压力管道的基本知识.docx

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1、压管道的基本知识第章、压管道基本知识1.2 压管道的基本概念（1） 管道管道是指于输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制或者制流体流动的由管、管件、阀门、法兰、垫、螺栓和其 它组成件或承件组成的装配总成。管道组成件是指于连接或装配成承载压且密闭的管道系统的元件，包括管、关键、法兰、垫、密封件、紧固件、阀 门、安全保护装置以及膨胀节、挠性接头、耐压软管、过滤器、节流器和分离器等。管件是来连接管、改变向，接出路和封闭管道的元件的总称，主要包括弯头、三通、异径管、管帽、活接头等。管道承件是将管道载荷传递到管架结构上去的元件。包括：吊杆、弹簧吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、撑杆、链 条、导轨、锚固件

2、、鞍座、底座、滚柱、托座、滑动架、管吊、吊（）、卡环、管夹、U形夹和紧固夹板等附着件。安全保护装置是为保护管道安全运装设的元件，包括管道上连接的安全阀、爆破、压表、温度计、阻器、紧急切断 阀等。（2） 压管道义上讲，凡是利定的压，于输送体或者液体的管状设备，论其压和管径尺的，都是压管道。（3） 安全监察范围内的压管道特种设备安全监察条例的规定，压管道监察的范围为最作压于或者等于0.1MPa（表压）的体、液化体、 蒸汽介质；或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最作温度于或者等于沸点的液体介质，且公称直径于25mm的管道。压管道安全技术监察规程业管道，规定同时具备下列条件的艺装置、辅助装置以及界区内公

3、程所属的业管道属于业管道的 安全监察范围：（1） 最作压于或者等于0.1MPa（表压）的管道；（2） 公称直径于25mm的管道；（3） 输送介质为体、蒸汽、液化体、最作温度于或者等于其标准沸点的液体或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体的管道。1.3 压管道的分类级别由于不同类型的压管道存在很的差异，其危险性也有很的区别，不同类型、不同级别的压管道的使管理、操作的要 求也有很的差别。因此，我国的压管道管理部门对压管道实分类、分级进使管理，不同类别和级别的压管道有 不同的使管理要求。另外我国的压管道管理部门规定压管道的操作员必须持证上岗，特种设备作业证是根据操 作员的条件，操作况限定了压管道作业员

4、操作压管道的类别和级别。1.3.1 压管道的分类1、按国家质检总局的压容器压管道设计许可规则的规定，压管道分为四类：即：长输管道（GA）类、公管道（GB类）、业管道（GC类）和动管道（GD类）。长输管道是指产地、储存库、使单位之间于输送商品介质的管道。公管道是指城镇范围内于公事业或民间的燃管道和热管道。业管道是指企业、事业单位所属的于输送艺介质的艺管道、公程管道及其它辅助管道。动管道是指发电于输送蒸汽、汽两相介质的管道。2、根据管道承受内压情况分类，照压容器的分类法，可以将管道分为：真空管道、低压管道、中压管道、压管道、超压管道。其划分界限为：（1） 真空管道：表压0MPa（2） 低压管道：0

5、MPaP1.6MPa（3） 中压管道：1.6MPaP10MPa（4） 压管道：10MPaP100MPa（5） 超压管道：P100MPa3、按压管道的介质温度分类，可分为温管道、常温管道、低温管道等；4、根据管道的管材料分类，可以将管道分为碳钢管道、不锈钢管道、合钢管道、有属管道、属管道、复合材料 管道、特种材料管道等。5、按管壁厚分类，可以分为厚壁管道和薄壁管道。6、按敷设位置分类，可分为架空及地敷设管道、地沟敷设管道、埋地管道。1.3.2 压管道的分级压管道安全使管理部门综合考虑了各的因素，将压管道按长输管道、公管道、业管道和动管道的类别分别进划分等级。1、业管道的分级按照压管道安全技术监察

