壓力管道管理

壓力管道管理TTAstandardizationoffice【TTA5AB-TTAK08-TTA2C】壓 力 管 道 管 理一、壓力管道的基本知識1、壓力管道的定義和主要特點(diǎn)在國際上，管道運(yùn)輸是與鐵路、公路、水運(yùn)、航空并列的五大運(yùn)輸方式之一。壓力管道是在一定溫度和壓力下，用于運(yùn)輸流體介質(zhì)的特種設(shè)備，廣泛用于石油化工；冶金、電力等行業(yè)生產(chǎn)及城市燃?xì)夂凸嵯到y(tǒng)等公眾生活之中。這些介質(zhì)有些是具有爆炸危險(xiǎn)性、毒性或?qū)Νh(huán)境有破壞性，一旦泄漏將會造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境污染和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，有時(shí)還會影響人民的生活。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展及城市燃?xì)夂蜔崃芫W(wǎng)的普及，各類管道的數(shù)量不斷增加，特別是運(yùn)輸可燃性、易爆性及對人體和環(huán)境有害性介質(zhì)的壓力管道的數(shù)量逐年遞增，這也使發(fā)生事故的可能性增大。我國從1996年開始，正式對壓力管道的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、檢驗(yàn)、維修改造等七個(gè)環(huán)節(jié)像鍋爐壓力容器一樣實(shí)施安全監(jiān)察?！稐l例》明確壓力管道是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于（表壓）的氣體、液化氣體、蒸汽介質(zhì)或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體介質(zhì)，且公稱直徑大于25mm的管道。其設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、檢驗(yàn)、修理、改造等環(huán)節(jié)要得到政府特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部們的嚴(yán)格監(jiān)管。2、壓力管道的分類為了便于對我國壓力管道的管理，我們將壓力管道按其用途劃分為工業(yè)管道、公用管道和長輸管道。工業(yè)管道一一是指工業(yè)企業(yè)所屬的用于運(yùn)輸工藝介質(zhì)的工藝管道、公用工程管道和其他輔助管道。工業(yè)管道主要集中在石化煉油、冶金、化工、電力等行業(yè)。公用管道一一是指城鎮(zhèn)范圍內(nèi)用于公用事業(yè)或民用的燃?xì)夤艿篮蜔崃艿?。長輸管道一一是指產(chǎn)地、儲存庫、使用單位之間的用于運(yùn)輸商品介質(zhì)的管道，主要是原油管道、天然氣管道、油田集輸管道和成品油管道。3、壓力管道的組成及結(jié)構(gòu)壓力管道由管道組成件、管道支吊架（管道支承件）等組成，是管子、管件、法蘭、螺栓連接、墊片、閥門、其他組成件或受壓部件和支承件的裝配總成。1）管道組成件：指用于連接或裝配成管道的元件，包括管子、管件、法蘭、墊片、緊固件、閥門以及管道特殊件。所謂管道特殊件，是指非普通標(biāo)準(zhǔn)組成件。是按工程設(shè)計(jì)條件特殊制造的管道組成件，包括膨脹節(jié)、特殊閥門、爆破片、阻火器、過濾器、撓性接頭及軟管等。2）管道支吊架：用于支承管道或約束管道位移的各種結(jié)構(gòu)的總稱，但不包括土建的結(jié)構(gòu)。有固定支架、滑動支架、剛性吊架、導(dǎo)向架、限位架和彈簧支吊架等。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB50235-97《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中也稱為管道支承件，包括管道安裝件和附著件。a）管道安裝件：指將負(fù)荷從管子或管道附著件上傳遞到支承結(jié)構(gòu)或設(shè)備上的元件，包括吊桿、彈簧支吊架、斜拉桿、平衡錘、松緊螺栓、支撐桿、鏈條、導(dǎo)軌、錨固件、鞍座、墊板、滾柱、托座和滑動支架等。b）附著件：用焊接、螺栓連接或夾緊方法附裝在管子上的零件，包括管吊、吊（支）耳、圓環(huán)、夾子、吊夾、緊固夾板和裙式管座等。二、壓力管道的安全知識（一）壓力管道的安全知識1、壓力管道設(shè)計(jì)類別、級別的劃分：（1）長輸管道為GA類，級別劃分為：A、符合下列條件之一的長輸管道為GA1級：a輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力P〉的管道；b輸送有毒、可燃、易爆液體介質(zhì)，輸送距離（指產(chǎn)地、儲存庫、用戶間的用于輸送商品介質(zhì)管道的直接距離）三200km且管道公稱直徑DN三300mm的管道；c輸送槳體介質(zhì)，輸送距離三50km且管道公稱直徑DNN150mm的管道；B、符合下列條件之一的長輸管道為GA2級：a輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力PW的管道；bGA1（b）范圍以外的管道；cGA1（c）范圍以外的管道。