压力管道安全技术和质保体系(共85页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上压力管道安全技术概要(一)压力管道安全技术基础知识(1)概述压力管道安全技术是一个十分广泛的问题,涉及压力管道设计、元件制造、安装、使用、检验、维修、改造等从建造开始到报废为止的整个使用寿命周期中的各个环节,因而也是一个十分复杂的问题。一个管道系统,为了完成流体的输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动的功能,必须与相应的动力设备、反应设备、储存设备、分离设备、换热设备、控制设备等连接在一起,形成一个系统,使管内流体具有一定的压力、温度和流量,完成设计预定的任务。同时,不同类别的压力管道,由于材料、结构和敷设形式不同,其安全技术要求也有所差异。压力管道由于输送
2、的流体大多具有致毒性、燃爆性和腐蚀性,且又有高温、高压、低温等特殊操作条件,使其具有相当大的危险性而被列入特种设备范围。因此,压力管道系统结构应当具备下列条件:1耐压强度:承受管内流体作用于管道上的压力(内压或外压)、温度所引起的应力及其长期、反复的影响,如蠕变和疲劳等;2. 密封性:阻止管道内部流动的流体泄漏到管道外部空间或流体中;3. 耐腐蚀性:承受管内流体对管道材料的腐蚀作用。管道材料的耐腐蚀等级分为4级,以年腐蚀速率衡量:充分耐腐蚀0.05mm;耐腐蚀 0.050.1mm;尚耐腐蚀0.10.5mm;不耐腐蚀0.5mm。4. 柔性:管道的柔性是反映管道变形难易程度的一个物理概念。管道在设
3、计条件下工作时,因热胀冷缩、端点附加位移、管道支承设置不当等原因会产生应力过大、变形、泄漏或破坏等影响正常运行的情况。管道的柔性就是管道通过自身变形吸收因温度变化发生尺寸变化或其他原因所产生的位移,保证管道上的应力在材料许用应力范围内的性能。为了满足上述条件,管道系统设计时,管道组成件必须选用耐介质腐蚀,有能够在设计规定温度下承受介质压力作用的材料,且有相应的壁厚和密封结构。同时整个管道系统应有适当的支承系统以承受管道在使用过程出现的热胀冷缩、振动和压力温度变化等产生的外力作用。除了管道在设计时必须考虑材料、结构等方面的安全技术要求外,管道在元件制造、安装、使用和维修过程中,也必须采取相应的技
4、术手段确保管道的上述安全技术特性持续得到满足,以实现管道的“本质安全”,避免安全事故的产生。因此,应当在压力管道的建造、使用、维修、改造和检验检测等所有环节建立可靠的法规标准系统及其实施过程的监管机制。我国自1996年原劳动部颁布压力管道安全管理与监察规定以来,在压力管道安全监督管理方面做了大量工作,取得了显著成绩。特别是2003年国务院颁布特种设备安全监察条例以后,2009年1月24日国务院关于修改特种设备安全监察条例的决定,以第549号国务院令颁布,自2009年5月1日施行后,压力管道安全管理各方面工作得到明显的加强。国家质检总局根据特种设备安全监察条例的规定组织编制并颁布实施了一系列压力
5、管道安全技术规范(TSG)和配套标准,为压力管道的安全科学管理奠定了基础。不过,由于我国压力管道安全技术监察工作起步较晚,作为压力管道安全监察的基础技术法规“压力管道安全技术监察规程”目前仅颁布实施了工业管道部分压力管道安全技术监察规程 工业管道TSGD0001-2009及其配套标准压力管道规范 工业管道GB/T20801-2006。其余类别的压力管道安全监察规程及其配套标准目前仍在制定过程中,因此完善压力管道安全技术规范和标准并付诸切实实施的工作仍然任重而道远。此外,虽然安全技术监察规程的有关规定是“管道的基本安全要求,其他规定(如技术标准、企业内部规定等)不得低于规程的要求”,但由于我国在
6、标准管理的管辖权限和编审过程中客观存在的部门分割、协调渠道不畅等因素影响,管道施工和质量验收标准的内容存在不一致的情况比较普遍。最近几年,由于工业管道安全技术监察规程的颁布实施,我国工业金属管道工程施工及质量验收的相关规范也相继进行了补充和修订,目前已经颁布实施的有:工业金属管道工程施工规范GB 502352010工业金属管道工程施工质量验收规范GB 501842011现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB 502362011现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范GB 506832011石油化工金属管道工程施工质量验收规范GB 505172010石油化工非金属管道工程施工质量验收规范GB
7、506902011石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范SH 35012011等。虽然这些标准在编制过程中进行过协调,但由于种种原因在施工技术和质量要求上仍存在各种差异,形成了目前工业管道施工技术标准的多样化,一时难以统一的现状。压力管道相关法规、规范及常用设计、制造、安装标准见附件。(2)压力管道及元件的定义、范围、分类;1压力管道:根据特种设备安全监察条例规定,“压力管道”系指最高工作压力大于或等于0.1MPa的气体、液化气体、蒸汽介质或可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或等于标准沸点的液体介质,且公称直径大于25mm的管道。在2014年11月30日发布的特种设备目录中
