工业管道的设计与安装.

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1 工业管道的设计与安装

2 （1）管道：由管道组成件、管道支吊架等（管道支承件）组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体的流动。
一、术语和流体分类 （1）管道：由管道组成件、管道支吊架等（管道支承件）组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体的流动。 由管道组成件装配而成，用于输送、分配、混合、分离、排放、计量或截止流体流动。除管道组成件外，管道还包括管道支承件，但不包括支承构筑物，如建筑框架、管架、管廊和底座（管墩或基础）等。

3 （2）管道组成件：是指用于连接或装配成管道的元件，包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门、以及管道特殊件。
一、术语和流体分类 （2）管道组成件：是指用于连接或装配成管道的元件，包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门、以及管道特殊件。 管件和阀门的最大允许使用压力和规格通常使用公称压力和公称直径来表达。 管道组成件是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。

4 （3）压力管道元件：是指受监察范围内的压力管道组成件和支吊架。
一、术语和流体分类 （3）压力管道元件：是指受监察范围内的压力管道组成件和支吊架。 （4）公称压力( PN ) ：按GB/T 1048的定义，由字母PN和无因次整数数字组成，代表管道组成件的压力等级。 （5）公称直径 ( DN ) 按GB/T 1047的定义，由字母DN和无因次整数数字组成，代表管道组成件的规格

5 一、术语和流体分类 （6）管道支承件：用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总称。包括管道支吊架，但不包括土建的结构。有固定支架、滑动支架、刚性支架、导向架、限位架、弹簧支吊架、减振装置和阻尼装置等。 管道支承件包括安装件和附着件两部分。安装件是将负载从管子或管道附件上传递到支承结构或设备的元件，有悬挂式和承载式两种。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。 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类：

6 （7）监察段：在设计温度大于450℃的主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道的水平段上安装的进行蠕变监督的管段。
一、术语和流体分类 减振装置是可用于控制管系高频低幅振动或低频高幅晃动的装置，能承受管道振动力而不承受管道的重力，且不限制管系热胀冷缩。 阻尼装置是可用于控制管道瞬时冲击载荷或管系高速振动位移装置，能承受管道动力分析所要求的瞬态最大动力载荷，但不限制管系热胀冷缩。 （7）监察段：在设计温度大于450℃的主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道的水平段上安装的进行蠕变监督的管段。 （8）蠕胀测点：设置在监察段或蒸汽管道上，对管道进行蠕变变形测量的装置或标记。

7 （9）流体：在管道内流动的物质，也称介质。流体按其状态或性质进行分类。
一、术语和流体分类 （9）流体：在管道内流动的物质，也称介质。流体按其状态或性质进行分类。 （A）按状态分：有气体；液体；液化气体；浆体。 （B）按性质分： 可燃介质：可燃介质是在生产操作条件下可以点燃和连续燃烧的气体或可以气化的液体。 毒性介质；指按GB5044定义的极度、高度、中度和轻度危害介质的总称； 腐蚀性介质。是指能灼伤人体组织并对管道材料造成损坏的物质。

8 可燃介质 分为可燃气体、液化气体和可燃液体。 甲、乙类可燃气体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%。 与空气混合的爆炸下限小于10%或上限和下限之差大于20%的称为易燃气体。

9 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
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 闪点≥28 0C至≤45 0C 闪点＞45 0C至＜60 0C 丙类 闪点≥60 0C至≤120 0C 闪点＞1200C 注：闪点低于45 0C的液体称为易燃液体；闪点低于环境温度的液体称为易爆液体。 易燃气体和易燃液体统称为易燃流体（易燃介质）。

10 极度危害物质也称剧毒物质（介质）是：如有极少量这类物质泄漏到环境中，被人吸入或与人体接触，即使迅速治疗，也能对人体造成严重的和难以治疗的伤害的物质。剧毒物质以外的毒物统称有毒物质，是指在治疗及时的条件下不致于对人体造成不易恢复的危害的毒物。 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；

11 （C）现行的压力管道安装法规中将工业管道分为GC1、GC2、GC3三个级别。
设计和施工规范中，为了便于对不同类别、级别的管道提出不同的技术要求，也将其适用范围内的管道进行分类或分级。如： 1、 GB50316和HG20225—95中的流体分类：A1（剧毒）、A2（有毒）、B（可燃）、C（不可燃、无毒）、D（C类中设计压力小于等于1.0MPa、设计温度高于-20～186℃之间的流体）五类。 2、DL5031—94的管道分级：按设计压力分为高压、中压和低压三级管道。设计压力大于8MPa的为高压管道；设计压力大于1.6MPa，小于等于8MPa的为中压管道；设计压力小于等于1.6MPa 的为低压管道。

12 SH3501-2002管 道 分 级 管道级别 适 用 范 围 SHA 1 毒性程度为极度危害介质管道（苯管道除外）
适 用 范 围 SHA 1 毒性程度为极度危害介质管道（苯管道除外） 2 毒性程度为高度危害介质的丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢介质管道 3 设计压力大于或等于10.0MPa的介质管道 SHB 1 毒性程度为极度危害介质的苯管道 2 毒性程度为高度危害介质管道（丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢管道除外） 3 甲类、乙类可燃气体和甲A类液化烃、甲B类、乙A类可燃液体介质管道 SHC 1 毒性程度为中度、轻度危害介质管道 2 乙B类、丙类可燃液体介质管道 SHD 设计温度低于-29℃的低温管道

