法兰三通管件标准(压力管道设计的这些内容，你知道吗？)

Posted 2023-05-31

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法兰三通管件标准(压力管道设计的这些内容，你知道吗？)

压力管道是管道中的一部分，是用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动的，由管子、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组成的装配总成。

一.压力管道定义

由于压力管道的特殊性，国家曾多次修改压力管道的定义：

1.从中国颁发《压力管道安全管理与监察规定》以后，“压力管道”便成为受监察管道的专用名词。在《压力管道安全管理与监察规定》第二条中，将压力管道定义为：“在生产、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种设备”。

2.国务院2003年6月1日颁发实施的《特种设备安全监察条例》(国务院令第373号)中，将压力管道进一步明确为“利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备……且公称直径大于25mm的管道……”

3.国家质检总局2014年10月30日发布的《质检总局关于修订《特种设备目录》的公告（2014年第114号）》将该定义改为：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），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、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，且公称直径大于或者等于50mm的管道。公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。

二.压力管道特点

与其他管道相比，压力管道有如下特点：

1. 压力管道是一个系统，相互关联相互影响，牵一发而动全身。

2. 压力管道长径比很大，极易失稳，受力情况比压力容器更复杂。压力管道内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率比压力容器高（如高温、高压、低温、低压、位移变形、风、雪、地震等都有可能影响压力管道受力情况）。

