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1、压力管道管理基本知识压力管道管理基本知识茂名炼油化工股份有限公司机动部2004年1月目 录一、 概述21二、 压力管道的定义3三、 压力管道分类4四、 压力管道使用登记4五、 压力管道设计5六、 压力管道制造7七、 压力管道安装8八、 压力管道使用维护10九、 压力管道定期检验11一十、 压力管道应用标准体系15一十一、 压力管道常见故障分析及预防 22一十二、 阀门 26压力管道管理基本知识一、 概述管道输送是与铁路、公路、水运、航运并列的五大运输方式之一，它广泛用于石油化工、电力、冶金及城市燃气和供热等系统。在石油化工装置中，工艺介质的输送主要依靠管道，这些工艺介质大多易燃、易爆、有毒及具

2、有腐蚀性，一旦发生泄漏，可能引起爆炸、燃烧、中毒等事故。因而压力管道的安全可靠运行受到人们普遍关注。国际上如美国、日本、德国等国家都把压力管道与锅炉压力容器并列为特种设备，实行国家安全监察。近几年来，由于压力管道事故不断发生，我国逐渐重视压力管道的安全管理，1996年，劳动部颁发了【劳部发】140号文压力管道安全管理与监察规定，就压力管道的设计、制造、安装、使用、检验和修理改造等方面作出了安全管理和监察的框架规定，标志着我国压力管道管理进入了法制管理阶段。2003年6月1日，由朱鎔基总理签发国务院373号令，特种设备安全监察条例正式实施，条例将压力管道与压力容器、电梯、起重机等一起列为特种设备

3、来实行安全监察管理，压力管道法制管理日趋完善。 国内最早于七十年代初开始制订相关管道技术规范。1974年前石油化学工业部颁发的高压钢制管道施工及验收技术规范，从施工安装方面规范管道管理。改革开放后即八十年代始，国家、各行业（石化、石油、化工、机械等）加大了管道管理的力度，相继颁发了许多管道制造、施工、检验等方面的技术标准、施工规范、检验规程等，如GBJ235-82、GBJ236-82、SHJ501-85等。但大多数标准规范局限于管道的施工、检验方面，且各行业之间管道的规范、标准各成体系，内容也不够全面。由于多年来没有法规性的压力管道安全管理及监察规定，各行业而管道规范、标准约束力不够，且社会和

4、企业对管道不够重视，造成压力管道在设计、制造、安装、运行过程中出现了较多问题，压力管道事故时有发生，而大多数事故都在压力管道在运行中表现出来。据对统计历年来的200起各种压力管道事故原因的分析，管理问题占32.6，管子、管件、阀门质量问题占27.3，安装问题占18，设计问题占11，腐蚀问题占10.6，竣工试验和盲板问题占0.5。 我公司压力管道数量较多，目前炼油装置压力管道就有600多公里。我公司自八十年代开始重视压力管道的管理。八十年代，原炼油厂重点抓好了加氢裂化、蒸馏等装置高温、临氢管线的检验管理工作。1992年，石化总公司SHS01005-92颁布实施后，压力管道开始实行分类（）管理，各

5、车间建立了、类和、类管道登记表及技术档案，并按36年一次检验、管道，炼油厂制订了压力管道管理规定。90年代后，随着运行时间的增长和加工高含硫原油数量的增多，压力管道在使用过程中出现不少问题，尤其管线腐蚀问题突出，穿孔事件不断出现，甚至发生安全事故，如焦化两次事故。1998年，公司机动处制订关于加强公司工业管道安全管理的规定（茂石化【1998】办字116号），从管道的设计、供应、施工、使用管理方面，提出了加强管道安全管理尤其时防腐蚀管理的规定，并提出了材质鉴定的“三个100”的要求。2001年，公司机动处对茂石化【1998】办字116号文作了修订成茂石化【2001】办字117号文。近几年来，炼油

