第五章壓力管道基本知識

第5章壓力管道基本知識5.1壓力管道的定義與分類5.2壓力管道的用途及特點5.3壓力管道的組成及結(jié)構(gòu)5.4壓力管道檢驗與無損檢測承壓類特種設(shè)備無損檢測相關(guān)知識薛振林陸志春壓力管道概況管道輸送已經(jīng)成為與鐵路、公路、水運、航運并列的運輸手段，它作為一種特種設(shè)備越來越廣泛用于石油、石化、化工、電力等行業(yè)及城市燃氣和供熱工程中，是國家能源戰(zhàn)略、國計民生的需要。壓力管道的主要用途就是輸送介質(zhì)，此外還可能具有儲存功能（主要用于長輸管道）和熱交換（主要用于工業(yè)管道）等。對單條壓力管道而言，其工作原理就是依靠外界的動力或者是介質(zhì)本身的驅(qū)動力將該條壓力管道源頭的介質(zhì)輸送到該條壓力管道的終點。2006年末，全國輸油（氣）管道里程為48226公里，比2002年增長62%，年均增長12.8%。其中輸油管24136公里，輸氣管24090公里，分別比2002年末增長61.3%和62.7%。薛振林陸志春5.1壓力管道的定義與分類5.1.1.壓力管道的定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(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力≥0.1MPa（表壓）的氣體、液化氣體、蒸汽介質(zhì)或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度≥標(biāo)準沸點的液體介質(zhì)，且公稱直徑＞25mm的管道?！短胤N設(shè)備安全監(jiān)察條例》薛振林陸志春5.1壓力管道的定義與分類5.1.2壓力管道的分類1、按用途分類：工業(yè)管道：指企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質(zhì)的管道、公用工程管道及其它輔助管道。包括延伸出工廠邊界線，但歸屬企、事業(yè)單位管轄的工藝管道。公用管道：指城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)用于公用事業(yè)或民用的燃氣管道和熱力管道。長輸管道：指產(chǎn)地、儲存庫、使用單位間用于輸送商品介質(zhì)的管道。薛振林陸志春5.1.2壓力管道的分類2、從安全管理和監(jiān)察角度按操作工況和用途分類：按國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā)[1999]272號文《壓力管道設(shè)計單位資格認證與管理辦法》可分為：1）GA類（長輸管道）GA1級GA2級③輸送漿體介質(zhì)，輸送距離≥50km且管道公稱直徑DN≥150mm的管道；①輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì)，設(shè)計壓力P＞1.6MPa的管道；②輸送有毒、可燃、易爆液體介質(zhì)，輸送距離≥200km且管道公稱直徑DN≥300mm的管道③GA1③范圍以外的長輸管道①輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì)，設(shè)計壓力P≤1.6MPa的管道；②GA1②范圍以外的長輸管道；薛振林陸志春5.1.2壓力管道的分類2）GB類（公用管道）GB1（燃氣管道）GB2（熱力管道）3）GC類（工業(yè)管道）GC1級GC2級④輸送流體介質(zhì)，設(shè)計壓力P＜10.0MPa且設(shè)計溫度＜400℃的管道①輸送GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》中，毒性程度為極度危害介質(zhì)的管道；②輸送GB50160及GBJ16中規(guī)定的火災(zāi)危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體介質(zhì)且設(shè)計壓力P≥4.0MPa的管道；③輸送可燃流體介質(zhì)、有毒流體介質(zhì)，設(shè)計壓力P≥4.0MPa且設(shè)計溫度≥400℃的管道；④輸送流體介質(zhì)且設(shè)計壓力P≥10.0MPa的管道。