壓力管道基礎(chǔ)知識

壓力管道基礎(chǔ)知識

1壓力管道的定義與分類

1.1壓力管道的定義

國務(wù)院令第549號《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定，特種設(shè)備是

指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器（含氣瓶，下同）、

壓力管道、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施和場（廠）內(nèi)

專用機(jī)動車輛。

承壓類特種設(shè)備：鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道

機(jī)電類特種設(shè)備：電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施和場（廠）

內(nèi)機(jī)動車輛

《條例》第九十九條規(guī)定：

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)定為最高工作壓力大于或者等于0.IMPa（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

工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體介質(zhì)，且公稱直徑大于25mm

的管道。

壓力管道分類：

?長輸管道：產(chǎn)地、儲存庫、使用單位之間的用于輸送商品介質(zhì)

的管道；

?公用管道：城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)的用于公用事業(yè)或民用的燃?xì)夤?/p>

道和熱力管道；

?工業(yè)管道：企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質(zhì)的工藝管

道、公用工程管道及其它輔助管道。

?動力管道：是指火力發(fā)電廠用于輸送蒸汽、汽水兩相介質(zhì)的管

道，劃分為GDI級、GD2級。

1.2壓力管道的分類

按照TSGR1001-2008《壓力容器壓力管道設(shè)計許可規(guī)則》附件B,

壓力管道的類別、級別劃分方法如下：

GA類（長輸管道）

GB類（公用管道）

GC類（工業(yè)管道）

GD類（動力管道）

1.2.1GA類（長輸管道）

長輸（油氣）管道：是指產(chǎn)地、儲存庫、使用單位之間的用于輸送商

品介質(zhì)的管道，劃分為GA1級和GA2級。

GA1級：

符合下列條件之一的長輸管道為GA1：

a,輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì),最高工作壓力大于4.OMPa的

長輸管道；

b.輸送有毒、可燃、易爆液體介質(zhì),最高工作壓力大于或者等于

6.4MPa,并且輸送距離（指產(chǎn)地、儲存庫、用戶間的用于輸送商品介質(zhì)

管道的長度）大于或者等于200km的長輸管道。

GA2級:

GA1級以外的長輸（油氣）管道為GA2級。

1.2.2GB類（公用管道）

公用管道：是指城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)的用于公用事業(yè)或民用的燃?xì)夤艿?/p>

和熱力管道。劃分為GB1級和GB2級。

GB1級：城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿馈?/p>

GB2級：城鎮(zhèn)熱力管道。

1.2.3GC類（工業(yè)管道）

工業(yè)管道:是指企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質(zhì)的工藝管道、

公用工程管道及其他輔助管道，劃分為GC1級、GC2級、GC3級。

GC1級：

符合下列條件之一的工業(yè)管道為GC1級：

a.輸送GB5044-85《職業(yè)接觸毒物危害程度分級》中規(guī)定的毒性程

度為極度危害介質(zhì)、高度危害氣體介質(zhì)和工作溫度高于標(biāo)準(zhǔn)沸點的高

度危害液體介質(zhì)的管道；

b.輸送GB50160-1999《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》及

GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定的火災(zāi)危險性為甲、乙類

可燃?xì)怏w或甲類可燃液體（包括液化燒），并且設(shè)計壓力大于或者等

于4.OMPa的管道;

c.輸送流體介質(zhì)并且設(shè)計壓力大于或者等于10.OMPa,或者設(shè)計壓

力大于或者等于4.OMPa,并且設(shè)計溫度大于或者等于400C的管道。

GC2級：

除GC3級管道外，介質(zhì)毒性危害程度、火災(zāi)危險性（可燃性）、

設(shè)計壓力和設(shè)計溫度小于GC1級的管道。

GC3級：

輸送無毒、非可燃流體介質(zhì)，設(shè)計壓力小于或者等于LOMPa,并

且設(shè)計溫度大于-20℃但是小于185℃的管道。

注意：TSGD33001-2009《壓力管道安裝許可規(guī)則》附件A規(guī)定:

輸送無毒、非可燃流體介質(zhì)，設(shè)計壓力小于或者等于l.OMPa且

設(shè)計溫度高于-20℃、但是不高于185℃的工業(yè)管道為GC3級。

不高于185℃應(yīng)該是小于或者等于185℃,即W185C。

1.2.4GD類（動力管道）

動力管道：是指火力發(fā)電廠用于輸送蒸汽、汽水兩相介質(zhì)的管道，劃

分為GDI級、GD2級。

GDI級：設(shè)計壓力大于等于6.3MPa,或者設(shè)計溫度大于等于400℃的

管;道。

GD2級：設(shè)計壓力小于6.3MPa,且設(shè)計溫度小于400℃的管道。

鋼的分類和命名方法

鋼和鑄鐵的成份雖然復(fù)雜，但都是由鐵和碳兩種元素組成的，通

常把鋼和鑄鐵統(tǒng)稱為鐵碳合金。

合金：是由兩種或者兩種以上的金屬或者金屬與非金屬元素相互

熔合而成的。

一般把含碳量為0.02%?2.11%的鐵碳合金稱為鋼；含碳量大于

2.11%的稱為鑄鐵；含碳量小于0.02%的稱為工業(yè)純鐵。

鋼按化學(xué)成分：分為碳素鋼（簡稱碳鋼）與合金鋼兩大類。

碳鋼是由生鐵冶煉獲得的合金，屬于非合金鋼范疇。除鐵、碳為

其主要成分外，還含有少量的鎰、硅、硫、磷、氧、氮、氫等雜質(zhì)。

這些元素不是為了改善鋼的性能而加入的，而是由于冶煉過程無法去

除，或者是由于冶煉工藝需要而加入的。這些元素在碳鋼中被稱為雜

質(zhì)元素。碳鋼具有一定的機(jī)械性能，又有良好的工藝性能，且價格低

廉，因此碳鋼獲得了廣泛的應(yīng)用。

隨著現(xiàn)代工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，碳鋼的性能已不能完全滿

足需要，于是人們研制了各種合金鋼。

合金鋼是在碳鋼基礎(chǔ)上，有目的地加入某些元素（稱為合金元素）

而得到的多元合金。與碳鋼相比，合金鋼的性能有顯著的提高，故應(yīng)

用日益廣泛。

由于鋼材品種繁多，為了便于生產(chǎn)、保管、選用與研究，必須對

鋼材加以分類。按鋼材的用途、化學(xué)成分、質(zhì)量的不同，可將鋼分為

許多類。

n平爐鋼

-按爐別分--------------轉(zhuǎn)爐鋼

一由“白左回

冶煉方法

I-沸騰鋼

-按脫氧程度分----------鎮(zhèn)靜鋼

一平靖號的

「低碳鋼

—碳素鋼-----------------中碳鋼

一意碗在回

—化學(xué)成分——一低合金鋼

鋼

一合金鋼中合金鋼

的L高合金鋼

分—

類

-結(jié)構(gòu)鋼

——用途----------工具鋼——不銹鋼

一耐熱鋼

—特殊性能鋼低溫鋼

一磁鋼

1—普通鋼

—管線鋼

-品質(zhì)優(yōu)質(zhì)鋼

—高級優(yōu)質(zhì)鋼

一.按用途分類

按鋼材的用途可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼三大類。

結(jié)構(gòu)鋼：

1.用作各種機(jī)器零件的鋼。它包括滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼及滾

動軸承鋼。

2.用作工程結(jié)構(gòu)的鋼。它包括碳素鋼中的甲、乙、特類鋼及普

通低合金鋼。

工具鋼：用來制造各種工具的鋼。根據(jù)工具用途不同可分為刃具鋼、

模具鋼與量具鋼。

特殊性能鋼：是具有特殊物理化學(xué)性能的鋼?？煞譃椴讳P鋼、耐熱鋼、

耐磨鋼、磁鋼等。

二.按化學(xué)成分分類

按鋼材的化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。

碳素鋼按含碳量又可分：

(1)為低碳鋼(含碳量W0.25Q；

(2)中碳鋼(0.25%〈含碳量〈0.6%)；

(3)高碳鋼(含碳量20.6%)。

合金鋼按合金元素含量又可分為：

(1)低合金鋼(合金元素總含量W5%,或單一合金元素的含量V

3%)；

(2)中合金鋼(合金元素總含量=5%—10%,或單一合金元素的含

量3%?5%)；

(3)高合金鋼(合金元素總含量＞10%,或單一合金元素的含量,

5%)o

此外，根據(jù)鋼中所含主要合金元素種類不同，也可分為鎰鋼、銘

鋼、輅銀鋼、鋁鎰鈦鋼等。

三.按質(zhì)量分類

按鋼材中有害雜質(zhì)磷、硫的含量可分為：

(1)普通碳素鋼(含磷量W0.045%、含硫量W0.055%；或磷、硫含

量均W0.050%)；

(2)優(yōu)質(zhì)碳素鋼(磷、硫含量均W0.040%)；

(3)高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼(含磷量W0.035%、含硫量W0.030%)。