13 GB/T20801-2006管道分级 压力管道按其危害程度和安全等级划分为GC1、GC2、GC3三级。
1.输送下列有毒介质的压力管道： a)极度危害介质； b)高度危害气体介质 c)工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质。 2.输送下列可燃、易爆介质且设计压力大于或等于4.0MPa的压力管道： a) 甲、乙类可燃气体； b) 液化烃 c) 甲B类可燃液体 3.设计压力大于或等于10.0MPa的压力管道和设计压力大于或等于4.0MPa且设计温度大于或等于400℃的压力管道。 （2） 符合下列条件的压力管道应划分为GC2级： 除（3）条规定的GC3级管道外，介质毒性程度、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度低于1 条规定（GC1级）的压力管道。 （3） 符合下列条件的压力管道应划分为GC3级： 输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或等于1.0MPa且设计温度大于-20℃但不大于185℃的压力管道。 （4）当输送毒性或可燃性不同的混合介质时，应按其危害程度及其含量，由业主或设计者确定压力管道等级。

14 二、压力管道的安全性能要求和防护 （1）影响管道安全运行的因素
（A）管内流体性质的影响:流体的温度、压力、状态、物理性质（沸点、蒸汽压、电导率、可压缩性、热膨胀性等）、毒性、辐射性、可燃性、闪点、自燃温度、爆炸极限、反应活性、腐蚀性、杂质含量、两相流等。 （B）管道系统自身的影响:管道系统布置、管道应力计算、组成件的选用和压力设计、柔性分析和支承设计、管道制作安装和检验等。 （C）外部因素的影响:环境（气温、风载、雪载、结冰等气候条件，雷击，地震和火灾等），相关设备和仪表的振动、脉动、水锤、剧烈循环荷载和仪表故障，以及人为操作失误和缺乏维护等。

15 （C）耐腐蚀性：在均匀腐蚀的条件下分为4级，以年腐蚀速率衡量：
压力管道的安全性能要求和防护 （2）管道安全性能的总体要求 （A）耐压强度： （B）密封性： （C）耐腐蚀性：在均匀腐蚀的条件下分为4级，以年腐蚀速率衡量： 充分耐腐蚀≤0.05mm； 耐腐蚀＞0.05～0.1mm； 尚耐腐蚀＞0.1～0.5mm； 不耐腐蚀＞0.5mm； （D）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。

16 管道连接除了维修和拆卸需要等必要的场合外，应尽量采用焊接连接。
二、压力管道的安全性能要求和防护 （3）管道的结构要求 （A）连接 管道连接除了维修和拆卸需要等必要的场合外，应尽量采用焊接连接。 1．焊接连接 2．可拆卸连接

17 二、压力管道的安全性能要求和防护 （3）管道的结构要求
（B）热补偿 管道系统结构中应设置热补偿装置。 应根据使用工况、流体性质和要求的补偿距离合理选用补偿器的型式、材料、壁厚和安装技术要求。 管道补偿器的安装和调整应当按照标准和设计文件的规定进行。并进行预拉伸或者预压缩。

18 二、压力管道的安全性能要求和防护 （3）管道的结构要求
（C）支承 管道支承的作用： 1．支持管道由于自身和管内流体的重量，以及保温、风载、雪载、冰载等外加载荷，抵消由此而发生的弯曲变形。 2．传递管道由于热变形而产生的作用力，使管道的位移限制在规定范围内； 3．控制管道由于运行操作过程中产生的冲击、交变载荷等而产生的振动或晃动。

19 二、压力管道的安全性能要求和防护 （3）管道的结构要求
（C）支承 管道支承的要求 . 水平管道支吊架的最大间距应满足强度和刚度条件， 对有压力脉动的管道，决定支架间距时应核算管道的固有频率， 柔性较大、直管段较长的管道应在适当位置设导向支架。 当须控制管系高频低幅振动或低频高幅晃动时应设置减振装置， 当须控制管道瞬时冲击载荷或管系高速振动位移时应设置阻尼装置

20 （4）管道布置 （A）布置原则 1.管道与建筑物、铁路、公路、电线电缆的距离应符合安全要求的规定；
二、压力管道的安全性能要求和防护 （4）管道布置 （A）布置原则 1.管道与建筑物、铁路、公路、电线电缆的距离应符合安全要求的规定； 2.穿过安全隔离墙或穿越道路和铁路的管道应设套管保护。 3.气体或蒸汽管道应从主管上部引出支管，并应有坡度； 4.管道改变标高或走向时，应避免形成气袋、液袋或盲肠，否则应设排放点； 5.管道排放点应符合环境和安全保护的要求； 6.便于操作、维修和人员通行。 7.满足抗震要求。

21 二、压力管道的安全性能要求和防护 （4）管道布置
（B）工业管道布置 除了遵守一般规定外，尚应符合下列要求： 1.上下方位置。 2.地下敷设。 3.门窗、生活间、楼梯间和走廊等处。 4.助燃气体 5.法兰、螺纹和填料等易泄漏部件。 6.电动机、配电盘、仪表盘、吊车。

22 （D）合理选用膨胀节型式、材料、壁厚和安装技术要求。 （E）公用工程管道与和有毒、可燃或腐蚀性流体的工艺管道或设备连接。
二、压力管道的安全性能要求和防护 （5）防止管道可能发生的损坏和事故 （A）防止过高或过低的温度和热冲击； （B）防止发生机械损伤； （C）防止静电着火； （D）合理选用膨胀节型式、材料、壁厚和安装技术要求。 （E）公用工程管道与和有毒、可燃或腐蚀性流体的工艺管道或设备连接。 （F）高温、高压、剧烈循环条件、厚壁或大口径管道以及与敏感设备连接的管道

23 “剧烈循环条件” 是管道的一种运行工况，指管道计算的最大位移应力范围超过0.8倍许用的位移应力范围和当量循环数大于7000，或由设计确定的产生相等效果的条件。所谓“位移应力范围”是指：由管道热膨胀产生的位移所计算的应力。计算的最大位移应力范围就是从最低温度到最高温度的全补偿值进行计算的应力。