6、各套装置按照此规定进行合金钢管线的材质鉴定工作。2001年6月中国石化股份公司下发了加工高含硫原油方面的三个管理规定（石化股份【2001】89号文）：加工高含硫原油部分装置在用设备及管道选材指定意见、加工高含硫原油装置设备及管道测厚管理规定和关于加强炼油装置腐蚀检查工作的管理规定等。公司压力管道也按照这几个规定开展材质升级和腐蚀检查工作。经过这几年的工作，公司压力管道管理状况有了一定程度的改进，但要使压力管道管理达到本质安全管理阶段，还需要做大量的工作。二、压力管道的定义压力管道的定义国家有统一的规定。1996年劳动部“劳部发【1996】140号”文颁发的压力管道安全管理与监察规程对压力管道进

7、行了具体定义：压力管道是指在生产、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种设备，它具体指具有下列属性的管道（也是目前实行安全监察范围的管道）：1 输送GB5044职业性接触毒物危害程度分级中规定的毒性程度为极度危害介质的管道；2 输送GB50160石油化工企业设计防火规范及GBJ16建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道；3 最高工作压力大于等于0.1Mpa（表压），输送介质为气（汽）体、液化气体的管道；4 最高工作压力大于等于0.1Mpa（表压），输送介质为可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的或最高工作温度等于高于标准沸点的液体管道；5 上述四项规定的管道附属设施及其安全保护

8、装置等。特种设备安全监察条例第八十八条明确了压力管道的含义：压力管道是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸气介质或者可燃、易燃、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的工业管道（含附属设施及安全保护装置）。目前我们进行普查登记的压力管道范围与此相同。三、压力管道的分类、分级：在石化、化工、天然气及民用等行业中安装有大量各种用途的管道，不同用途管道的操作参数和输送介质的性质差别很大，因此其重要程度和危险性也不同。为保证各种管道安全可靠的运行，对重要程度不同的管道提

9、出不同的设计、制造、安装、使用管理和检验要求。因此，采用对管道分级（类）的方法来解决这一问题。2002年国家质监局颁发的压力管道设计单位资格许可与管理规则给出了压力管道统一的分类、分级方法。压力管道分为三大类：1、长输管道为GA类，级别划分为GA1、GA2两个级别；2、公用管道为GB类，级别划分为GB1、GB2两个级别；3、工业管道为GC类，级别划分为GC1、GC2、GC3三个级别国家质监局另外颁发的压力管道安装单位资格认可实施细则、在用工业管道定期检验规程采用与上述一致的管道类别、级别划分方法。四、压力管道使用登记管理压力管道使用登记管理主要执行国质检锅【2003】213号文压力管道使用登记

10、管理规则（以下简称规则）。规则要求每个使用单位均应对使用的压力管道进行登记，填写压力管道使用注册登记汇总表，并向当地安全监察机构申请使用登记证。规则明确了压力管道使用登记条件，如已建立管道技术档案、实行定期检验、人员配备、制定压力管道管理制度等。规则还包括压力管道安全状况等级的划分和确定方法、使用登记程序、使用登记管理、监督检查等。结合我公司的实际情况，压力管道使用管理资料应包括以下几个方面：1 压力管道相关标准、规范等；2 压力管道使用注册登记表；3 压力管道设计资料（设计文件和图纸）、安装技术资料；4 压力管道技术档案（包括压力管道单体图、管件及管子附件明细、维护维修及改造记录、故障和事故

11、记录等）；5 压力管道在线检验（外部检查）报告（包括各种形式的测厚记录）；6 压力管道全面检验报告。五、压力管道的设计1、设计标准国家对压力管道的设计有严格的规定。压力管道安全管理与监察规定第十条规定：“压力管道的设计单位应取得省级以上有关主管部门颁发的设计资格证，并报省级以上劳动行政部门备案。压力管道设计单位应对所设计的压力管道安全技术性能负责。”第十九条规定“使用单位自行设计工业管道须经省级主管部门同意，并到省级劳动行政部门备案”。压力管道设计单位资格许可与管理规则规定了从事压力管道设计单位必须具有相应级别的设计资格，并取得设计许可证。国内压力管道设计标准主要执行GB50316-2000工

