机械行业压力管道第一章14课件.ppt
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- 机械行业 压力 管道 第一章 14 课件
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1、机械行业压力管道第一章142 目目 录录第一节第一节 压力管道基础知识压力管道基础知识第二节第二节 我国压力管道标准、法规体系我国压力管道标准、法规体系第三节第三节 压力管道的分类、分级压力管道的分类、分级第四节第四节 特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例第五节第五节 特种设备安全技术规范目录(压力管道类)特种设备安全技术规范目录(压力管道类)3第一章第一章 法规与标准法规与标准 第一节第一节 压力管道基础知识压力管道基础知识 管道作为物料输送的一种特种设备在现代工业和人管道作为物料输送的一种特种设备在现代工业和人民生活中起着很重要的作用,它就象人体的血管一样,民生活中起着很重要的作用,它
2、就象人体的血管一样,没有它、人的生命就不复存在。所以管道运输是与铁路、没有它、人的生命就不复存在。所以管道运输是与铁路、公路、水路、航空并列的五大运输行业之一。然而在实公路、水路、航空并列的五大运输行业之一。然而在实际的生产实践和实际应用中的管道种类很多,使用工况际的生产实践和实际应用中的管道种类很多,使用工况千差万别,影响因素和环节也比较多,管道事故时有发千差万别,影响因素和环节也比较多,管道事故时有发生,严重影响着人民的生命和财产的安全。为此,原国生,严重影响着人民的生命和财产的安全。为此,原国家劳动部将那些操作工况苛刻,事故危害性较大的管道家劳动部将那些操作工况苛刻,事故危害性较大的管道
3、冠以压力管道、并制定出相应的法规进行管理。冠以压力管道、并制定出相应的法规进行管理。4 据有关文献报导,就我国压力管道事故来说,有据有关文献报导,就我国压力管道事故来说,有32%32%的的事故是属于安全管理问题,管道元件制造质量(包括管子、事故是属于安全管理问题,管道元件制造质量(包括管子、管件、阀门等)问题而引发事故约占管件、阀门等)问题而引发事故约占27.3%27.3%,安装、施工,安装、施工质量问题约占质量问题约占18%18%(其中焊接质量问题约占(其中焊接质量问题约占88.6%88.6%),设),设计问题约占计问题约占11%11%,腐蚀问题约占,腐蚀问题约占10.6%10.6%。由此可
4、见,压力管。由此可见,压力管道的安全问题是一个系统问题,每一个环节都可能出现问道的安全问题是一个系统问题,每一个环节都可能出现问题,而每一个环节出现问题都会影响压力管道的安全运行。题,而每一个环节出现问题都会影响压力管道的安全运行。因此,压力管道的安全管理应从每一个环节抓起。建立、因此,压力管道的安全管理应从每一个环节抓起。建立、建全压力管道的安全管理制度,提高相关人员的技术水平建全压力管道的安全管理制度,提高相关人员的技术水平和管理水平,是搞好压力管道安全管理的基础。和管理水平,是搞好压力管道安全管理的基础。5 据据20052005年我国特种设备安全监察统计年报结果,我国长输管年我国特种设备
5、安全监察统计年报结果,我国长输管道和公用管道数量已经达到道和公用管道数量已经达到17.9817.98万公里,涉及到城市发展、能万公里,涉及到城市发展、能源供应、石油化工的基础设施和人民生活的基础条件等,是国家源供应、石油化工的基础设施和人民生活的基础条件等,是国家能源供应和城市的重大生命线。能源供应和城市的重大生命线。我国压力管道总量约我国压力管道总量约82.582.5万公里万公里,其中工业压力管道其中工业压力管道2222万公里万公里,长输压力管道长输压力管道4.54.5万公里万公里,公用压力管道公用压力管道2121万公里万公里,集输管道集输管道3535万万公里。公里。全国公布管道鉴定评审机构