6、规程业管道的规定，业管道按管道内的介质的危害程度、灾的危险性、腐蚀性和管道 的设计压、设计温度的等因素，划分为GC1、GC2、GC3三个级别，其中GC1的级别为最，是最重要的压管道，GC3的级别最低，相对危险性较。业管道的级别划分法如下：GC1级：符合下列条件之的业管道为GC1级：（1） 输送毒性程度为极度危害介质，度危害体介质和作温度于其标准沸点的度危害的液体介质的管道。（2） 输送灾危险性为甲、类可燃体或者甲类可燃液体（包括液化烃）的管道，并且设计压于后者等于4.0MPa的管道。（3） 输送除前两项介质的流体介质并且设计压于或者等于10.0MPa，或者设计压于或者等于4.0MPa，并且设计

7、温度于或者等于400C的管道。GC2级：除GC3级外，介质毒性程度、灾危险性（可燃性）、设计压和设计温度低于GC1级的管道。GC3级：输送毒、可燃流体介质，设计压于或者等于1.0MPa，并且设计温度于-20但是不于185的管道。2、公管道的分级公管道按其介质为燃管道和热管道，分为GB1、GB2个级别；GB1级：燃管道； GB2级：热管道。3、长输管道按其输送的介质的性质、压、输送的距离、管径等因素分为GA1、GA2个级别，划分法如下：GA1级：（1） 输送有毒、可燃、易爆体介质，设计压于1.6MPa的管道。（2） 输送有毒、可燃、易爆体介质输送距离（指产地、储存库、户间于输送商品介质管道的直接

8、距离）于200公，且管道公称直径于等于300mm的管道（3） 输送浆体介质、输送距离于等于50公，且管道公称直径DN于等于150mm的管道。GA2级：（1） 输送有毒、可燃、易爆体介质，设计压于等于1.6MPa的管道。（2） GA1（2）范围以外的长输送管道。（3） GA1（3）范围以外的长输送管道。4、动管道的分级按照压容器压管道设计许可规则规定，发电于输送蒸汽、汽两相介质的动管道，划分为GD1级、GD2 级GD1级：设计压于或者等于6.3MPa，或者设计温度于或者等于400的管道。GD2级：设计压于6.3MPa，且设计温度于400的管道。分级中涉及压管道介质的危害程度按国家标准GB5044

9、职业性接触毒物危害程度分级依据的法分级。介质的灾危险性分类按GB50160油化企业设计防规范和GBJ16建筑设计防规范的规定分类。第章、流体介质和流体输送设备基础知识2.1 流体介质的基本概念1、流体凡是能流动的物体我们都称它为流体。流体介质包括体、液体。2、压压是均匀垂直作在物体表上的，压强是均匀垂直作在物体表上的单位积的压。在程技术与常活中， 习惯上将物理学中的压强称为压。（1） 标准压在物理学中，把纬度为45度海平（即拔海度为零）上的常年平均压规定为1标准压（atm）。此标准压为定值。1个标准压相当于760mm 银柱度的压或每平厘的积上受到1.033公作。（2） 程压在程上，为了计算便，

10、规定：1个作压=1公/厘2=735.6毫银柱（mmHg）（3） 表压表压称为相对压，是以当时当地的压作为测量起点，采压表测出的管道内的压，表明管道内部的压压出的数值。压管道中的设计压、最作压、最允许作压及计算管道强度所的压都是指表压。（4） 绝对压实际作在管道内壁上的压应该是压表上指的压再加上管道周围的压，这个真实的压称作绝对压。由于压近似等于0.1MPa，故：绝对压（P绝）表压（P表）+0.1MPa（5） 压单位在国际单位制中，压的单位采帕斯卡（Pa），简称帕。其定义为将1顿的(N)均匀垂直地作在1平的上所产的压，称为1帕斯卡（Pa）1Pa=1N/m2(顿/2)由于“帕”这个单位太，因常“兆

11、帕”（MPa）作为压的基本单位。即：1MPa=106 Pa过去程上习惯的压单位是千克/厘2（kgf/cm2）。压的程单位与法定计量单位之间的换算关系为：1MPa=10.2kgf/cm23、温度温度是压管道的重要操作参数，是表物料冷热程度的物理量。（1） 摄温度将在标准压下的结冰温度（冰点）定为零度，把的沸腾温度（沸点）定为100度，在两者之间等分成100格，每格 即为1度，称为摄温度，符号：“”表。（2） 华温度华温度是根据华温标是将在标准压下的冰点定为32度，沸点定为212度，两者之间等分成180格，每格作为1度， 称为华温度，符合“F”表。（3）开温度开温度是根据开温标以的三相点（即冰、和

