压力管道基础知识.docx

管道的压力等级是指管道系统中能够承受的最大工作压力等级，该等级通常由以下因素决定：管道所运输的介质、管道本身的材料和制造工艺。其主要目的是确保管道系统能够安全、可靠地运行，并且不对生产或环境造成损害。压力等级的确定是压力管道设计的核心，也是布置和应力校核的前提条件，以及影响压力管道基建投资和管道可靠性的重要因素。管道的压力等级包括 2 个方面：标准管件的公称压力等级（以公称压力表示）和壁厚等级（以壁厚等级表示）。通常，管道的压力等级是标准管件的公称压力等级和壁厚等级共同决定的参数。在确定管道的压力等级时，需要考虑以下方面：管道所输送介质的性质（如流量、密度、粘度、温度、压力等参数），管道本身的材料和工艺（如管道的材质、内部涂层、制造标准等）、管道系统所需承受的外部压力或荷载（如地震、风荷载、支架荷载等）以及确定所需的安全系数和使用寿命（如使用年限、应力、疲劳、裂纹等）。根据这些指标和实际工程需求，可以进行系统的计算和分析，以确定管道所需的压力等级。同时，还需要考虑国家相关标准和法规的规定，以及现场实际情况和安全要求等。一、管道压力等级的确定工程上，工艺操作参数不宜直接作为压力管道的设计条件，要考虑工艺操作的波动、相连设备的影响、环境的影响等因素，而在工艺操作参数的基础上给出一定的安全裕量作为设计条件。这里所说的设计条件主要是指设计压力和设计温度。1.1 设计压力的确定管道的设计压力：应不低于正常操作时，由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的压力。最苛刻条件：是指导致管子及管道组成件最大壁厚或最高公称压力等级的条件。考虑介质的静液柱压力等因素的影响，设计压力一般应略高于由(或)外压与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力。管道设计压力应该考虑最苛刻条件下的内外压和温度因素，为了安全起见，设计压力一般要略高于最高工作压力。在确定设计压力时，我们可以参考压力容器的做法，使用增加裕度系数的方式，以确保操作方便和安全。a.一般情况下管道元件的设计压力确定一般情况下，采用在相应工作压力的基础上增加一个裕度系数。一般情况下管道元件的设计压力确定工作压力 Pw(MPa)设计压力 P(MPa)Pw1.8P=Pw+0.181.8Pw4.0P=1.1Pw4.08.0P=1.05Pw当按该原则确定的设计压力会引起管道压力等级变化时，应判断该工作压力是否就是由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的最高工作压力，如果是，在报请有关技术负责人批准的情况下，设计压力可取此时的最高工作压力，而不加系数。所有与设备或者压力容器连接的管道，其设计压力应不低于设备或容器的设计压力，并满足以下下要求：b.管道中有安全泄压装置时，预示着该管道在运行过程中有出现超出其正常操作压力的可能。设置安全泄压装置(如安全阀、爆破片等)的目的，就是在系统中出现超出其正常操作压力的情况时，能将压力自动释放而使设备、管道等系统的硬件得到保护。此时管道的设计压力应不低于安全泄放压力与液柱静压力之和。没有设置安全泄压装置时，其设计压力不应低于压力源可能达到的最高压力和静液柱压力之和。无安全泄压装置的离心泵出口管道设计压力，应取以下两项较大值：（1）离心泵正常吸入压力加泵的出口额定压差的 1.2 倍。（2）离心泵的最大吸入压力加泵的出口压差c.管道中有高扬程的泵，尤其是往复泵，在开始启动的短时间内，往往会在第一道切断阀之前的管道和泵内产生一个较高的封闭压力，有时这个封闭压力会达到一个很大的值。此时泵的出口管道，其设计压力应取泵的最大封闭压力值。d.真空系统管道承受的压力就是其外部的大气压力，故其设计压力应取 0.1MPa 外压；e.与塔或容器等设备相连的管道，其设计压力应不低于所连设备的设计压力。当管道内有较高的液体液柱时，还应考虑该液体静压头的影响。事实上，对于管道来说，其受力要比设备复杂，这是因为它除受介质载荷之外，还往往遭受到由于管道的热胀冷缩而产生的管系力等。因此，管道的设计压力一般应不低于设备的设计压力。1.2 设计温度的确定管道的设计温度:应不低于正常操作时，由内压（或外压）与温度构成的最苛刻条件下的温度。最苛刻条件指导致管子及管道组成件最大壁厚、最高公称压力等级或最高材料等级的条件。考虑环境、隔热、操作稳定性等因素的影响，设计温度应略高于由内压(或外压)与温度构成的最苛刻条件下的最高工作温度。a.一般情况下为了操作上的方便，在此不妨也采用压力容器的做法，在相应工作温度的基础上增加一个裕度系数（除法兰和螺栓以外）作为元件的设计温度。一般情况下管道元件的设计温度确定工作温度 Tw()设计温度 T()-20Tw15T=Tw-5(最低取-20)15350T=Tw+(515)当按该原则确定的设计温度会引起管道压力等级或材料变化时，应判断该工作温度是否就是由内压(或外压)与温度构成的最苛