压力管道管理.docx
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1、压力管道管理一、压力管道的基本知识1、压力管道的定义和主要特点在国际上,管道运输是与铁路、公路、水运、航空并列的五大运输方式之 一。压力管道是在一定温度和压力下,用于运输流体介质的特种设备,广泛 用于石油化工;冶金、电力等行业生产及城市燃气和供热系统等公众生活之 中。这些介质有些是具有爆炸危险性、毒性或对环境有破坏性,一旦泄漏将 会造成人员伤亡、财产损失、环境污染和巨大的经济损失,有时还会影响人 民的生活。随着工业生产的发展及城市燃气和热力管网的普及,各类管道的 数量不断增加,特别是运输 可燃性、易爆性及对人体和环境有害性介质的压 力管道的数量逐年递增,这也使 发生事故的可能性增大。我国从19
2、96年开 始,正式对压力管道的设计、制造、安装、使用、检验、维修改造等七个环节 像锅炉压力容器一样实施安全监察。条例明确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、蒸汽介质或者可燃、易爆、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的管道。其设计、制造、 安装、使用、检验、修理、改造等环节要得到政府特种设备安全监督管理部们 的严格监管。2、压力管道的分类为了便于对我国压力管道的管理,我们将压力管道按其用途划分为工业管 道、公用管道和长输管道。工业管道一一是指
3、工业企业所属的用于运输工艺介质的工艺管道、公 用工程管道和其他辅助管道。工业管道主要集中在石化炼油、冶金、化工、电 力等行业。公用管道一一是指城镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力 管道。长输管道一一是指产地、储存库、使用单位之间的用于运输商品介质的 管道,主要是原油管道、天然气管道、油田集输管道和成品油管道。3、压力管道的组成及结构压力管道由管道组成件、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
4、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、冈U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。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
5、、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。二、压力管道的安 全知识(一) 压力管道的安全知识1、压力管道设计类别、级别的划分:(1) 长输管道为GA类,级别划分为:A、符合下列条件之一的长输管道为GA1级:a输送有毒、可燃、易爆气体介 质,设计压力P1.6Mpa的管道;b输送有毒、可燃、易爆液体介质,输送 距离(指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离)N 200km 且管道公称直径DN N300 mm的管道;c输送桨体介质,输送距离N 50km且 管道公称直径DNN 150mm的管道;B、符合下列条件之一的长输管道为G
6、A2级:a输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力PW1.6Mpa的管道;b GA1 ( b)范围以外的管道;c GA1 ( c)范围以外的管道。C、公用管道为GB类,级别划分为:a GB1 :燃气管道;b GB2 :热力管道。、工业管道为GC类,级别划分为:a符合下列条件之一的工业管道为GC1级:(1) 输送GB5044职业性接触毒物危害程度分级中,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、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计 压力PN4.0MPa的管道;(3) 输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压
7、力PN4.0MPa且设计温度大 于等于400C的管道;(4) 输送流体介质且设计压力PN10.0Mpa的管道。b、符合下列条件之一的 工业管道为GC2级:(1) 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、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计 压力P4.0Mpa的管道;(2) 输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力P4.0Mpa且设计温度 大于等于400C的管道;(3) 输送非可燃流体介质,设计压力P10.0Mpa且设计温度400C的管道。(二) 、管道介质的分类、危害程度和火灾危险性划分压力管道不但是指其管内或管外承受压力,而且其内部输送
