化工压力管道设计管道设计基础管道概论
压力管道设计讲课资料汇集
压力管道设计讲课资料汇集随着工业化进程的加速，压力管道的应用范围和重要性也日益增加。
管道设计是保障工程安全运行的重要基础，因此必须严格遵循相关标准和规范，确保设计合理、安全、经济。
本文就压力管道设计讲课资料进行汇集，旨在向读者介绍管道设计所需的知识和技能。
一、压力管道设计基础1.1 压力介质的性质和特点压力介质是管道设计的基础之一。
设计人员需要仔细掌握压力介质的物理、化学、动态等方面知识，包括介质分子量、密度、黏度、流量、温度等，了解不同介质流体力学的特性和流动状态。
此外，还要根据介质的光化学和物理特性进行管道材料的选择，确保管道的稳定性和耐腐蚀性。
1.2 压力管道设计的原则压力管道设计应遵循相关的国家标准和规范，同时还需要结合工程实际情况，考虑诸如介质性质、流量、压力、温度、管道材料、附件和支撑设备等方面，确保管道的设计合理、经济、安全、可靠，以保障工程长期稳定运行。
此外，管道设计还应充分考虑管道的维护、检修、运行、报废等因素。
1.3 压力管道设计的计算方法压力管道设计的计算方法包括应力、载荷、位移等方面的计算。
设计人员需要熟悉管道计算的基本理论和公式，掌握计算的方法和步骤。
此外，还需要运用相关软件辅助计算，提高设计效率和计算精度。
二、压力管道设计实践2.1 压力管道设计的实践过程压力管道设计的实践过程包括前期准备、初步设计、正式设计、验收等多个阶段。
设计人员需要按照每个阶段的工作要求进行设计，确保设计结果符合国家标准和规范，同时也要与相关人员进行有效的沟通和协调。
2.2 压力管道设计实践中的常见问题压力管道设计实践中，可能会出现管道严重泄漏、管道破裂等一系列问题。
设计人员需要及时识别、排查并解决问题，以确保设计的合理性和管道的安全性。
三、压力管道设计案例分析3.1 污水厂压力管道设计案例分析某污水厂的管道设计采用了标准化设计，旨在改善污水厂的生产效率和水质处理能力。
设计过程中，设计人员对污水厂的压力、流量、管道材料等因素进行了充分考虑，并根据实际需要进行了优化和调整。
化工管路设计基础管子管件与阀门管路设计步骤三
第二节化工管路设计基础（一）管子、管件与阀门（二）管路设计步骤（三）管路阻力计算（四）管路的胀缩补偿（五）管道的防腐、标志及保温(六) 管架设计（一）管子、管件与阀门1、化工用管（见下表）管子类别适用场合铸铁管常用作埋于地下的给水总管及污水管，化工厂用来输送碱液及硫酸硅铁管高硅铁能输送强酸，含钼的抗氯硅铁可输送各种含量、温度的盐酸无缝钢管可输送有压力的物料、水蒸气、高压水、过热水以及可燃性和有爆炸危险的有毒性的物料水煤气管常用作给水、煤气、暖气、压缩空气、真空、低压蒸汽和凝液以及无侵蚀性物料的管道管子类别适用场合有色金属管铜管多用作低温管道（泠冻系统）、仪表的测压管线或传送有压力的流体（如油压和润滑）铝管输送浓硝酸、醋酸、甲酸等物料，铅管常用作硫酸或酸性物料管道。
衬里钢管输送腐蚀性介质非金属管陶瓷管常用作排除腐蚀性介质的下水和通风管道，硬聚氯乙烯管可输送各种酸类、碱类和盐类2、化工管路常用阀门（见下表）阀门类别功能与用途闸阀可切断和调节流量；用于各种气体和液体管路上，但不宜用于含固体物的流体管路，也不宜用于输送腐蚀性流体的管路。
其尺寸较大、价格高截止阀可调节流量；应用广泛，不适于带颗粒和粘度较大的介质。
其公称直径＜200㎜节流阀可节流，调节流量和压力；主要用于仪表调节流量和节流用，也可作取样用，不适用粘度大和含固体颗粒的介质。
其公称直径＜25㎜旋阀可制成三通或四通路阀门作分配换向用，用于含悬浮物和固体杂质的管路（低温）。
DN ＜200㎜球阀与旋阀相仿，但小，不能作调节流量用。
适用于低温高压及粘度大的介质和要求开关迅速的部位隔膜阀可调节流量；适用于酸、碱性和带悬浮物的介质。
但橡胶膜的材质不适用高于60℃及有机剂和强氧化剂的介质针形阀特用于高压操作和要求精确调节流量的管路止逆阀其作用是防止倒流。
故在锅炉进水、往复泵的进出口管路上设止逆阀安全阀能使设备自动泄压而防止超压爆炸；一般用在锅炉上减压阀能自动将高压减为低压；通常用于加压水蒸气和压缩空气管路上疏水器其作用是排除泠凝液而不让气体排出；一般用于蒸汽管路上或蒸汽加热器的泠凝水排除管路上。
化工管道设计概述
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隔膜阀
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常用阀门
• 隔膜阀