①輸送GB50160及GBJ16規(guī)定的火災(zāi)危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體介質(zhì)且設(shè)計壓力P＜4.0MPa的管道；②輸送可燃流體介質(zhì)、有毒流體介質(zhì)，設(shè)計壓力P＜4.0MPa且設(shè)計溫度≥400℃的管道；③輸送非可燃流體介質(zhì)、無毒流體介質(zhì)，設(shè)計壓力P＜10.0MPa且設(shè)計溫度≥400℃的管道；薛振林陸志春5.1.2壓力管道的分類3、按管道主體材料、敷設(shè)位置和輸送介質(zhì)特性分：⑴主體材料分：可分為金屬管道和非金屬管道。⑵敷設(shè)位置分：可分為架空管道、地溝敷設(shè)管道和埋地管道。⑶介質(zhì)特性分：①按介質(zhì)壓力可分為超高壓管道、高壓管道、中壓管道、低壓管道和真空管道。②按介質(zhì)溫度可分為高溫、常溫和低溫管道。③按介質(zhì)毒性可分為劇毒、有毒和無毒管道。④按介質(zhì)可燃性可分為可燃和非可燃管道。⑤按介質(zhì)腐蝕性可分為腐蝕性和非腐蝕性管道。薛振林陸志春5.2.1壓力管道的用途：壓力管道主要用途是輸送介質(zhì)，對單條管道是依靠外界的動力或是介質(zhì)本身的驅(qū)動力將該條管道源頭的介質(zhì)輸送至該管道的終點。對于長輸管道而言，它還有儲存功能；對工業(yè)管道而言，它還有熱交換功能。5.2.2應(yīng)用領(lǐng)域：壓力管道應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，它與鐵路、公路、水運、航運并列為五大運輸行業(yè)。主要應(yīng)用于石油、石化、化工、化肥、電力等行業(yè)及城市燃氣和供熱工程中。5.2壓力管道的用途及特點薛振林陸志春1、種類多，數(shù)量大，標(biāo)準多，設(shè)計、制造、安裝、應(yīng)用管理環(huán)節(jié)多；2、長細比大，跨越空間大，邊界條件復(fù)雜；3、布置方式多樣，現(xiàn)場安裝條件差，工作量大；4、材料應(yīng)用種類多，選用復(fù)雜；5、失效的模式多樣，失效概率大；6、實施檢驗難度大；5.2.3壓力管道的主要特點薛振林陸志春5.3壓力管道的組成及結(jié)構(gòu)5.3.1壓力管道元件1、管子其種類有無縫鋼管、焊接鋼管、有色金屬管、鑄鐵管、非金屬材料管等無縫鋼管焊接鋼管鑄鐵管薛振林陸志春5.3.1壓力管道元件2、管件：包括彎頭、三通、四通、大小頭等許多種型式。其種類有無縫管件、有縫管件、鍛制管件、鑄造管件、非金屬材料管件等；彎頭三通四通大小頭薛振林陸志春5.3.1壓力管道元件3、法蘭和緊固件：其種類有鍛造法蘭、焊接法蘭、非金屬材料法蘭等

鍛造法蘭焊接法蘭非金屬材料法蘭薛振林陸志春5.3.1壓力管道元件4、閥門。其種類有安全閥、調(diào)壓閥、閘閥、球閥、蝶閥、截止閥、止回閥、非金屬材料殼體閥門等.安全閥蝶閥調(diào)壓閥止回閥薛振林陸志春5.3.1壓力管道元件5、膨脹節(jié)及波紋管。其種類有金屬波紋膨脹節(jié)、金屬波紋管、其它型式金屬膨脹節(jié)、非金屬膨脹節(jié)等金屬波紋膨脹節(jié)金屬波紋管薛振林陸志春5.3.1壓力管道元件6、密封元件及特種元件：其種類有金屬密封元件、非金屬密封元件、防腐管道元件、阻火器等密封元件防腐管道阻火器薛振林陸志春5.3.2壓力管道附屬設(shè)施1、附屬設(shè)施包括支吊架、防腐絕緣層、陰極保護裝置、沿線加油站、加熱站、計量站、配氣站閥室及標(biāo)志、測試、拉索圍柵等。2、安全保護裝置包括緊急切斷裝置、安全泄壓裝置、測漏裝置、測溫測壓裝置和報警裝置等。3、管道支承件是指管道安裝件和附著件的總稱。安裝件是指將負荷從管子或管道附著件上傳遞到支承結(jié)構(gòu)或設(shè)備上的元件。它包括吊桿、彈簧支吊架、斜拉桿、平衡錘、松緊螺栓、支撐桿、鏈條、導(dǎo)軌、錨固件、鞍莊、墊板、滾柱、托莊和滑動支架等。附著件是指用焊接、螺栓連接或夾緊等方法附裝在管子上的零件，它包括管吊、吊（支）耳、圓環(huán)、夾子、吊夾、緊固夾板和裙式管座等。薛振林陸志春5.4壓力管道檢驗與無損探傷5.4.1檢驗分類和檢驗項目1、分類：壓力管道檢驗可分為原材料檢驗、元件制作質(zhì)量檢驗、安裝質(zhì)量檢驗和在用檢驗等。2、檢驗項目：分外觀檢驗、焊接接頭表面質(zhì)量及內(nèi)部缺陷檢驗檢測、耐壓試驗和泄漏性試驗。薛振林陸志春5.4.2壓力管道檢驗標(biāo)準壓力管道檢驗要按照檢驗對象的性質(zhì)和類別執(zhí)行相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準。