8、,对压力管道定义重新规定:是指利用一定的压力,用于输送气体或者液体的管状设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压),介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、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,且公称直径大于或者等于50mm的管道。公称直径小于150mm,且其最高工作压力小于1.6MPa(表压)的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。其中,石油天然气管道的安全监督管理还应按照安全生产法、石油天然气管道保护法等法律法规实施。2压力管道中的介质(流体)范围:气体;蒸汽;液化气体(液化气体系指在一定压力和温度下呈液体状态的气体);可燃、易
9、爆、有毒、有腐蚀性的液体; 可燃、易爆介质系指按GB50160和GB50016二个防火设计规范中,定义的火灾危险性为甲、乙类以及工作温度高于闪点的流体的总称。甲、乙类可燃气体也称为易燃气体。其与空气混合物的爆炸下限(体积)分别规定为:甲类可燃气体:10%;乙类可燃气体:10%。在GB50016的规定中,属于甲类火灾危险性的可燃介质(或生产过程)还有:常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致自燃或爆炸的物质;常温下受到水或蒸汽作用能产生气体并引起燃烧或爆炸的物质;遇酸、受热、撞击、摩擦、催化及遇有机物或硫磺等易燃的无机物,极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂;受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧
10、或爆炸的物质;以及在密闭设备内操作温度等于或超过物质本身自燃点的生产。在GB50016的规定中,属于乙类火灾危险性的介质主要是指不属于甲类火灾危险性的氧化剂和化学易燃固体,以及助燃气体。可燃液体的分类如表1所示:表1 液化烃、可燃液体的火灾危险性分类类 别名 称特 征甲类A液化烃15 0C时蒸汽压力0.1MPa的烃类液体及其他类似液体B可燃液体甲A以外的可燃液体,闪点28 0C乙类A可燃液体闪点28 0C至45 0CB闪点45 0C至60 0C丙类A可燃液体闪点60 0C至120 0CB闪点1200C 有毒介质系指按GB5044定义的极度、高度和中度危害介质的总称。a. 按GB5044职业性接
11、触毒物危害程度分级规定。根据毒物的急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高允许浓度等六项指标,分为极度危害、高度危害、中毒危害和轻度危害四个等级(见表2)。但压力管道中的有毒介质则不包括轻度危害介质。表2 毒性危害程度分级依据指标分级极度危害高度危害中度危害轻度危害急性毒性吸入mg/m320000经皮mg/kg2500经口mg/kg5000急性中毒发病状况易发生中毒,后果严重可发生中毒,愈后良好偶可发生中毒迄今未见急性中毒但有急性影响慢性中毒患病状况患病率高(5%)患病率较高(5%)或症状发生率高(20%)偶有中毒病例发生或症状发生率较高(10%)无慢性中毒而有
12、慢性影响慢性中毒后果脱离接触后继续进展或不能治愈脱离接触后可基本治愈脱离接触后可恢复不致严重后果脱离接触后自行恢复无不良后果致癌性人体致癌物可疑人体致癌物试验动物致癌物无致癌性最高允许浓度mg/m3小于0 .1 mg/m30 .1 1 .0 mg/m31 .0 10 mg/m3大于10mg/m3b. 介质毒性危害程度的级别应当不低于以急性毒性和最高容许浓度二项指标分别确定的最高危害程度级别;c.如果以急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果和致癌性四项指标确定的介质毒性危害程度明显高于按照上条确定的危害程度级别时,应当根据压力管道具体工况,综合分析,全面权衡,适当提高介质的毒性危害程度
13、级别。GB5044标准中依据分级标准对我国56种常见毒物以列表形式(表2) 对相关行业人员的危害程度进行了分级,并指出:对接触同一毒物的表2(标准中的)中未列出的其他行业,可依据车间空气中毒物浓度、中毒患病率、接触时间长短划定级别。凡车间空气中毒物浓度经常达到TJ36-79工业企业设计卫生标准所规定的最高允许浓度而其患病率或症状低于本分级标准中相应值,可降低一级。因此有些行业对苯、丙烯腈、二硫化碳等介质的分类与GB5044不同,见表3。表3 几种介质的不同分类标 准介 质苯二硫化碳光气(碳酰氯)丙烯腈氟化氢GB5044-1985极度危害高度危害高度危害高度危害HG20660-2000高度危害中
14、度危害极度危害高度危害高度危害GB50517-2010极/高度危害高/极度危害高度危害高/极度危害高/极度危害现在,GB5044-1985已经被GBZ230-2010所代替,该标准对介质毒害程度的级别划分未作改变,但划分标准改为由急性吸入、急性经口、急性经皮、刺激和腐蚀性、致敏性、生殖毒性、致癌性等七项指标经权重计算确定的“毒物危害指数”进行评估,并取消了原标准中作为介质危害程度划分参考表。 腐蚀性流体:是指能灼伤人体组织并对管道材料造成损坏的流体。压力管道安全技术监察规程工业管道TSG D0001-2009中对腐蚀性介质的定义为:与皮肤接触,在4h内出现可見坏死现象,或55时,对20钢的腐蚀