24 １．在运行中可能超压的管道系统均应设置安全阀、爆破片等泄压装置。
二、压力管道的安全性能要求和防护 （6）管道系统的安全规定 （A）超压保护 １．在运行中可能超压的管道系统均应设置安全阀、爆破片等泄压装置。 ２．不宜使用安全阀的场合可用爆破片。

25 ３．安全阀应分别按排放气（汽）体或液体进行选用，并考虑背压的影响。 ４．安全阀的开启压力（整定压力） ５．安全阀的入口、出口管道压力损失。
二、压力管道的安全性能要求和防护 （6）管道系统的安全规定 （A）超压保护 ３．安全阀应分别按排放气（汽）体或液体进行选用，并考虑背压的影响。 ４．安全阀的开启压力（整定压力） ５．安全阀的入口、出口管道压力损失。 ６．安全阀（泄压装置）的最大泄放压力 ７．安全阀或爆破片的入口、出口管道上设置切断阀。 ８．双安全阀 ９．产品性能。

26 二、压力管道的安全性能要求和防护 （6）管道系统的安全规定
（B）阀门和盲板设置 阀门设置 1．防止倒流的管道。 2．严格控制在开或关位置的阀门。 3．装置停修时装置外有可能或要求继续运行的管道。 盲板设置 1．运行中有设备需切断检修时，在设备和阀门之间应设置盲板。 2．压力试验和气密试验需隔断的位置应设盲板。 3．液体温度低于-5℃或大气腐蚀严重场合宜使用分离式盲板。

27 二、压力管道的安全性能要求和防护 （6）管道系统的安全规定
（C）排放 1．可燃流体。 2．密度比环境空气大的可燃气体。 3．无毒、不可燃、无闪蒸的液体。 4．排放管管径。 5．不经常使用的常压放空管口应加防鸟网。

28 二、压力管道的安全性能要求和防护 （6）管道系统的安全规定
（D）其他要求 1．在寒冷气候条件下室外管道防冻措施。 2．室内可燃流体管道的薄弱环节的安全防护措施。 3．静电接地。 4．不允许流体中断的重要设备。 5．与明火设备连接的可燃气体减压后的管道和需隔断易着火的管道。 6．氧气管道 7．夹套管。

29 （1）对设计文件的要求 三、管道设计初步知识 （A）压力管道的设计单位资格 （B）压力管道设计文件 （C）压力管道设计资格印章。
（D）压力管道的主要设计图样和文件审定、批准和签字。 （E）压力管道工程规定。

30 （2）工业管道设计规范的现状 《压力管道规范 工业管道》GB/T20801-2006。 目前工业管道设计主要国家和行业标准
三、管道设计初步知识 （2）工业管道设计规范的现状 《压力管道规范 工业管道》GB/T 。 目前工业管道设计主要国家和行业标准

31 工业管道设计规范及其适用范围 工业金属管道设计规范 GB50316—2000 公称压力小于等于42MPa的工业金属管道及非金属衬里管道
规 范 名 称 适 用 范 围 工业金属管道设计规范 GB50316—2000 公称压力小于等于42MPa的工业金属管道及非金属衬里管道 化工管道设计规范 HG/T20695—1987 设计压力35MPa以下化工金属和非金属压力管道和真空管道。但设计压力小于0.1MPa，设计温度为-29—186℃的非易燃和无毒管道除外 火力发电厂设计技术规程 DL 大中型火力发电厂设计 小型火力发电厂设计规范 GBJ49—1983 单台汽轮发电机额定功率750—6000kW和单台燃煤锅炉额定蒸发量6.5—35吨的发电厂 压缩空气站设计规范 GB50029—2003 装有工作压力小于等于0.8MPa、单机排量小于等于100m3/min的活塞式或螺杆式空压机的压缩空气站 氧气站设计规范 GB50030—1994 单机产量不大于300m3/h或高、中压流程，深度冷冻空分法生产氧、氮的氧气站 乙炔站设计规范GB50031—1991 利用电石生产乙炔的乙炔站和乙炔管道 氢氧站设计规范GB50177—1993 水电解制氢的氢氧站和供氢站 发生炉煤气站设计规范 GB50195—1994 常压固定床发生炉煤气站和煤气管道 石油库设计规范GBJ74—1984 （1995年局部修订） 石油库的新建扩建工程，但容积小于500m3、地下水封式、自然洞和少于五年的临时石油库除外 汽车加油加气站设计与施工规范GB50156—2002 汽车用加油加气站 锅炉房设计规范GB 各种锅炉房设计 冷库设计规范GB 各种冷库设计

32 （3）设计条件 （A）设计压力： 一条管道及其每个组成件的设计压力，不应小于运行中遇到的内压或外压与温度相偶合时最严重条件下的压力。
三、管道设计初步知识 （3）设计条件 （A）设计压力： 　　一条管道及其每个组成件的设计压力，不应小于运行中遇到的内压或外压与温度相偶合时最严重条件下的压力。 最严重条件： 1．强度计算中管道组成件需要最大厚度及最高公称压力时的参数。 2．下列管道设计压力应与上述规定比较并取两者的较大值： 1）输送制冷剂、液化烃类等气化温度低的流体的管道，设计压力不应小于阀被关闭或流体不流动时在最高环境温度下气化所能达到的最高压力； 2）没有压力泄放装置保护或与压力泄放装置隔离的管道，设计压力不应低于流体可达到的最大压力。 3）离心泵出口管道的设计压力不应小于吸入压力与扬程相应压力之和； 3．真空管道应按受外压设计，当装有安全控制装置时，设计压力应取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者中的低值；无安全控制装置时，设计压力应取0.1MPa。 4．装有泄压装置的管道的设计压力不应小于泄压装置开启压力。

