壓力管道研究

壓力管道研究第一節(jié)壓力管道概述

管道是用管子、管子聯(lián)接件和閥門(mén)等聯(lián)接成的用于輸送氣體、液體或帶固體顆粒的流體的裝置。通常，流體經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、泵和鍋爐等增壓后，從管道的高壓處流向低壓處，也可利用流體自身的壓力或重力輸送。管道的用途很廣泛，主要用在給水、排水、供熱、供煤氣、長(zhǎng)距離輸送石油和天然氣、農(nóng)業(yè)灌溉、水力工程和各種工業(yè)裝置中。壓力管道研究從廣義上理解，壓力管道是指所有承受內(nèi)壓或外壓的管道，無(wú)論其管內(nèi)介質(zhì)如何。壓力管道是管道中的一部分，管道是用以輸送、分配、混合、分離、排放、計(jì)量、控制和制止流體流動(dòng)的，由管子、管件、法蘭、螺栓連接、墊片、閥門(mén)、其他組成件或受壓部件和支承件組成的裝配總稱(chēng)。從我國(guó)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(zhuān)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(xiǎn)性較大的特種設(shè)備”。壓力管道研究國(guó)務(wù)院2003年6月1日頒發(fā)實(shí)施的《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》中，將壓力管道進(jìn)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(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(chēng)直徑大于25mm的管道”。這就是說(shuō)，現(xiàn)在所說(shuō)的“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“可能引起燃爆、中毒或腐蝕的液體”物質(zhì)。壓力管道研究壓力管道的分類(lèi)：壓力管道安裝資格類(lèi)別、級(jí)別的劃分:一、長(zhǎng)輸管道為GA類(lèi)，級(jí)別劃分為：

1、符合下列條件之一的長(zhǎng)輸管道為GA1級(jí)：（1）輸送有毒、可燃、易燃?xì)怏w介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力的管道；（2）輸送有毒、可燃、易爆液體流體介質(zhì)，輸送距離≥200Km且管道公稱(chēng)直徑DN≥300mm的管道；（3）輸送漿體介質(zhì)，輸送距離≥50Km且管道公稱(chēng)直徑DN≥150mm的管道。

2、符合下列條件之一的長(zhǎng)輸管道為GA2級(jí)：（1）輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力的管道;（2）GA1(2)范圍以外的管道；（3）GA1(3)范圍以外的管道。壓力管道研究

二、公用管道為GB類(lèi)，級(jí)別劃分如下：

GB1燃?xì)夤艿溃?/p>

GB2熱力管道。三、工業(yè)管道為GC類(lèi)，級(jí)別劃分如下：

1、符合下列條件之一的工業(yè)管道為GC1級(jí)：（1）輸送GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》中規(guī)定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(lèi)可燃?xì)怏w或甲類(lèi)可燃液體介質(zhì)且設(shè)計(jì)壓力的管道；（3）輸送可燃流體介質(zhì)、有毒流體介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力且設(shè)計(jì)溫度≥400℃的管道；（4）輸送流體介質(zhì)且設(shè)計(jì)壓力的管道。

壓力管道研究2、符合下列條件之一的工業(yè)管道為GC2級(jí)：（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(lèi)可燃?xì)怏w或甲類(lèi)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≥400℃的管道；（3）輸送非可燃流體介質(zhì)、無(wú)毒流體介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力P＜10MPa且設(shè)計(jì)溫度≥400℃的管道；（4）輸送流體介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力P＜10Mpa且設(shè)計(jì)溫度＜400℃的管道。3、符合下列條件之一的GC2級(jí)管道劃分為GC3級(jí)：（1）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＜400℃的管道；（2）輸送非可燃流體介質(zhì)、無(wú)毒流體介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力P＜且設(shè)計(jì)溫度＜400℃的管道。壓力管道研究

壓力管道的特點(diǎn)：國(guó)務(wù)院頒布的《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》明確規(guī)定，壓力管道和鍋爐、壓力容器、起重機(jī)械并列為不安全因素較多的特種設(shè)備。壓力管道的特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)。

①壓力管道是一個(gè)系統(tǒng)，相互關(guān)聯(lián)相互影響，牽一發(fā)動(dòng)全身。

②壓力管道長(zhǎng)徑比很大，極易失穩(wěn)，受力情況比壓力容器更復(fù)雜。壓力管道內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)復(fù)雜，緩沖余地小，工作條件變化頻率比壓力容器高(如高溫，高壓、低溫、低壓、位移變形、風(fēng)、雪、地震等都可能影響壓力管道受力情況)。

③管道組成件和管道支承件的種類(lèi)繁多，各種材料各有特點(diǎn)和具體技術(shù)要求，材料選用復(fù)雜。

④管道上的可能泄漏點(diǎn)多于壓力容器，僅一個(gè)閥門(mén)通常就有五處。

⑤壓力管道種類(lèi)多，數(shù)量大，設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢驗(yàn)、應(yīng)用管理環(huán)節(jié)多，與壓力容器大不相同。⑥管道及其元件生產(chǎn)廠的生產(chǎn)規(guī)模較小，產(chǎn)品質(zhì)量保證較差。