12、蒸汽三相平衡共存时的温度）温度定为273.16K,其分度法与摄温标相同，即摄温度相差度时开温度也相差度，符合“K”（开尔）表。开温度是国际单位，称热学温度或绝对温度。4、热量热量是由于温度差别转移的种能量。在温度不同的物体间，热量总是由温度的物体向温度低的流体传递，直到两流体达到相同温度（热平衡）。热量传递是能量转移的种式，热流体放出的热量等于冷物体吸收的热量。5、热热是单位质量流体在热传递过程中，当系统不发相变和化学变化的条件下，温度升或降低1所吸收或放出的热量。 各种流体的热是不同的。对同种流体，热的与加热的条件有关，如温度的低、压和体积的变化情况有关。 6、重流体的重量和其体积的值称为重

13、。7、容流体的体积和质量的值称为容。8、密度单位体积的流体所具有的质量称为密度。通常符合“”表。9、粘度粘度是表流体层发相对运动时所显的内部摩擦阻的。是流体的重要物理性质之，程上粘度以区别流体流动 的性质。流体内部摩擦阻越，则其粘度越。10、流量流体流动时，每单位时间通过管道任截的的流体总量，称为流体的流量。如果流体量流体的质量来度量，则称为质量 流量，q m 表，单位是kg/s或者kg/h；如果流体量流体的体积来度量，则称为体积流量，q v表，单位是m3/s或者m3/h。11、流速流体在管道内朝定的向流动时，流速是表流体流动快慢的个参数，表流体质在单位时间内流经的距离，常u表，单位为/秒。流

14、体在管道内流动时，同流通截上的流速是不同的，越靠近管壁，流速越，中的流速最。因此，管道中的流速通常 是指整个流通截上的平均值。各种流体在定的推动下，在管道中的流动速度有定的限制范围，如果超过定的范围，将使管道的阻增加，或使 流体在管道中的流量减少。12、流体的流动型态当流体在圆形截的管道内流动时，由于管壁表的阻远流体本的阻，如果流体流动的速度较低或流体的粘度较，管内各点流体的流速是不同的，呈抛物线状，即靠近管壁的流速为零，靠管道中处的流速为最，这种流动的状况 叫“层流型态”。当流体的流速超过某数值时，流体在管道内的流动就不可能呈层流型态。流体的质点除向前运动外，并在不同的向混乱交 错运动，形成

15、了不规则的流动型态。从使整个管截上的流速接近拉平，这种流动状况称为“湍流型态”。湍流层流的传热效果要好。管路的阻损失与下列因素有关：（1） 对直管道，阻与管道的长度有关，管道越长阻越；同时阻与管道内径有关，内径越阻越。（2） 阻损失与管道内流体的流速有关，流速越阻就越；同时与流体的流动状态有关，在湍流状态下与管道内壁的粗糙度有关。内壁越光滑阻越。（3） 对于流体改变流动向，变化速度、变化管径，以及分或汇集的管道，流体都将产阻损失，如管道中的头， 弯头、三通、阀门等都要产局部阻损失。2.2 流体介质的状态1、物质状态及变化然界中物质所呈现的聚集状态通常有态、液态和固态三种。其中任何种状态只能在定

16、的条件下（温度、压等）存在。当条件发变化时，物质分间的相互位置就会发相应的变化，即表现为状态的变 化。在三态转变过程中存在着种不同的物理变化过程。（1）汽化：物质从液态变成态的过程。在其过程中，要吸收量 的热。汽化过程中般有两种式，是蒸发，是沸腾。蒸发：液体表发的汽化现象叫蒸发。蒸发现象有下列特征：（A） 液体在任何温度下都可以蒸发；（B） 蒸发仅发在液体的表，温度越，暴露越，液附近该物质蒸汽密度越，则蒸发越快。（2） 液化：物质从体变为液体的过程叫做液化。（3） 凝固：物质从液体变为固体的过程叫凝固。（4） 升华：物质从固体不经液化直接变为体的过程叫升华。2、相平衡物质的形态，在热学上称为相

