压力管道(工业管道)设计浅析

第８期 收稿日期：２０１９－０２－１３作者简介：库伟转（１９８４—），女，陕西西安人，工程师，从事石油化工的工程设计工作。

压力管道（工业管道）设计浅析库伟转，李　龙（华东理工大学工程设计研究院有限公司，上海　２００２３７）摘要：压力管道（工业管道）设计是石化项目设计过程中一项重要的任务。

压力管道能否顺利运行，设计阶段的工作很关键，目前就压力管道设计而言，从项目工作内容的策划到材料和阀门的选择，设计工程师都不得马虎，必须细心对待。

虽然相关单位已就此颁布了规范性的文件，但设计人员在设计时仍需注意很多问题。

根据压力管道换证中对项目设计的要求，以及换证中出现的问题对压力管道设计进行了总结。

关键词：压力管道；设计；换证中图分类号：ＴＱ０５５．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）０８－０１５３－０２ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｒｅｓｓｕｒｅＰｉｐｅｌｉｎｅ（ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＰｉｐｅｌｉｎｅ）ＤｅｓｉｇｎＫｕＷｅｉｚｈｕａｎ，ＬｉＬｏｎｇ（ＥａｓｔＣｈｉｎａＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｃ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｓｓｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅ（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｉｐｅｌｉｎｅ）ｄｅｓｉｇｎｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｔａｓｋｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｊｅｃｔｄｅｓｉｇｎ．Ｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅｃａｎｒｕｎｓｍｏｏｔｈｌｙｏｒｎｏｔｉｓｔｈｅｋｅｙｗｏｒｋｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｔａｇｅ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｉｎｔｅｒｍｓｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅ，ｆｒｏｍｔｈｅｐｌａｎｎｉｎｇｏｆｐｒｏｊｅｃｔｗｏｒｋｃｏｎｔｅｎｔｔｏｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｖａｌｖｅｓ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｎｇｉｎｅｅｒｓａｒｅｎｏｔａｌｌｏｗｅｄｔｏｂｅｓｌｏｐｐｙａｎｄｍｕｓｔｂｅｔｒｅａｔｅｄｃａｒｅｆｕｌｌｙ．Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｕｎｉｔｓｈａｖｅｐｒｏｍｕｌｇａｔｅｄｎｏｒｍａｔｉｖｅｄｏｃｕｍｅｎｔｓ，ｄｅｓｉｇｎｅｒｓｓｔｉｌｌｎｅｅｄｔｏｐａｙａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｐｒｏｊｅｃｔｄｅｓｉｇｎｉｎｐｒｅｓｓｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅｒｅｎｅｗａｌａｎｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｒｅｎｅｗａｌ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅｉｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｓｓｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅ；ｄｅｓｉｇｎ；ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅｒｅｎｅｗａｌ 压力管道的分布相当广泛，如果设计管理不善，造成人员伤亡和经济损失是必然的。

为了规范压力管道的设计，确保最终产品的设计质量，国家质量技术监督管理局发布了一系列措施，规范压力管道设计单位的设计资质和人员能力，可以说相关政策仍然非常重视这项工作，但在设计过程中仍存在许多问题，这些问题均体现在日常工作中，思考下来，还是需要从以下方面改变工作现状。

１　压力管道（工业管道）分类分级压力管道是指生产、生活中使用的可能引起燃烧爆炸或中毒等危险性较大的特种设备。

工业管道是指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道，压力管道（工业管道）划分为ＧＣｌ（１）、ＧＣｌ（２）、ＧＣｌ（３）、ＧＣ２、ＧＣ３。

２　压力管道（工业管道）设计中出现的问题２．１　专业能力方面（１）设计人员没有深入了解压力管道相关标准和规范。

特别是当不同的规范中要求有细微差异时，不能够深入理解规范的应用范围及条件，导致在设计中不能准确贯彻实施相关的条文。

（２）近年来国家及行业设计施工标准、规范更新较快，设计人员不能及时获得学习新的标准规范，在设计文件中仍然采用过期标准、规范。

（３）选材和应力分析人员缺乏管道机械和管道材料的专业知识，应力分析经验不足。

选材和应力分析是压力管道设计中十分重要的部分，选材是否合适，应力分析是否准确不仅关系到压力管道运行的经济性，它还与压力管道是否可以安全运行直接相关。

（４）设计人员未将压力管道视为特种设备对待。

思想上不够重视，往往会以一般工程设计项目对待。

２．２　管理不到位２．２．１　相关制度和规定落实不到位一般情况下，已取得压力管道设计资质证书的设计单位都编制了《压力管道质量手册》、规定了相关的管理制度和技术规定等，对这些“制度”和“规定”未能很好地组织设计人员学习；另一方面由于公司人员的流动性，未能及时把相关制度和规定宣贯到新员工，因此在实际操作中存在不按“制度”和“规定”执行的情况等。

２．２．２　不重视标准化审查人员的任命按照压力管道设计单位各级人员的基本条件和新要求，标准化审查人员应熟悉压力管道设计相关的现行法律法规、部门规章、标准规范等，并能够指导设计人员执行贯彻；具有压力管道设计专业知识；具有中级（含中级）以上技术职称。

