压力管道安全管理技术基础.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流压力管道安全管理技术基础.精品文档.压力管道安全管理技术基础第一章、压力管道基础知识一、 压力管道基础知识1、 流体流体,一般是指以气态和液态形态存在的物质。凡是能流动的物体我们都称它为流体。2、 压力压力对流体的特性影响很大,特别是对气体,随着压力的升高,气体的体积将缩小,流体分子间的密度增加,气体的重度增大。压力升高对液体介质体积的变化很小,但能提高液体的内能,使其克服管道系统阻力,满足工艺条件需要。流体受外力的作用,使内部存在一种压缩力,压缩力的大小用压力强度表示。在物理学中,压力和压强是两个不同的物理概念,压力是均匀垂直作用在物体表面
2、上的力,而压强是均匀垂直作用在物体表面上的单位面积的压力。在工程技术与日常生活中,习惯上将物理学中的压强成为压力。压力P可用公式表示为:式中:P压力; F垂直作用的力;力的法定计量单位是牛顿(N),1千克力=9.81牛顿。 A力所作用的面积。压力的计量方法主要有以下几种:(1) 标准大气压 标准大气压又称为物理大气压,它是地球引力对大气层作用的结果。 1个标准大气压=760毫米水银柱(mmHg)=1.0332公斤力/厘米(kgf/cm)标准大气压一般在化工物理性能计算中作为其计算单位。(2) 工程大气压1个工程大气压=735.6毫米水银柱(mmHg)=1公斤力/厘米(kgf/cm)工程大气压又
3、可分为表压力和绝对压力。表压力又称为相对压力,是以当时当地的大气压力作为测量起点,采用压力表测出的压力。绝对压力:由于大气压力近似等于0.1MPa,故: 绝对压力(P)3、 压力单位在国际单位制中,压力的单位采用帕斯卡(Pa),简称帕。 1Pa=1N/m(牛顿/米)由于帕这个单位太小,因而常用“兆帕”(MPa)作为压力的基本单位。即: 1MPa=10Pa 1MPa=10.2kgf/cm1kgf/cm=0.098MPa4、 温度摄氏温标=5/9(华氏温标32)=开氏温标273.16华氏温标=9/5摄氏温标+32=9/5(开氏温标273.16)+32开氏温标=摄氏温标+273.16=5/9(华氏温
4、标32)+273.165、 热量热量是由于温度差别而转移的一种能量。在温度不同的物体间,热量总是由温度高的物体向温度低的物体传递,直到两物体达到相同温度(热平衡)。热量的单位用“卡”(cal)表示,或用“千卡”或“大卡”(Kcal)表示。 1千卡(Kcal)=1大卡=1000卡(cal)1克纯水从14.5加热到15.5时所需要的热量为1卡(Cal).6、 粘度粘度是表示流体层间发生相对运动时所显示的内部摩擦阻力的大小。流体内部摩擦阻力越大,则其粘度越大。工程单位制中粘度单位用公斤.秒/米表示。7、 流速流速是表示流体流动快慢的一个参数,表示流体单位时间内流经的距离,单位为米/秒。8、 流量流量
5、表示流体在单位时间里通过的流体总量,用Q表示:F截面积v流速比重表1.1甲乙类火灾危险性可燃气体距离(GB50160)类别可燃气体甲乙炔、环氧乙烷、氢气、合成气、硫化氢、乙烯、氰化氢、丙烷、丁烯、丁二烯、反丁烯、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、丙二烯、环丙烷、甲胺、环丁烯、甲醛、氯甲烷、异丁烷乙一氧化碳、溴甲烷 二、 压力管道的介绍管道是指由管道组成件和管道支承件组成。管道组成件包括:管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及膨胀接头、挠性接头、耐压软管、安全保护装置、疏水器、过滤器和分离器等;管道支承件包括:吊杆、弹簧支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支承杆、链条、导轨、锚固件、鞍座、垫板、滚柱、托座
6、和滑动支架等安装件,管吊、吊(支)耳、圆环、夹子、吊夹、紧固夹板和群式管座等附着件。(一)压力管道的分类1、根据管道承受内压情况分类,可以将管道分为:真空管道、低压管道、中压管道、高压管道、超高压管。其划分界限为:(1)真空管道 0.1MPa(2)低压管道:0.1MPaP1.6MPa(3)中压管道:1.6MPaP10MPa(4)高压管道:10MPaP100MPa(5)超高压管道:P100MPa2、根据压力管道输送的介质分类,可以分为工艺管道、燃气管道、蒸汽管道等。3、根据管道的材料分类,可以分为碳钢管道、不锈钢管道、合金钢管道、有色金属管道、非金属管道、复合材料管道、特种材料管道等。4、按管子