阀的启闭件是一块橡胶隔膜，夹于阀体与 阀盖之间。隔膜中间突出部分固定在阀杆上， 阀体内衬是有橡胶，由于介质不进入阀盖内腔， 因此，无需填料箱,隔膜阀结构简单，密封性能 好，便于维修，流体阻力小，适用于温度小于 200℃,压力小于1.OMPa的油品、水、酸性介质 和含悬浮物的介质，不适用于有机溶剂和强氧 化剂的介质。
第一章 管道设计基础知识
第一节 管道、管件及阀门的选用 第二节 法兰、法兰盖、紧固件、垫片 第三节 管道材料统计
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专业 会签
姓名
日期
专业
姓名
日期
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排净管
2 1 0
/批准人
浙江工程设计有限公司 项目名称
图纸名称 专业
版次
设计证书编号（甲级）：121116-sj
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常用阀门
• 旋塞阀 旋塞阀的结构简单，开关迅速，
操作方便，流体阻力小，零部件少， 重量轻。适用于温度较低、粘度较大 的介质和要求开关迅速的部位，一般 不适用于蒸汽和温度较高的介质。
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蝶阀
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常用阀门
• 蝶阀
蝶阀与相同公称压力等级的平 行式闸板阀比较，其尺寸小、重量轻、 开闭迅速、具有一定的调节性能，适 合制成较大口径阀门，它用于温度小 于80℃、压力小于1.0MPa的原油、油 品及水等介质。
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疏水阀
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常用阀门
• 疏水阀
疏水阀的作用是自动排除设备或管道中的 凝结水、空气及其他不凝性气体，又同时阻止 蒸汽的逸出。凡是需要蒸汽加热的设备、蒸汽 管道等都应装疏水器，以保证工艺所需的温度 和热量，使加热均匀，防止水击，达到节能的 作用。
《压力管道基础知识》课件
焊接工艺
采用合适的焊接工艺，确保管道连接 处的质量，防止焊接缺陷的产生。
安装质量检测
对安装完成的管道进行质量检测，包 括外观检查、无损检测等，确保管道 安装质量符合要求。
防腐与绝热
根据管道的使用环境和介质特性，采 取相应的防腐和绝热措施，提高管道 的使用寿命和安全性。
压力管道的验收
验收程序
按照相关规定和标准，制定验收程序和标准，确保验收工作的规范性 和准确性。
压力管道安全监管
政府特种设备安全监督管理部门负责对压力管道进行安全 监管，通过定期检验、监督检查等方式，确保压力管道的 安全运行。
压力管道的维护保养
01 02
压力管道维护保养的重要性
压力管道在使用过程中，由于受到介质、温度、压力等因素的影响，可 能会出现腐蚀、磨损等问题，因此，对压力管道进行定期的维护保养十 分必要。
智能化
利用先进的信息技术实现管道的智能化管理 和监控。
标准化
推动管道标准的制定和实施，提高管道的安 全性和可靠性。
压力管道的新技术新工艺
高强度材料的应用
采用高强度材料制造管道，提高管道的承载 能力和使用寿命。
智能检测技术
利用智能检测技术对管道进行实时监测和诊 断，及时发现和解决潜在问题。
新型防腐技术
管道元件选择
管道应力分析
根据介质特性、工艺条件及设计压力等参 数，选择合适的管道元件，如管子、阀门 、法兰、垫片等。
对管道进行应力分析，确保管道在各种工 况下的应力分布合理，防止因应力过大或 过小引起的管道变形、破裂等问题。
压力管道的安装
施工准备
根据设计图纸和施工规范，进行现场 勘测、材料准备等工作，确保施工顺 利进行。
压力管道的特点
压力管道设计基础知识
