压力管道安全操作培训

2）输送流体：依靠外界的动力（利用流体输送机械如压缩机、泵等给 予的动能）或流体本身的驱动力（如介质本身的压力）将管道源头的流体输 送到管道的终点。 3）分配流体：通过管系中的支管将流体分配到设计规定的多个预定的 设备或用户。 4）混合流体：将管系中来自不同支管中的流体在管道中进行混合，如 稀释等。 5）分离流体：将管道内部不同状态的流体通过支管进行分离，如汽液 分离、油水分离等。 6）排放流体：将管道内部流体通过支管进行排放，如超压放空、排放 被分离的流体等。 7）计量流体：通过设置于管道系统中的计量仪表对输送、分配的流体 进行计量，如测量流量、压力、温度和粘度等。 8）控制流体：通过设置于管道系统中的控制元件对管内流体的流动进行 控制，如调压、减温、流体分配和切断等。
其原因主要有： （A）职工素质差，违反操作规程运行，致使运行条件恶化，包括超 压、超温、腐蚀性介质超标、压力温度异常脉动等； 使用压力和温度是压力管道设计、选材、制造、安装的依据。操作 压力和温度超过规定将导致管壁应力值的增加或材料力学性能的下降， 尤其是在焊缝、法兰、弯头、阀门、异径管、补偿器等几何结构不连续 处的局部应力和峰值应力会大幅增加，成为蠕变破坏的源头。过低的操 作温度则会引起材料韧性下降，允许的临界裂纹尺寸减小，从而有可能 导致脆性破坏。超温超压还会导致管道接头泄漏。
（C）维修失误，管道上的严重缺陷或损伤未能被检测发现，或缺少科 学评价，以及不合理的维修工艺造成新的缺陷和损伤等； （D）外来损伤造成破坏，如地震、大风、洪水、雷击和其它机械损伤 和人为破坏等。 压力管道的破坏型式很多。按破坏时的宏观变形量可分为韧性破坏 （延性破坏）和脆性破坏两大类。按破坏时材料的微观断裂机制可分为 韧窝断裂、解理断裂、沿晶断裂和疲劳断裂等型式。通常，在现场采用 宏观分类和断裂特征相结合的方法进行分类，有韧性破坏、脆性破坏、 腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏等。
压力管道பைடு நூலகம்全操作
一、管道的概念
根据国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316-2000的规 定，管道是由管道组成件、管道支吊架等组成，用以输送、分配、 混合、分离、排放、计量或控制流体流动。 国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97 的定义是：由管道组成件和管道支承件组成，用以输送、分配、 混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动的管子、管件、 法兰、螺栓连接、垫片、阀门和其他组成件或受压部件的装配总 成。 按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道称之为 “管道系统”或“管系”。
b）按性质分： 火灾危险性；是指可燃介质引起燃烧的危险性，分为可 燃气体、液化气体和可燃液体。有甲、乙、丙三类。 爆炸性；与空气混合后可能发生爆炸的可燃介质或在高 温、高压下可能引起爆炸的非可燃介质。 毒性；按GB5044分级。有剧毒（极度危害）和有毒 （高度危害、中毒危害和轻度危害）两大类四个级别。 腐蚀性。是指能灼伤人体组织并对管道材料造成损坏的 物质。
管道往往由于下列原因而产生交变载荷： 1）间断输送介质而对管道反复加压和卸压、升温和降温； 2）运行中压力波动较大； 3）运行中温度发生周期性变化，使管壁产生反复性温度应力变化； 4）因其它设备、支承的交变外力和受迫振动。 在反复交变载荷的作用下，管道将发生疲劳破坏。主要是金属的低周疲劳， 其特点是应力较大而交变频率较低。在几何结构不连续的地方和焊缝附近 存在应力集中，有可能达到和超过材料的屈服极限。这些应力如果交变地 加载和卸载，将使受力最大的晶粒产生塑性变形并逐渐发展为细微的裂纹。 随着应力周期变化，裂纹也会逐步扩展，最后导致破坏。 交变载荷也会导致管道组成件和焊缝内部原有缺陷的扩大和管道连接 接头的泄漏。