7、壁厚分类,可以分为厚壁管道和薄壁管道。5、按压力管道的操作温度分类,可分为高温管道、常温管道、低温管道等。6、根据使用管道的分类方法,我国的压力管道安全管理与监察规定等规范将我国各行业所有的压力管道按其用途分为三大类:即:工业管道、公用管道和长输管道。这三类压力管道的定义分别为:工业管道是指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用管道和其它辅助管道。公用管道是指城镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。长输送管道是指产地、储存库、使用单位之间用于输送商品介质的管道。三、压力管道的分级 按压力管道的使用状况分级,考虑分级的因素较多,目前,比较全面的压力管道的分级考虑主要影响因
8、素有:(1)压力的因素(2)介质的因素(3)考虑介质温度的因素(4)考虑环境的因素表1.2压力管道安装单位资格认证可事实细则的分类分级管道类别管道级别工业管道GC1,GC2,GC3公用管道GB1,GB2长输管道GA1,GA2工业管道定期检验规程的分级级别使用范围GC1输送GB5044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的管道。输送GB5016石油化工企业设计防火规范及GBJ16建筑设计防火规范中规定火灾危险性为甲、乙类可燃气体活甲类可燃液体介质且设计压力大于等于4.0MPa的管道。输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力大于等于4.0MPa且设计温度大于等于400的管道。输
9、送流体介质且设计压力大于等于10.0MPa的管道。GC2输送GB50160石油化工企业设计防火规范及GBJ16建筑设计防火规范中规定火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力小于4.0MPa的管道。输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力小于4.0MPa且设计温度大于等于400的管道。输送非可燃流体介质、无毒流体介质,设计压力小于10.0MPa且设计温度大于等于400的管道。输送流体介质,设计压力小于10.0MPa且设计温度小于400的管道。GC3输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力小于1.0MPa且设计温度小于400的管道。输送非可燃流体介质、无毒流体介质,设计压力小于4.
10、0MPa且设计温度小于400的管道。1、工业管道的分级:(1) 毒性程度为基督危害的价值GC1(2) 火灾危险性为甲乙类可燃气体或甲类可燃液体介质的压力管道分级 GC2GC104.0MPaP(3)对有毒、可燃流体介质的压力管道分级 10.04.01.00GC2GC2GC1GC3400温度P (MPa)(4)对无毒、非可燃流体介质的压力管道分级10.01.00GC2GC2GC1GC3400温度P (MPa)注:虚线处的顶级划入高一级。2、公用管道的分级:公用管道按燃气管道和热力管道分为GB1、GB2二个级别; GB1:燃气管道; GB2:热力管道。3、长输管道的分级长输送管道按介质、压力、输送的
11、距离分为GA1、GA2二个级别,具体的分级方法见表1.3.表1.3长输管道的分级级别试用范围GA1A输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力大于1.6MPa的管道。B输送有毒、可燃、易爆气体介质,输送距离(指产地、储存库、用户间用于输送商品介质管道的直接距离)大于200公里,且管道公称直径大于等于300mm的管道。C.输送浆体介质、输送距离大于等于50公里,且管道公称直径DN大于等于150mm的管道。GA2输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力小于等于1.6MPa的管道。GA1()范围以外的长输送管道。GA1()范围以外的长输送管道。压力管道用设备、支吊架、阴极保护装置以及安全保护装置如超温、控
12、制装置和报警装置同样也属于压力管道安全监察的范围。四、压力管道安全监察的一般规定1、工业压力管道的安全监察 按照压力管道使用登记管理规则和在用工业管道定期检验规程和压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则规定,永夜压力管道分为GC1、GC2级。2、公用管道的安全监察(1)公用管道的建设必须符合城市规划、消防和安全要求。(2)公用管道的工程设计审查和竣工验收应有当地质量技术监督部门派出的安全监察员参加。(3)任何单位和个人不得在公用管道上修筑建筑物、构筑物和堆放物品。3、长输送管道的安全监察(1)长输送管道的安全监察工作由国家质量监督部门负责。从事长输送管道安全监察工作的人员由国家质量技术监督