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压力管道设计部分 第一章 任务与职责 １． 道柔性设计的任务 压力管道柔性设计的任务是使整个管道系统具有足够的柔性，用以防止由于 管系的温度、自重、内压和外载或因管道支架受限和管道端点的附加位移而发生 下列情况； １） ２） ３） 因应力过大或金属疲劳而引起管道破坏； 管道接头处泄漏； 管道的推力或力矩过大， 而使与管道连接的设备产生过大的应力或变 形，影响设备正常运行； ４） ２． １） ２） ３） ４） ５） ６） 管道的推力或力矩过大引起管道支架破坏； 压力管道柔性设计常用标准和规范 ＧＢ ５０３１６－２０００《工业金属管道设计规范》 ＳＨ／Ｔ ３０４１－２００２《石油化工管道柔性设计规范》 ＳＨ ３０３９－２００３《石油化工非埋地管道抗震设计通则》 ＳＨ ３０５９－２００１《石油化工管道设计器材选用通则》 ＳＨ ３０７３－９５《石油化工企业管道支吊架设计规范》 ＪＢ／Ｔ ８１３０．１－１９９９《恒力弹簧支吊架》 １ ７） ８） ９） ＪＢ／Ｔ ８１３０．２－１９９９《可变弹簧支吊架》 ＧＢ／Ｔ １２７７７－１９９９《金属波纹管膨胀节通用技术条件》 ＨＧ／Ｔ ２０６４５－１９９８《化工装置管道机械设计规定》 １０）ＧＢ １５０－２００４《钢制压力容器》 ３． １） ２） ３） ４） ４． １） ２） ３） ４） ５） ６） ７） ８） ９） 专业职责 应力分析（静力分析 动力分析） 对重要管线的壁厚进行计算 对动设备管口受力进行校核计算 特殊管架设计 工作程序 工程规定 管道的基本情况 用固定点将复杂管系划分为简单管系，尽量利用自然补偿 用目测法 目测法判断管道是否进行柔性设计 目测法 Ｌ 型 Ｕ 型管系可采用图表法 图表法进行应力分析 图表法 立体管系可采用公式法 公式法进行应力分析 公式法 宜采用计算机分析方法 计算机分析方法进行柔性设计的管道 计算机分析方法 采用 ＣＡＥＳＡＲ ＩＩ 进行应力分析 调整设备布置和管道布置 ２ １０） 设置、调整支吊架 １１） 设置、调整补偿器 １２） 评定管道应力 １３） 评定设备接口受力 １４） 编制设计文件 １５） 施工现场技术服务 ５． １） ２） ３） ４） ５） ６） ７） ８） ９） 工程规定 适用范围 概述 设计采用的标准、规范及版本 温度、压力等计算条件的确定 分析中需要考虑的荷载及计算方法 应用的计算软件 需要进行详细应力分析的管道类别 管道应力的安全评定条件 机器设备的允许受力条件（或遵循的标准） １０）防止法兰泄漏的条件 １１）膨胀节、弹簧等特殊元件的选用要求 １２）业主的特殊要求 ３ １３）计算中的专门问题（如摩擦力、冷紧等的处理方法） １４）不同专业间的接口关系 １５）环境设计荷载 １６）其它要求 第二章 压力管道柔性设计 １． 管道的基础条件 包括：介质 温度 压力 管径 壁厚 材质 荷载 端点位移等。
压力管道基础知识
压力管道基础知识一、压力管道基本概念（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”。
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）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。
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。
1化工压力管道设计管道设计基础管道概论
第1章 管道概论
第1章 管道概论
一、管道级别、类别 二、管道的设计压力和设计温度 三、公称压力和压力-温度等级 四、公称直径、外径和壁厚系列
五、管材许用应力
一、管道级别、类别
1、我国工业管道的分类、分类
1）按国标规定的施工验收要求分类、分级 2）石油化工管道分级 3）国标《工业金属管道设计规范》的管道分级 4）《压力管道安全管理与监察规定》中管道分级
2、另一类为输送压力小于等于1MPa且设计温度为 -29°C~186°C的非可燃、无毒流体管道阀门。
• 对管道焊缝射线照相检验，国标GB50235-97将管 道划分为三种情况，
1、100%射线照相检验，质量不低于Ⅱ级。这类管 道为：
1）输送剧毒流体的管道；
2）输送设计压力大于等于10MPa或设计压力大于 等于4MPa的非可燃流体、无毒流体的管道；
化氢、敌敌畏、光气、氯丁二烯、一氧化碳、硝基苯
中度危害（Ⅲ级） 轻度危害（Ⅳ级）
苯乙烯、甲醇、硝酸、硫酸、盐酸、甲苯、二甲苯、三氯 乙烯、二甲基甲酰胺、六氯丙烯、苯酚、氢氧化物
设计压力小于10MPa的甲类、乙类可燃气体 和甲A类液化烃、甲B类可燃液体介质管道
乙A类可燃介质管道 乙B类可燃液体介质管道 丙类可燃液体介质管道
3）国标《工业金属管道设计规范》的管道分级 输送5类流体的管道类别分别与流体类别对应
流体类别
适用范围
A1类
某种剧毒流体，相当于《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044中Ⅰ级 （极度危害）的毒物
GC2
2
设计压力P＜4.0MPa而设计温度≥400℃的可燃液体、有毒流体管道