8、的介质是“气 体、液化气体和蒸汽”或“可能引起燃爆、中毒或腐蚀的液体”物质。这里 所谓 能燃爆、能中毒或有腐蚀性,具有如下内涵:a、介质的燃爆性:即介质具有可燃性和爆炸性,在一定条件下能引起燃烧 或爆炸,酿成火灾和破坏。这些介质包括可燃气体、液化烃和可燃液体等有 火灾危险性的物质,也包括容易引起爆炸的高温高压介质如蒸汽、超过标准 沸点的高温热水、压缩空气和其他压缩气体等。其中,可燃介质的火灾危险性 根据石油化工企业设计防火规范GB50160和建筑设计防火规范GBJ16, 共分为甲、乙、丙三类。其中甲、乙类可燃气体与空气混合物的爆炸下限(体 积)分别规定为:甲类可燃气体:V 10%;乙类可燃气体
9、:N 10%。甲、乙和丙类可燃液体的 分类见表3-1表3-1液化烃、可燃液体的火灾危险性分类类 别类 别名称特征甲类A液化烃15度时蒸汽压力0.1MPa的烃类液体 及其他类似液体甲类B可燃液体甲A以外的可燃液体,闪点V 28度乙类A可燃液体闪点N 28度至W 45度乙类B可燃液体闪点45度至V60度丙类A可燃液体闪点N60 0C 至W120 0C丙类B可燃液体闪点1200C汪:内点1氐于45 0C的液体称为易燃液体;内点1氐于环境温度的液体称为易爆 液体。在GBJ16的规定中,属于甲类火灾危险性的可燃介质(或生产过程)还 有:常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致自燃或爆炸的物质;常温下 受到
10、水或 蒸汽作用能产生气体并引起燃烧或爆炸的物质;遇酸、受热、撞击、 摩擦、催化及遇有机物或硫磺等易燃的无机物,极易引起燃烧或爆炸的强氧化 剂;受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质;以 及在密闭设备内操 作温度等于或超过物质本身自燃点的生产。属于乙类火灾 危险性的介质主要是指不属于甲类火灾危险性的氧化剂和化学易燃固体,以及 助燃气体。b、介质的毒性:即介质具有使人中毒的特性。当这些介质被人吸入或与人 体接触后,能对人体造成伤害,甚至死亡。根据职业性接触毒物危害程度分级 GB5044的规定,毒物按急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢 性中毒后果、致癌性和最高允许浓
11、度等六项指标,共分为极度危害、高度危 害、中度危害和轻度危害四个等级。极度危害介质有时也称之为“剧毒介质”,高度、中度和轻度危害介质则 统称为“有毒介质”。剧毒介质(流体)在我国国家标准工业金属管道工程 施工及验收规范GB50235-97中的解释是:如有极少量这类物质泄漏到环境 中,被人吸入或与人体接触,即使迅速治疗,也能对人体造成严重的和难以 治疗的伤害的物质。相当于现行国家标准职业性接触毒物危害程度分级 GB5044中I级危害程度(极度危害)的毒物。据此可以将剧毒介质理解为就 是极度危害介质。而有毒介质在标准中的解释是:这类物质泄漏到环境中,被 人吸入或与人体接触,如治疗及时不致于对人体造
12、成不易恢复的危害。对于毒性程度相同的有毒物质,在具体如何对待的问题上各行业也存在差异。如苯在职业性接触毒物危害程度分级GB5044中被列入极度危害介质, 在压力管道安全管理与监察规定的解析中也作为极度危害介质的例子。而 在石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH3501-2002的管 道分级中,苯则被与高度危害介质同等对待。列入SHB级之中。相反,丙烯 腊、光气、二硫化碳和氟化氢等四种高度危害介质则在SH3501-2002中被与 极度危害介质同样看待,列入SHA级管道之中。这不但对施工质量标准和 在用管道的检验要求有影响,同时对具体工程施工时划分许可证级别也是有影响的。如承担有苯介 质
13、的管道安装工作时,若苯被视为极度危害介质,施工单位应持GC 1级安装 许可证,而若作为高度危害介质时,则持证级别与管道的设计压力和设计温度有关。对于这个问题的理解可以从毒物危害性分级的原则进行解释:国家标准 职业性接触毒物危害程度分级GB5044-85对具体毒物的分级是以列举常 见的56种毒物在某些行业中的危害程度分级进行表达的。但该标准同时指出: 对接触同一毒物的其他行业(该标准表2中未列出的)的危害程度,可根 据车间空气中的毒物浓度、中毒患病率、接触时间的长短,划定级别。凡车间 空气中毒物浓度经常达到TJ36-79工业企业设计卫生标准中所规定的最 高容许浓度值,而其患病率或症状发生率低于本