C、公用管道為GB類，級別劃分為：aGB1：燃?xì)夤艿?；bGB2:熱力管道。D、工業(yè)管道為GC類，級別劃分為：a符合下列條件之一的工業(yè)管道為GC1級：（1）輸送GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》中，毒性程度為極度危害介質(zhì)的管道；（2）輸送GB50160《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及GBJ16《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定的火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲、乙類可燃?xì)怏w或甲類可燃液體介質(zhì)且設(shè)計(jì)壓力P三的管道；（3）輸送可燃流體介質(zhì)、有毒流體介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力PN且設(shè)計(jì)溫度大于等于400℃的管道；（4）輸送流體介質(zhì)且設(shè)計(jì)壓力P三的管道。b、符合下列條件之一的工業(yè)管道為GC2級：（1）輸送GB50160《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及GBJ16《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定的火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲、乙類可燃?xì)怏w或甲類可燃液體介質(zhì)且設(shè)計(jì)壓力P〈的管道；（2）輸送可燃流體介質(zhì)、有毒流體介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力P〈且設(shè)計(jì)溫度大于等于400℃的管道；（3）輸送非可燃流體介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力P〈且設(shè)計(jì)溫度＜400℃的管道。（二）、管道介質(zhì)的分類、危害程度和火災(zāi)危險(xiǎn)性劃分壓力管道不但是指其管內(nèi)或管外承受壓力，而且其內(nèi)部輸送的介質(zhì)是“氣體、液化氣體和蒸汽”或“可能弓|起燃爆、中毒或腐蝕的液體”物質(zhì)。這里所謂能燃爆、能中毒或有腐蝕性，具有如下內(nèi)涵：a、介質(zhì)的燃爆性：即介質(zhì)具有可燃性和爆炸性，在一定條件下能弓I起燃燒或爆炸，釀成火災(zāi)和破壞。這些介質(zhì)包括可燃?xì)怏w、液化烴和可燃液體等有火災(zāi)危險(xiǎn)性的物質(zhì)，也包括容易弓I起爆炸的高溫高壓介質(zhì)如蒸汽、超過標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的高溫?zé)崴?、壓縮空氣和其他壓縮氣體等。其中，可燃介質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16,共分為甲、乙、丙三類。其中甲、乙類可燃?xì)怏w與空氣混合物的爆炸下限（體積）分別規(guī)定為：甲類可燃?xì)怏w：＜10%；乙類可燃?xì)怏w：三10%。甲、乙和丙類可燃液體的分類見表3-1。表3-1液化烴、可燃液體的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類類?別類?別名稱特?征甲類A液化烴15度時(shí)蒸汽壓力＞的烴類液體及其他類似液體甲類B可燃液體甲A以外的可燃液體，閃點(diǎn)＜28度乙類A可燃液體閃點(diǎn)三28度至^45度乙類B可燃液體閃點(diǎn)＞45度至＜60度丙類A可燃液體閃點(diǎn)三600C至W1200C丙類B可燃液體閃點(diǎn)＞1200C注：閃點(diǎn)低于450C的液體稱為易燃液體；閃點(diǎn)低于環(huán)境溫度的液體稱為易爆液體在GBJ16的規(guī)定中，屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性的可燃介質(zhì)（或生產(chǎn)過程）還有：常溫下能自行分解或在空氣中氧化即能導(dǎo)致自燃或爆炸的物質(zhì)；常溫下受到水或蒸汽作用能產(chǎn)生氣體并弓1起燃燒或爆炸的物質(zhì)；遇酸、受熱、撞擊、摩擦、催化及遇有機(jī)物或硫磺等易燃的無機(jī)物，極易弓I起燃燒或爆炸的強(qiáng)氧化劑；受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機(jī)物接觸時(shí)能弓I起燃燒或爆炸的物質(zhì)；以及在密閉設(shè)備內(nèi)操作溫度等于或超過物質(zhì)本身自燃點(diǎn)的生產(chǎn)。