3
设计压力P＜10.0MPa而设计温度≥400℃的无毒、不可燃介质管道
化工压力管道定义、设计级别的理解及探讨
重影 响着人 民的生命 和财 产的 安全 。为此 ， 现就 化工 行业 压力 管道 的分级进行探讨 。
１ 压力管道的定 义
＜ 压力 管道规范一工业 管道＞（ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ０ ８ ０ １—２ ０ ０ ６ ） 第１ ． ３ ． １条对压力管道 的定 义如下 ： 本部分 适用 于＜ 特
（ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ０ ８ ０ １ ． １ — ２ ０ ０ ６ ） ３ ． １ １ 规定 “ 系指按 Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ ６ ０和
Ｇ Ｂ Ｓ ０ ０ １ ６定 义的甲、 乙类 以及 工作 温 度高 于 闪点 的流 体 的 总 称。 ”＜石 油 化 工 企 业 设 计 防 火 规 范 ＞
２ ０ １ ４年 ９月
化工 压力 管道定义 、 设计级别 的理解 及探讨
２ ０１
化 工压 力 管 道 定 义 、 设 计 级 别 的理 解 及 探讨
周 文 雅
（ 山东 润昌工程设计有 限公司江西分公司 ， 江西 南 昌 ３ ３ ０ ０ ２ ５ ）
摘 要： 根据压力管道 的相关规范对化工行业 的压 力管道定 义及设计级别进行探讨。 关键词 ： 化工 压力管道定义 压力管道 分级
种设备安全监察条 例＞ 规定 的“ 压力管道 ” 的设计 和建 造 。该条例规定 的“ 压力管道” 系指 最高工作压力 大于 或等于 ０ ． １ Ｍｐ ａ的气 体 、 液化气体 、 蒸汽介 质或可燃 、 有 毒、 有腐蚀性 、 最 高工作 温度 高于或 等 于标 准沸点 的液 体介质 ， 且公称直径大于 ２ ５ ｍ ｍ的管道。 １ ． １ 压力管道定 义的理解 要点 （ １ ） 不要将最高工作压力和管道的设计压力及管 道元 件的公称压力混淆 。 （ ２ ） 液体介 质必须 是可燃 、 有毒、 有腐蚀 性液 体或 最高工作 温度高于标准沸点的液体 。 ①可燃 、 易爆 介质 按＜ 压力 管道 规范一工 业管道 ＞
化工设计概论与化工制图课件-第八章管道设计
掌握化工设计概论与化工制图的要点，了解管道设计中的基本概念和原则， 以及设计流程和步骤。
管道设计的基本概念和原则
安全性
设计应考虑管道应承受的最大工作压力和温度，确保操作的安全性。
经济性
通过正确的材料选择和设计优化，降低成本并提高管道系统的效率。
可维护性
设计应考虑到管道的维护和检修需求，以减少停机时间和维修成本。
3
详细设计
进行管径、壁厚和材料等技术参数的计算。
4
施工和安装
实施设计方案，进行管道的施工和安装。
管道设计时需要考虑的因素和问题
1 压力和温度
确定管道系统需承受的 压力和温度条件。
2 流体特性
了解流体的黏度、密度 和流速等特性。
3 管道材料
选用适合介质和工况的 管道材料。
管道元件的种类和特点
弯头
用于改变管道方向，具有不同 的角度。
法兰
用于连接管道和设备，方便拆 卸。
阀门
用于控制管道流量和关闭流体。
管径、壁厚和材料的选择原则
管径选择
根据流量和压力损失确定 合适的管径。
壁厚设计
根据内部和外部压力，以 及材料强度计算壁厚。
材料选择
根据介质和工况选择合适 的管道材料。
管道支架的设计和布置
设计合理的支架系统，确保管道的稳定性和安全性。
管道的安装和连接方法
1 焊接
常用的连接方法，适用 于高温、高压条件。
2 螺纹连接
简单方便，适用于低压 条件。
3 法兰连接
便于拆卸，适用于需频 繁维护的场合。
管道系统的分类和主要组成部分
1
输送管道
用于运输液体和气体，包括输油管道、工艺管道来自2输气管道等。
压力管道设计基础.ppt
压力管道安全技术基础专题讲座 压力管道设计基础 南 工 大
剧毒介质: 是指
被人吸入或与人体 接触时，进入人体 的量小于或等于4g 即会引起肌体严重 损伤或致死，即使 迅速采取治疗措施 也不能恢复健康的 物质。常用剧毒介 质分极度危害和高 度危害两个级别。
极度危害介质有：汞及其化合物、
砷及其无机化合物、氯乙烯、铬酸盐、 重铬酸盐、黄磷、铍及其化合物、硫 磷、羰基镍、八氟异丁酸、锰及其无 机化合物、氰化物。
3 最高工作压力大于等于0.1MP a（表压，下同），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，输送介质为可燃、易爆、有毒、有腐 蚀性或最高工作温度高于等于标准沸点的液体的管道