2003年國(guó)務(wù)院第373號(hào)令《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》：特種設(shè)備是指涉及生命安全、危險(xiǎn)性比較大的壓力管道、鍋爐、壓力容器、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂(lè)設(shè)施。

參見(jiàn)2003年國(guó)務(wù)院第373號(hào)令《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》。

壓力管道研究西氣東輸建設(shè)壓力管道研究中國(guó)西部地區(qū)天然氣向東部地區(qū)輸送，主要是新疆塔里木盆地的天然氣輸往長(zhǎng)江三角洲地區(qū)。輸氣管道西起新疆塔里木的輪南油田，向東最終到達(dá)上海，延至杭州。我國(guó)距離最長(zhǎng)、口徑最大的輸氣管道。途11省區(qū)，供氣范圍覆蓋中原、華東、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)。西起新疆塔里木輪南油氣田，向東經(jīng)過(guò)庫(kù)爾勒、吐魯番、鄯善、哈密、柳園、酒泉、張掖、武威、蘭州、定西、西安、洛陽(yáng)、信陽(yáng)、合肥、南京、常州等大中城市。東西橫貫新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、安徽、江蘇、上海等9個(gè)省區(qū)，全長(zhǎng)4200千米。2004年10月1日全線貫通并投產(chǎn)。壓力管道研究壓力管道的基本要求：安全性經(jīng)濟(jì)性其他基本要求壓力管道研究第二節(jié)管道和管件一、管道（管子）1、分類(lèi)焊接鋼管無(wú)縫鋼管壓力管道研究焊接鋼管焊接鋼管也稱(chēng)焊管，是用鋼板或帶鋼經(jīng)過(guò)卷曲成型后焊接制成的鋼管。焊接鋼管生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，品種規(guī)格多，設(shè)備投資少，但一般強(qiáng)度低于無(wú)縫鋼管。20世紀(jì)30年代以來(lái)，隨著優(yōu)質(zhì)帶鋼連軋生產(chǎn)的迅速發(fā)展以及焊接和檢驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，焊縫質(zhì)量不斷提高，焊接鋼管的品種規(guī)格日益增多，并在越來(lái)越多的領(lǐng)域代替了無(wú)縫鋼管。焊接鋼管按焊縫的形式分為直縫焊管和螺旋焊管。壓力管道研究螺旋焊管：是將低碳碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼帶按一定的螺旋線的角度（叫成型角）卷成管坯，然后將管縫焊接起來(lái)制成，它可以用較窄的帶鋼生產(chǎn)大直徑的鋼管。螺旋焊管主要用于石油、天然氣的輸送管線。壓力管道研究無(wú)縫鋼管

無(wú)縫鋼管分熱軋和冷軋（撥）無(wú)縫鋼管兩類(lèi)。按生產(chǎn)方法不同可分為熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管等。

壓力管道研究2、鋼管的尺寸系列公稱(chēng)直徑壁厚系列壓力管道研究二、管件將管子連接成管路的零件，用來(lái)改變管道方向、改變管徑大小，進(jìn)行管道分支、實(shí)現(xiàn)特殊連接等作用的管道元件。多用與管子相同的材料制成。有彎頭、三通管、四通管(十字頭)和異徑管(大小頭)等。

壓力管道研究

管子、管子聯(lián)接件、閥門(mén)和設(shè)備上的進(jìn)出接管間的聯(lián)接方法，由流體的性質(zhì)、壓力和溫度以及管子的材質(zhì)、尺寸和安裝場(chǎng)所等因素決定，主要有螺紋聯(lián)接、法蘭聯(lián)接、承插聯(lián)接和焊接等四種方法。承插焊三通承插焊三通高壓管件45度承插焊彎頭

壓力管道研究螺紋聯(lián)接主要適用于小直徑管道。聯(lián)接時(shí)，一般要在螺紋聯(lián)接部分纏上氟塑料密封帶，或涂上厚漆、繞上麻絲等密封材料，以防止泄漏。在兆帕以上壓力時(shí)，一般在管子端面加墊片密封。這種聯(lián)接方法簡(jiǎn)單，可以拆卸重裝，但須在管道的適當(dāng)?shù)胤桨惭b活接頭，以便于拆裝。法蘭聯(lián)接適用的管道直徑范圍較大。聯(lián)接時(shí)根據(jù)流體的性質(zhì)、壓力和溫度選用不同的法蘭和密封墊片，利用螺栓夾緊墊片保持密封。在需要經(jīng)常拆裝的管段處和管道與設(shè)備相聯(lián)接的地方，大都采用法蘭聯(lián)接。壓力管道研究