屬于乙類火災(zāi)危險(xiǎn)性的介質(zhì)主要是指不屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性的氧化劑和化學(xué)易燃固體，以及助燃?xì)怏w。b、介質(zhì)的毒性：即介質(zhì)具有使人中毒的特性。當(dāng)這些介質(zhì)被人吸入或與人體接觸后，能對人體造成傷害，甚至死亡。根據(jù)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》GB5044的規(guī)定，毒物按急性毒性、急性中毒發(fā)病狀況、慢性中毒患病狀況、慢性中毒后果、致癌性和最高允許濃度等六項(xiàng)指標(biāo)，共分為極度危害、高度危害、中度危害和輕度危害四個(gè)等級。極度危害介質(zhì)有時(shí)也稱之為“劇毒介質(zhì)”，高度、中度和輕度危害介質(zhì)則統(tǒng)稱為“有毒介質(zhì)”。劇毒介質(zhì)（流體）在我國國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50235-97中的解釋是：如有極少量這類物質(zhì)泄漏到環(huán)境中，被人吸入或與人體接觸，即使迅速治療，也能對人體造成嚴(yán)重的和難以治療的傷害的物質(zhì)。相當(dāng)于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》GB5044中I級危害程度（極度危害）的毒物。據(jù)此可以將劇毒介質(zhì)理解為就是極度危害介質(zhì)。而有毒介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)中的解釋是：這類物質(zhì)泄漏到環(huán)境中，被人吸入或與人體接觸，如治療及時(shí)不致于對人體造成不易恢復(fù)的危害。對于毒性程度相同的有毒物質(zhì)，在具體如何對待的問題上各行業(yè)也存在差異。如苯在《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》GB5044中被列入極度危害介質(zhì)，在《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》的解析中也作為極度危害介質(zhì)的例子。而在《石油化工有毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》SH3501-2002的管道分級中，苯則被與高度危害介質(zhì)同等對待。列入SHB級之中。相反，丙烯睛、光氣、二硫化碳和氟化氫等四種高度危害介質(zhì)則在SH3501-2002中被與極度危害介質(zhì)同樣看待，列入SHA級管道之中。這不但對施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和在用管道的檢驗(yàn)要求有影響，同時(shí)對具體工程施工時(shí)劃分許可證級別也是有影響的。如承擔(dān)有苯介質(zhì)的管道安裝工作時(shí)，若苯被視為極度危害介質(zhì)，施工單位應(yīng)持GC1級安裝許可證，而若作為高度危害介質(zhì)時(shí)，則持證級別與管道的設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度有關(guān)。對于這個(gè)問題的理解可以從毒物危害性分級的原則進(jìn)行解釋：國家標(biāo)準(zhǔn)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》GB5044-85對具體毒物的分級是以列舉常見的56種毒物在某些行業(yè)中的危害程度分級進(jìn)行表達(dá)的。但該標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)指出：對接觸同一毒物的其他行業(yè)（該標(biāo)準(zhǔn)表2中未列出的）的危害程度，可根據(jù)車間空氣中的毒物濃度、中毒患病率、接觸時(shí)間的長短，劃定級別。凡車間空氣中毒物濃度經(jīng)常達(dá)到TJ36—79《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中所規(guī)定的最高容許濃度值，而其患病率或癥狀發(fā)生率低于本分級標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的值，可降低一級。所以，對每種具體物質(zhì)，國家標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在劃分危害等級時(shí)存在差異是正常的。因?yàn)槌酥掳┬院涂諝庵凶罡呷菰S濃度外，其他四項(xiàng)指標(biāo)都與生產(chǎn)過程和操作特點(diǎn)有關(guān)。石油、化工和石油化工等以管道輸送介質(zhì)為主的生產(chǎn)過程，有毒物質(zhì)處于連續(xù)、密閉狀況下流動，其危害程度取決于因事故致使毒物與人體接觸，或因經(jīng)常性泄漏弓I起職業(yè)性慢性危害的機(jī)率，通常要低于開放性生產(chǎn)過程。