14、分级标准中相应的值,可降 低一级。所以,对每种具 体物质,国家标准和专业标准在划分危害等级时存 在差异是正常的。因为除了致癌性和空气中最高容许浓度外,其他四项指标 都与生产过程和操作特点有关。石油、化工和石油化工等以管道输送介质为 主的生产过程,有毒物质处于连续、密 闭状况下流动,其危害程度取决于 因事故致使毒物与人体接触,或因经常性泄漏引起职业性慢性危害的机率,通 常要低于开放性生产过程。因此,在压力管道设 计时具体确定毒物危害等级 应主要以车间空气中毒物浓度、中毒患病率、接触时间长短来划定。上面提到的毒物危害性分级指标中,关于车间空气中毒物的最高允许浓 度规定如下:极度危害:最高允许浓度小
15、于0 .1 mg/m3 ;高度危害:最高允许浓度 为0 .1 mg/m3 1 .0 mg/m3。根据工业企业设计卫生标准(TJ3679)的 规定,苯、丙烯腊、光气、二硫化碳和氟化氢等五种毒物在车间空气中和居住 区大气中的最高允许浓度见表3-2:表3-2几种毒物的最高允许浓度毒物名称车间空气允许浓度(mg/m3)40.02.0光气0.5二硫化碳10.0氟化氢1.0居住区大气允许浓 度0.8(日平均mg/m3)0.050.04 (一次)0.007 (次 0.02 )由表2可见,苯在车间空气中的最高允许浓度远远高于极度危害介质。同时, 根据工业生产中管道输送的连续性、密闭性特点,以及苯与操作人员的接
16、触 时间长短和中毒患病率的情况分析,苯也不应属于极度危害介质的范围。所以,实 际工作中确定介质的毒害程度应以设计文件确定的毒物性质或设计文件中指 明的施工验收规范为准。另外,关于接触时I司长短我国尚未制定有关标准,美国政府工业卫生专家会 议(ACGIH)推荐的三种接触阈限值可作为参考:1 )以正常8小时工作日或40小时工作周的时间加权平均限值为指标,在 此浓度下,反复接触对全部人员都不致产生不良影响;2 )以短时间接触(每次不超过15分钟,每天不超过4次,每次间隔不少于 1小时)的时间加权平均限值为指标,在此浓度下,人短时间连续接触不致引 起刺激作用、慢性或不可逆组织病理变化、麻醉而增加意外伤
17、害、自救能 力减退或工作效率明显降低等;3 )上限值是指即使在瞬间也不得超过的最高浓度。(C)介质的腐蚀性:是指能灼伤人体组织并对管道材料造成损坏的物质, 如 酸、碱以及其它能引起材料损害的流体如氢、硫化氢等。为了加强对压力 管道设计单位的质量监督和安全监察,确保压力管道的设计质量,根据特种 设备安全监察条件、压力管道安全管理与监察规定及压力容器压力 管道设计单位资格许可与管理规则的有关规定,从事压力管道设计的单位, 必须具有相应级别的设计资格,取得压力容器压力管道设计许可证。(三)、工业管道识别色、识别符号和安全标识1基本识别色1.1根据管道内物质的一般性能,分为八类,并相应规定了八种基本识
18、别色和 相应的颜色标准编号及色样(见表3-3)。1.2基本识别色标识方法工业管道的基本识别色标识方法,使用方应从以下五 种方法中选择。a)管道全长上标识;b)在管道上以宽为150mm的色环标识;c)在管道上以长方形的识别色标牌标识;d)在管道上以带箭头的长方形识别色标牌标识;e)在管道上以系挂的识别色标牌标识。表3-3八种基本识别色和色样及颜色标准编号10m。1.4 1.2中c), d), e)的标牌最小尺寸应以能清楚观察识别色来确定。1.5当管道采用1.2中b),c),d),e)基本识别色标识方法时,其标 识的场所应该包括所有管道的起点、终点、交叉点、转弯处、阀门和穿墙孔两 侧等的管道上和其
19、他需要标识的部位。2识别符号工业管道的识别符号由物质名称、流向和主要工艺参数等组成,其标识 应符合下列要求:2.1 物质名称的标识a)物质全称。例如:氮气、硫酸、甲醇。b)化学分子式。例如:N2、H2SO、4 CH3O。H2.2物质流向的标识a=T业管道内物质的流向用箭头表示图=,如果管道内 物质的流向是双向的,则以双向箭头表示。b=当基本识别色的标识方法采用1.2中d =和 =时,则标牌的指向就作为表 示管道内的物质流向(见附录A图A1中的c)和d = 图 = ,如果管道内物 质流向是 双向的,则标牌指向应做成双向的。2.3 物质的压力、温度、流速等主要工艺参数的标识,使用方可按需自行确定
20、采用。2.4 2.1和2.3中的字母、数字的最小字体,以及2.2中箭头的最小外形尺寸, 应以能清楚观察识别符号来确定。3安全标识3.1危险标识a)适用范围:管道内的物质,凡属于GB13690所列的危险化学品,其管道应 设置危险标识。b)表示方法:在管道上涂150mm宽黄色,在黄色两侧各涂25mm宽黑色的 色环或 色带(见附录A),安全色范围应符合GB2893的规定。c)表示场所:基本识别色的标识上或附近。4.2消防标识工业生产中设置的消防专用管道应遵守GB13495-1992的规定,并在管道 上标识“消防专用”识别符号。标识部位、最小字体应分别符合1.5、2.4的 规定。4、压力管道失效的原因
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