目前壓力管道檢驗主要規(guī)范標(biāo)準：SH3501-1997《石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道工程及驗收規(guī)范》GB50236-98《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》GB50235-97《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》《在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程》薛振林陸志春5.4.3壓力管道無損檢測的基本內(nèi)容1、壓力管道焊縫外觀基本要求1）焊縫寬度以每邊蓋過坡口邊緣2mm為宜；2）角焊縫的焊角高度應(yīng)符合設(shè)計，過渡平緩；3）不允許有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、飛濺存在；4）設(shè)計溫度低于-29℃的管道、不銹鋼和淬硬傾向較大的合金鋼管道焊縫表面，不得有咬邊現(xiàn)象。其他材質(zhì)管道焊縫咬邊深度不大于0.5mm，連續(xù)咬邊長度應(yīng)不大于100mm，且焊縫兩側(cè)咬邊總長不大于全長的10%。5）焊縫表面不得低于管道表面；6）焊接接頭錯邊不大于壁厚的10%，且不大于2mm薛振林陸志春5.4.3壓力管道無損檢測的基本內(nèi)容2、表面無損檢測：⑴方法選用原則：對鐵磁性材料管子應(yīng)選用MT檢測，對非鐵磁性材料管子應(yīng)選用PT檢測。⑵檢測時機及部位：對有延遲裂紋傾向的焊接接頭，應(yīng)在焊后冷卻一定的時間后（標(biāo)準規(guī)范規(guī)定的時間內(nèi)）進行檢驗；對有再熱裂紋傾向的焊接接頭，應(yīng)在焊后及熱處理后各進行一次檢測。薛振林陸志春5.4.3壓力管道無損檢測的基本內(nèi)容⑶相關(guān)標(biāo)準對檢測對象和應(yīng)用場合的規(guī)定：①管子材料外表面質(zhì)量檢測。②重要對接焊縫、角接焊縫表面缺陷檢測。③重要承插焊和跨接式三通支管焊接接頭表面缺陷檢測；雙面焊規(guī)定清根后須進行的檢測。④管道彎制后表面缺陷檢測。⑤材料淬硬傾向大的焊接接頭、設(shè)計溫度≤-29℃的非奧氏體不銹鋼管道坡口的檢測。⑥火焰切割有淬硬傾向的合金鋼管道上焊接卡具及修磨部位的缺陷檢測。薛振林陸志春5.4.3壓力管道無損檢測的基本內(nèi)容3、射線和超聲檢測⑴檢測對象：主要是壓力管道的對接接頭和對焊管件的對接接頭。⑵方法選擇原則：對鈦、鋁及鋁合金、銅及銅合金、鎳及鎳合金的有色金屬焊接接頭應(yīng)選用射線檢測。薛振林陸志春5.4.3壓力管道無損檢測的基本內(nèi)容⑶檢測時機：①對有延遲裂紋傾向的焊縫，其RT和UT檢測應(yīng)在焊接冷卻一定時間后進行。②當(dāng)夾套管內(nèi)的主管有環(huán)焊縫時，應(yīng)在外套管組裝前對該主管接頭進行射線100％檢測。③管道對接接頭上若有補強圈或支座墊板覆蓋，該接頭應(yīng)在覆蓋前進行100％射線檢測。④對規(guī)定焊接須層間檢測時，RT、UT檢測應(yīng)在表面檢測后進行。薛振林陸志春5.4.3壓力管道無損檢測的基本內(nèi)容4、在用工業(yè)管道定期檢驗中無損檢測要點⑴表面無損檢測重點部位①宏觀檢查中發(fā)現(xiàn)裂紋或變形可疑的相應(yīng)部位。②絕熱層破損或可能滲入雨水的奧氏體不銹鋼管道其相應(yīng)的部位。③處于應(yīng)力腐蝕環(huán)境中的管道應(yīng)進行表面抽查。④長期承受明顯交變載荷的管道其焊接接頭和易造成應(yīng)力集中的部位的表面。⑤檢驗人員認為有必要的部位，如支管角焊縫等部位進行表面無損探傷抽查。⑵UT、RT檢測應(yīng)用原則GC1、GC2級管道焊接接頭一般應(yīng)進行UT或RT檢測抽查，GC3級未發(fā)現(xiàn)異常原則上不進行UT或RT檢測抽查。薛振林陸志春5.4.3壓力管道無損檢測的基本內(nèi)容⑶UT或RT檢測重點部位①制造、安裝中返修過的焊接接頭和安裝時固定口的焊接接頭。②錯邊、咬邊嚴重超標(biāo)的焊接接頭。③異種鋼焊接接頭和表面檢測發(fā)現(xiàn)裂紋的焊縫。④泵、壓縮機進出口第一道或與其相近的焊縫。⑤支吊架損壞部位附近的焊接接頭。⑥使用中發(fā)生泄漏部位附近的焊接接頭。⑦硬度檢驗中發(fā)現(xiàn)