33 管道的环境影响包括管道被冷却或被加热所造成的影响。 气温的骤冷或骤热、管道伴热以及附近设备和管道热辐射会使管道产生热应力。
（3）设计条件 （B）设计温度 管道的设计温度应为管道在运行时，压力和温度相偶合的最严重条件下的温度。对于0℃以下的管道，应考虑流体及环境温度影响，设计温度应取低于或等于管道材料可达到的最低温度。 （C）环境影响 管道的环境影响包括管道被冷却或被加热所造成的影响。 气温的骤冷或骤热、管道伴热以及附近设备和管道热辐射会使管道产生热应力。

34 对可能承受冲击或交变载荷作用的管道，设计时应考虑动力或交变载荷的影响。在地震烈度9度以上地区的管道应进行地震验算。
（3）设计条件 （D）动载影响 对可能承受冲击或交变载荷作用的管道，设计时应考虑动力或交变载荷的影响。在地震烈度9度以上地区的管道应进行地震验算。 （E）重量影响 活载荷：包括输送介质或试验介质、冰雪等。 静载荷：管道组成件、隔热材料以及其他加在管道上的重量等。

35 1．由于管道被约束或固定，不能自由膨胀和收缩而产生的推力和力矩； 2．由于管壁温度急剧变化或温度分布不均而产生的热应力；
3）设计条件 （F）热膨胀和收缩影响 　1．由于管道被约束或固定，不能自由膨胀和收缩而产生的推力和力矩； 　2．由于管壁温度急剧变化或温度分布不均而产生的热应力； 　3．由于材料的热膨胀性能不同而产生的热应力（如复合管、夹套管）。 （G）支架、固定支架和管端位移的影响 管道与设备、支架相连而产生的应力，如由于设备的热膨胀、基础的沉降或其他外部因素可能产生的位移所造成的影响。

36 由于焊接、热处理、弯曲成形以及由于低温或高挥发性流体突然减压急冷所造成的材料韧性降低。 （I）循环荷载的影响
（3）设计条件 （H）材料韧性降低的影响 由于焊接、热处理、弯曲成形以及由于低温或高挥发性流体突然减压急冷所造成的材料韧性降低。 （I）循环荷载的影响 压力脉动、压力和温度循环、放空或减压时的反作用力等交变载荷。 （J）空气冷凝的影响 当在大气中操作温度低于-191℃时，会发生冷凝和氧的富集。

37 （4）设计基准 PA=PN•[σ]t / [σ]x （A）管道组成件的压力—温度参数
　　　在国家现行标准中，对管道组成件的公称压力及对应的工作压力—温度参数值（等级）已作出规定者，均可作为符合规范要求的设计基准。 　　　对于只标明公称压力的管道组成件，包括阀门、管件等，除另有规定外，在设计温度下的许用压力可按下式计算： PA=PN•[σ]t / [σ]x PA —在设计温度下的许用压力（MPa）； PN —公称压力（MPa）； [σ]t —在设计温度下的材料许用应力（MPa）； [σ]x—决定组成件厚度时采用的计算温度下的材料许用应力（MPa）

38 （B）许用应力 1．许用拉应力 1）钢、铸铁、铝和铝合金制的管道的材料许用拉应力
（4）设计基准 （B）许用应力 1．许用拉应力 　1）钢、铸铁、铝和铝合金制的管道的材料许用拉应力 　2）铜和铜合金、镍和镍合金以及非金属管道制的管道的材料许用应力 2．许用剪应力：许用拉应力×0.8 3．许用压应力：许用拉应力×1.6 4．纵向焊接接头系数 “Ej” 。

39 （5）器材选用 （A）对材料的基本要求 1.压力管道材料必须依据管道的使用条件、经济性、耐蚀性、材料的焊接及加工性能选用，
具有足够的强度、塑性、韧性。 在预期的寿命内，材料应当在使用条件下具有足够的稳定性（包括物理性能、化学性能、耐腐蚀性能、抗疲劳性能等）； 符合相关国家标准提出的规定和要求。 2.管道组成件用材料采用国际标准或者国外标准时的要求： 3.管道组成件采用新研制的材料的规定。

40 （5）器材选用 （B）材料的使用限制 1.GC1级管道和剧烈循环工况管道不得使用碳素结构钢、低合金钢、管线钢和奥氏体不锈钢焊管及其对焊管件（管线钢电阻焊管不得制造对焊管件）。但添加填充金属的奥氏体不锈钢电熔焊焊管纵缝经射线检测的除外。 2.使用碳素结构钢电阻焊焊管时设计压力不大于1.6MPa，使用管线钢电阻焊焊管时设计压力不大于4.0MPa。 3.碳素钢和合金钢管道组成件用于GC1级管道和剧烈循环工况管道以外的其他管道时，其设计压力、设计温度、介质特性以及钢材的冶金特性、含碳量和最大厚度应符合设计标准规定。 4．奥氏体不锈钢管道组成件的使用规定： 5．脆性材料 6．有色金属材料的使用。

41 （5）器材选用 （C）低温条件下使用的材料要求 1．管道设计温度低于或等于－20℃，且高于材料使用温度下限的碳素钢、低合金钢、中合金钢、奥氏体不锈钢和高合金铁素体钢，出厂材料及采用焊接堆积的焊缝金属和热影响区应进行低温冲击试验。 2．20R钢板使用温度低于0℃，厚度大于25mm或使用温度低于-10℃，厚度大于12mm时，应作低温冲击试验； 3．奥氏体高合金钢的使用温度等于或高于-196℃时，可免作低温冲击试验。 　镍、镍基合金、钛合金和铝合金免除冲击试验条件按设计规范规定。 4．碳钢、合金结构钢、奥氏体不锈钢标准紧固件，以及0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2及其应变硬化紧固件 5．需热处理的低温材料。 6．用钢板制造管道受压件。