13、部门培训、考核、发证。A长输送管道一般要跨省或跨地区;B目前先对长输送管道实行国家压力管道安全监察部门负责,进行垂直安全监察试点。五、压力管道安全监察的内容(1)对压力管道设计的监察规定从事压力管道设计的单位,必须具有相应级别的设计资格,取得压力容器压力管道设计许可证。(2)对压力管道元件制造安全监察颁发压力管道元件制造单位安全注册证书,并授权使用“安全标记”。(3)对压力管道使用管理、检验检测的安全监察颁发压力管道登记管理规则、在用工业压力管道检验规程,规定压力管道投用前压力管道到质量技术监察机构进行使用登记注册,取得使用证,方可投入使用。在用的压力管道必须进行定期检验。(4)对新建、改造、
14、维修的安全监察新建、改建、扩建的压力管道硬进行监督检验。压力管道的修理和改造单位,应具备压力管道维修许可资质。压力管道重大改造时,其技术和管理要求与新建压力管道要求一致。重大的改造压力管道改动后会影响管道运行的安全。如提高压缩机、调控及测量装置的最高工作压力;长于500米管道的更换;改变管道公称直径;改变管道输送介质的物理、化学性能;扩大调控装置等。第二章、压力管道的构成和元件的选用一、 公称直径和公称压力1、 公称直径为了简化管道组成件的规格,统一管道组成件连接尺寸,对管道组成件的直径分级进行标准化,其标准化的尺寸称为公称直径。公称直径以字母DN表示,其后附加工程直径的尺寸。例如:公称直径直
15、径为100mm,则表示为DN100。由于管子的规格大多以外径(用表示)为标准,随着管壁厚度的不同,内径略有大小,录入的无缝钢管都称其为公称直径50mm的钢管,但其内径分别为50mm和47mm。因此,工程直径既不是管子的外径,也不一定是管子的内径,它可以等于实际管子的内径,也可以大于或小于管子的内径。管道附件和阀门的公称直径则一般等于其实际的内径。2、 公称压力公称压力是管子、管件、阀门等管道组成件在规定的温度下的最大允许承受的以压力等级表示的工作压力。以字母PN表示。公称压力单位:公制为MPa或Bar(kfg/cm)。二、 管子分类管子是管道工程的主体材料,其品种、规格、型号繁多,因此分类方法
16、也很繁多,而以不同的要求、用途、材质等进行分类。1、 按管子材质分类按管子材质分类,管子可以分为金属管子、非金属管子和复合管子三大类。(1) 金属管子金属管子包括碳素钢管、合金钢管(包括不休钢管)铸(硅)铁管和有色金属管(如铜及铜合金、铝及铝合金、铅及铅合金、钛及钛合金等)。(2) 非金属管非金属管包括聚四氟乙烯(PTFE)管、聚氯乙烯(PVC)管、聚乙烯(PE)管、聚丙烯(PP)管和苯乙烯二烯一丙烯腈共聚体(ABS)管等。(3)复合管复合管(包括衬里管)是通过两种材料复合而成的管子,其接触介质的材料(通常称为复层)为耐蚀的不锈钢材料或非金属材料,而承压部分(通常成为基层)为较便宜的碳素钢等材
17、料,衬里管常采用衬塑、衬胶、衬玻璃钢、陶瓷、衬绝热耐磨材料等形式。2、 按管子成形分类可分为焊接钢管、无缝钢管两大类。无缝钢管干制造方法又可分为热轧(挤、扩)、冷轧(拨)两种制造方法。焊接钢管按生产时采用的焊接工艺的不同分为连续炉焊(锻焊)钢管、电阻焊钢管和电弧焊钢管三种。3、按管子的用途分类管子按用途的不同可分为输送用、传热用、结构用和特殊用管子,分类方法见表2.1;表2.1管子按用途分类输送及传热用流体输送用,长输送管道用,石油裂化用,化肥用,锅炉用,换热器用结构用普通结构用,高墙结构用,机械结构用特殊用高压气体容器用,钻井用等三、 管件及选用(一) 管件的种类一般包括法兰(包括垫片、螺栓
18、)、活接头、管接头(直管处)、弯头(弯管处)、三通、四通(分支处)、变径管(异径处,、大小头)、管帽、堵头、管封头、法兰盖(管子末端封闭处)及各种管嘴。表2.2 按用途分类表试用场合管件名称直管连接处法兰、活接头、管接头、管箍弯管处弯头、弯管分支处三通、四通、单头螺纹管接头等异径处变管径(大小头)、变径管接头、变径接管管末部封闭处法兰盖、管帽、堵头、封头其它翻边管接头、加强管嘴、高压管嘴1、弯头弯头的作用主要用来改变管路的走向,根据弯头弯曲的程度不同,管道中常用的弯头可分为等各种形式。根据弯头拐弯的曲率半径不同,又可将常用弯头分为短半径(曲率半径R=1DN)弯头和长半径(曲率半径R=1.5)弯
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