2011-09 西安 压力管道基本知识和介质特性

压力管道设计审批人员培训基本知识篇中国市政工程华北设计研究总院煤气与热力杂志社姜东琪[e-mail]2011-09西安主要内容特种设备的概念压力管道的基本概念压力管道安全管理规定和常用标准压力管道设计资格认证特种设备的概念特种设备是指涉及生命安全、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。压力管道的基本概念压力管道是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备。最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）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公称直径大于25mm压力管道的基本概念《压力管道安全管理与监察规定》指出：（1）输送《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044中规定的毒性程度为极度危害介质的管道；（2）输送《石油化工企业设计防火规范》GB50160及《建筑设计防火规范》GB50016中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道；（3）最高工作压力大于等于0.1MPa（表压），输送介质为气（汽）体、液化气体的管道；（4）最高工作压力大于等于0.1MPa（表压），输送介质为可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的或最高工作温度高于等于标准沸点的液体管道。压力管道的基本概念不适用于按《压力管道安全管理与监察规定》要求管理:（1）设备本体所属管道；（2）军事装备、交通工具上和核装置中的管道；（3）输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体，其管道公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa的管道；（4）入户（居民楼、庭院）前的最后一道阀门之后的生活用燃气管道及热力点（不含热力点）之后的热力管道。压力管道类别划分分为长输管道（GA）、公用管道（GB）、工业管道（GC）三个类别。长输管道GA产地、储存库、使用单位之间用于输送商品介质的管道；公用管道GB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；工业管道GC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。长输管道分级1.符合下列条件之一的长输管道为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。2.GA2级GA1级以外的长输（油气）管道为GA2级。公用管道分级1.城镇燃气管道GB1；2.城镇热力管道GB2。工业管道分级B3.1GC1级符合下列条件之一的工业管道为GC1级：（1）输送GB5044—85《职业性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GB50160—1999《石油化工企业设计防火规范》及GB50016—2006《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。工业管道分级B3.2GC2级除本规定B3.3规定的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B3.1规定的GC1级管道。B3.3GC3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。压力管道的特点长输管道输送的介质比较单一，工艺流程比较简单；输送压力高；管线有可能通过各种环境与地质条件的地区。要求作好选线工作。公用管道一般敷设于城镇地下；压力较低，选线条件复杂、困难。工业管道是工艺流程种类最多、状态变化最为复杂、介质品种较多与条件均较苛刻的压力管道。管理比较集中，易于控制与管理。压力管道安全管理规定和常用标准《压力管道安全管理与监察规定》是由中华人民共和国原劳动人事部以劳部发［1996］140号文颁发，该规定于1996年7月1日起施行；《压力容器压力管道设计许可规则》TSGR1001—2008是由国家质量监督检验检疫总局于2008年1月8日颁布，该规则于2008年4月30日施行。压力管道安全监察体系压力管道安全监察法规和规章特种设备安全监察条例石油天然气管道保护条例城镇燃气管理条例压力管道安全管理与监察规定城市燃气安全管理规定城市燃气管理办法石油天然气管理安全监督与管理暂行规定压力管道安全监察规范性文件压力容器压力管道设计许可规则压力管道元件制造监督检验规则（埋弧焊钢管与聚乙烯管）压力管道元件型式试验规则压力管道安装单位资格认可实施细则压力管道使用登记管理规则在用工业管道定期检验规程化工企业压力管道管理规定其他详见教材5、6页设计资格认证压力管道的设计必须由取得国家质量监督检验检疫总局颁发的《特种设备设计许可证》的压力管道设计单位进行。《特种设备设计许可证》有效期为4年。设计许可按照分级管理的原则，分别由国家质检总局和省级质量技术监督部门负责审批。压力管道设计单位的基本条件1.有企业法人营业执照或者分公司性质的营业执照，或者事业单位法人证书；2.有中华人民共和国组织机构代码证；3.有与设计范围相适应的设计、审批人员；4.有健全的质量保证体系和程序性文件（管理制度）及其设计技术规定；5.有与设计范围相适应的法规、安全技术规范、标准；压力管道设计单位的基本条件6.有专门的设计工作机构、场所；7.有必要的设计装备和设计手段，具备利用计算机进行设计、计算、绘图的能力，利用计算机辅助设计和计算机出图率达到100%，具备在互联网上传递图样和文字所需的软件和硬件；8.有一定设计经验和独立承担设计的能力。压力管道设计单位的人员基本要求（1）GA1、GC1、GD1级压力管道设计单位，各级专职设计人员必须有相应的设计业绩，总人数不少于10人，其中审批人员不少于3人；（2）GB类、GA2、GC2、GC3、GD2级压力管道设计单位，专职设计人员必须有相应的设计业绩，总人数不少于7人，其中审批人员不少于2人；（3）审批人员数额一般不超过总设计人数的30%；（4）有经过专业培训的压力管道选材设计和应力分析校核人员。