因此，在壓力管道設(shè)計(jì)時(shí)具體確定毒物危害等級應(yīng)主要以車間空氣中毒物濃度、中毒患病率、接觸時(shí)間長短來劃定。上面提到的毒物危害性分級指標(biāo)中，關(guān)于車間空氣中毒物的最高允許濃度規(guī)定如下：極度危害：最高允許濃度小于0.1mg/m3；高度危害：最高允許濃度為0.1mg/m3~1.0mg/m3。根據(jù)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（TJ36—79）的規(guī)定，苯、丙烯睛、光氣、二硫化碳和氟化氫等五種毒物在車間空氣中和居住區(qū)大氣中的最高允許濃度見表3-2：表3-2幾種毒物的最高允許濃度毒物名稱苯丙烯腈Al/光氣二硫化碳氟化氫車間空氣允許濃度（mg/m3）居住區(qū)大氣允許濃度（日平均mg/m3）（一次）（一次）由表2可見，苯在車間空氣中的最高允許濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于極度危害介質(zhì)。同時(shí)，根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)中管道輸送的連續(xù)性、密閉性特點(diǎn)，以及苯與操作人員的接觸時(shí)間長短和中毒患病率的情況分析，苯也不應(yīng)屬于極度危害介質(zhì)的范圍。所以，實(shí)際工作中確定介質(zhì)的毒害程度應(yīng)以設(shè)計(jì)文件確定的毒物性質(zhì)或設(shè)計(jì)文件中指明的施工驗(yàn)收規(guī)范為準(zhǔn)。另外，關(guān)于接觸時(shí)間長短我國尚未制定有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，美國政府工業(yè)衛(wèi)生專家會議（ACGIH）推薦的三種接觸閾限值可作為參考：1）以正常8小時(shí)工作日或40小時(shí)工作周的時(shí)間加權(quán)平均限值為指標(biāo)，在此濃度下，反復(fù)接觸對全部人員都不致產(chǎn)生不良影響；2）以短時(shí)間接觸（每次不超過15分鐘，每天不超過4次，每次間隔不少于1小時(shí)）的時(shí)間加權(quán)平均限值為指標(biāo)，在此濃度下，人短時(shí)間連續(xù)接觸不致弓I起刺激作

用、慢性或不可逆組織病理變化、麻醉而增加意外傷害、自救能力減退或工作效率明顯降低等；3）上限值是指即使在瞬間也不得超過的最高濃度。（C）介質(zhì)的腐蝕性：是指能灼傷人體組織并對管道材料造成損壞的物質(zhì)，如酸、堿以及其它能弓I起材料損害的流體如氫、硫化氫等。為了加強(qiáng)對壓力管道設(shè)計(jì)單位的質(zhì)量監(jiān)督和安全監(jiān)察，確保壓力管道的設(shè)計(jì)質(zhì)量，根據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條件》、《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》及《壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)單位資格許可與管理規(guī)則》的有關(guān)規(guī)定，從事壓力管道設(shè)計(jì)的單位，必須具有相應(yīng)級別的設(shè)計(jì)資格，取得《壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)許可證》。（三）、工業(yè)管道識別色、識別符號和安全標(biāo)識1基本識別色根據(jù)管道內(nèi)物質(zhì)的一般性能，分為八類，并相應(yīng)規(guī)定了八種基本識別色和相應(yīng)的顏色標(biāo)準(zhǔn)編號及色樣（見表3-3）?；咀R別色標(biāo)識方法工業(yè)管道的基本識別色標(biāo)識方法，使用方應(yīng)從以下五種方法中選擇。a）管道全長上標(biāo)識；b）在管道上以寬為150mm的色環(huán)標(biāo)識；c）在管道上以長方形的識別色標(biāo)牌標(biāo)識；d）在管道上以帶箭頭的長方形識別色標(biāo)牌標(biāo)識；e）在管道上以系掛的識別色標(biāo)牌標(biāo)識。表3-3八種基本識別色和色樣及顏色標(biāo)準(zhǔn)編號當(dāng)采用中b）,c）,d）,e）方法時(shí)，二個(gè)標(biāo)識之間的最小距離應(yīng)為10m。中c),中c),d)e）的標(biāo)牌最小尺寸應(yīng)以能清楚觀察識別色來確定。當(dāng)管道采用中b當(dāng)管道采用中b）,c）,d）e）基本識別色標(biāo)識方法時(shí)，其標(biāo)識的場所應(yīng)該包括所有管道的起點(diǎn)、終點(diǎn)、交叉點(diǎn)、轉(zhuǎn)彎處、閥門和穿墻孔兩側(cè)等的管道上和其他需要標(biāo)識的部位。