17、。如液态称为液相，态称为相。在个密闭的容器中，飞离液的分数与返回液的分数恰好相等，也就是相中分数不再增加，液相中的分数也不 再减少，这种现象称为、液两相动态平衡。只要条件（如温度、压）保持不变，这种动态平衡也持续不变。当、液两相 达到动态平衡状态时，称为饱和状态。饱和状态下的液体为饱和液体，其密度为饱和密度。在饱和液体界上的蒸汽称为饱和 蒸汽，其密度和压分别称为饱和蒸汽密度和饱和蒸汽压。3、临界状态物质的、液两相能平衡共存的个边缘状态称为临界状态。在这种状态下，液体和它的饱和蒸汽密度相同，因它们的分界消失。临界状态只能在定温度和压下实现。（1） 临界温度临界温度是指当某体的温度降低到某温度以下

18、时，对其施加压才能使其液化。也就是说临界温度是体以液态状态出现 的最温度。体的临界温度越，就越容易液化；其温度临界温度越低，液化所需的压就越。对于已经液化的物质，旦温度升 临界温度时，就必然会由液态迅速转变为态。（2） 临界压物质处于临界状态时的压称为临界压。对于体，临界压就是体在临界温度时使体液化所需要的最压。对于液 体，临界压就是液体在临界温度时的饱和蒸汽压。各种物质的临界压是不同的。（3） 临界密度物质处于临界状态时的密度称为临界密度。不同物质临界压不同，所以它们的临界密度也不相同。2.3 流体输送设备常见的流体输送式主要有：流体输送机械送料、压缩空送料、真空抽料、位槽送料等输送式。1、

19、流体输送机械送料是指利泵、压缩机等流体输送机械实现流体输送的操作，是业产中最常见的流体输送式。2、压缩空送料是业产中常见法之。般将输送介质放容器，然后通压缩空，在压作下，通过压管道将介质输送到标设备。3、真空抽料是指通过真空系统造成负压实现流体介质从个设备输送到另外个设备的操作，主要在间隙送料的场合。4、位槽送料是利各容器、设备之间存在定的位差，当艺要求将处在位设备内的液体输送到低位设备内时，可以通过直接将两设备管道连接的法实现输送介质的法。2.3.2流体输送设备由于输送介质的不同、艺条件的差异，流体输送的机械设备种类繁多，按照机械设备的作原理可分离式、往复式、旋转 式和流体作式四类：1、离泵

20、离泵的操作要点是：灌泵启动前，进使泵体内充满被输液体的操作，避免发缚现象。预热由于泵是设计在作温度下作的，如果在低温下作，泵的部件之间的间隙因热胀冷缩会发变化，造成泵的磨损与破坏。因此，对输送温液体的热油泵或温泵，在启动与备时均需预热。预热 时应使泵的各部分均匀受热，并边预热边盘车。盘车盘车的是检查泵的润滑情况、密封情况、是否有卡轴、堵塞或冻结现象，盘车 时使泵轴饶运转向转动，每次转180度为宜，并不得反转。备泵也要经常盘车。关闭出阀，启动电机。为了防启动电流过，要在最流量，最功率下启动，以免烧坏电机（但是对于耐腐蚀泵，为了减少腐蚀，常采先打开出阀的启动）,但要注意，关闭出阀运转的时间应尽可能

21、 短，以免泵内液体因摩擦发热，发蚀现象。调节流量缓慢打开出阀，调节到指定流量。检查要经常检查泵的运转情况，如轴承温度，润滑情况，压表及真空表的压等， 发现问题及时处理。要避免泵内液体的转现象，以避免摩擦，造成零部件损坏。停车泵停车时，要先关闭出阀，再关电机，以免压液体倒灌，造成叶轮反转，引起事故。在寒冷地区，短时停车要采取保温措施，长期停车必须排净泵内及冷却系统内的液体，以免冻结胀坏系统。2、往复泵往复泵的操作要点是：（1） 检查压表的压是否正常，泵的润滑情况是否完好；（2） 盘车检查泵是否有异常；（3） 先打开放空阀、进阀、出阀及房路阀等，再启动电机，关放空阀；（4） 通过调节旁路阀使流量符