5 前四项规定的管道的附属设施及安全保护装置等
压力管道安全技术基础专题讲座 压力管道设计基础
压力管道根据不同的特性有各种不同的分类方法。
表1.2 管道分级(摘自SHJ3501-2002)
管道级别
适用范围
SHA 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输送有毒、可燃介质管道
SHB 1.毒性程度为高度危害介质管道 2.毒性程度为高度危害介质(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
阀门、法兰、垫片、紧固件。以及膨胀接头、挠性接头、耐压软 管、疏水器、过滤器和分离器等。
(27) 管道支承件——管道安装件和附着件的总称。
(28)安装件——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。
压力管道设计基础
1.2 设计程序和主要内容在我国，工程设计一般分两步进行，首先根据已批准的项目建议书和可行性研究报告（设计前期工作）进行初步设计。
初步设计经上级主管部门组织审查、批准后再进行施工图设计。
设计主要内容如下：1．工艺计算包括物料衡算、热量衡算和水力计算等；按照物料的流量及该物料允许的流速确定管径、管长。
2．管道材料选择按照不同介质的物理化学性质、压力等级、工作温度等因数确定管子的材料和阀门、法兰等管道附件，初估材料数量。
3．管线的结构设计包括管线器材的选用（阀门、法兰、管件、补偿器、支吊架）及隔热、伴热设计。
4．管道的强度计算包括静载计算（压力、重力）、动载计算（风载、地震）、振动计算、热应力计算。
5．安全装置设计包括安全阀、爆破片、阻火器。
6．绘制草图和施工图绘制流程图（系统图）、平面布置图、立面布置图、管段图（空视图）、管件图、管架图等。
7．编制设计说明书编制管道安装一览表、综合材料表、油漆保温一览表等。
所有设计文件必须进行校对、审核，部分图纸还要进行审定，最后还要进行各有关专业参加的综合会签，确保设计的质量。
1.3 标准规范压力管道的初步设计和施工图设计，都必须按先行标准和规范设计。
原劳动部《压力管道安全管理与监察规定》（1996）国家质检总局《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》GB50316-2000《工业金属管道设计规范》GB50028-2002《城镇燃气设计规范》GB5001-1991《石油化工企业设计规范》GB50251-1994《输气管道工程设计规范》GB50253-1994《输油管道工程设计规范》HGJ8-87-1994《化工管道设计规范》SH3054-1993《石油化工企业管道综合设计规范》GB50160-1992《石油化工企业设计防火规范》GBJ16-1994《建筑设计防火规范》GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50264-1997《工业设备及管道绝热工程设计规范》HG/T20549-1998《化工装置管道布置设计规定》SHJ40-1991《石油化工企业蒸气伴热管及夹套管设计规范》HG/T20670-2000《化工、石油化工管架、管墩设计规定》GB50235-1997《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50236-1998《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》HG20225-1995《化工金属管道工程施工及验收规范》SH3501-2002《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》JB4730-1994《压力容器无损检测》GB3323-1987《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB11345-1987《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T8163-1999《输送流体用无缝钢管》GB9948-1988《石油裂化用无缝钢管》GB/T12771-1991《输送流体用不锈钢焊接钢管》GB/T14976-1994《输送流体用不锈钢无缝钢管》GB9112-9123-1988《钢制管法兰》JB/T74—90-1994《管路法兰及垫片》HG20592-20635-1997《钢制管法兰、垫片、紧固件》GB/T17116-1997《管道支吊架》GB/T12777-1997《金属波纹管膨胀节》在进行某个特殊介质的压力管道设计时，除了按一般通用的标准、规范进行设计外，还要参照该产品的设计规范。
