5.管道的壓力等級(jí)

1、5管道壓力等級(jí)5.1設(shè)計(jì)條件5.1.1設(shè)計(jì)壓力5.1.2設(shè)計(jì)溫度5.2影響管道壓力等級(jí)確定的因素5.2.1應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系5.2.2材料5.2.3操作介質(zhì)5.2.4介質(zhì)溫度及管系附加力5.3影響壁厚等級(jí)確定的因素5.3.1材料的許用應(yīng)力5.3.2腐蝕余量5.3.3管子及其元件的制造壁厚偏差5.3.4焊縫系數(shù)5.3.5設(shè)計(jì)壽命5.4常用壓力管道器材的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)5管道壓力等級(jí)前面已經(jīng)提及，壓力管道的組成件一般都是標(biāo)準(zhǔn)件，因此壓力管道組成件的設(shè)計(jì)主

2、要是其標(biāo)準(zhǔn)件的選用，管道壓力等級(jí)的確定也就是其標(biāo)準(zhǔn)件等級(jí)的確定。管道的壓力等級(jí)包括兩部分:以公稱壓力表示的標(biāo)準(zhǔn)管件的公稱壓力等級(jí)；以壁厚等級(jí)表示的的標(biāo)準(zhǔn)管件的壁厚等級(jí)。管道的壓力等級(jí)：通常把管道中由標(biāo)準(zhǔn)管件的公稱壓力等級(jí)和壁厚等級(jí)共同確定的能反映管道承壓特性的參數(shù)叫做管道的壓力等級(jí)。而習(xí)慣上為簡(jiǎn)化描述，常把管道中管件的公稱壓力等級(jí)叫做管道的壓力等級(jí)。壓力等級(jí)的確定是壓力管道設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是設(shè)計(jì)的核心。它是壓力管道布置、壓力管道應(yīng)力校核的

3、設(shè)計(jì)前提條件，也是影響壓力管道基建投資和管道可靠性的重要因素。5.1設(shè)計(jì)條件工程上，工藝操作參數(shù)不宜直接作為壓力管道的設(shè)計(jì)條件，要考慮工藝操作的波動(dòng)、相連設(shè)備的影響、環(huán)境的影響等因素，而在工藝操作參數(shù)的基礎(chǔ)上給出一定的安全裕量作為設(shè)計(jì)條件。這里所說(shuō)的設(shè)計(jì)條件主要是指設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度。管道的設(shè)計(jì)壓力：應(yīng)不低于正常操作時(shí)，由內(nèi)壓(或外壓)與溫度構(gòu)成的最苛刻條件下的壓力。最苛刻條件：是指導(dǎo)致管子及管道組成件最大壁厚或最高公稱壓力等級(jí)的條件。

4、設(shè)計(jì)壓力確定：考慮介質(zhì)的靜液柱壓力等因素的影響，設(shè)計(jì)壓力一般應(yīng)略高于由(或)外壓與溫度構(gòu)成的最苛刻條件下的最高工作壓力。a.一般情況下管道元件的設(shè)計(jì)壓力確定一般情況下，為了操作上的方便，在此不妨采用壓力容器的做法，即在相應(yīng)工作壓力的基礎(chǔ)上增加一個(gè)裕度系數(shù)。表51一般情況下管道元件的設(shè)計(jì)壓力確定工作壓力Pw(MPa)設(shè)計(jì)壓力P(MPa)熱則取伴熱介質(zhì)溫度減10℃與工藝介質(zhì)溫度二者的較大值為設(shè)計(jì)溫度；c.安全泄壓管道安全泄壓管道取排放時(shí)可能

5、出現(xiàn)的最高或最低溫度為設(shè)計(jì)溫度；d蒸汽吹掃的管道采用蒸汽吹掃的管道當(dāng)介質(zhì)溫度高于吹掃蒸汽的溫度時(shí)，則按介質(zhì)溫度根據(jù)上表確定其設(shè)計(jì)溫度。當(dāng)介質(zhì)溫度低于吹掃蒸汽溫度時(shí)，應(yīng)視具體情況而定。例如，按介質(zhì)溫度選取的管道及其元件不能承受吹掃介質(zhì)的條件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高等級(jí)以適應(yīng)吹掃介質(zhì)條件。f.多種工況下工作的管道同一根管道，如果在兩種或兩種以上工況條件下工作時(shí)，其設(shè)計(jì)溫度應(yīng)取與內(nèi)壓(或外壓)構(gòu)成的最苛刻條件下的最高工作溫度，并對(duì)其它工況進(jìn)行校核。f.