22、合艺要求；（5） 做好运中检查，确保压、温度、阀门、润滑、声均处于正常状态，发现问题及时处理。严禁在超压、超转速及排空状态下运转。（）压缩机主要应在：（1） 艺过程上的应（2） 压缩体作动（3） 压缩体于制冷或体分离（4） 体输送1、往复式压缩机往复式压缩机的操作要点为：（1） 开车前应检查仪表、阀门、电器开关、联锁装置、保安系统是否齐全、灵敏、准确、可靠。（2） 启动润滑油泵和冷却泵，控制在规定的压和流量。（3） 盘车检查，确保转动构件正常运转。（4） 充氮置换。当被压缩的体是易燃易爆时，必须氮置换分汽缸及系统内的介质，以防开车时发爆炸事故。（5） 在统指挥下，按开车步骤启动主机和开关有关阀

23、门，防误操作。（6） 调节排压时，要同时调节进、出阀门，防抽空和憋压现象。（7） 运中经常“看、听、摸、闻”，检查连接，润滑、压、温度等情况，发现隐患及时处理。（8） 发现下列情况应紧急停车：断、断电和断润滑油时；填料函及轴承温度过并冒烟时；电动机声异常，有烧焦味或冒星时；机强烈振动减振效时；缸体、阀门及管道严重漏时；有关岗位发重事故或调度命令停车等。（9） 停车时，要按操作规程熟练操作，不得误操作。2、离式压缩机离式压缩机的常维护要求：(1) 定时巡检，做好记录；(2) 定期检测机组响声和振动情况，如发现不正常或振动明显增时，应及时采取措施或停机检查，排除故障；(3) 机组严禁在喘振况下运；

24、(4) 定时检查润滑油温度和压，油过滤器前后压差超过规定值时，要及时切换和清扫过滤器芯。(5) 检查润滑油箱液位，液位下降时应及时补充新油；(6) 定时检查轴承、电机定、冷却温度及各级出温度；(7) 检查体冷却器冷却压、流量，保持各级风温不超标准； (8)检查除尘器出压差情况，并定时清扫。(9)检查各动、静密封部位，发现泄漏及时处理。2.4压管道常见介质特性及其应急处理压管道使中，经常接触各种介质，其中不少的介质往往具有有毒和易燃、易爆的特性，且多以体或液体状态存在，极易 发泄漏和挥发，尤其在产过程中，艺产条件苛刻，旦操作失误或因设备失效，极易发中毒和灾爆炸事故。2.4.1 介质的危害程度和灾

25、危险性1、介质的危害程度压管道介质的危害程度应根据GB5044职业性接触毒物危害程度分级的规定划分。将介质的危害程度分为、 四个级别，分别代表极度危害、度危害、中度危害及轻度危害。2、介质灾危险性按介质的燃烧性，可以把介质分为易燃介质、助燃介质、不可燃介质等。(1)燃烧及燃烧条件：可燃物助燃物着源（2） 爆炸A、按爆炸的起因，可以将爆炸分为物理性和化学性爆炸两类。物理性爆炸是指由物理因素（如状态、温度、压等）变化引起的爆炸，也称爆裂。化学爆炸是指由于管道内介质发剧烈的化学反应，使管道内的压急剧上升引起的爆炸。B、爆炸按其燃烧速度的快慢分为爆燃和爆轰。爆燃是指燃速以亚速传播的爆炸。爆轰只是燃速以