3. 管道组成件和管道支承件的种类繁多，各种材料各有特点和具体技术要求，材料选用复杂。

4. 管道上的可能泄漏点多于压力容器，仅一个阀门通常就有五处。

5. 压力管道种类多，数量大，设计，制造，安装，检验，应用管理环节多，与压力容器大不相同。

三.压力管道用途和级别划分标准

压力管道用途：

输送介质（主要用途）

储存功能（用于长输管道）

热交换（用于工业管道）

压力管道级别划分标准：

真空管道 P<0MPa

低压管道 0≤P≤1.6MPa

中压管道 1.6<P≤10MPa

高压管道10<P≤100MPa

超高压管道 P>100MPa

四.压力管道设计、安装许可参数级别

2019年6月1日起实施新的管道级别：

五.压力管道设计应遵循的规范

1.GBJ50016-2006建筑设计防火规范

2.GB50160-92石油化工企业设计防火规范

3.GB5044-85职业性接触毒物危害程度分级

4.GB50316-2000工业金属管道设计规范

5.GB50235-97工业金属管道工程施工及验收规范

6.GB50236-98现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范

7.GB50264-97工业设备及管道绝热工程设计规范

8.SDGJ6-90火力发电厂汽水管道应力计算技术规定

9.DL/T5054—1996火力发电厂汽水管道设计技术规定

六.压力管道设计步骤

1.根据介质种类、压力、温度选择管道材料。

2.进行管径、管壁厚度计算，编制或确定管道等级表。

3.进行管道布置方案、确定管道走向、敷设方式。

4.绘制管道布置图、轴侧图。

5.编制管道特性表。

6.进行应力、热补偿、支架推力计算。

7.向有关专业提供土建资料。

8.完成设计图纸、图纸会签。

七.压力管道设计基本原则

1.管道布置必须符合工艺管道及仪表流程图(PID)的设计要求，应做到安全可靠、经济合理。

2.管道布置必须遵守安全与环境保护的法规，以便使管道布置满足安全生产的要求。

3.管道布置应满足热胀冷缩所需的柔性。

4.对于动设备的管道，应注意控制管道的固有频率，避免产生共振。

5.管道布置应按照管道等级表和特殊管件表选用管道组成件。

6.全厂性管道的布置整体布局协调。

7.管道布置应符合现行的国家、地方或行业标准、规范和规程的规定。

八.压力管道布置要求

1.管道应尽可能架空敷设，必要时也可埋地或者管沟敷设。（便于安装、生产和维修）。

2.尽量使用吊架设计，使管道尽量靠近已有的建筑物和构筑物，但应避免柔性大的构件承受较大荷载。

3.在建筑物吊装孔范围内、设备内件抽出区域及法兰拆卸区内不应布置管道。

4.管道布置应成列平行敷设，尽量走直线少走拐弯、少交叉，这样可减少管架数量，节约材料，美观且便于安装。

5.管道应尽量集中成排布置，裸管的管底与管托地面取齐，以便设计支架。

6.当管道改变标高或走向时，应避免管道形成积聚气体或液体的“袋子”，如果不可以避免，应在高点设置排气阀，低点设置排液阀。

7.管道平面敷设应有坡度，坡度方向一般与物料流向相同，但也有例外，根据具体工艺确定。

8.道路、铁路的上方的管道不应安装可能泄露的组成件，如法兰、螺纹接头、带有填料的补偿器等。

9.当管道穿越屋面、楼板、平台及墙壁时，一般需要加套管保护。

10.埋地管道应该考虑车辆荷载的影响，穿越道路时应加套管，管顶与路面的距离不小于0.6m，且在冻土深度以下。

11.从水平的气体主管上引接支管时，应该从主管的顶端接出。

12.对于多层共架管道的布置，气体管道、热管道、公用工程管道及电气仪表槽架宜在上层，腐蚀性介质管道、低温管道宜在下层。

13.易燃、易爆、有毒及有腐蚀性物料的管道不应敷设在生活间、楼梯、走廊等地方。放空管应该引至室外指定地点，或高出屋面2m。

14.无绝热层的管道不用管托或者支座。大口径薄壁裸管及有绝热层的管道应采用管托或支座支撑。

九.管道直接埋地布置的条件

1.输送介质无腐蚀性，无毒和无爆炸危险的液体、气体管道，由于某种原因无法在地上敷设的。

2.与地下储槽或地下泵房有关的工艺介质管道。

3.冷却水及消防水或泡沫消防管道。

4.操作温度小于150℃的热力管道。

十.管道应力计算

1.必须通过计算机计算的管系

与汽轮机进出口连接的管道。
与离心式压缩机进出口连接的管道。
与往复式压缩机进出口连接的管道。

2.一般应进行计算的管系

a）与泵的进出口连接的管道，且公称直径等于或大于100mm，且温度等于或高于230℃，或者等于或低于-20℃的管道。

b）有关规范要求的管道

锅炉或其它规范中规定要进行柔性分析的管道
规范中规定要进行柔性分析的管道。

c）其他管道

温度等于或高于340℃的所有管道。
所有管道与冷箱连接的低温管道。
公称直径等于或大于150mm，且温度等于或高于230℃,或者等于或低于-20℃的管道。
连接到压力容器的重要管道。
所有由工艺专业提出的重要管道的内部绝热管道。
公称直径等于或大于150mm的管廊上的管道。
所有铝及铝合金的管道。
所有衬里的管道。

3.应力计算基本内容

管道个各节点的一次、二次应力值。
管道对设备管口的推力。
管道的最大位移对法兰和管架的作用力。

4.应力计算的目的

进行管道柔性设计，保证管道上各点的二次应力小于许用应力范围。
管道对设备管口的推力和力矩在允许范围内。
管道的最大位移量满足管道布置要求。

5.管道应力计算软件

AutoPIPE是专用于管道应力分析的高级综合软件工具。其直观的建模环境和高级分析功能有助于提高工作效率，改进质量控制效果。通过实现与领先的工厂设计应用程序的互用性，可以确保管道应力工程师、结构工程师和CAD设计师之间获得高效的工作流。

软件功能

1.元件属性库

AutoPIPE包括全面的元件属性库，包括管段、大小头、三通、阀门、法兰等管件库，型钢截面库以及各种约束条件的管道支吊架库（固定支架、导向支架、弹簧吊架等）。此外，还包括根据温度和许用应力数据的基于ASME/ANSI, JIS, DIN，GB等标准的材质库。

2.弹簧吊架设计

AutoPIPE可分析计算一种或多种操作条件下的弹簧吊架，程序可根据结果直接自动选择厂商数据库中的弹簧（现有国内华东和西北电力院的标准）。

3.附属钢结构模型

AutoPIPE提供了内置的钢结构框架分析，用户可将结构支撑考虑为管道系统的一个部分进行分析。AutoPIPE内置有STAAD的型钢库，用户也可自定义型钢库。对于钢结构框架，在程序中和管道模型一样采用直观的可视化图形用户界面，用户可直观对模型和荷载条件进行定义。

4.非线性分析选项

AutoPIPE提供了包括导向支架的摩擦和缝隙，双线性弹簧吊及埋地管线等多种非线性分析的选项。用户可在支撑点指定摩擦和缝隙的参数，从而进行真实情况的边界条件模拟。AutoPIPE的独特性还在于提供指定非线性荷载次序，如，用户可指定风载、地震等在自重条件下立即进行分析，也可指定在热载下进行分析。这样，用户就可精确的分析计算非线性荷载在不同工况下的影响。

5.局部应力计算

AutoPIPE提供和WinNOZL软件的接口来对设备管嘴连接处的局部应力进行分析，可选用WRC107、WRC297、BS5500、API650等不同标准进行分析。而且，对于加强板等的计算，是AutoPIPE独有的特性，且适用于各种形状的设备。从AutoPIPE中直接导出管道系统的荷载特性进行局部应力计算，不仅大大节省时间，而且避免了人工错误。