42 （5）器材选用 （D）设计对管道组成件的热处理要求 　　1．弯曲成形后的热处理 　　2．焊后热处理

43 （6）受压元件强度计算 （A）金属直管 ts=PDo /2([σ]tEj+PY) 承受内压直管计算厚度为： 式中：ts—直管计算厚度（mm）
P—设计压力（MPa） Do—管子外径（mm） [σ]t—设计温度下的材料许用应力（MPa） Ej—焊接接头系数 Y—按材料和设计温度考虑的系数，

44 TN —名义厚度；tm—最小厚度；td—设计厚度；ts—计算厚度 ；TE—有效厚度 c1—厚度减薄附加量（厚度负偏差+加工裕量）；
Ｃ２ ts 　　 　　td 　　 　tm 　 TE 　　 TN Δ Δ— 圆整值 TN —名义厚度；tm—最小厚度；td—设计厚度；ts—计算厚度 ；TE—有效厚度 c1—厚度减薄附加量（厚度负偏差+加工裕量）； c2—腐蚀或磨蚀附加量；

45 （6）受压元件强度计算 （B）开孔补强 当管子环向应力大于管材在工作温度下许用应力的50%时，被支管开孔削弱的管子应进行补强。而且当支管开孔直径与主管公称直径比大于50%时，应采用环绕主管的加强构件，严禁用补强圈、局部鞍板或其它局部补强构件。 当支管开孔直径与主管公称直径比小于等于25%时，公称直径小于等于50mm的支管开孔不需补强，如该支管经常受振动和其它外力的作用则应适当补强。

46 四、工业管道的安装施工与检验 （1）工业管道安装的施工过程 （A）基本概念
1．安装：是按照设计文件的规定，将设备、材料完整地设置在规定位置的过程，包括按照规范的要求所进行的任何现场加工、装配、检验和试验等；因此，加工、装配、检验和试验是安装的基本过程。 2．加工（制作）：将材料通过特定手段由某种状态改变为另一种状态的过程。包括：切割、切削坡口和螺纹、成型、焊接、热处理、粘接、表面处理等。加工（制作）有时也作为装配前的准备工作来理解，即所谓“预制”。 ( 与制造有区别，在现场叫制作) 3．装配：将两个或两个以上物件相互连接在一起，并调整到规定要求的过程。包括：搬运、吊装就位、连接、找平找正等。

47 （1）工业管道安装的施工过程 （A）基本概念
4．检验和试验：加工和装配过程及其结果是否达到规定要求的验证过程。包括：尺寸测量、无损检测、材料的力学性能试验和化学分析、系统压力试验和密封性试验、温度和振动测量等。 检验是由业主或独立于管道建造以外的检验机构，为证实产品或管道建造是否满足规范和工程设计要求而进行的符合性评审过程。 检查是指制造厂、制作、施工、安装单位履行的质量控制职责的过程。应由检查人员按照相关标准和工程设计要求，对材料、组成件以及加工、制作、安装等过程，进行必需的检查和试验，并作好相关记录，提出评价结果。 检查人员应向检验人员提交一份说明规范和工程设计规定的全部质量控制要求已经执行的证明文件。

48 四、工业管道的安装施工与检验 （1）工业管道安装的施工过程 （A）基本概念
6．检验（检查）比例： a) 在指定的一批管道[1]中，对某一具体项目进行全部检查，称作100%检查； b) 在指定的一批管道[1]中，对某一具体项目的某一百分数进行全部检查，称作抽样检查[2]； c) 在指定的一批管道[1]中，对某一具体项目的每一件进行规定的部份检查，称作局部检查[2]。 7．检验批： 即上面所述的“指定批”，是用于检查要求考虑的管道数量。检验批的数量和程度根据规范或由合同双方在工作开始前协议规定。对不同种类的管道制作、安装工作，可以规定不同的检验批。

49 （1）工业管道安装的施工过程 （A）基本概念
当局部或抽样检查发现有超标缺陷时 a) 另取两个相同件（如为焊接接头，应为同一焊工所焊的同一批焊接接头）进行相同的检查； b) 如a)要求的两个被检件检查合格，则附加检查所代表的批应视为合格，但有缺陷件应予返修或更换并重新进行检查； c) 如a)要求的两个被检件中任何一件发现有超标缺陷，则针对每个缺陷项应再增加两个相同件进行检查； d) 如c)要求的两个被检件检查合格，则附加检查所代表的批应视为合格，但有缺陷件应予返修或更换并进行重新检查； e) 如c)要求的两个被检件中任何一件发现有超标缺陷，则该批应全部进行检查，不合格者应进行返修或更换并进行重新检查。

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51 （2）工业管道安装的适用规范 工业管道工程主要施工规范(一) GB50235-97适用范围:核能、矿井专用管道以外的所有工业管道
SH 适用范围:石油化工钢制有毒、可燃管道 SH 适用范围:石油化工钛制管道 HG 适用范围:化工行业金属管道 DL 适用范围:火力发电厂和热力网

52 工业管道工程主要施工规范（油气田）（二）
（2）工业管道安装的适用规范 工业管道工程主要施工规范（油气田）（二） SY 适用范围:陆上石油天然气集输站内工艺管道 SY/T 适用范围:天然气净化装置管道 SY 适用范围:油田集输管道 SY 适用范围:天然气集输管道 注：1、SY 不适用于油气田内部脱水装置和站内高温导热油、设备本体管道。 2、SY 不适用于工作压力大于1．6 MPa的石油伴生气管道。

