壓力管道安全知識-壓力管道基本概念

第頁壓力管道安全知識壓力管道基本概念〔一〕管道的概念

依據(jù)國家標準《工業(yè)金屬管道制定規(guī)范》GB50316-20的規(guī)定，管道是由管道組成件、管道支吊架等組成，用以輸送、分配、混合、分開、排放、計量或控制流體流動。

國家標準《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50235-97的定義是：由管道組成件和管道支承件組成，用以輸送、分配、混合、分開、排放、計量、控制和制止流體流動的管子、管件、法蘭、螺栓連接、墊片、閥門和其他組成件或受壓部件的裝配總成。

按流體與制定條件劃分的多根管道連接成的一組管道稱之為“管道系統(tǒng)〞或“管系〞。

上述定義包涵兩個含義：

〔A〕管道的作用：是用以輸送、分配、混合、分開、排放、計量、控制和制止流體流動。

1〕流體：在有些標準中稱為介質。流體可按狀態(tài)或性質進行分類。

a〕按狀態(tài)分：

氣體；

液體；

液化氣體：是指在一定壓力下呈液態(tài)存在的氣體；

漿體：是指可燃、易爆、有毒和有腐蝕性的漿體介質。

b〕按性質分：

火災危險性；是指可燃介質引起燃燒的危險性，分為可燃氣體、液化氣體和可燃液體。有甲、乙、丙三類。

爆炸性；與空氣混合后可能發(fā)生爆炸的可燃介質或在高溫、高壓下可能引起爆炸的非可燃介質。

毒性；按GB5044分級。有劇毒〔極度危害〕和有毒〔高度危害、中毒危害和輕度危害〕兩大類四個級別。

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。

2〕輸送流體：依靠外界的動力〔利用流體輸送機械如壓縮機、泵等給予的動能〕或流體本身的驅動力〔如介質本身的壓力〕將管道源頭的流體輸送到管道的終點。

3〕分配流體：通過管系中的支管將流體分配到制定規(guī)定的多個預定的設備或用戶。

4〕混合流體：將管系中來自不同支管中的流體在管道中進行混合，如稀釋等。

5〕分開流體：將管道內部不同狀態(tài)的流體通過支管進行分開，如汽液分開、油水分開等。

6〕排放流體：將管道內部流體通過支管進行排放，如超壓放空、排放被分開的流體等。

7〕計量流體：通過設置于管道系統(tǒng)中的計量儀表對輸送、分配的流體進行計量，如測量流量、壓力、溫度和粘度等。

8〕控制流體：通過設置于管道系統(tǒng)中的控制元件對管內流體的流動進行控制，如調壓、減溫、流體分配和切斷等。

〔B〕管道的構成：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、閥門以及管道特別件。所謂管道特別件，是指非一般標準組成件。是按工程制定條件特別制造的管道組成件，包括膨脹節(jié)、特別閥門、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構的總稱，但不包括土建的結構。有固定支架、滑動支架、剛性吊架、導向架、限位架和彈簧支吊架等。在國家標準GB50235-97《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(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：指將負荷從管子或管道附著件上傳遞到支承結構或設備上的元件，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。

管道組成件和支承件在我國現(xiàn)行壓力管道法規(guī)中也統(tǒng)稱為壓力管道元件。

〔二〕壓力管道的概念：

壓力管道是管道中的一部分。從廣義上理解，所謂壓力管道，應當是指所有承受內壓或外壓的管道，無論其管內介質如何。但從我國頒發(fā)《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》以后，“壓力管道〞便成為受監(jiān)察管道的專用名詞。在《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》第二條中將壓力管道定義為：“在生產(chǎn)、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危險性較大的特種設備〞，國務院23年6月1日頒發(fā)實施的《特種設備安全監(jiān)察條例》中，將壓力管道進一步明確為“利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa〔表壓〕的氣體、液化氣體、蒸汽介質或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性，最高工作溫度高于或者等于標準渄點的液體介質，且公稱直徑大于25mm的管道〞。這就是說，現(xiàn)在所說的“壓力管道〞，不但是指其管內或管外承受壓力，而且其內部輸送的介質是“氣體、液化氣體和蒸汽〞或“可能引起燃爆、中毒或腐蝕的液體〞物質。這里所謂能燃爆、能中毒或有腐蝕性，具有如下內涵：