6、臨氫管道臨氫操作的管道，在查Nelson曲線時(shí)，應(yīng)取設(shè)計(jì)溫度再加30～50℃作為查曲線的溫度參數(shù)值。這是因?yàn)镹elson曲線為統(tǒng)計(jì)值，在鄰近曲線下方選材時(shí)而出現(xiàn)氫損傷的實(shí)例也曾發(fā)生過(guò)；g.帶襯里的管道帶隔熱耐磨襯里的管道，其金屬部分的管道設(shè)計(jì)溫度應(yīng)經(jīng)計(jì)算或?qū)崪y(cè)確定。一般情況下，宜取250℃作為設(shè)計(jì)溫度；h.管系應(yīng)力計(jì)算時(shí)在進(jìn)行有彈簧支架的管系應(yīng)力計(jì)算時(shí)，宜取介質(zhì)的正常工作溫度作為計(jì)算參數(shù)。5.2影響管道壓力等級(jí)確定的因素除了上述的設(shè)計(jì)溫

7、度和設(shè)計(jì)壓力是管道壓力等級(jí)確定的基本參數(shù)外，還有一些其它因素也將影響到管道壓力等級(jí)的確定。5.2.1應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系不同的標(biāo)準(zhǔn)體系，其公稱壓力等級(jí)系列是不同的，對(duì)應(yīng)的溫度壓力表也不相同?；蛘哒f(shuō)，相同的設(shè)計(jì)條件，而選用不同的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，其公稱壓力等級(jí)是不同的。因此，在確定管道公稱壓力等級(jí)之前，應(yīng)首先確定其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系。5.2.2材料不同的材料，其機(jī)械性能是不同的，那么它們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)中的溫度壓力表上的對(duì)應(yīng)值也是不相同的。因此在確定管道的公稱壓力之前應(yīng)

8、首先確定管道及其元件的材料。材料的選用是由設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力和操作介質(zhì)確定的。管道中各元件的材料標(biāo)準(zhǔn)往往是不同的，一般情況下，管子用管材，法蘭用鍛材，而閥門多用鑄材。無(wú)論用什么材料標(biāo)準(zhǔn)，它們都應(yīng)該是同等級(jí)的材料，即具有對(duì)操作條件的同等適應(yīng)性和等強(qiáng)度；注意管材、板材、棒材、鑄材的配伍。5.2.3操作介質(zhì)一般情況下，管道的公稱壓力在對(duì)應(yīng)溫度下的許用壓力不得超出其設(shè)計(jì)壓力。對(duì)由于管子及其元件失效而將造成嚴(yán)重危害或易于產(chǎn)生重大事故的介質(zhì)，在考慮

9、其公稱壓力等級(jí)時(shí)，不應(yīng)僅僅按溫度壓力表來(lái)確定，應(yīng)適當(dāng)提高其公稱壓力等級(jí)，即提高其安全可靠系數(shù)。SH3059、SYJ1064標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此都有詳細(xì)的規(guī)定，例如：對(duì)輸送劇毒介質(zhì)的管道，當(dāng)采用SH標(biāo)準(zhǔn)體系時(shí)，無(wú)論介質(zhì)的操作壓力是多少，其公稱壓力等級(jí)應(yīng)不低于PN5.0MPa；當(dāng)采用JB標(biāo)準(zhǔn)體系時(shí)，應(yīng)不低于PN4.0；對(duì)輸送氫氣、氨氣、液態(tài)烴等介質(zhì)的管道，當(dāng)采用SH標(biāo)準(zhǔn)體系時(shí)，無(wú)論介質(zhì)的操作壓力是多少，其最低公稱壓力等級(jí)應(yīng)不低于PN2.OMPa，當(dāng)采用