2識別符號工業(yè)管道的識別符號由物質(zhì)名稱、流向和主要工藝參數(shù)等組成，其標(biāo)識應(yīng)符合下列要求：物質(zhì)名稱的標(biāo)識a）物質(zhì)全稱。例如：氮?dú)狻⒘蛩?、甲醇。b）化學(xué)分子式。例如：N2、H2SO4、CH3OH。物質(zhì)流向的標(biāo)識a二工業(yè)管道內(nèi)物質(zhì)的流向用箭頭表示圖二，如果管道內(nèi)物質(zhì)的流向是雙向的，則以雙向箭頭表示。b二當(dāng)基本識別色的標(biāo)識方法采用中d二和e二時(shí)，則標(biāo)牌的指向就作為表示管道內(nèi)的物質(zhì)流向（見附錄A圖A1中的c）和d二圖二，如果管道內(nèi)物質(zhì)流向是雙向的，則標(biāo)牌指向應(yīng)做成雙向的。物質(zhì)的壓力、溫度、流速等主要工藝參數(shù)的標(biāo)識，使用方可按需自行確定采用。和中的字母、數(shù)字的最小字體，以及中箭頭的最小外形尺寸，應(yīng)以能清楚觀察識別符號來確定。3安全標(biāo)識危險(xiǎn)標(biāo)識a）適用范圍：管道內(nèi)的物質(zhì)，凡屬于GB13690所列的危險(xiǎn)化學(xué)品，其管道應(yīng)設(shè)置危險(xiǎn)標(biāo)識。b）表示方法：在管道上涂150mm寬黃色，在黃色兩側(cè)各涂25mm寬黑色的色環(huán)或色帶（見附錄A），安全色范圍應(yīng)符合GB2893的規(guī)定。c）表示場所：基本識別色的標(biāo)識上或附近。消防標(biāo)識工業(yè)生產(chǎn)中設(shè)置的消防專用管道應(yīng)遵守GB13495-1992的規(guī)定，并在管道上標(biāo)識“消防專用”識別符號。標(biāo)識部位、最小字體應(yīng)分別符合、的規(guī)定。4、壓力管道失效的原因和失效特征壓力管道“失效”一般是指壓力管道不能發(fā)揮原有效能的現(xiàn)象，可分為自然失效和異常失效兩種。由于壓力管道運(yùn)行在內(nèi)部介質(zhì)和周圍環(huán)境的影響之下，不可避免地會產(chǎn)生溫度和壓力循環(huán)、腐蝕、振動以及材料金相組織變化等影響材料性能和連接接頭密封性能的問題，因此任何管道都有一定的使用壽命，自然失效就是在壓力管道達(dá)到使用壽命時(shí)發(fā)生的失效現(xiàn)象。自然失效可以通過定期檢驗(yàn)或失效分析進(jìn)行事先控制，以防止事故的發(fā)生。但是，在用壓力管道由于在設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行中存在各種問題會導(dǎo)致異常失效，造成突發(fā)性破壞事故的發(fā)生。其原因主要有：（A）職工素質(zhì)差，違反操作規(guī)程運(yùn)行，致使運(yùn)行條件惡化，包括超壓、超溫、腐蝕性介質(zhì)超標(biāo)、壓力溫度異常脈動等；使用壓力和溫度是壓力管道設(shè)計(jì)、選材、制造、安裝的依據(jù)。操作壓力和溫度超過規(guī)定將導(dǎo)致管壁應(yīng)力值的增加或材料力學(xué)性能的下降，尤其是在焊縫、法蘭、彎頭、閥門、異徑管、補(bǔ)償器等幾何結(jié)構(gòu)不連續(xù)處的局部應(yīng)力和峰值應(yīng)力會大幅增加，成為蠕變破壞的源頭。過低的操作溫度則會弓I起材料韌性下降，允許的臨界裂紋尺寸減小，從而有可能導(dǎo)致脆性破壞。超溫超壓還會導(dǎo)致管道接頭泄漏。管道往往由于下列原因而產(chǎn)生交變載荷：1）間斷輸送介質(zhì)而對管道反復(fù)加壓和卸壓、升溫和降溫；2）運(yùn)行中壓力波動較大；3）運(yùn)行中溫度發(fā)生周期性變化，使管壁產(chǎn)生反復(fù)性溫度應(yīng)力變化；4）因其它設(shè)備、支承的交變外力和受迫振動。在反復(fù)交變載荷的作用下，管道將發(fā)生疲勞破壞。主要是金屬的低周疲勞，其特點(diǎn)是應(yīng)力較大而交變頻率較低。在幾何結(jié)構(gòu)不連續(xù)的地方和焊縫附近存在應(yīng)力集中，有可能達(dá)到和超過材料的屈服極限。這些應(yīng)力如果交變地加載和卸載，將使受力最大的晶粒產(chǎn)生塑性變形并逐漸發(fā)展為細(xì)微的裂紋。隨著應(yīng)力周期變化，裂紋也會逐步擴(kuò)展，最后導(dǎo)致破壞。交變載荷也會導(dǎo)致管道組成件和焊縫內(nèi)部原有缺陷的擴(kuò)大和管道連接接頭的泄漏。（B）設(shè)計(jì)、制造、施工存在缺陷，如管道柔性不符合要求，材料選用不當(dāng)或用材錯(cuò)誤，存在焊接或冶金超標(biāo)缺陷，焊接或組裝不合理造成應(yīng)力過大，管道支承系統(tǒng)不合理等；管道在投用前存在的原始缺陷會造成材料的低應(yīng)力脆斷。介質(zhì)和環(huán)境的侵害、操作不當(dāng)、維護(hù)不力等原因，往往會引起材料性能惡化、材料損傷或破裂，或使管道連接接頭發(fā)生介質(zhì)泄漏，最終使壓力管道失效，導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸和中毒、窒息等人身事故的發(fā)生。