介質的燃爆性：即介質具有可燃性和爆炸性，在一定條件下能引起燃燒或爆炸，釀成火災和破壞。這些介質包括可燃氣體、液化烴和可燃液體等有火災危險性的物質，也包括容易引起爆炸的高溫高壓介質如蒸汽、超過標準沸點的高溫熱水、壓縮空氣和其他壓縮氣體等。其中，可燃介質的火災危險性依據(jù)《石油化工企業(yè)制定防火規(guī)范》GB50160和《建筑制定防火規(guī)范》GBJ16，共分為甲、乙、丙三類。

其中甲、乙類可燃氣體與空氣混合物的爆炸下限〔體積〕分別規(guī)定為：

甲類可燃氣體：＜10%；

乙類可燃氣體：≥10%。

甲、乙和丙類可燃液體的分類見表1.

注：閃點低于450C的液體稱為易燃液體；閃點低于環(huán)境溫度的液體稱為易爆液體。

在GBJ16的規(guī)定中，屬于甲類火災危險性的可燃介質〔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致自燃或爆炸的物質；常溫下受到水或蒸汽作用能產(chǎn)生氣體并引起燃燒或爆炸的物質；遇酸、受熱、撞擊、摩擦、催化及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，極易引起燃燒或爆炸的強氧化劑；受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機物接觸時能引起燃燒或爆炸的物質；以及在密閉設備內操作溫度等于或超過物質本身自燃點的生產(chǎn)。屬于乙類火災危險性的介質主要是指不屬于甲類火災危險性的氧化劑和化學易燃固體，以及助燃氣體。

〔B〕介質的毒性：即介質具有使人中毒的特性。當這些介質被人吸入或與人體接觸后，能對人體造成傷害，甚至死亡。依據(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、致癌性和最高同意濃度等六項指標，共分為極度危害、高度危害、中度危害和輕度危害四個等級。

極度危害介質有時也稱之為“劇毒介質〞，高度、中度和輕度危害介質則統(tǒng)稱為“有毒介質“。劇毒介質〔流體〕在我國國家標準《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50235-97中的解釋是：如有極少量這類物質泄漏到環(huán)境中，被人吸入或與人體接觸，即使迅速治療，也能對人體造成嚴重的和難以治療的傷害的物質。相當于現(xiàn)行國家標準《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》GB5044中錯誤！未找到引用源。級危害程度〔極度危害〕的毒物。據(jù)此可以將劇毒介質理解為就是極度危害介質。而有毒介質在標準中的解釋是：這類物質泄漏到環(huán)境中，被人吸入或與人體接觸，如治療及時不致于對人體造成不易恢復的危害。

不過，毒性程度相同的毒物，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，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的例子。而在《石油化工有毒、可燃介質管道工程施工及驗收規(guī)范》SH3501-22的管道分級中，苯則被與高度危害介質同等對待。列入SHB級之中。相反，丙烯腈、光氣、二硫化碳和氟化氫等四種高度危害介質則在SH3501-22中被與極度危害介質同樣看待，列入SHA級管道之中。這不但對施工質量標準和在用管道的檢驗要求有影響，同時對具體工程施工時劃分許可證級別也是有影響的。如承當有苯介質的管道安裝工作時，假設苯被視為極度危害介質，施工單位應持GC1級安裝許可證，而假設作為高度危害介質時，則持證級別與管道的制定壓力和制定溫度有關。