压力管道设计基本要求全解
压力管道设计基本要求全解1.材料选用压力管道的材料选用是设计的第一步。
一般要求材料具有足够的强度和刚度来承受压力和负载，同时要具备耐腐蚀和耐磨损等特性。
常见的材料包括碳钢、不锈钢、合金钢和塑料等。
在选择材料时，还需要考虑到介质的性质和工作环境等因素。
2.设计参数设计参数是指压力管道在设计过程中需要确定的各种参数，包括设计压力、设计温度、管道直径和厚度等。
设计压力一般应大于实际工作压力，并考虑到温度变化、压力突变和冲击负荷等因素。
设计温度的选择应根据介质的性质和工作环境来确定。
管道直径和厚度的计算需要考虑到管道的强度和安全性。
3.安全性-抗内压能力：管道必须具备足够的强度来抵抗内部压力的作用，避免发生破裂和漏水等事故。
-抗外力能力：管道还必须能够承受外部负载、地震和其他意外力的作用，保证管道的稳定性和完整性。
-泄漏防止：管道连接和密封设计应确保无泄漏，防止介质外泄，避免对环境和人员造成危害。
-耐腐蚀性：管道在特定介质中应具备良好的耐腐蚀性能，避免管道内壁受腐蚀而破损。
4.可靠性为了保证压力管道的可靠性，设计中还需要考虑管道的使用寿命、维修和检测等方面：-使用寿命：管道在设计阶段应该考虑到预期使用寿命，并在设计和材料选择上进行合理的预测和计算。
-维修和检测：管道的设计和布置应方便维修和检测操作，以便及时发现和修复潜在问题，确保管道的正常运行。
综上所述，压力管道设计的基本要求包括材料选用、设计参数、安全性和可靠性。
通过合理选择材料、确定设计参数，并考虑安全和可靠性方面的要求，可以确保压力管道的设计满足工程需求，并保障其长期稳定运行。
2化工压力管道设计-管道设计基础-管道规范和标准
JIS B2313 钢板制对焊管件 JIS B2316 承插焊管件
JIS B2401 O形环 JIS B2404 管阀兰用缠绕式垫片 JIS B3453 压缩石棉垫片
• 国际标准化组织（ ISO） 的应用标准体系 ISO应用标准体系中常用的标准有：
ISO6708 管件 公称尺寸定义 ISO7268 管件 公称压力定义
• 美国应用标准体系ANSI中常用的标准有：
ANSI/ASME B36 . 10 无缝及焊接钢管 ANSI/ASME B36 . 19 不锈钢无缝及焊接钢管 ANSI/ASME B16 .9 工厂制造的钢对焊管件 ANSI/ASME B16 . 11 承插焊和螺纹锻造管件
ANSI/ASME B16 . 28 钢制对焊小半径弯头和回弯头 ASME/ANSI B16 . 34 法兰连接 、 螺纹连接和焊接连接的阀门 ASME/ANSI B16 . 5 管法兰和法兰管件
ISO4200 焊接和无缝平端钢管 尺寸和单位长度 ISO1127 不锈钢钢管 尺寸公差和单位长度质量 ISO3183 石油和天然气工业用钢管 IS06759 热交换器用无缝钢管 ISO7005- 1 金属管法兰
ISO7483 符合ISO7005标准的管法兰密封垫片 ISO3419 非合金钢和合金钢管件 ISO5251 不锈钢对焊管件 ISO7121 法兰型钢制球阀 ISO10497 阀门试验 防火试验要求
美国机械工程师学会（ASME）
ASME是世界上制定和出版规范和标准的主要组织之一， 1911年为制定蒸汽锅炉和其它压力容器的建造规定 ，ASME 成立了委员会 ， 该委员会就是现在人们熟知的ASME锅炉和压 力容器委员会 ， 负责锅炉和压力容器规范 。ASME相继成立了 其它的委员会 ，制定了许多其它的规范和标准 ， 如ASME B31压力管道规范 。ASME遵照美国国家标准协会（ANSI） 批准的程序开展工作。
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B31.8---气体传送和分配管道系统。
B31.3已经得到全世界的公认，成为石油化工厂 压力管道设计普遍遵循的规范。
B31.3根据介质的安全性、对人体的危害程度和 设计条件（压力、温度）等因素将流体分为M类 、D类、一般流体类（介于M类和D类之间的流体 ）。
M类流体---剧毒流体：极少泄露即会造成严 重的即使马上进行治疗也难以治愈的伤害
管道的设计温度系指正常操作过程中，由压力和温度构成的 最苛刻条件下的材料温度。各管道规范设计温度取法并不 完全一致。