6、全国公布管道鉴定评审机构6060多个多个,型式试验机构型式试验机构1111个个,批准了批准了39793979个压力管道设计、制造、安装单位,个压力管道设计、制造、安装单位,20052005年完成了全国工业年完成了全国工业管道普查工作,并开展管道普查工作,并开展140140个城市公用管道和个城市公用管道和1010个省长输管道普个省长输管道普查。普查管道长度:工业管道查。普查管道长度:工业管道15.2815.28万公里,长输管道万公里,长输管道1.141.14万公万公里里,公用管道公用管道2.252.25公里公里.全国已普查全国已普查109747109747个单位个单位(共共1955319553个
7、单位个单位普查普查),检验,检验6417.6KM6417.6KM,查处隐患,查处隐患1747417474处。使压力管道事故得到处。使压力管道事故得到有效控制。有效控制。6v压力管道事故情况压力管道事故情况v19951995年年4 4月月1414日,劳动部以劳部发日,劳动部以劳部发19951731995173号,发布号,发布“关于压力管道重大关于压力管道重大事故的通报事故的通报”,通报了通报了19941994年年3 3月至月至19951995年年3 3月发生的月发生的8 8起压力管道重大事故,起压力管道重大事故,造成造成5656人死亡,人死亡,150150人受伤,经济损失人受伤,经济损失2304
8、2304万。万。v19971997年对压力管道事故进行统计,情况见下表:年对压力管道事故进行统计,情况见下表:年份年份 事故数量事故数量 死亡人数死亡人数 受伤人数受伤人数 经济损失经济损失 特种设备死亡数特种设备死亡数 19971997年年 9 21 549 21 54 1998 1998年年 21 26 149 207.9721 26 149 207.97万万;1999 1999年年 9 17 60 603.999 17 60 603.99万万 (120(120*)2000 2000年年 18 42 64 3161.318 42 64 3161.3万万 233(175233(175*)20
9、012001年年 10 21 46 75.610 21 46 75.6万万 284(158284(158*)20022002年年 18 33 33 159.118 33 33 159.1万万 351 351 2003 2003年年 15 15 28 411.515 15 28 411.5万万 235 235 2004 2004年年 16 23 63 207.616 23 63 207.6万万 299299 2005 2005年年 13 9 23 366.013 9 23 366.0万万 (254(254*)*为锅炉、压力容器、压力管道事故。为锅炉、压力容器、压力管道事故。7一、压力管道的定义及
10、范围一、压力管道的定义及范围 19961996年年4 4月原国家劳动部以月原国家劳动部以“劳部发劳部发19961401996140号文号文发出发出“关于颁发关于颁发压力管道安全管理与监察规定压力管道安全管理与监察规定(以下简称(以下简称监察规定监察规定)的通知)的通知”,标志着我国压,标志着我国压力管道的管理进入了法制管理阶段。力管道的管理进入了法制管理阶段。监察规定监察规定就就压力管道的定义及压力管道的设计、制造、安装、使压力管道的定义及压力管道的设计、制造、安装、使用、检验和修理改造等方面作出了安全管理和监察的用、检验和修理改造等方面作出了安全管理和监察的框架规定,以期最大限度地减少压力管
11、道运行中的事框架规定,以期最大限度地减少压力管道运行中的事故发生,有效地保障压力管道的安全运行,保护人民故发生,有效地保障压力管道的安全运行,保护人民生命和财产的安全。生命和财产的安全。8 GB50316-2000 GB50316-2000工业金属管道设计规范工业金属管道设计规范对管道定义:由对管道定义:由管道组成件、管道支吊架、隔热层和防腐层组成,用于输送、管道组成件、管道支吊架、隔热层和防腐层组成,用于输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动的设备。分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动的设备。特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例明确指出:明确指出:压力管道是指利用一定的压