53 质量证明书和合格证。 （3）管道组成件和支承件的验收检验
（A）管道组成件的质量证明文件和材料标识 检查人员应通过审阅合格证、质量证明书、标记和其它证明文件，确信材料和组成件均为规定标准并已经过要求的热处理、检查和试验。 质量证明书和合格证。

54 对于低温和耐腐蚀管道使用的管道组成件，由供货方提供相应的低温冲击韧性试验或晶间腐蚀试验结果的证明资料。
（3）管道组成件和支承件的验收检验 对质量证明书的补充要求： 对于低温和耐腐蚀管道使用的管道组成件，由供货方提供相应的低温冲击韧性试验或晶间腐蚀试验结果的证明资料。 对用于SH3501—2002 适用范围内的极度危害和高度危害介质管道的管子，质量证明书中还应有超声波检测结果合格的证明。 其他管道组成件当设计或采购文件有规定时，应有热处理结果和无损检测报告，合金钢锻件还应有金相分析结果。

55 （3）管道组成件和支承件的验收检验 对质量证明书的补充要求
DL 中要求设计压力大于等于1.6MPa的合金钢管子和管件的质量证明书中有热处理状态说明或金相分析结果，壁厚大于等于12mm的高压合金钢管的冲击韧性试验结果，高压管件的无损检测结果。 SY/T0402中规定：站内工艺管道使用的管件在审核质量证明书时应确认化学成分、热处理后力学性能、无损探伤结果及合金金相分析结果等。 确认标识的可追溯性。

56 （B）外观和尺寸检查 对产品进行100%外观检查。 阀门： 1．制造厂铭牌 2．关闭件位置 3．铸件表面缺陷 4．焊接连接的阀门
（3）管道组成件和支承件的验收检验 （B）外观和尺寸检查 对产品进行100%外观检查。 阀门： 1．制造厂铭牌 2．关闭件位置 3．铸件表面缺陷 4．焊接连接的阀门 5．法兰连接的阀门 6 ．衬里阀门 7 ．阀门的手柄或手轮 8 ．弹簧式安全阀应有铅封，杠杆式安全阀应有重锤的定位装置 9 ．阀门尺寸检查 弹簧支、吊架的弹簧尺寸检查。 现场自制的软垫片。

57 （C）管道组成件的验证性检验和补充性检验
（3）管道组成件和支承件的验收检验 （C）管道组成件的验证性检验和补充性检验 验证性和补充性检验，是在原材料质量证明书齐全的情况下进行必要的一定数量的抽查检验，以确认该材料适用于特定条件下的压力管道。

58 （3）管道组成件和支承件的验收检验 （C）管道组成件的验证性检验和补充性检验
1．根据国家标准或其他行业标准的规定进行阀门压力试验和密封试验，解体检查。 阀门壳体的试验； 阀门的密封试验 高压密封试验； 低压密封试验； 上密封试验； 阀门解体抽查：主要检查阀杆、密封垫片、填料和密封副的加工质量和材质。 阀门的传动装置检查， 阀门焊接坡口表面无损检测。

59 （3）管道组成件和支承件的验收检验 （C）管道组成件的验证性检验和补充性检验
2．合金钢组成件的合金元素分析， 3．特殊用途组成件的无损检测和专项检验： 根据SH3501—2002。 根据DL 。 4．弹簧支吊架的校核性试验等。 管道组成件的分批方法一般以批号为准，当产品无批号时，根据GB50235的规定应以同制造厂、同规格、同型号、同时到货为一批。

60 （D）管道组成件的检验试验状态标识和特殊用途标识 检验试验状态标识 特殊用途标识
（3）管道组成件和支承件的验收检验 （D）管道组成件的检验试验状态标识和特殊用途标识 检验试验状态标识 特殊用途标识

61 4． 焊接工艺规定的技术参数，包括填充材料、焊接位置等；
（4）工业管道预制安装质量检验 （A）预制（制作）过程中的焊接检验 1． 焊接接头的制备和清洗； 2． 预热； 3． 连接前的装配、连接间隙以及内侧对准； 4． 焊接工艺规定的技术参数，包括填充材料、焊接位置等； 5． 焊接清理后的根部焊道(包括外侧和可及内侧)状况，必要时，可辅之以磁粉检测或渗透检测； 6． 焊渣的清除和焊道间的焊接情况； 7． 完工后焊接接头的外观。

62 3．弯管同一断面上最大直径与最小直径之差值（直径变化率）： 4．制作弯管前、后的管子壁厚允许差值（壁厚允许减薄量）。
（4）工业管道预制安装质量检验 （B）弯管质量检验 1．表面质量： 2．结构尺寸： 3．弯管同一断面上最大直径与最小直径之差值（直径变化率）： 4．制作弯管前、后的管子壁厚允许差值（壁厚允许减薄量）。

63 （4）工业管道预制安装质量检验（B）弯管质量检验
5．弯管制作后的热处理要求： 1）碳素钢弯管； 2）中、低合金钢弯管（SH3501规定为铁素体合金钢管）， 3）奥氏体不锈钢弯管； 4）有应力腐蚀的冷弯弯管； 5）未列入规范的钢种（钢号）； 6）热处理后硬度试验、金相检查。

64 （C）夹套管质量检验 1．外观检查； 2．焊接质量； 3．熔体介质用的夹套管； 4．输送剧毒、可燃介质的夹套管；
（4）工业管道预制安装质量检验 （C）夹套管质量检验 1．外观检查； 2．焊接质量； 3．熔体介质用的夹套管； 4．输送剧毒、可燃介质的夹套管； 5．弯曲加工后的内管不圆度和弯曲角度； 6．夹套管内、外管的同心度； 7 ．夹套管法兰组装.