ANSI/ASME B31·3将管道分成三种情况分别确定其设计温 度，对于不保温管道，流体温度低于38°C时，金属温度 与流体温度相同，38°C及其以上温度，除非通过试验或 传热计算有较低的平均壁温外．组成件金属温度不应低于 以下数值：阀门、管于、翻边短节、焊接管件和其它壁厚 与管子相近组成件的金属温度为流体温度的95％；带法兰 管件和法兰温度为流体温度的90％(松套法兰为85％)；螺 栓连接件的温度为流体温度的80％。对于外部保温管道， 除经计算或试验或实测所得可以使用其它温度外，均以流 体温度为使用温度，当采用外伴热或夹套时应考虑这种加 热影响，对于内部保温管道，金属温度根据伴热计算或试 验确定。
SH3059-94设计温度的确定与ANSI/ASME B31.3比 较一致，但更具体。
国标《工业金属管道设计规范》设计温度的确定 与B31·3和SH3059有以下不同点。一是对于0°C 以下的管道，设计温度取管道材料可能达到的最 低温度，包括流体及环境温度影响可达到的最低 温度；二是对于外伴热或夹套管道，应以外加热 和管内流体温度中的较高温度为设计温度；三是 对不保温管道上述38℃的界限改为65°；四是国 标规定对于非金属材料衬里的保温管道，其设计 温度取流体的最高工作温度，不保温时，外层金 属温度通过传热计算或试验决定。而SH3059规定 带衬里或内隔热层管道的设计温度均经计算或实 测确定。
级别 极度危害（Ⅰ级）
毒物名称
汞及其化合物、苯、砷及其无机化合物、氯化烯、铬酸盐 、重铬酸盐、黄磷、铍及其化合物、对硫磷、羰基镍、八
氟异丁烯、氯甲醚、锰、及其无机化Ⅳ级）
三硝基甲苯、铅及其化合物、二硫化碳、氯、丙烯睛、四 氯化碳、硫化氢、甲醛、苯胺、氟化氢、五氯酚及其钠盐 、镉及其化合物、敌百虫、氯丙烯、钒及其化合物、溴甲 烷、硫酸二甲酯、金属镍、甲苯二异氰酸酯、环氧氯丙烷 、砷化氢、敌敌畏、光气、氯丁二烯、一氧化碳、硝基苯
• 设计压力---管道设计规范均有各自规定 国标《工业金属管道设计规范》规定设计压力按 下列要求确定：
一条管道的设计压力（表压），不应小于运 行中遇到的可能内压或外压与温度相耦合时最严 重条件下的压力。
最严重条件就是强度计算时管道组成件需要 最大厚度及最高公称压力时的参数。
中国石化总公司《石油化工企业管道设计器材选用通则》（SH 3059-94）规定管道组成件的设计压力，不低于正常操作过程中， 由内压或外压与温度构成的最苛刻条件下的压力。
设计压力小于10MPa的甲类、乙类可燃气体 和甲A类液化烃、甲B类可燃液体介质管道
乙A类可燃介质管道 乙B类可燃液体介质管道 丙类可燃液体介质管道
3）国标《工业金属管道设计规范》的管道分级 输送5类流体的管道类别分别与流体类别对应
流体类别
适用范围
A1类
某种剧毒流体，相当于《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044中Ⅰ级（ 极度危害）的毒物
苯乙烯、甲醇、硝酸、硫酸、盐酸、甲苯、二甲苯、三氯 乙烯、二甲基甲酰胺、六氯丙烯、苯酚、氢氧化物
溶剂汽油、丙酮、氢氧化钠、四氯乙烯、氨
GB50160中可燃性气体火灾危险性分类举例
类别
可燃气体名称
乙炔、环氧乙烷、氢气、合成气、硫化氢、乙烯、氰化氢、丙烯、丁烯、丁 甲 二烯、顺丁烯、反丁烯、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、丙二烯、环丙烷、甲胺
国标GB50235-97对输送上述流体管道规定了不 同检验和施工要求。
• 对管道组成件，如阀门试验，划分成两类阀门：
1、国标GB50235-97将输送剧毒、有毒及可燃流体
阀门和
输送设计压力大于1MPa或设计压力小于等于 1MPa且设计温度小于-29°C或大于186°C的非可 燃、无毒流体管道阀门划成一类；
• 公称压力一般表示管道法兰或法兰连接的其他管道组成 件在某一基准温度下的最大许用工作压力，由于公称压 力中的某一基准温度在公制中为一个较低的温度或常温 ，因而在较高温度时的许用工作压力小于该公称压力值 ，而在英制中这一基准温度为一较高温度，低于此基准 温度时的许用工作压力可大于其公称压力值。为此公制 与英制的对应关系不能用简单的单位换算来被此替换。 例如英制CLASS300psi对应的公制公称压力为
• 关于泄漏性试验： GB50235-97规定输送剧毒流体、有毒流体、可燃 流体的管道必须经行泄漏性试验。泄漏性试验， 三类管道均为一类。
2）石油化工管道分级
管道级别
1 SHA
2
1
SHBⅠ 2
SHB 3
1 SHBⅡ
2