26、超速传播，并以冲击波为特征的爆炸。（3） 爆炸极限可燃体、可燃液体的蒸汽或可燃粉尘与空混合达到定浓度时，遇到焰就会发爆炸，这个遇到源能够发爆炸的浓度范围，称为爆炸极限。爆炸极限通常可燃体在空中的百分（%）表，可 燃粉尘则以毫克/升表。可燃体或蒸在空中达到可以使焰蔓延的的最低浓度，称为该体或蒸的爆炸下限。可燃体和蒸在空中达到可以使焰蔓延的最浓度，称为该体或蒸的爆炸上限。爆炸上限和下限之间的范围称为爆 炸范围。（4） 闪点闪点是指标准条件下液体挥发出的蒸与空混合物可被点燃（闪燃）的最低温度。甲类为10%，类为10%。3、体介质按危险化学品安全管理条例，将体分为压缩体、液化体，液化体可分为压液化体和

27、低压液化体。按国家 标准GB16163瓶装压缩体分类，体可分为永久体、液化体、溶解体等。另外还有混合体（指为配制的体）。危险化学品安全管理条例所指的压缩体就是除液化体以外的永久体和溶解体等。永久体是指临界温度于-10的体。在常温下，该类体不可能被液化，所以称之为永久体，体在瓶内的状态为 单相。临界温度于或等于-10的体为液化体。-10t70为压液化体，t0，且在0时的饱和蒸汽压0.098mpa 的为低压液化体。在定的压下，溶解于瓶内溶剂中的体称为溶解体。体的分类2.4.2 常见的介质特性及其应急处理1、氧（O2）氧常温下为、味、臭的体，能被液化或固化。在常压下，氧的浓度超过40%时，有可能发氧

28、中毒。2、氢（H2）氢是、臭的体，同时也是种窒息体，可使肺缺氧。氢是种极易燃烧、爆炸的体，遇强氧化剂产剧烈反 应，遇氧接触易燃烧。氢具有很强的渗透性，当容器、管道处于定为温度和压的氢中时，可能产氢脆、氢腐蚀，降低了钢的机械性能，甚引起材质的破坏。3、氮（N2）氮毒，但当作业环境中氮浓度增，氧相对减少时，会引起单纯性窒息作。4、惰性体氦（He）、氖（Ne）、氩（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）等体均为惰性体。其化学性质极不活泼，很难和其他元素发反应，故称惰性体。氦为、臭的惰性体，但浓度时有窒息危险。5、氧化碳（CO）氧化碳属于易燃体，氧化碳是种毒性很强中毒危害介质。6、氧化碳（CO2）氧化碳在常温

29、下化学性质稳定，不会分解也不与其它物质起反应。氧化碳可以使或动物窒息致死。7、氯氯是种强烈的刺激性体，属于度危害介质，可造成急性中毒。氯遇成有毒的盐酸及次氯酸，有很强的腐蚀性。8、氨氨是种易燃介质，能与空形成爆炸性混合物，遇明、热引起燃烧爆炸。9、液化油（LPG）主要成分由丙烷。丙烯、丁烷、丁烯等组成的混合物。10、天然天然有和湿之分，称为纯天然，主要成分是甲烷，般占90%以上，烷、丙烷、丁烷等含量占13%。湿包括凝析和油伴，是与凝析油或原油共存的体。11、硫化氢（H2S）硫化氢属于易燃体，与空混合能形成爆炸性混合物，遇明或热引起燃烧爆炸。硫化氢是窒息性体，是种强烈的神 经性毒物。12、炔纯炔

30、体本是没有毒性的，但是种窒息性的体。炔通常溶解在溶剂及多孔物中，装钢瓶内。13、苯苯是中度危害介质，低毒，具有极度致癌性，浓度苯具有醉作，引起急性中毒。第五章压管道的巡检维护5.1压管道的安全使压管道的使单位负责本单位的管道的安全作，保证管道的安全使，并对管道的安全性能负责。压管道的作业员在巡检中遇到下列异常情况时，应即采取应急措施，并且按照规定的报告程序，及时报告有关管理部门 和有关员：（1）介质作压、作温度超过允许的规定值，采取措施后仍不能得到有效的控制；（2）管道组成件发裂纹、包、 变形、泄漏等危及安全运；（3） 压管道发冻堵；（4） 压管道发异常振动、响声，危及安全运；（5） 安全保护装置失效；（6） 发灾事故且直接威胁正常安全运；（7） 压管道的阀门及监控装置失灵，危及安全运。