65 （4）工业管道预制安装质量检验 （D）现场安装质量检验
1．管道安装位置的检验 管道的安装坡向和坡度： 1）气体压缩机的入口管道的水平度偏差应小于 1mm/m，并应坡向分液罐一側； 2）离心泵入口管道的坡向应与流体流动方向相反； 3）蒸汽冷凝液管道应坡向排液方向，一般坡度不小于2/1000； 阀门、补偿器、监察管段、膨胀指示器等位置安装 膨胀指示器。 蠕胀测点。

66 （4）工业管道预制安装质量检验 （D）现场安装质量检验
2.管道的固定支架、导向支架和滑动支架的安装。 安装位置 焊接质量。 导向支架和滑动支架的滑动面。 碳钢支吊架与不锈钢或钛管接触处隔离。 弹簧支吊架的弹簧高度。

67 （4）工业管道预制安装质量检验 （D）现场安装质量检验
3．管道连接接头的装配检验 1）焊接连接接头。 2）法兰连接接头 3）管道连接接头的位置检验

68 （5）焊接检验 （A）焊接工艺评定标准(可以参考4708但应执行50236) 1．金属管道。 2．非金属管道。 （B）焊缝表面质量检查
四、工业管道的安装施工与检验 （5）焊接检验 （A）焊接工艺评定标准(可以参考4708但应执行50236) 1．金属管道。 2．非金属管道。 （B）焊缝表面质量检查 外观目视检查 表面无损检测

69 钛、锆及其合金焊缝表面的色泽标准 （5）焊接检验 材料种类 合格色别 不合格色别 钛和钛合金 银白色；金黄色；紫色 蓝色；灰色；黄白色
四、工业管道的安装施工与检验 （5）焊接检验 钛、锆及其合金焊缝表面的色泽标准 材料种类 合格色别 不合格色别 钛和钛合金 银白色；金黄色；紫色 蓝色；灰色；黄白色 锆和锆合金 银白色；淡黄色；浅蓝色 蓝色及更深色 注：钛与钛合金焊缝在低温氧化条件下出现表面出现蓝色时，如经酸洗可去除则为合格。

70 四、工业管道的安装施工与检验 （5）焊接检验
（C）焊缝内部质量的抽样或局部无损检测 1．抽查比例 A.100%无损检测 做替代性试验的管道； 剧烈循环条件的管道； A1类流体管道； 设计压力大于等于10MPa的B类和A2类管道； 设计压力大于等于4MPa，设计温度高于等于400℃的B类和A2类流体管道； 设计压力大于等于10MPa，设计温度高于等于400℃的C类流体管道； 设计温度低于-29℃的所有流体管道，设计文件规定应100%无损检测的管道。 钛管道 B.抽样或局部射线检测

71 抽样检验时，应对每一焊工所焊的焊缝按规定的比例进行抽查，检验位置应由施工单位和建设单位的质检人员共同确定。
（5）焊接检验 （C）焊缝内部质量的抽样或局部无损检测 2．抽查方法 抽样检验时，应对每一焊工所焊的焊缝按规定的比例进行抽查，检验位置应由施工单位和建设单位的质检人员共同确定。 3．累进检验 当焊缝经检测发现有不允许缺陷时，除有缺陷的焊缝应返修外，还应对该焊工所焊的焊缝加倍检验.

72 （5）焊接检验 （C）焊缝内部质量的抽样或局部无损检测 4．焊缝缺陷的无损检测评定标准 射线检测 超声波检测 合格标准

73 铜及铜合金镍及镍合金 Ⅰ级 II级 III级 不要求 铝及铝合金 Ⅰ级 II级 III级 不要求 工业纯钛 超声波检测
（5）焊接检验 （C）焊缝内部质量的抽样或局部无损检测 4．焊缝缺陷的无损检测评定标准 有色金属管道的焊缝内部质量要求 射线检测 质量分级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 铜及铜合金镍及镍合金 Ⅰ级 II级 III级 不要求 GB3323 铝及铝合金 Ⅰ级 II级 III级 不要求 GB 附录EI 工业纯钛 GB 附录F 合格级 不要求 超声波检测 GB I级 II级 不要求

74 1．对焊接线能量有规定的焊缝，施焊时应测量电弧电压、焊接电流及焊接速度并记录； 2．当对焊缝层次有明确规定时，应检查焊接层数；
（5）焊接检验 （D）焊接记录 单线图：对有无损检测要求的焊缝，竣工图上应标明焊缝编号、无损检测方法、局部无损检测焊缝的位置、底片编号、热处理焊缝位置及编号、焊缝补焊位置及焊工代号 焊接工作记录： 1．对焊接线能量有规定的焊缝，施焊时应测量电弧电压、焊接电流及焊接速度并记录； 2．当对焊缝层次有明确规定时，应检查焊接层数； 3．对层间温度有明确规定的焊缝，应检查记录层间温度；

75 检查范围包括焊缝及热影响区，热影响区的硬度检查应尽可能接近焊缝的边缘，对基体材料的硬度检查应尽可能在变形量较大的部位。
（5）焊接检验 （E）焊后热处理检验 硬度检查应符合GB/T 的规定。 检查范围包括焊缝及热影响区，热影响区的硬度检查应尽可能接近焊缝的边缘，对基体材料的硬度检查应尽可能在变形量较大的部位。

76 （6）压力试验 （A）压力试验前的资料审查 （B）试验介质和替代性检验 试验介质 液压试验 气压试验 替代性无损检验 （C）脆性材料
四、工业管道的安装施工与检验 （6）压力试验 （A）压力试验前的资料审查 （B）试验介质和替代性检验 试验介质 液压试验 气压试验 替代性无损检验 （C）脆性材料 （D）试验温度