适用范围 毒性程度为极度危害介质管道 设计压力等于或大于10MPa的SHB级介质管道 毒性程度为高度危害介质管道
PN5.0MPa，而不是300x 6.8948x0.001＝2.07MPa。
管道操作条件繁多，管道上的法兰如以使用条件 逐个计算，不仅工作量大，而且法兰的连接及其 互换性均成问题，因此各国都归并成若干个公称 压力等级、使法兰标准化、系列化，简化了品种 又增加了互换性。
各国公称压力分级及国内公称压力分级见 表
化工压力管道设计管道 设计基础管道概论
2020年4月24日星期五
讨论
• 什么是管道Pipe（管道系统Pipe system）？
• 管道是包括管子、法兰、管件、螺栓、垫 片、阀门和其它管道组件，也包括管子吊 架、支承和其它必要的防止蓄压元件超压 和超负荷的物件等组成的输送介质或传递 压力的通道。
• 管道系统：当管段与管件、阀门和其它机 械设备连接在一起，并通过吊架、支承予 以适当地支撑时，才称之为管道系统。
级别 GC1
品种 1 2
3
适用范围
输送GB5044中毒性程度为极度危害的介质管道 设计压力P≥10.0MPa的流体管道
输送GB50160中火灾危险性为甲乙类可燃气体或甲类可燃液体且设 计压力P≥4.0MPa的管道
4
设计压力P≥4.0MPa且设计温度≥400℃的可燃液体、有毒流体管道
1
输送GB50160中，火灾危险性为甲乙类可燃气体或甲类可燃液体， 且设计压力P＜4.0MPa的管道
2、美国国家压力管道标准的管道分级
一、管道类别、级别
• 1、我国工业管道的分类、分级 1）按国标规定的施工验收要求分类、分级 1997.10.5建设部批准《工业金属管道工程施工及 验收规范》（GB50235-97）为强制性国家标准 。
国标GB50235-97没有将管道具体分类或分级
• 但对管道输送流体有明确的定义和划分： 剧毒流体---相当于GB5044-85《职业性接触毒物 危害程度分级》中Ⅰ级危害程度毒物； 有毒流体---相当于GB5044-85中Ⅱ级以下危 害程度毒物； 可燃流体---生产操作条件下可以点燃和连 续燃烧的气体或可以气化的液体。
最苛刻条件是导致管道组成件最大壁厚或最高压力等级的条件 。与设备或容器连接的管道，其设计压力应不低于所连接设备或容 器的设计压力，并应符合以下要求：管道系统无安全泄压装置时， 设计压力不应低于压力源可能引起的最高压力与静液柱压力之和， 装有安全泄压装置时，则不应低于安全泄压装置的设定压力与静液 柱压力之和。离心泵排出管道的设计压力取以下两项中的较大值， 取离心泵的正常吸入压力加泵进出口额定压差的1.2倍或离心泵最大 吸人压力加泵进出口的额定压差。真空系统管道的设汁压力为 0.1MPa外压。
GC2
2
设计压力P＜4.0MPa而设计温度≥400℃的可燃液体、有毒流体管道
3
设计压力P＜10.0MPa而设计温度≥400℃的无毒、不可燃介质管道
4
设计压力P＜10.0MPa且设计温度＜400℃的管道
GB5044-《职业性接触毒物危害程度分级》 GB50160-《石油化工企业设计防火规范》
• GB5044中常见有毒介质表
A2类
相当于《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044中Ⅱ级（高度、中度、轻 度危害）的毒物
B类
能点燃并在空气中连续燃烧的流体，这些流体在环境或操作条件下是一种气 体或可闪蒸产生气体的液体
C类
不包括D类流体的不可燃、无毒的流体
D类
设计压力不大于1.0MPa和设计温度高于-20℃～186℃的不可燃、无毒流体
• 设计温度与设计压力一样是管道工程设计 的重要参数，是管道选材的依据之一，正 确确定设计温度，才能保证管道安全运行 ，又不致造成浪费。
3 公称压力、压力-温度等级
• 公称压力---为管子、管件、阀门等在规定温度下 允许承受的以压力等级表示的工作压力。
符号：PN
单位：MPa，bar（公制） psi（英制Pounds per square inch ） 1磅/平方英寸 ， 1psi=6.89kpa 1 bar= 14.56 psi= 0.1MPa
D类流体---设计压力不超过1.05MPa，设计温 度在-19~186°C之间的不易燃、无毒、对 人体无害的流体
一般流体---除M、D类以外的流体，该类管道 指除M、D类以外的所有工艺和公用工程管 道，
但 不包括加热炉、热交换器、容器
和机组的内部管道。
2 管道的设计压力和设计温度
• 管道设计压力、设计温度、管道输送介质-------管 道工程设计的重要参数
3）输送设计压力大于等于10Mpa且设计温度大于 等于400°C的非可燃流体、无毒流体管道；