關于這個問題的理解可以從毒物危害性分級的原則進行解釋：國家標準《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羅列常見的56種毒物在某些行業(yè)中的危害程度分級進行表達的。但該標準同時指出：對接觸同一毒物的其他行業(yè)〔該標準表2中未列出的〕的危害程度，可依據(jù)車間空氣中的毒物濃度、中毒患病率、接觸時間的長短，劃定級別。凡車間空氣中毒物濃度常常達到TJ36—79《工業(yè)企業(yè)制定衛(wèi)生標準》中所規(guī)定的最高容許濃度值，而其患病率或癥狀發(fā)生率低于本分級標準中相應的值，可降低一級。所以，對每種具體物質，國家標準和專業(yè)標準在劃分危害等級時存在差異是正常的。因為除了致癌性和空氣中最高容許濃度外，其他四項指標都與生產(chǎn)過程和操作特點有關。石油、化工和石油化工等以管道輸送介質為主的生產(chǎn)過程，有毒物質處于連續(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，或因常常性泄漏引起職業(yè)性慢性危害的機率，通常要低于開放性生產(chǎn)過程。因此，在壓力管道制定時具體確定毒物危害等級應主要以車間空氣中毒物濃度、中毒患病率、接觸時間長短來劃定。

上面提到的毒物危害性分級指標中，關于車間空氣中毒物的最高同意濃度規(guī)定如下：

極度危害：最高同意濃度小于0.1mg/m3；

高度危害：最高同意濃度為0.1mg/m31.0mg/m3.

依據(jù)《工業(yè)企業(yè)制定衛(wèi)生標準》〔TJ36—79〕的規(guī)定，苯、丙烯腈、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)大氣中的最高同意濃度見表2：

由表2可見，苯在車間空氣中的最高同意濃度遠遠高于極度危害介質。同時，依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)中管道輸送的連續(xù)性、密閉性特點，以及苯與操作人員的接觸時間長短和中毒患病率的狀況分析，苯也不應屬于極度危害介質的范圍。所以，實際工作中確定介質的毒害程度應以制定文件確定的毒物性質或制定文件中指明的施工驗收規(guī)范為準。

另外，關于接觸時間長短我國尚未制定有關標準，美國政府工業(yè)衛(wèi)生專家會議〔ACGIH〕推舉的三種接觸閾限值可作為參照：

1〕以正常8小時工作日或40小時工作周的時間加權平均限值為指標，在此濃度下，反復接觸對全部人員都不致產(chǎn)生不良影響；

2〕以短時間接觸〔每次不超過15分鐘，天天不超過4次，每次間隔不少于1小時〕的時間加權平均限值為指標，在此濃度下，人短時間連續(xù)接觸不致引起刺激作用、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顯然降低等；

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，如酸、堿以及其它能引起材料損害的流體如氫、硫化氫等。

〔三〕壓力管道的安全監(jiān)察范圍

依據(jù)《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》，屬于安全監(jiān)察范圍的壓力管道是具備以下條件之一的壓力管道及其附屬設施、安全保護裝置等。

1〕毒性程度為極度危害的介質，不管壓力，溫度及狀態(tài)；

2〕火災危險性為甲、乙類的介質，不管壓力、溫度及狀態(tài)；

3〕最高工作壓力大于、等于0.1MPa的氣〔汽〕體、液化氣體介質，未規(guī)定性質及溫度，但《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》中規(guī)定不屬于監(jiān)察范圍的除外。

4〕最高工作壓力大于、等于0.1MPa的易燃、易爆、有毒，有腐蝕性介質或最高工作溫度高于、等于標準沸點的液體介質。

《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》中規(guī)定以下四類管道不屬于監(jiān)察范圍：

a〕設備本體所屬管道。

b〕軍事裝備，交通工具和核裝置中的管道。

c〕無毒、不可燃、無腐蝕性的氣體，公稱直徑小于150mm且最高工作壓力小于1.6MPa的管道。

這里，所謂壓力管道所屬設施及安全保護裝置的定義是：

a〕