的气体、蒸气、薄雾状的易燃物质与空气的混合物，点燃后燃烧将在全范围内传播。 爆炸危险区：爆炸性混合物出现的或预期可能出现的数量达到足以要求对电气设备的结构、安装和使用采取预防措施的区域。释放源：可释放出能形成爆炸性混合物的物质所在位置或地点，叫释放源。 一次危险 ：是设备或系统内潜在着发生火灾或爆炸的危险，但在正常操作状况下，不会危害人身安全或设备完好。 次生危险 ：是指由于一次危险而引起的危险，它会直接危害到人身安全、设备毁坏和建筑物的倒塌等。 全年最小频率风向：（一年期）风向频率（某风向出现次数/总的观测次数） 100，其中值最小的风向即为全年最小频率风向。爆炸和易爆介质: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，在瞬间发生剧烈化学变化，释放出大量热能（有的还同时产生大量气体） ，使得局部范围内压力急剧增大，并伴有巨大响声的现象。爆炸以高热和冲击波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。2. 介质的火灾危险性41）介质的可燃易爆性火灾危险性分类：可燃气体的火灾危险性分类类别 可燃气体与空气混合物的爆炸下限甲乙10%（体积）10%（体积）注：石油化工企业设计防火规范GB50160液化烃、可燃液体的火灾危险性分类类别 名称 特征A 液化烃 15时的蒸汽压力0.1MPa 的烃类液体及其他类似的液体甲B 甲 A 类以外，闪点28A 闪点28至45乙B 闪点45至60A 闪点60至120丙B可燃液体 闪点120注：石油化工企业设计防火规范GB501602）介质的毒性GB5044 把毒物的危害程度分为四个级别：极度危害（） 高度危害（）中度危害（） 轻度危害（）分级的依据是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度（mg/m3）六项指标为基础的定级标准。分级的原则是按六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属和实际接触情况，定出危害程度的级别。注意介质的多重性既是可燃的又是有毒的，还可能有腐蚀性，划分时应按高等级确定。介质的危害程度受工况和环境影响，其毒性等级不是固定不变的，具体情况具体分析。二、介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性1、 一般规定(1)压力管道中介质毒性程度、腐蚀性和火灾危险性的划分应当以介质的“化学品安全技术说明书” （CSDS）为依据，按照本附件的划分原则确定；(2)介质同时具有毒性及火灾危险性时，应当按照毒性危害程度和火灾危险性的划分原则分别定级。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5标（ LD50、 LC50） ，采用加权平均方法，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。2、 毒性危害程度(1)压力管道中介质毒性程度的分级应当符合 GB5044职业性接触毒物危害程度分级规定的，以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、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，见表 A1 所示；表 A-1介质毒性危害程度分级依据分级指 标 I（极度危害）II（高度危害）III（中度危害）（轻度危害）吸入( LC50,mg/m3) 200 2002000 200020000 20000经皮( LD50,mg/kg) 100 100500 5002500 2500急性毒性 经口（ LD50,mg/kg） 25 25500 5005000 500急性中毒发病状况 生产中易发生中毒,后果严重 生产中可发生中毒,预后良好 偶可发生中毒迄今未见急性中毒，但有急性影响慢性中毒患病状况 患病率高(5)患病率较高(5)或者症状发生率高(20)偶有中毒病例发生或者症状发生率较高(10)无慢性中毒而有慢性影响慢性中毒后果 脱离接触后,继续进展或不能治愈 脱离接触后,可基本治愈脱离接触后,可恢复,不致严重后果脱离接触后，自行恢复，无不良后果致癌性 人体致癌物 可疑人体致癌物 实验动物致癌物 无致癌性最高容许浓度（mg/m 3） 0.1 0.11.0 1.010 10注：职业性接触毒物危害程度分级GB5044(2)压力管道中介质的毒性危害程度包括极度危害、高度危害中度危害以及轻度危害四个级别；(3)介质毒性危害程度的级别应当不低于以急性毒性和最高容许浓度二项指标分别确定的最高危害程度级别；(4)如果以急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果和致癌性四项指标确定的介质毒性危害程度明显高于按照第（3）条确定的危害程度级别时，应当根据压力管道具体工况，综合分析，全面权衡，适当提高介质的毒性危害程度级别。城镇燃气中常见的有毒组分有哪些？6城镇燃气根据气源不同，其有毒组份也不同，天然气中主要是硫化物，特别是以硫化氢形态存在，属高度危害介质。人工燃气中含有一氧化碳，硫化氢、氨、萘、焦油其中一氧化碳与硫化氢属高度危害介质。液化石油气中主要是硫化物。液化石油气中重碳氢化物对人体也是有害的。3、 腐蚀性压力管道中的腐蚀性液体系指: 与皮肤接触,在 4 小时内出现可見坏死现象,或55时,对 20 钢的腐蚀率大于 6.25mm/年的流体。（1）什么是介质的腐蚀性？材料与周围环境反应而引起材料的破坏和变质，称为腐蚀。 （介质的腐蚀性应相对管道材料而言。 ）1）金属腐蚀金属与周围介质相接触，产生化学或电化学作用，而遭受破坏的过程称为腐蚀。2）管道腐蚀由于化学或电化学作用，引起管道的消损破坏。3）应力腐蚀金属在特定腐蚀介质和应力的共同作用下，以裂纹形式出现的一种腐蚀破坏。发生应力腐蚀，必须同时具备两个条件：一是应力，指拉伸应力，包括由外载荷引起的应力和在加压过程中引起的残余应力；二是腐蚀介质。（2）压力管道输送中有哪些腐蚀介质？压力管道中工业管道输送介质品种繁多，其中很多介质中含有酸、碱、盐类介质，对管道材料具有腐蚀性。1）硫化物原油中含有多种硫化物，并在石油加工过程中也会产生硫化物，其中很多硫化物对金属管道材料产生腐蚀。如单质硫、硫化氢（H 2S） 、硫醇（RSH） 、硫醚（RSH）等。各种硫化物对金属腐蚀形态各异，并随温度变化而改变。2）氯化物一般在原油中含有无机氯化物，而在炼油