12、力,用于输送气体或者液体的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管状设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa0.1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有(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,且公称直径大于介质,且公称直径大于25mm25mm的管道。的管道。压力管道的含义中包括其附属的安全附件、安全保护装压力管道的含义中包括其附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。置
13、和与安全保护装置相关的设施。9 二、压力管道的特点二、压力管道的特点 压力管道广泛应用于各个在工业部门,且使用压力管道广泛应用于各个在工业部门,且使用的压力管道种类很多。以一套石油加工装置为例,的压力管道种类很多。以一套石油加工装置为例,它所包含的压力容器不过几十台,多者百余台,但它所包含的压力容器不过几十台,多者百余台,但它包含的压力管道将多达数千条,所用到的各种管它包含的压力管道将多达数千条,所用到的各种管道附件将达上万件,而且这些管道及其元件往往分道附件将达上万件,而且这些管道及其元件往往分散于几十家甚至上百家生产厂制造。另外,管道的散于几十家甚至上百家生产厂制造。另外,管道的安装又多是
14、现场进行。因此,与压力容器相比,压安装又多是现场进行。因此,与压力容器相比,压力管道的安全管理要复杂的多。归纳起来,压力管力管道的安全管理要复杂的多。归纳起来,压力管道与压力容器相比较,具有以下主要特点:道与压力容器相比较,具有以下主要特点:10(一)种类多、数量大,设计、制造、安装、应用管理环(一)种类多、数量大,设计、制造、安装、应用管理环节多节多 环节越多,出现问题的几率就越高;环节越多,影环节越多,出现问题的几率就越高;环节越多,影响因素就越多,包容的信息量就越大,从而造成压力管响因素就越多,包容的信息量就越大,从而造成压力管道安全管理和安全监察多元性和复杂性。道安全管理和安全监察多元
15、性和复杂性。(二)相互联系、牵扯、影响因素多,长细比大,跨越空(二)相互联系、牵扯、影响因素多,长细比大,跨越空间大,边界条件、受力情况复杂间大,边界条件、受力情况复杂 管道的强度计算不能仅仅根据设计条件,利用薄膜管道的强度计算不能仅仅根据设计条件,利用薄膜应力公式或中径公式来计算,还应考虑与它相连的机械应力公式或中径公式来计算,还应考虑与它相连的机械设备对它的要求,中间支承条件的影响,自身热胀冷缩设备对它的要求,中间支承条件的影响,自身热胀冷缩和振动的要求等。因此,管道布置时除应满足工艺流程和振动的要求等。因此,管道布置时除应满足工艺流程要求外,还应综合考虑各相关设备、支撑条件、地理条要求外
16、,还应综合考虑各相关设备、支撑条件、地理条件(对长输管道)、城市整体规划(对城市公用管道)件(对长输管道)、城市整体规划(对城市公用管道)等因素的影响。等因素的影响。11(三)压力管道设计、安装与检验涉及多专业合作共(三)压力管道设计、安装与检验涉及多专业合作共同完成。同完成。(四)现场安装工作量大(四)现场安装工作量大 压力容器基本上是在工厂制造的,其制造环境条压力容器基本上是在工厂制造的,其制造环境条件和制造设备保证均较好。而压力管道现场安装工作件和制造设备保证均较好。而压力管道现场安装工作量大,环境条件较差,因此安装质量相对较差,从而量大,环境条件较差,因此安装质量相对较差,从而要求投入
17、更多的管理与监察。因此,压力管道的安装要求投入更多的管理与监察。因此,压力管道的安装、检验与压力容器比较存在很大差别。、检验与压力容器比较存在很大差别。(五)管道操作运行过程中的流体流动状态(五)管道操作运行过程中的流体流动状态复杂,复杂,泄泄漏点多于压力容器。漏点多于压力容器。12(六)材料应用种类多,选用复杂(六)材料应用种类多,选用复杂 1 1、压力管道不仅用到板材和锻材,还经常配套用到管、压力管道不仅用到板材和锻材,还经常配套用到管材和铸件。对一些操作工况下要想配齐这些材料是比较困材和铸件。对一些操作工况下要想配齐这些材料是比较困难的,例如难的,例如0Cr18Ni10Ti0Cr18Ni