（C）維修失誤，管道上的嚴(yán)重缺陷或損傷未能被檢測發(fā)現(xiàn)，或缺少科學(xué)評價(jià)，以及不合理的維修工藝造成新的缺陷和損傷等；（D）外來損傷造成破壞，如地震、大風(fēng)、洪水、雷擊和其它機(jī)械損傷和人為破壞等。壓力管道的破壞型式很多。按破壞時(shí)的宏觀變形量可分為韌性破壞（延性破壞）和脆性破壞兩大類。按破壞時(shí)材料的微觀斷裂機(jī)制可分為韌窩斷裂、解理斷裂、沿晶斷裂和疲勞斷裂等型式。通常，在現(xiàn)場采用宏觀分類和斷裂特征相結(jié)合的方法進(jìn)行分類，有韌性破壞、脆性破壞、腐蝕破壞、疲勞破壞、蠕變破壞等。（E）腐蝕破壞壓力管道的腐蝕是由于受到內(nèi)部介質(zhì)及外部環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)作用而發(fā)生的破壞。也包括機(jī)械等原因的共同作用結(jié)果。不合理的操作會導(dǎo)致介質(zhì)濃度的變化，加劇腐蝕破壞。壓力管道的腐蝕破壞的形態(tài)有全面腐蝕、局部腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞和氫損傷等。其中應(yīng)力腐蝕往往在沒有先兆的情況下突然發(fā)生，故其危害性更大。壓力管道破壞特征由于管道破壞的起因和型式不同，所以破壞的特征也有所區(qū)別。（A）韌性破壞是材料不存在明顯的缺陷或脆化，而是由于超壓導(dǎo)致的破壞。（B）脆性破壞是管道破壞時(shí)沒有發(fā)生宏觀變形，破壞時(shí)的管壁應(yīng)力也遠(yuǎn)未達(dá)到材料的強(qiáng)度極限，甚至低于屈服極限的破壞現(xiàn)象。通常是由于材料的脆性或嚴(yán)重的缺陷弓［起，如材料的焊接和熱處理工藝不當(dāng)，焊縫存在缺陷以及低溫弓1起的冷脆等。脆性破壞往往是瞬間發(fā)生，并以極快的速度擴(kuò)展。因?yàn)槠涫窃诘蛻?yīng)力下發(fā)生的破壞，故也稱低應(yīng)力破壞。脆性破壞的特征是：1）無明顯的塑性變形。2）破壞時(shí)的應(yīng)力較低。3）材料脆化形成的脆性破壞，其斷口平齊，呈金屬光澤的結(jié)晶狀態(tài)。4）因材料缺陷形成的脆性破壞，其斷口不呈結(jié)晶狀，而出現(xiàn)原始缺陷區(qū)、穩(wěn)定擴(kuò)展的纖維區(qū)、快速擴(kuò)展的放射紋和人字紋區(qū)以及內(nèi)外表面邊緣的剪切唇區(qū)。原始缺陷如是表面裂紋，則會出現(xiàn)深色的銹蝕狀態(tài)，如原始缺陷是內(nèi)部氣孔、夾渣、未焊透等，也會在斷口上觀察到。（C）疲勞破壞是材料長期承受大小和方向都隨時(shí)間而周期變化的交變載荷作用下發(fā)生疲勞裂紋核心，逐漸擴(kuò)展最后形成斷裂的破壞形式。其特征是：1）破壞部位集中在幾何不連續(xù)處或有裂紋類原始缺陷的焊縫處，整體上無塑性變形。2）疲勞破壞的基本形式有爆破或泄漏兩種。前者易發(fā)生在強(qiáng)度高而韌性差的材料中，后者則發(fā)生于強(qiáng)度較低而韌性較好的材料中。3）斷口上有明顯的裂紋產(chǎn)生區(qū)、擴(kuò)展區(qū)和最終斷裂區(qū)。在擴(kuò)展區(qū)，宏觀上有明顯的貝殼狀樹紋，且斷口平齊、光亮。最終斷裂區(qū)一般有放射狀的花紋或人字紋。4）電鏡下觀察疲勞斷口的裂紋擴(kuò)展區(qū)時(shí)，可見到獨(dú)特的疲勞輝紋。（D）蠕變破壞是鋼材在高溫下低于材料屈服強(qiáng)度時(shí)發(fā)生的緩慢持續(xù)的伸長，最后產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象。材料發(fā)生蠕變的過程有減速、恒速和加速三個(gè)階段。恒速階段是控制材料高溫使用壽命的階段。蠕變斷裂是沿晶斷裂，其特征是：1）宏觀斷口呈粗糙的顆粒狀，無金屬光澤。2）表面為氧化層或其他腐蝕物覆蓋。3）管道在直徑方向有宏觀變形，并有沿徑向方向的小蠕變裂紋，甚至出現(xiàn)表面龜裂或穿透管壁而泄漏。4）斷口與壁面垂直，壁厚無減薄，邊緣無剪切唇。（四）、典型案例的分析1、國內(nèi)案例2002年1月1日，黑龍江省大慶市的某洗浴中心突然發(fā)生爆炸，造成6人死亡，5人重傷。事故主要原因是洗浴中心地下天然氣管線嚴(yán)重腐蝕，泄漏的天然氣與屋內(nèi)家用電器啟動產(chǎn)生火花弓［起爆炸。2002年4月3日 四川成都某菜市場內(nèi)一施工的挖掘機(jī)粗魯?shù)貙⒁桓睆綖?59毫米的煤氣管道挖斷，噴發(fā)而出的煤氣突然發(fā)生爆燃，致使挖掘機(jī)當(dāng)場燒毀，多名群眾受重傷，當(dāng)?shù)亟f戶居民停氣。2002年，山東省峰山化工集團(tuán)有限公司金鄉(xiāng)尿素廠，管道泄漏，處理時(shí)，因操作不當(dāng)，致使管道斷裂弓I發(fā)爆炸，死亡6人，受傷6人；2002年12月15日，遼寧省大連市西崗區(qū)林茂溝一巷，因室外煤氣管道安裝年久失修，缺少維護(hù)而泄漏，串入居民樓內(nèi)弓I起人員中毒，死亡7人。