（E）腐蚀破坏 压力管道的腐蚀是由于受到内部介质及外部环境介质的化学或 电化学作用而发生的破坏。也包括机械等原因的共同作用结果。不 合理的操作会导致介质浓度的变化，加剧腐蚀破坏。 压力管道的腐蚀破坏的形态有全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀、 腐蚀疲劳和氢损伤等。其中应力腐蚀往往在没有先兆的情况下突然 发生，故其危害性更大。
管道级别
适用范围 （1） 毒性程度为极度危害介质管道（苯管道除外） （2） 毒性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的介质管道 （1） 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A类可燃 液体介质管道 （1） 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 设计温度低于-29℃的低温管道
（A）工业管道的特点 1）数量多，管道系统大，车间内管道布置交叉、紧凑；
2）管道组成件和支承件的材质、品种、规格复杂，质量均一 性差；
3）运行过程受生产过程波动影响，运行条件变化多，如热胀 冷缩、交变载荷、温度和压力波动等； 4）腐蚀和破坏机理复杂，材料失效模式多。
（B）长输管道和公用管道的特点 1）管道敷设长度大，跨越地区多，地形地质复杂；
柔性：管道的柔性是反映管道变形难易程度的一个物理概念。管道在 设计条件下工作时，因热胀冷缩、端点附加位移、管道支承设置不当 等原因会产生应力过大、变形、泄漏或破坏等影响正常运行的情况。 管道的柔性就是管道通过自身变形吸收因温度变化发生尺寸变化或其 他原因所产生的位移，保证管道上的应力在材料许用应力范围内的性 能。 为了满足上述条件，管道系统的管道组成件必须使用耐介质腐蚀， 有能够在设计规定温度下承受介质作用压力的材料，且有相应的壁厚 和密封结构。同时整个管道系统应有适当的支承。
（一）压力管道的特点 一个管道系统，为了完成流体的输送、分配、混合、分离、 排放、计量或控制流体流动的功能，必须与相应的动力设备、反 应设备、储存设备、分离设备、换热设备、控制设备等连接在一 起，形成一个系统，使管内流体具有一定的压力、温度和流量， 完成设计预定的任务。同时，不同类别的压力管道，由于材料、 结构和敷设形式不同，其特点也有所不同：
2）埋地敷设多，缺陷检测难度大；
3）容易遭受意外损伤。
（二）压力管道的结构要求
压力管道由于输送的流体具有毒性、燃爆性和腐蚀性，且又有高温、 高压、低温等特殊操作条件，使其具有相当大的危险性。因此，压力管道 系统结构应当具备下列条件： 耐压强度：承受管内流体作用于管道上的压力（内压或外压）、温度 所引起的应力及其长期、反复的影响，如蠕变和疲劳等； 密封性：阻止管道内部流动的流体泄漏到管道外部空间或流体中； 耐腐蚀性：承受管内流体对管道材料的腐蚀作用。管道材料的耐腐蚀 等级分为4级，以年腐蚀速率衡量：充分耐腐蚀≤0.05mm； 耐腐蚀＞0.05～0.1mm； 尚耐腐蚀＞0.1～0.5mm； 不耐腐蚀＞0.5mm；
（B）设计、制造、施工存在缺陷，如管道柔性不符合要求，材料选用 不当或用材错误，存在焊接或冶金超标缺陷，焊接或组装不合理造成 应力过大，管道支承系统不合理等； 管道在投用前存在的原始缺陷会造成材料的低应力脆断。介质和 环境的侵害、操作不当、维护不力等原因，往往会引起材料性能恶化、 材料损伤或破裂，或使管道连接接头发生介质泄漏，最终使压力管道 失效，导致火灾、爆炸和中毒、窒息等人身事故的发生。
（B）脆性破坏。脆性破坏的特征是： 1）无明显的塑性变形。 2）破坏时的应力较低。 3）材料脆化形成的脆性破坏，其断口平齐，呈金属光泽的结晶状 态。 4）因材料缺陷形成的脆性破坏，其断口不呈结晶状，而出现原始 缺陷区、稳定扩展的纤维区、快速扩展的放射纹和人字纹区以及内外表 面边缘的剪切唇区。 （C）疲劳破坏,特征是： 1）破坏部位集中在几何不连续处或有裂纹类原始缺陷的焊缝处， 整体上无塑性变形。 2）疲劳破坏的基本形式有爆破或泄漏两种。前者易发生在强度高 而韧性差的材料中，后者则发生于强度较低而韧性较好的材料中。 3）断口上有明显的裂纹产生区、扩展区和最终断裂区。在扩展区， 宏观上有明显的贝壳状树纹，且断口平齐、光亮。最终断裂区一般有放 射状的花纹或人字纹。 4）电镜下观察疲劳断口的裂纹扩展区时，可见到独特的疲劳辉纹。