12、业金属管道设计规范。GB50316是国家质量技术监督局与国家建设部于2000年9月26日联合发布的。GB50316在编制时，许多内容参照和引用了美国ASME B31.3标准，内容比较完善。GB50316适用于公称压力小于或等于42Mpa的工业金属管道及非金属衬里的工业金属管道的设计，涉及的范围较广。标准共有14章，包括设计条件的确定、材料的选用、管道组成件的选用及强度计算、管径确定、管道布置、管道的膨胀和柔性计算、支吊架设置、管道组成件制造施工及检验要求、隔热、隔声、消声及防腐、管道系统的安全规定等，涵盖了金属管道设计的各个方面。GB50316对管道的选材也作了具体规定，但它主要是从材料的耐热

13、性方面考虑。石化装置压力管道设计选材还需从使用温度上考虑材料对介质的耐腐蚀性，如抗高温硫腐蚀、抗氢腐蚀的要求等。中石化集团公司加工高含硫原油部分装置在用设备及管道选材指定意见对炼油装置的管道选材作了具体规定，在此不再详述。2、压力管道的设计选材压力管道的选材首先要考虑材料对操作条件的适应性，然后再综合考虑材料的加工性能、经济性能和供货货源。压力管道常用材料的应用限制条件如下： 普通碳素钢：常用的普通碳素钢有四种：Q235A（F）、Q235B、Q235C、Q235D，各钟钢的适用范围见下表。镇静钢用于应力腐蚀开裂敏感的环境时，本体硬度应不大于HB160，焊缝硬度应不大于HB200，并对本体和焊缝

14、进行100无损探伤；用于压力管道的沸腾钢和镇静钢，其含碳量不得大于0.24。普通碳素钢的适用范围钢种设计压力Mpa使用温度钢板厚度mm介质条件Q235A.F0.6025012不得用于易燃、毒性程度为中度、高度或极度危害介质的管道Q235B1.0035016不得用于液化石油气、毒性程度为、高度或极度危害介质的管道Q235C1.6035020不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的管道Q235D2.5040040优质碳素钢优质碳素钢是压力管道中应用最广的碳钢，常用的优质碳素钢有10、20、16Mn等三种。它们共有的使用限制性条件有以下几个方面：a、输送碱性或苛性碱介质时应考虑有发生碱脆的可能，锰钢（

15、如16Mn）不得用于该环境中；b、在有应力腐蚀开裂倾向的环境中工作时，应进行焊后应力现场热处理，热处理后的焊缝硬度不得大于HB200。焊缝应进行100无损探伤。锰钢（如16Mn）不宜用于有应力腐蚀开裂倾向的环境中。在选用法兰、订购流量计时要注意。c、碳素钢、碳锰钢和锰钒钢在427及以上温度下长期使用，其碳化物有转化为石墨的可能，应限制使用。如炼油装置中压蒸汽系统管线。d、在临氢环境下使用，应考虑发生氢损伤的可能性。具体按Nelson曲线选用。e、含碳量大于0.24的碳钢不宜用于焊连接的管子及其元件。f、用于高压临氢、交变载荷情况下的碳素钢材料宜是经过炉外精炼的材料。g、在均匀腐蚀的介质环境下，

16、应根据腐蚀速率、使用寿命进行经济核算，同时给出足够的腐蚀余量。h、用于20及以下温度时，应作低温冲击韧性试验。如重质装置氨冷系统管线用材。铬钼合金钢常用的铬钼合金钢材料有12CrMo、15CrMo、Cr5Mo，对应的材料标准有GB9948、GB5310、GB6479、GB3077等。铬钼钢的使用限制性条件有如下几个方面：a、碳钼钢（C0.5Mo）在468温度以上长期使用，其碳化物有转化为石墨的可能，应限制使用。b、在高温H2H2S介质环境下使用，应根据Nelson曲线和Couper曲线确定其使用条件。c、应避免在有应力腐蚀开裂的环境中使用。材质升级时要注意。d、在400550温度区间内长期使用

