1、压力管道设计,主讲:徐青山 联系电话：13886068581 武汉工程大学机电工程学院 过程装备与控制过程教研室,第一讲 绪论,1.1压力管道的特点 1.2压力管道的研究范畴 1.3压力管道的基本要求 1.4关于压力管道的法规与规范,1.1压力管道的特点,一、压力管道的定义及分类 1.定义： a.管道：由管道组成件、管道支撑件组成，用于输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制或截止流体流动。 b. 管道组成件：用于连接或装配管道的元件，包括管子、管件、法兰、垫片、螺栓、阀门以及管道特殊件等设施。,c. 管道支承件:是管道安装件和附着件的总称。 安装件：是将负荷从管子或附着件上传递到支承结构或设
2、备上的元件，包括吊杆、弹簧支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、导轨、铆固件、鞍座、垫板、滚柱、托座、滑动支架等。 附着件：是用焊接、螺栓连接或夹紧等方法附装在管子上的零件，包括管吊、吊耳、支耳、圆环、夹子、吊夹、紧固夹板和裙式管座等。,d.压力管道（pressure piping） 压力管道安全管理与监察规定（1996年）劳动部 第二条：本规定所指压力管道是在生产、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种设备。 第三条 本规定适用于具备下列条件之一的管道及其附属设施： （一）输送 5044 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； （二）输送 501
3、60 石油化工企业设计防火规范及 16 建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道； （三）最高工作压力大于等于 0.1 a （表压，下同），输送介质为气（汽）体、液化气体的管道； （四）最高工作压力大于等于 0.1 a ，输送介质为可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的或最高工作温度高于等于标准沸点的液体的管道； （五）前四项规定的管道的附属设施及安全保护装置等。 特种设备安全监察条例（2003）国务院 第88条 压力管道，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（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高
4、于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于的管道。,2.压力管道分类与分级： 目的：根据管道的性质和危险性，提出不同的设计、制造、安装、检验及使用要求，从而做到主次分明，更加有效的、有针对性的进行安全管理。 压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则（2002）国家质检总局 (1)长输管道为GA类：系指产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质的管道。 GA1 GA2 (2)公用管道为GB类：系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 GB1 GB2 (3)工业管道为GC类：系指企业、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。GC1GC2,其他分
5、类方法： 、美国国家压力管道分级 ASME B31.1 动力管道 ASME B31.3 工艺管道 ASME B31.4 液态烃和其他液体管道输送系统 ASME B31.5 制冷管道 ASME B31.8 输气和配气管道系统 ASME B31.9 建筑管道 ASME B31.11 液浆管道输送系统 每部标准均包括设计、材料、管道组件限制、制作、装配、安装、检验和试验等内容，是一部完整的综合性标准。ASME B31.3根据输送流体性质和泄漏时造成的后果，将管道输送的流体分为D类、M类、高压和常规四类流体工况。,、GB50316-2000工业金属管道设计规范 、化工金属管道工程施工及验收规范 HG2
6、0225-95规定化工行业金属管道应按管道输送 介质分为四类： A类为输送剧毒介质的管道 B类为输送可燃或有毒介质的管道 C、D为输送非可燃、无毒介质的管道。其中设计压力1MPa，且设计温度为-29至186的管道为D类。 石油化工管道设计器材选用通则SH3059-2001 对输送可燃、有毒介质的管道分为五级 分别为SHA、SHB、SHC、SHD、SHE 石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范 SH3501-2002分为四级SHA、SHB、SHC、SHD压力管道的分级的变化,二、压力管道的特点 特种设备安全监察条例2003明确规定，压力管道和锅炉、压力容器、起重机械并列为不安全因素较多的特
7、种设备。 1.压力管道是一个系统，相互关联，相互影响。 2.长细比大、极易失稳、跨越空间大、边界条件复杂、受力情况复杂。 3.管道组成件、管道支撑件的种类繁多，各种材料各有特点和具体技术要求，材料选用复杂 4.管道上泄漏点多 5.压力管道种类多，数量大，设计、制造、安装、应用管理环节多。,三、压力管道的设计特点 1. 压力管道设计属于多学科综合性专业 2. 压力管道设计具有严格的法规性 3. 压力管道设计是详细设计的主导专业 4. 压力管道设计具有高度的依附性 5. 压力管道设计图纸复用率低 6. 压力管道设计工作量大且繁杂 7. 施工现场服务的时间长 8. 现代压力管道设计对计算机的依赖性强
8、,1.2 压力管道的研究范畴,一、设计 压力管道设计：管道布置（配管）设计、管道材料设计和管道机械设计三个部分 .管道布置（配管）设计：装置布置和管道布置两部分 管道布置设计过程：配管研究、管道详细设计和设计文件编制及归档。 配管研究 a.设计条件 b.管道等级 c.管道走向 d.力学分析,管道详细设计 a.管道定位 b.阀门定位 c.操作平台设置 d.放空排凝设置 e.隔热设计 f.防腐设计 g.支撑设计 h.仪表元件定位 i.采样设计 j.图例标识及图幅安排 k.委托资料,设计文件编制及归档 a.资料图纸目录 b.设计说明书 c.管道表 d.管道等级表 e.管段材料表 f.管道材料表和管道
9、设备规格表 g.管道设备规格书 h.管道支吊架汇总表 i.非标管道设备图和非标支吊架图,、管道材料设计： 管道器材标准体系的选用、材料选用、压力等级的确定、管道及其元件型式的选用等，是整个管道设计过程的基础部分，直接影响到压力管道的可靠性和经济性。,、管道机械设计： 核心是管道的机械强度和刚度的问题 根据作用载荷的特性和研究方法的不同，管系的力学分析分为静应力分析和动应力分析两类,二、制造： 三、安装： 四、运行：,1.3 压力管道的基本要求,一、安全性： 影响安全的因素是多环节、多方位的 二、满足工艺条件 三、经济性： 等强度设计原则；国产化；降低基建投资； 四、标准化、系列化设计 五、美观
10、性,1.4关于压力管道的法规与规范,一、统领性法规文件 中华人民共和国安全生产法2002特种设备安全监察条例2003 压力管道安全管理与监察规定1996 国务院关于特大安全事故行政追究的规定2001 锅炉压力容器压力管道特种设备安全监察行政处罚 规定2001,二、与设计有关的法规与规范 压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则2002 工业金属管道设计规范2000 与制造有关的法规与规范压力管道元件制造单位安全注册与管理办法2001 压力管道元件型式试验机构认可与管理办法2001,三、与制造有关的法规与规范压力管道元件制造单位安全注册与管理办法2001 压力管道元件型式试验机构认可与管理办法2001 四、与施工、安装有关的法规与规范 压力管道安装单位资格认可实施细则2000 压力管道安装安全质量监督检验规则2002 五、与检验有关的法规与规范 锅炉压力容器压力管道特种设备无损检测单位监督管理办法2001 锅炉压力容器压力管道特种设备检验人员资格考试规则2000 六、与使用有关的法规与规范 压力管道使用登记管理规则2003 在用工业管道定期检验规程2003,