77 四、工业管道的安装施工与检验 （6）压力试验 （E）试验压力 液压试验的试验压力 气压试验的试验压力

78 管道的设计温度高于试验温度时试验压力换算
四、工业管道的安装施工与检验 （6）压力试验 管道的设计温度高于试验温度时试验压力换算 PS=kP[σ]1/[σ]2； 式中：PS —试验压力（表压）（MPa） P—设计压力（表压）（MPa） K—系数，液压试验为1.5；气压试验为1.15。 [σ]1—试验温度下的管材许用应力（MPa） [σ]2—设计温度下的管材许用应力（MPa） 当[σ]1/[σ]2＞6.5时，取6.5。

79 σ= PS[D0－（tsn－C）] ／2（tsn－C）
四、工业管道的安装施工与检验 （6）压力试验 当PS在试验温度下产生超过材料屈服强度的应力时，应将试验压力降至不超过屈服强度时的最大压力。 试验条件下等材料周向应力计算 σ= PS[D0－（tsn－C）] ／2（tsn－C） 式中： σ— 在试验条件下的材料周向应力（MPa） PS—试验压力（MPa） D0—管子外径（mm） tsn—直管名义厚度（mm） C—所有厚度附加量之和（mm）

80 （7）管道系统试运行 （A）试运行前的管道内部清理 一般施工程序 化学清洗： 脱脂：（有专门的规范） 管道清洗前条件确认 管道压力试验已完成
四、工业管道的安装施工与检验 （7）管道系统试运行 （A）试运行前的管道内部清理 一般施工程序 化学清洗： 脱脂：（有专门的规范） 管道清洗前条件确认 管道压力试验已完成 清洗用的临时管路所用的材料均有质量证明书 吹洗施工方案已编制，并经审查批准 清洗用的临时加固措施安全可靠，临时盲板、临时短管加置正确，记录完整 吹洗介质能满足清洗需要 技术交底已经进行

81 管道内部清理的合格标准 1．人工清扫 2．水冲洗:流速1.5m/s以上目检 3．油冲洗流速1.5m/s以上连续时间 4h 滤网
四、工业管道的安装施工与检验 （7）管道系统试运行 （A）试运行前的管道内部清理 管道内部清理的合格标准 1．人工清扫 2．水冲洗:流速1.5m/s以上目检 3．油冲洗流速1.5m/s以上连续时间 4h 滤网 4．空气或蒸汽吹扫 1）空气吹扫:流速1.5m/s以上靶板检查 2）蒸汽吹扫流速1.5m/s以上靶板检查

82 1）各清洗程序要求按时取样分析，测定溶液PH值，酸碱浓度及铁离子含量等值； 2）在充氮保护前，应将管道割开不少于三处抽样检查清洗效果；
四、工业管道的安装施工与检验 （7）管道系统试运行 （A）试运行前的管道内部清理 5．化学清洗 化学清洗质量检验要求如下： 1）各清洗程序要求按时取样分析，测定溶液PH值，酸碱浓度及铁离子含量等值； 2）在充氮保护前，应将管道割开不少于三处抽样检查清洗效果； 3）清洗质量合格标准 ①管内表面目视无锈迹和氧化斑迹，无杂质、水垢，并呈金属光泽。 ②钝化质量可以蓝点检验法对钝化膜进行检查，用检验液一滴点于钝化表面，以15分钟内出现的蓝点少于8点为合格。检验液的配方为：盐酸5%；硫酸1%；铁氰化钾5%；蒸馏水89%。

83 1）用清洁干燥的白色滤纸擦拭脱脂件表面，以无油脂痕迹为合格； 2）用波长320～380μm 紫外光检查脱脂件表面，以无油脂萤光为合格；
四、工业管道的安装施工与检验 （7）管道系统试运行（A）试运行前的管道内部清理 6．脱脂 检查脱脂情况可用以下几种方法进行： 1）用清洁干燥的白色滤纸擦拭脱脂件表面，以无油脂痕迹为合格； 2）用波长320～380μm 紫外光检查脱脂件表面，以无油脂萤光为合格； 3）用无油蒸汽吹扫脱脂件，在其冷凝液中放入直径1mm 的纯樟脑丸，以樟脑丸不停旋转为合格； 4）用浓硝酸脱脂时，脱脂后的酸液中有机物含量不得大于0.03%； 5）用有机溶剂进行精脱脂后的溶液分析结果含油量不得大于350mg/L； 6）用碱液脱脂时，必须用无油清水冲洗至中性，然后干燥

84 （B）管道系统泄漏性试验 对可燃和有毒介质管道作泄漏性试验 泄漏量试验。 泄漏性试验。 卤素、氦气、氨气或其他方法泄漏性试验。
四、工业管道的安装施工与检验 （7）管道系统试运行 （B）管道系统泄漏性试验 对可燃和有毒介质管道作泄漏性试验 泄漏量试验。 泄漏性试验。 卤素、氦气、氨气或其他方法泄漏性试验。 真空系统真空度试。

85 （（C）管道系统试运行 管道热、冷紧的温度要求
四、工业管道的安装施工与检验 （（C）管道系统试运行 管道热、冷紧的温度要求 管道设计温度℃ 一次热、冷紧温度℃ 二次热、冷紧温度℃ 250～ 设计温度 — ＞ 设计温度 -20～ 设计温度 — ＜ 设计温度 管道螺栓的热紧或冷紧应在保持工作温度二小时后进行。紧固时的管内压力应根据设计压力确定，当设计压力≤6MPa，热态紧固时的最大内压为0.3MPa，当设计压力＞6MPa时，热态紧固的最大内压为0.5Mpa。管道螺栓冷紧时均应卸压操作。