按冶煉爐的種類，將鋼分為：

（1）平爐鋼（酸性平爐、堿性平爐）

（2）空氣轉(zhuǎn)爐鋼（酸性轉(zhuǎn)爐、堿性轉(zhuǎn)爐、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼）

（3）電爐鋼。

按冶煉時脫氧程度，將鋼分為：

（1）沸騰鋼（脫氧不完全）

（2）鎮(zhèn)靜鋼（脫氧比較完全）

（3）半鎮(zhèn)靜鋼。

鋼廠在給鋼的產(chǎn)品命名時一，往往將用途、成分、質(zhì)量這三種分類

方法結(jié)合起來。如將鋼稱為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素

工具鋼、高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼等。

金屬材料（金屬及合金）的性能包括：力學(xué)性能（也稱為機(jī)械性能）、

物理性能、化學(xué)性能和工藝性能。

金屬材料的力學(xué)性能包括：

1.常溫下的強(qiáng)度、硬度、彈性、塑性、韌性等，例如屈服點或

屈服強(qiáng)度。S（。0.2）、抗拉強(qiáng)度。b、伸長率6、斷面收縮

率V、沖擊韌性Ak等；

2.特定條件下的力學(xué)性能，例如高溫強(qiáng)度、低溫沖擊韌性、疲

勞極限、斷裂力學(xué)性能等。

金屬力學(xué)性能試驗：是測定金屬力學(xué)性能指標(biāo)所進(jìn)行的試驗。包

括拉伸試驗、彎曲試驗、剪切試驗、沖擊試驗、硬度試驗、蠕變試驗、

應(yīng)力松馳試驗、疲勞試驗、斷裂韌性試驗、磨損試驗等。

應(yīng)當(dāng)注意新的力學(xué)性能指標(biāo)表示方法:

抗拉強(qiáng)度Rm

上屈服強(qiáng)度(ReH)

下屈服強(qiáng)度ReL

規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp0.2

斷后伸長率A

斷面收縮率Z

沖擊吸收功(AK)

時效沖擊功

室溫夏比沖擊吸收功Akv

脆性轉(zhuǎn)變溫度FATT(50%脆性斷口)

屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度斷后伸長斷面收縮率

備注

(MPa)(MPa)率(％)(%)

QS(jb6W舊

ReLReHRmAZ新

YsTsAZ國外

鋼材的性能

(一)、鋼材的物理性能

鋼材的物理性能包括：

密度：一般碳素鋼的密度為7.85g/cm3

熔點：低碳鋼的熔點約1500℃

導(dǎo)電性：通常以材料的電阻率來衡量

導(dǎo)熱性：傳導(dǎo)熱量的性能

熱膨脹性：線脹系數(shù)

導(dǎo)磁性：

(二)、鋼材的化學(xué)性能

耐腐蝕性：鋼材抵抗周圍介質(zhì)腐蝕作用的能力。不銹鋼具有相對優(yōu)良

的耐腐蝕性能。

抗氧化性：鋼材在一定溫度條件和外力作用下抵抗氧化的能力。耐熱

鋼具有相對良好的抗氧化性，不銹鋼的抗氧化性更好。

(三)、鋼材的力學(xué)性能

鋼材在一定的溫度條件和外力作用下抵抗變形和斷裂的能力，稱為力

學(xué)性能。

1.常規(guī)力學(xué)性能，如強(qiáng)度、塑性、硬度和韌性等。

2.高溫性能，如抗蠕變性能、持久強(qiáng)度、瞬時強(qiáng)度和熱疲勞性等。

3.低溫性能，如低溫沖擊韌性、脆性轉(zhuǎn)變溫度等。

常規(guī)力學(xué)性能指標(biāo)

屈服強(qiáng)度：ReReHReL(os)單位MPa,N/mm2或KN