15、率大于6.25mm/y(年)的流体。3压力管道分类 长输(油气)管道(GA类):指产地、储存库、使用单位之间的用于输送商品介质的管道,划分为GA1(甲、乙)级和GA2级。 公用管道 (GB类):指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,划分为GB1级和GB2级。GB1级为城镇燃气管道。GB2级为城镇热力管道。 工业管道(GC类):指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道,划分为GC1级、GC2级、GC3级。 动力管道 (GD类):指火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道,划分为GD1级、GD2级。 带压封堵 现场防腐蚀各类管道的分级见表
16、4。表4 压力管道类、级别表许可项目级别划分的范围产品类别级别长输(油气)管道GAGA1(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并且输送距离大于或者等于200km的长输管道;GA2GA1级以外的长输管道公用管道GBGB1城镇燃气管道GB2城镇热力管道工业管道GCGC1(1)输送GB 50441985职业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其标准沸点的高度危害液体介质的管道;(2)输送GB 501602008石油化工企业设计防火规范与GB 5
17、00162006建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可燃液体(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且设计温度大于或者等于400的管道。GC2除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低于GC1级的工业管道GC3输送无毒、非可燃流体介质,设计压力小于或者等于1.0MPa且设计温度高于-20、但是不高于185的工业管道动力管道GDGD1设计压力大于或者等于6.3MPa,或者设计温度大于等于400的管道GD2设计压力小于6.3
18、MPa,且设计温度小于400的管道为了满足压力管道安装单位许可条件的需要,压力管道安装许可规则TSG D3001-2009将长输、公用压力管道安装及个别特殊作业级别进行了细分,具体分类分级方法见下表5:表5 压力管道安装许可项目及其级别表许可项目级别划分的范围产品类别级别长输管道安装GAGA1甲(1)输送有毒、可燃、易爆气体或者液体介质,设计压力大于10MPa的长输管道;(2)输送距离大于或者等于1000km且公称直径大于或者等于1000mm的长输管道GA1乙(1)输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力大于4.0MPa 、小于8MPa的长输管道;(2)输送有毒、可燃、易爆液体介质,设计压力大于
19、或者等于6.4MPa、但小于8MPa的长输管道;(3)输送距离大于或者200km且公称直径大于或者等于500mm的长输管道GA2GA1级以外的长输管道公用管道安装GBGB1公用燃气管道GB1专项公用燃气PE管道GB2(1)设计压力大于2.5MPa的公用热力管道(2)设计压力小于或者等于2.5MPa的公用热力管道管道带压封堵甲级(1)输送油、气和可燃、易爆、有毒化工介质,管道设计压力大于等于2.5MPa且管道公称直径大于等于300mm;(2)管道设计压力大于等于2.5MPa,且介质温度大于等于300乙级(1)输送油、气和可燃、易爆、有毒化工介质,管道设计压力小于2.5MPa且管道公称直径小于30
20、0mm; (2)管道设计压力小于2.5MPa且介质温度小于300管道防腐蚀作业甲级GA、GB1、GC、GD类压力管道乙级GB2类压力管道4压力管道元件:压力管道中使用的管道组成件和支承件的总称。 管道组成件:用于连接或装配成压力密封的管道系统机械元件,包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门、安全保护装置以及诸如膨胀节、挠性接头、耐压软管、过滤器、管路中的仪表(如孔板)和分离器等。 管道支承件:是将管道荷载,包括管道的自重、输送流体的重量、由于操作压力和温差所造成的荷载以及振动、风力、地震、雪载、冲击和位移应变引起的荷载等传递到管架结构上去的元件。它分为固定件和结构附件两部分:固定件包括悬挂式
21、固定件、如吊杆、弹簧吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、导轨和固定架,以及承载式固定件,如鞍座、底座、滚柱、托座和滑动支座等。结构附件是指用焊接、螺栓连接或夹紧方法附装在管道上的元件,如吊耳、管吊、卡环、管夹、U形夹和夹板等。5压力管道元件制造许可范围根据压力管道元件制造许可规则TSG D2001-2006的规定,压力管道元件制造许可级别见表6,其中密封件、防腐蚀元件、低温绝热管、直埋夹套管、制管专用钢板、聚乙烯混配料的制造许可采用型式试验的方式。表6 压力管道元件制造许可范围许可项目及级别代表产品范围限制范围品种级别无缝钢管A1DN200无缝钢管材料、规格、标准A2DN200锅炉压
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