三、压力管道的安全监察范围 根据《压力管道安全管理与监察规定》，属于安全监察范围的压力管道 是具备下列条件之一的压力管道及其附属设施、安全保护装置等。 1）毒性程度为极度危害的介质，不论压力，温度及状态； 2）火灾危险性为甲、乙类的介质，不论压力、温度及状态； 3）最高工作压力大于、等于0.1MPa的气（汽）体、液化气体介质，未 规定性质及温度，但《压力管道安全管理与监察规定》中规定不属于监察范 围的除外。 4）最高工作压力大于、等于0.1MPa的易燃、易爆、有毒，有腐蚀性介 质或最高工作温度高于、等于标准沸点的液体介质。
a）管道安装件：指将负荷从管子或管道附着件上传递到支承结构或 设备上的元件，包括吊杆、弹簧支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、 支撑杆、链条、导轨、锚固件、鞍座、垫板、滚柱、托座和滑动支架等。 b）附着件：用焊接、螺栓连接或夹紧方法附装在管子上的零件， 包括管吊、吊（支）耳、圆环、夹子、吊夹、紧固夹板和裙式管座等。 管道组成件和支承件在我国现行压力管道法规中也统称为压力管道 元件。
《压力管道安全管理与监察规定》中规定以下四类管道不属于监察范 围： a）设备本体所属管道。 b）军事装备，交通工具和核装置中的管道。 c）无毒、不可燃、无腐蚀性的气体，公称直径小于150mm且 最高工作压力小于1.6MPa的管道。
这里，所谓压力管道所属设施及安全保护装置的定义是： a）压力管道指由管道组成件、管道支承件、安全保护装置和附属 设施等组成的系统。用于输送气体或者液体的管状设备； b）附属设施指阴极保护装置、压气站、泵站、阀站、调压站、监 控系统等； c）安全保护装置指压力管道上连接的安全阀、压力表、爆破片和 紧急切断阀等。
SHA
SHB
SHC
SHD
七、压力管道失效的原因 压力管道“失效”一般是指压力管道不能发挥原有效能的现象， 可分为自然失效和异常失效两种。由于压力管道运行在内部介质和周 围环境的影响之下，不可避免地会产生温度和压力循环、腐蚀、振动 以及材料金相组织变化等影响材料性能和连接接头密封性能的问题， 因此任何管道都有一定的使用寿命，自然失效就是在压力管道达到使 用寿命时发生的失效现象。自然失效可以通过定期检验或失效分析进 行事先控制，以防止事故的发生。但是，在用压力管道由于在设计、 制造、安装和运行中存在各种问题会导致异常失效，造成突发性破坏 事故的发生。
石化区管道
上述定义包含两个含义： （A）管道的作用：是用以输送、分配、混合、分离、排 放、计量、控制和制止流体流动。 1）流体：在有些标准中称为介质。流体可按状态或性质 进行分类。 a）按状态分： 气体； 液体； 液化气体：是指在一定压力下呈液态存在的气体； 浆体：是指可燃、易爆、有毒和有腐蚀性的浆体介质。
（B）管道的构成：由管道组成件、管道支吊架（管道支承件）等组 成，是管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门、其他组成件或受 压部件和支承件的装配总成。 1）管道组成件：指用于连接或装配成管道的元件，包括管子、 管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及管道特殊件。所谓管道特殊件， 是指非普通标准组成件。是按工程设计条件特殊制造的管道组成件， 包括膨胀节、特殊阀门、爆破片、阻火器、过滤器、挠性接头及软管 等。 2）管道支吊架：用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总 称，但不包括土建的结构。有固定支架、滑动支架、刚性吊架、导向 架、限位架和弹簧支吊架等。在国家标准GB50235-97《工业金属管 道工程施工及验收规范》中也称为管道支承件，包括管道安装件和附 着件。
八、压力管道破坏特征 由于管道破坏的起因和型式不同，所以破坏的特征也有所区别。 （A）韧性破坏是材料不存在明显的缺陷或脆化，而是由于超压 导致的破坏。其特征有： 1）发生明显变形，一般不产生碎片。破坏时直径增大或局部鼓胀， 管壁减薄。 2）实际爆破压力与理论值相近。 3）断口呈灰暗纤维状，无金属光泽，断面有剪切唇。 4）断口纤维区之外呈放射形花纹或人字形花纹，并有指向起爆点 的特点。