然而，事实上，许多压力管道设计单位的标准化审查人员不具备上述条件。

２．２．３　选材和应力分析人员无任命或流于形式有的单位未单独任命选材和应力分析人员或任命时存在人人都做，人人都不专的现象。

这样可能会出现选材不当，选材不一致，公司内部未统一等。

按照压力管道设计单位各级人员的基本情况和新要求，选材和应力分析人员应具备一定的材料专业和力学专业知识和相应的设计经历；熟悉材料选择有关规定、规范、规程、标准、导则等；熟悉管道支吊架、弹簧等通用支撑件的特性；至少熟练使用应力分析软件进行应力分析，并能根据标准规范正确评定应力分析结果；材料选择和应力分析人员应通过压力管道设计的专业培训并考核合格。

２．２．４　校审工作有待继续加强压力管道的校审工作比较繁琐，往往要花费大量的时间和·３５１·库伟转，等：压力管道（工业管道）设计浅析山　东　化　工精力，一方面由于校审人员也承担着大量的设计工作，花在校审工作上的时间比较有限，另一方面由于校审人员能力参差不齐，未必能真正发现其中的问题，特别是部分校审人员对材料和应力分析方面的能力不足。

因此，一方面，需要校核和审核人员在校审时花费较多的精力，另一方面，也需要校审人员能够不断更新知识，提高自身能力。

２．３　设计文件存在的问题（１）设计文件的不完整性。

设计文件的归档保存不注意收集过程性的资料。

（２）设计说明文件中的内容表达不清楚，不够详细。

具体表现为设计的范围不够清楚；设计依据的标准规范和施工验收标准规范列出不相关的标准、规范等。

（３）设计文件的深度不够，具体表现为综合材料表中材料的规格型号未标注或未按标准的要求标注；管道平面布置图中管道控制点坐标、标高、与周围物体之间的定位关系等缺少。

管道特性表中有的管道试验压力需有温度校正，需补充泄漏性试验的要求。

（４）无管道支吊架表或支吊架表参数简单，无定位尺寸，无材质说明等。

这样容易导致现场施工时支吊架设置不合理，特别对于热力管道的支架不能充分满足管道力学性能和机械强度，留下安全隐患。

（５）管道特性表填写内容不符合要求或选用材料使用的条件超出管道等级表中的规定。

管道试压不够及试压介质选用不恰当。

（６）压力管道（工业管道）的相关计算只注意保留计算结果，不保留输入条件，或计算工况不具有代表性。

如：应力计算书、强度计算书等。

３　改进措施针对压力管道（工业管道）设计中出现的问题，具有压力管道设计资质的单位应注意从以下方面重视压力管道（工业管道）的设计：３．１　落实相关制度和规定各设计单位的压力管道质量保证体系文件是按《压力容器压力管道设计许可规则》标准中的要求结合自己公司的的实际情况进行编写。

压力管道质量保证体系文件包括压力管道质量手册、管理制度（共１３项）、技术规定及有关的记录组成。

压力管道质量保证体系文件编制时应注意写你所做，做你所写，这样才能真正把相关制度和规定落实到平时的工作中。

３．２　重视相关人员的任命《压力容器压力管道设计许可规则》标准中明确给出了设计单位各级人员（技术负责人、设计人、校核人、审核人、审定人）的基本条件，在压力管道设计单位各级人员的基本条件和新要求中也给出了标准化审查人员、选材和应力分析人员应满足的要求。

各设计单位在任命相关人员时应核对人员是否满足相应的条件，标准中给出的条件是最低要求，同时要考虑各级人员是否有担任相应级别设计工作的能力。

避免徒有其名，不能发现压力管道设计中存在的问题。

３．３　注重压力管道（工业管道）相关人员专业能力的提升为保证相关人员专业能力的提升，除了设计人员自己不断学习新知识外，设计单位也应为压力管道相关人员在以下方面提供便利：（１）新标准、规范的培训。

新标准、规范刚开始实施时往往会发生对标准理解不深入，理解有偏差。

因此应及时组织相关人员进行培训。

（２）认真贯彻落实公司管理制度中各级设计人员培训考核管理规定。

培训内容可涉及装置布置、管道布置、管道材料、管件、阀门、管道应力分析、管道支吊架、管道的绝热、防腐及涂色、管道的施工检验和试压要求等。

培训内容要多样化，根据平时遇到的问题及时调整培训计划。

（３）重视校审环节。

校审环节往往会发现一些设计人员考虑不周全的地方，对于设计人员来说这是一个很好的提高自身能力的机会。

４　结束语随着我国经济的飞速发展，石油化工行业的项目也在不断增加，这类项目中的介质种类繁多，一旦发生事故，后果相当严重。

压力管道的设计是其中一项十分重要的工作，既要考虑介质的特性，又要考虑管道材料的应用效果。

如何更加有效的提高压力管道设计资质的监督机制及提高压力管道设计人员的能力仍然是值得重视的工作。

上文是根据压力管道换证工作中遇到的问题对压力管道设计方面的问题进行的总结和建议。

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