2003年11月29日0時(shí)58分，遼寧省沈陽市鐵西區(qū)沈新東路30號，其地下燃?xì)夤艿酪蜍囕v碾壓地基下沉，造成管道環(huán)向開裂，又未及時(shí)進(jìn)行檢查、檢驗(yàn)，造成煤氣泄漏沿下水道竄至辦公樓，遇明火發(fā)生爆炸，死亡1人，受傷2人，直接經(jīng)濟(jì)損失100萬元。2、國外案例1985年6月9日美國內(nèi)華達(dá)州莫哈維電廠一條30英寸直徑的高溫再熱管道破裂，產(chǎn)生一個(gè)6x8英寸的缺口，600磅的蒸汽壓力（溫度達(dá)1000F。）沖向30英尺外休息控制室里的工人，造成6名工人死亡，12人受傷。此外，由于此次事故是在大型管道縱向焊縫中發(fā)生，促使全美國電廠重新評價(jià)他們的管道系統(tǒng)（很多采用與莫哈維相同的系統(tǒng)）。三、壓力管道的管理（一）、壓力管道的生產(chǎn)管理1、壓力管道設(shè)計(jì)和安裝采用設(shè)計(jì)許可證制度GC1級（含GA類+GB類，GC1級+GB類，GA類+GC類，GA類+GB類+GC類等）壓力管道設(shè)計(jì)許可證和安裝許可證，由國家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)、頒發(fā)。GB類、GC2級壓力管道設(shè)計(jì)許可證和安裝許可證，由省級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門批準(zhǔn)、頒發(fā)。許可證的有效期均為4年，有效期滿當(dāng)年，持證單位必須按本規(guī)則的有關(guān)規(guī)定辦理換證手續(xù)。逾期不辦或未被批準(zhǔn)換證，取消設(shè)計(jì)資格，批準(zhǔn)部門注銷原《設(shè)計(jì)許可證》。取得設(shè)計(jì)許可證和安裝許可證的單位，可按批準(zhǔn)的類別、級別、品種在全國范圍內(nèi)從事相應(yīng)的壓力管道設(shè)計(jì)或安裝工作。2、壓力管道元件制造根據(jù)《條例》的規(guī)定，壓力管道用管子、管件、閥門、法蘭、補(bǔ)償器、安全保護(hù)裝置等（以下簡稱壓力管道元件）的制造單位，應(yīng)當(dāng)經(jīng)國務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門許可，方可從事相應(yīng)的活動。根據(jù)國質(zhì)檢特〔2006〕148號《關(guān)于加強(qiáng)壓力管道安全監(jiān)察工作的意見》文件要求，自2006年9月1日起，凡未取得壓力管道制造許可的單位，不得從事壓力管道元件的制造，嚴(yán)格禁止邊取證、邊制造，壓力管道元件未經(jīng)監(jiān)督檢驗(yàn)合格的不得出廠。制造單位應(yīng)當(dāng)保證產(chǎn)品安全性能符合有關(guān)壓力管道安全技術(shù)規(guī)范的要求。首次取證和增項(xiàng)的制造單位，應(yīng)當(dāng)通過試制的產(chǎn)品證明其具有生產(chǎn)符合要求產(chǎn)品的能力。對于安全技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行型式試驗(yàn)的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)經(jīng)型式試驗(yàn)合格。制造單位應(yīng)當(dāng)具備生產(chǎn)符合要求的壓力管道元件產(chǎn)品的能力，其廠房設(shè)施、技術(shù)人員、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工序等資源條件應(yīng)當(dāng)符合《壓力管道元件制造許可規(guī)則》的基本要求：（二）壓力管道使用管理1、使用登記為了加強(qiáng)壓力管道安全監(jiān)察工作，有效預(yù)防和減少壓力管道事故，提高壓力管道使用管理水平，國家質(zhì)檢總局制定了《壓力管道使用登記管理規(guī)則》（試行），自2003年10月1日起實(shí)施。使用壓力管道的單位和個(gè)人（以下統(tǒng)稱使用單位），應(yīng)當(dāng)按照該規(guī)則的規(guī)定辦理壓力管道使用登記。壓力管道使用登記分為登記注冊和登記發(fā)證（證書格式見附件一）兩種形式。使用登記證有效期為6年。國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局負(fù)責(zé)辦理跨?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的長輸管道的使用登記；省級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督行政部門負(fù)責(zé)辦理所轄行政區(qū)域內(nèi)不跨?