17、时，应考虑防止回火脆性问题。e、在均匀腐蚀的介质环境下，应根据腐蚀速率、使用寿命进行经济核算，同时给出足够的腐蚀余量不锈耐热钢常用的不锈钢耐热钢有：0Cr18Ni9（TP304）、0Cr18Ni10Ti（TP321）、00Cr19Ni10（304L）、0Cr17Ni12Mo2（316）、00Cr17Ni14Mo2（316L）等，对应的材料标准有：GB/14976、GB2270、GB1220、GB4237、GB4238等。不锈钢共性的使用限制性条件有以下几个方面：a、含铬18的高铬镍不锈钢在540900温度区间长期工作时，应考虑防止相析出，从而引起室温下材料的脆化和高温下材料蠕变强度的下降。对于

18、奥氏体不锈钢控制其铁素体含量（一般为38）即可避免相析出。b、奥氏体不锈钢在使用或加热冷却过程中，在540800温度区间，应考虑防止产生晶间腐蚀的倾向。c、对有剧烈环烷酸腐蚀的环境，应选用含钼的奥氏体不锈钢（316、316L）。d、奥氏体不锈钢在使用温度超过525时，其含碳量应大于0.04。e、不锈钢在接触湿氯化物时，有应力腐蚀开裂和点蚀的可能。一般控制物料和环境中的氯离子浓度不超过25ppm。六、压力管道的制造压力管道及其组件的制造国家也有严格的规定，压力管道安全管理和监察规定第十一条规定：“压力管道用管子、管件、阀门、法兰、补偿器、安全保护装置等产品制造单位（以下简称制造单位）应向省级以上

19、劳动行政部门或省级以上劳动行政部门授权的地（市）级劳动行政部门申请安全注册。制造单位应对其产品的安全质量负责”（AZ）。压力管道及其组件的种类很多，制造方法也千差万别。工程上应用的大多数压力管道元件制造方法主要有以下三种：铸造、压力变形加工和焊接。压力变形加工包括的方式有扎制、挤压、拉拨、锻造和板料冲压等。七、压力管道的安装1、 压力管道安装资质压力管道安装单位必须取得相应的压力管道安装许可证，压力管道安全管理与监察规定第十二条规定：“压力管道安装单位必须持有劳动行政部门颁发的压力管道安装许可证。压力管道安装单位应对其所安装施工的压力管道工程安全质量负责。”2000年国家质监局颁发的压力管道安

20、装单位资格认可实施细则详细制定了压力管道安装资格许可的规定。2、 管道安装执行的规范炼油装置工业管道的施工及验收主要执行以下标准：SH3501石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范、GB50235工业金属管道工程施工及验收规范和石油化工给排水管道施工及验收规范SH3533-95。SH3501适用于石油化工企业设计压力400Pa绝压42MPa表压，设计温度196850的有毒（毒性程度为极度危害、高度危害、中度危害、轻度危害）、可燃介质钢制管道的新建、改建和扩建工程的施工及验收。SH3501将管道分为4个级别，见下表：管道分级适用范围SHA1、毒性程度为极度危害介质管道（苯管道除外）2、毒性

21、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输送有毒、可燃介质管道SHB1、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B类可燃液体介质管道SHC1、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GB50235工业金属管道工程施工及验收规范适用于设计压力不大于42Mpa，设计温度不超过材料允许的使用温度的工业金属管道工程的施工及验收。炼油装置中介质为无毒、不可燃（如风、蒸汽、水等）的管道按G