承插聯(lián)接主要用于鑄鐵管、混凝土管、陶土管及其聯(lián)接件之間的聯(lián)接，只適用于在低壓常溫條件下工作的給水、排水和煤氣管道。聯(lián)接時(shí)，一般在承插口的槽內(nèi)先填入麻絲、棉線或石棉繩，然后再用石棉水泥或鉛等材料填實(shí)，還可在承插口內(nèi)填入橡膠密封環(huán)，使其具有較好的柔性，容許管子有少量的移動(dòng)。焊接聯(lián)接的強(qiáng)度和密封性最好，適用于各種管道，省工省料，但拆卸時(shí)必須切斷管子和管子聯(lián)接件。壓力管道研究第三節(jié)管道的支吊架管道可能承受許多種外力的作用，包括本身的重量、流體作用在管端的推力、風(fēng)雪載荷、土壤壓力、熱脹冷縮引起的熱應(yīng)力、振動(dòng)載荷和地震災(zāi)害等。為了保證管道的強(qiáng)度和剛度，必須設(shè)置各種支(吊)架，如活動(dòng)支架、固定支架、導(dǎo)向支架和彈簧支架等。壓力管道研究支吊架防振支架限制性支吊架承重支吊架剛性支吊架可調(diào)剛性支吊架可變彈簧支吊架恒力彈簧支吊架固定支架限位支架導(dǎo)向支架減振器阻尼器壓力管道研究管道支吊架的作用第一：承受管道的重量荷載（包括自重、介質(zhì)重等）；第二：起限位作用，防止管道發(fā)生非預(yù)期方向的位移；第三：控制振動(dòng)，用來(lái)控制擺動(dòng)、振動(dòng)或沖擊。支架的設(shè)置根據(jù)管道的直徑、材質(zhì)、管子壁厚和載荷等條件決定。壓力管道研究第四節(jié)管道的應(yīng)力管道應(yīng)力分析的原則管道應(yīng)力分析應(yīng)保證管道在設(shè)計(jì)條件下具有足夠的柔性，防止管道因熱脹冷縮、管道支承或端點(diǎn)附加位移造成應(yīng)力問(wèn)題。管道上可能承受的荷載（1）重力荷載：包括管道自重、保溫重、介質(zhì)重和積雪重等；（2）壓力荷載：壓力載荷包括內(nèi)壓力和外壓力；（3）位移荷載：位移載荷包括管道熱脹冷縮位移、端點(diǎn)附加位移、支承沉降等；（4）風(fēng)荷載；（5）地震荷載；（6）瞬變流沖擊荷載：如安全閥啟跳或閥門(mén)的快速啟閉時(shí)的壓力沖擊：（7）兩相流脈動(dòng)荷載；（8）壓力脈動(dòng)荷載：如往復(fù)壓縮機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)；（9）機(jī)械振動(dòng)荷載：如回轉(zhuǎn)設(shè)備的振動(dòng)。管道如不能自由地伸縮，就會(huì)產(chǎn)生巨大的附加應(yīng)力。因此，在溫度變化較大的管道和需要有自由位移的常溫管道上，需要設(shè)置膨脹節(jié)，使管道的伸縮得到補(bǔ)償而消除附加應(yīng)力的影響。壓力管道研究管道熱補(bǔ)償

防止管道因溫度升高引起熱伸長(zhǎng)產(chǎn)生的應(yīng)力而遭到破壞所采取的措施。主要是利用管道彎曲管段的彈性變形或在管道上設(shè)置補(bǔ)償器。利用管道的彎曲管段（如L形或Z形）的彈性變形來(lái)補(bǔ)償管道的熱伸長(zhǎng)，稱(chēng)自然補(bǔ)償，所能補(bǔ)償?shù)墓芏屋^短。

方形補(bǔ)償器壓力管道研究補(bǔ)償器套管補(bǔ)償器波紋管補(bǔ)償器球形補(bǔ)償器

套管補(bǔ)償器（填料函補(bǔ)償器）因填料容易松弛很少使用。球形補(bǔ)償器壓力管道研究

波紋管補(bǔ)償器習(xí)慣上也叫膨脹節(jié)、伸縮節(jié)，是用以利用波紋管補(bǔ)償器的彈性元件的有效伸縮變形來(lái)吸收管線、導(dǎo)管或容器由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化的一種補(bǔ)償裝置，屬于一種補(bǔ)償元件?？蓪?duì)軸向，橫向，和角向位移吸收，用于在管道、設(shè)備及系統(tǒng)的加熱位移、機(jī)械位移吸收振動(dòng)、降低噪音等.適用于低壓大直徑管道，一般在薄不銹鋼板制造，耐壓低，是管道中的薄弱環(huán)節(jié)，制造困難，價(jià)格高。球形補(bǔ)償器（又稱(chēng)球形接頭），主要