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的長輸管道的使用登記；省級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督行政部門或其授權(quán)的市（地級）級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督行政部門負(fù)責(zé)辦理所轄行政區(qū)域內(nèi)公用管道和工業(yè)管道的使用登記。使用登記部門內(nèi)設(shè)的負(fù)責(zé)壓力管道安全監(jiān)察的機(jī)構(gòu)（以下簡稱安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)），負(fù)責(zé)壓力管道使用登記的受理、注冊和發(fā)證工作。使用登記程序包括申請、受理、審核（核查）和發(fā)證（注冊）。新建、擴(kuò)建、改建壓力管道在投入使用前或者使用后30個(gè)工作日內(nèi)，使用單位應(yīng)當(dāng)填寫壓力管道使用登記申請書和壓力管道使用注冊登記匯總表（一式3份），攜同下列資料向安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)申請辦理使用登記。壓力管道使用注冊登記匯總表和資料也可以采用電子郵件或軟盤形式提交。A、壓力管道安裝質(zhì)量證明書、壓力管道安裝竣工圖（單線圖）；B、監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)出具的《壓力管道安裝安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)報(bào)告》；C、壓力管道使用單位安全管理制度，事故預(yù)防方案（包括應(yīng)急措施和救援方案等），管理人員和操作人員名單；D、重要壓力管道使用注冊登記表。2、使用管理A、使用單位應(yīng)當(dāng)貫徹執(zhí)行本規(guī)則和有關(guān)壓力管道安全的法律、法規(guī)、國家安全技術(shù)規(guī)范和國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)；配備滿足壓力管道安全所需求的資源條件，建立健全壓力管道安全管理體系，在管理層設(shè)有1名人員負(fù)責(zé)壓力管道安全管理工作。派遣具備相應(yīng)資格的人員從事壓力管道的安全管理、操作和維修工作；B、壓力管道安全管理人員和操作人員應(yīng)當(dāng)經(jīng)安全技術(shù)培訓(xùn)和考核；C、使用單位已經(jīng)建立安全管理制度，對壓力管道的安全管理內(nèi)容做出了明確規(guī)定并有效實(shí)施；D、使用單位已經(jīng)建立壓力管道技術(shù)檔案和壓力管道標(biāo)識管理辦法；E、使用單位的壓力管道安全管理人員和操作人員能夠嚴(yán)格遵守有關(guān)安全法律、法規(guī)、技術(shù)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)的安全生產(chǎn)制度。長輸管道和公用管道使用單位必須制定公共安全教育計(jì)劃并組織實(shí)施，以使用戶、居民和從事相關(guān)作業(yè)的人員了解壓力管道安全知識，提高公共安全意識。輸送可燃、易爆或者有毒介質(zhì)壓力管道的使用單位應(yīng)具備：a事故預(yù)防方案（包括應(yīng)急措施和救援方案）；b巡線檢查制度；c根據(jù)需要建立搶險(xiǎn)隊(duì)伍，并且定期演練。在管理制度中應(yīng)當(dāng)對下列事項(xiàng)作出明確規(guī)定：1、在用壓力管道需要進(jìn)行一般修理、改造時(shí)，其修理、改造方案由使用單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)；2、在用壓力管道需要進(jìn)行重大修理、改造時(shí)，向負(fù)責(zé)使用登記部門的安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)申報(bào)，并由經(jīng)核準(zhǔn)的監(jiān)檢機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn)；3、使用有安全標(biāo)記的壓力管道元件；4、按期進(jìn)行定期檢驗(yàn)。3、壓力管道的檢驗(yàn)檢測和監(jiān)督檢查（1）、壓力管道元件產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)對壓力管道元件制造和安裝過程實(shí)施監(jiān)督檢驗(yàn)，是保證壓力管道安全質(zhì)量、保障壓力管道系統(tǒng)安全的有效措施，按照《壓力管道元件制造監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則（埋弧焊鋼管與聚乙烯管）》（TSGD7001-2005）的規(guī)定，從2006年1月1日起對壓力管道元件中的埋弧焊鋼管和燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕軐?shí)行制造過程監(jiān)督檢驗(yàn)