22、B50235进行施工及验收。炼油装置中公用的介质为水（如新鲜水、循环水、污水等）的管道按SH3533-95石油化工给排水管道施工及验收规范进行施工及验收。3、 压力管道的竣工验收压力管道安装后交付投用前，使用单位要参加管道的检查和验收。管道竣工检查和的验收项目和要求如下：（1）、管道竣工文件的检查。其主要包括设计竣工文件、采购文件和施工文件的检查三大部分。1 设计竣工文件的检查主要检查设计文件是否齐全、设计方案是否满足生产要求、设计内容是否有足够且可行的安全保护措施等内容。设计竣工文件重点检查设计有无漏项（如阀门的操作性）、设计文件是否完整（设计的修改和变更）、安全保护措施有无符合法规要求（如

23、灭火距离）等方面。2 采购竣工文件主要检查文件是否齐全、是否与设计文件相符，并核对采购变更文件（如代料）和产品随箱资料等是否齐全。3 施工竣工文件主要检查管道的安装记录、焊接记录、无损检验记录、强度和密封试验记录、隔热和防腐记录、管道系统吹扫记录、安全阀和阀门检验记录、设计和采购变更记录、竣工图等。（2）现场检查现场检查可分为设计与施工漏项、未完工程、施工质量三方面的检查，有效检查是与竣工文件检查结合进行。施工质量的检查内容主要有：1 管道及其元件的检查。检查阀门有无装反、螺栓及垫片安装是否正确、管道及组件的材质与压力等级有无与设计要求不符、波纹管膨胀节的安装状态是否正确等。2 支吊架的检查。

24、检查支吊架的型式是否正确、安装状态是否正确、支吊架的材料及规格是否正确、临时支吊架是否随意焊接和割除等。3 焊接方面的检查。检查焊缝的外观质量是否超标（GB50236有详细规定）、支吊架焊缝是否合格（引起强度不够或积水腐蚀）等。4 隔热防腐方面的检查。检查隔热厚度是否符合设计要求、隔热保护层是否严密、有无案设计或标准要求进行除锈、涂层厚度是否达到要求等。（3）关于管道氩弧焊焊接。炼油装置有些重要管道安装焊接时，需要采用氩弧焊打底来保证焊缝的质量，满足使用的要求。下面给出需要采用氩弧焊根部焊接的管道（近供参考）：1 SHA级和SHD级管道；2 内部清洁要求较高的管道；3 重要机泵、关键机组进出口

25、管道；4 液态烃、液化气管道；5 按疲劳设计的管道；6 采用单面焊焊接的奥氏体不锈钢管道。八、压力管道的使用维护压力管道安全管理和监察规定第八条对压力管道使用单位的职责作了明确的规定。公司压力管道管理规定详细制订了压力管道使用管理的内容。下面就压力管道的日常使用管理要求作简要的介绍。1、制订压力管道管理制度。公司制订压力管道管理规定。2、建立压力管道基础资料。见“压力管道使用登记管理”。3、压力管道日常巡回检查。使用单位（二级单位和生产车间）应建立压力管道巡回检查制度，巡回检查制度应包括操作人员的巡回检查和设备技术人员的巡回检查要求。压力管道巡回检查着重从管道及其附件的严密性、管道的位移、管道

26、的振动、管道的支吊架、管道的外部腐蚀等方面进行。1 管道及其严密性的检查：这是我们日常巡回检查中最重视的检查内容，严密性检查一般通过人的视觉、听觉、嗅觉直接地予以确定。管道及其附件发生泄漏时，应及时汇报处理。2 管道振动的检查。管道的振动检查可通过手摸和耳听来确定，必要时使用振动测量仪测量振动值的大小，判定是否超标。若振动偏大，还要检查管道管道的防振设施（如管卡、减振器等）是否损坏失效。3 管道位移的检查。通过目视和测量检查，管线位移有无超过设计计算值或管道已于相邻管道相抵触等异常现象。4 支吊架的检查。通过目视检查弹簧支吊架工作位置是否与设计不符、承重支架有无脱空、导向支架是否卡死或损坏、管