压力管道设计单位设计许可换证条件（1）质量保证体系健全，实施情况良好；（2）程序性文件（管理制度）齐全，并能认真贯彻执行；（3）各级设计人员配备及人员变动符合本规则规定，设计、校核人员具有相应的能力和技术水平，专业考试平均成绩不得低于80分，答辩回答问题基本正确；（4）没有超越《设计许可证》范围的设计，设计质量良好；（5）设计手段和技术装备较好并且逐年有所改善；压力管道设计单位设计许可换证条件（6）适合本单位设计许可项目需要的法规、安全技术规范、标准齐全，并且具有与设计级别相适应的图书、杂志等设计参考资料；（7）设计文件档案和各项上报材料记录完整、真实可靠；（8）没有发生由于设计原因而造成的重大事故，设计回访工作和用户反馈意见能够得到合理安排和及时处理，用户对设计质量评价良好；（9）对上次换证（或者取证）时鉴定评审组提出的整改意见，全部认真整改。压力管道设计审批人员培训介质特性篇主要内容压力管道输送介质一般性质输送介质易燃易爆特点及火灾危险性分类介质的毒性介质的腐蚀性介质的压力与温度气体的临界状态当某种气体在一定的温度范围内进行压缩，压力升高到一定值时气体将开始液化，在气体液化时压力不变而体积不断减小，直至气体全部转化为液态。如果气体温度高于某一定值时，无论气体如何加压，均不能使气态转变为液态，这一温度称为临界温度。在临界温度下，使气体转变为液体所需的压力称为临界压力。液体的饱和蒸气压力密闭容器中的液体在一定温度下，当气液两相处于平衡状态（单位时间内由液体变为蒸气的分子数目与由蒸气变为液体的分子数目相等）时的压力，称为该温度下的饱和蒸气压力。液体的饱和蒸气压力随温度而变化，温度升高，则饱和蒸气压力增大。露点和沸点露点是指饱和蒸气经冷却或加压后，遇到接触面或凝结核便液化成露。这时在该压力下的温度称为露点。烃类混合气体的露点与其组成、压力有关。当压力升高时，露点将随之升高。液体的饱和蒸气压与外界压力相等时的温度称为液体在该压力下的沸点。沸点与外界压力有关。压力增高，沸点上升。输送介质易燃易爆特点及火灾危险性分类燃点、闪点、自燃点（1）燃点按照标准试验方法，引燃爆炸性气体混合物的最低温度叫燃点，也称着火点、引燃点。（2）闪点标准条件下，能够使液体释放出足够的蒸气而形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的液体最低温度叫闪点。（3）自燃点可燃物质达到某一温度时，与空气接触，无需引火即可剧烈氧化而自行燃烧的最低温度。爆炸极限易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾、易燃固体的粉尘或纤维与空气混合，形成爆炸性气体混合物的浓度，叫爆炸极限。其最低浓度叫爆炸下限，最高浓度叫爆炸上限。爆炸极限通常以可燃介质在混合物中的体积分数表示。在爆炸性气体环境中产生爆炸的条件在爆炸性气体环境中，产生爆炸必须同时存在如下条件：（1）存在易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾，其浓度在爆炸极限以内；（2）存在足以点燃爆炸性气体混合物的火花、电弧或高温。爆炸危险区域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。爆炸危险区域应根据爆炸性气体环境出现的频率和持续时间分为以下区域：0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境。1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境。2区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，即使出现也是偶尔并短时存在的爆炸性气体混合物的环境。一次危险和次生危险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，不会危害到人身安全或设备完好。次生危险是指由一次危险引起的危险，它会直接危害到人身安全、设备毁坏和建筑物的倒塌等。可燃气体的火灾危险性如何分类《石油化工企业设计防火规范》GB50160规定类别可燃气体与空气混合的爆炸下限（体积分数）甲＜10%乙≥10%可燃液体、液化烃的火灾危险性分类类别名称特征甲A液化烃15℃时的蒸气压力＞0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体B可燃液体甲A类以外，闪点＜28℃乙A闪点≥28℃至≤45℃B闪点＞45℃至＜60℃丙A闪点≥60℃至≤120℃B闪点＞120℃操作温度超过其闪点的乙类液体，应视为甲B类液体；操作温度超过其闪点的丙类液体，应视为乙A类液体。介质的毒性职业性接触毒物危害程度的分级原则《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044（1）职业性接触毒物危害程度分级是以急性毒性、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等指标为基础的定级标准。（2）分级原则是依据六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别。接触性毒物危害程度分级按照《职业性接触毒物危害程度分级》规定，接触性毒物危害程度共分四级，其最高允许浓度分别为：Ⅰ级极度危害最高容许浓度＜0.1mg/m3；Ⅱ级高度危害最高容许浓度（0.1~1.0）mg/m3；Ⅲ级中度危害最高容许浓度（1.0~10.0）mg/m3；Ⅳ级轻度危害最高容许浓度＞10.0mg/m3。介质的腐蚀性材料与周围环境反应而引起材料的破坏或变质，称为腐蚀。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。由于压力管道大部分是金属管道，为了做好压力管道的防腐，应重点研究输送介质对金属管道的腐蚀与防腐措施。介质的压力与温度压力管道输送介质的压力大小直接影响到输送安全。输送压力越高，管道泄漏与爆裂损坏的可能性越大，采取防漏防爆的措施也应要求越高。压力管道输送介