27、托有无滑落。4、压力管道在线检验压力管道在线一年至少进行一次，在线检验的项目和内容检规有具体要求，在此暂不作讲解。九、压力管道定期检验压力管道定期检验管理主要执行国质检锅【2003】108号在用工业管道定期检验规程（以下简称检规）。检规包括：管道在线检验、全面检验的项目和内容、安全状况评级、安全保护装置检验等，并在附录中给出在线检验和全面检验报告书的具体格式。1、检验职责范围划分机动部负责压力管道检验的全面管理工作，组织编制公司年度压力管道检验计划。各二级单位及生产车间负责编制各单位的压力管道检验计划，负责组织实施压力管道的在线验验工作。设备中心负责组织实施压力管道的全面检验工作。2、检验计划

28、编制压力管道检验计划按照检规的要求编制，压力管道检验周期为：在线检验每年至少一次，全面检验一般36年一次。各二级单位及生产车间根据检验周期，列出到期管道检验计划，并提供管线单体图，交机动部专业审核。3、检验方案的编制（暂时）管线检验计划经机动部专业审核后，转交给设备研究检测中心，由锅检所根据检验计划编制详细的管道检验方案。压力管道具体的检验方案主要依据检规和总公司关于加强炼油装置腐蚀检查工作的管理规定和公司2001年17号文关于加强公司工业管道安全管理的规定并结合管道实际使用情况来编制。在方案编制时各车间要主动提供装置压力管道在运行过程中出现的各种问题（如腐蚀穿孔、开裂、密封泄漏等），以保证压

29、力管道检验方案具有针对性。4、压力管道检验主要项目射线检验（RT）：射线检验是利用X射线或射线穿透金属，在正常和缺陷部位产生吸收差别，形成射线强度变化的潜影，再通过胶片感光形成缺陷的影象，从而检测出材料缺陷的一种无损检验方法。射线检验广泛用于铸件和焊件的检测，能探测出零件内部和表面下的缺陷。射线检验能检测出材料的裂纹、未焊透、气孔、夹渣、未熔合等缺陷，但对一些微小、不连续性的缺陷如夹杂物、白点、显微疏松、裂纹等难以检测出。对在用压力管道来说，射线检验主要用来检测管道的对接焊缝。射线检验对焊缝表面不作处理。压力管道射线检验比例按检规的规定执行。但对在使用中已出现（或可能出现）裂纹的GC3级管道也

30、要考虑安排RT检验。一般射线检验部位应在整条管线上。但要侧重以下部位：机泵进出口管线、塔、反应器、换热器进出口管线，这些部位受到振动、应力作用影响，焊缝出现问题可能性大。渗透探伤（PT）：渗透探伤是发现固体以及非多孔性材料露出表面的不连续性的无损检验方法。渗透探伤适合于检查各种材料的开口式缺陷，如表面裂纹、气孔、分层、折叠、缩孔、及类似的不连续性。渗透探伤可用于铁磁性和非铁磁性材料的表面检查。渗透探伤时零件表面的粗糙度影响渗透效果，因此，渗透探伤部位的表面需要进行适当处理，如打磨去除油漆、铁锈，平整表面。对在用压力管道来说，它主要用于检测管道的角焊缝和需要检查的管件。角焊缝渗透探伤的比例一般不要求，具体探伤部位及数量根据实际情况确定。对在用压力管道，渗透探伤主要用来检查焊缝、管材因焊接、应力腐蚀、振动、蠕变损伤、疲劳损伤等原因可能产生的表面或开口裂纹等缺陷，如高温高压合金钢和不锈钢管线、重要机泵、反应器、塔、炉的进出口管线的接管角焊缝需要进行渗透探伤。3 硬度测定硬度是指材料抵抗外物压入的能力。硬度测定有多种方法，其中现场常用的是用便携式硬度计测定布氏或维氏硬度。工程上常用检查硬度的办法检验材料热处理的效果和焊接残余应力的存在程度。如铬钼钢管线焊