18、10Ti材料,其管材、板材和锻材均容易材料,其管材、板材和锻材均容易获得,而铸件却不容易获得,这是因为材料中的钛元素极获得,而铸件却不容易获得,这是因为材料中的钛元素极易被氧化,而一般的铸造厂缺乏相应的保障手段使钛在铸易被氧化,而一般的铸造厂缺乏相应的保障手段使钛在铸造时不被氧化,故造时不被氧化,故ASTMASTM材料标准中干脆不列这种材料的铸材料标准中干脆不列这种材料的铸造牌号。基于这样的原因,工程上有时不得不对同一管路造牌号。基于这样的原因,工程上有时不得不对同一管路上不同的元件取不同的材料,从而导致异材连接等现象。上不同的元件取不同的材料,从而导致异材连接等现象。2 2、管道组成件种类繁
19、多,技术要求不统一,选材和总成、管道组成件种类繁多,技术要求不统一,选材和总成困难。困难。3 3、因为设备长细比较小,它可以采用复合板材或堆焊层、因为设备长细比较小,它可以采用复合板材或堆焊层来解决防腐问题,而管道则不易做到。因此管道选材要考来解决防腐问题,而管道则不易做到。因此管道选材要考虑对各设备的材料适应性。虑对各设备的材料适应性。13(七)管道及其元件生产厂的生产规模较小,产(七)管道及其元件生产厂的生产规模较小,产品质量难以保证品质量难以保证 管道元件的生产技术并不复杂,生产设备要求管道元件的生产技术并不复杂,生产设备要求也不高,许多小的生产厂也能生产。但它们当中也不高,许多小的生产
20、厂也能生产。但它们当中有些技术力量薄弱,生产设备配置不全,生产管有些技术力量薄弱,生产设备配置不全,生产管理也不健全,所以产品质量不易得到保证。理也不健全,所以产品质量不易得到保证。14三、压力管道的基本要求三、压力管道的基本要求简单地说,对压力管道的基本要求可以归纳为五个字:简单地说,对压力管道的基本要求可以归纳为五个字:安全与经济安全与经济。压力管道安全管理与监察规定压力管道安全管理与监察规定就是就是针对安全性而提出的。安全问题是压力管道研究的最针对安全性而提出的。安全问题是压力管道研究的最基本问题,也是研究其它问题的出发点。而经济问题基本问题,也是研究其它问题的出发点。而经济问题则是涉及
21、遵循经济杠杆的规律。因此说,一个良好的则是涉及遵循经济杠杆的规律。因此说,一个良好的压力管道应是安全性和经济性的优化组合。压力管道应是安全性和经济性的优化组合。15 (一)安全性(一)安全性 压力管道的安全性或者说可靠性首先表现在:压力管道的安全性或者说可靠性首先表现在:(1 1)操作运行风险小,安全系数大,不致于因失效而)操作运行风险小,安全系数大,不致于因失效而产生重大事故;产生重大事故;(2 2)运转平稳,没有或者少有跑、冒、滴、漏现象,)运转平稳,没有或者少有跑、冒、滴、漏现象,不至于造成生产装置短周期的停车或频繁停车。不至于造成生产装置短周期的停车或频繁停车。16影响压力管道安全性的
22、因素影响压力管道安全性的因素v范围上讲它涉及到设计、制造、采购、施工、应用范围上讲它涉及到设计、制造、采购、施工、应用(运行)、检验等各个环节;(运行)、检验等各个环节;v时间上讲它涉及到从开始的建设时期一直到操作若时间上讲它涉及到从开始的建设时期一直到操作若干年后的寿命终结整个时间跨度;干年后的寿命终结整个时间跨度;v性质上讲它可能涉及到技术方面,也可能涉及到管性质上讲它可能涉及到技术方面,也可能涉及到管理方面。它可能在主观上无意识的情况下出现事故。理方面。它可能在主观上无意识的情况下出现事故。也可以在没有及时采取措施的情况下出现事故。也可以在没有及时采取措施的情况下出现事故。v监察规定监察
23、规定就是从各个环节入手,系统地提出了就是从各个环节入手,系统地提出了技术方面和管理方面的要求,以避免压力管道在使技术方面和管理方面的要求,以避免压力管道在使用期间发生破坏或失效。用期间发生破坏或失效。17影响压力管道安全性的环节影响压力管道安全性的环节(1 1)设计环节:设计装备、设计环境、设计管理、设计质量)设计环节:设计装备、设计环境、设计管理、设计质量控制、设计手段以及设计人员的责任心、技术水平、设计经控制、设计手段以及设计人员的责任心、技术水平、设计经验等无不对压力管道的安全性产生影响。一个良好的设计单验等无不对压力管道的安全性产生影响。一个良好的设计单位,应是在上述各方面做的都是比较
24、好的。位,应是在上述各方面做的都是比较好的。(2 2)制造环节:制造技术水平、职工素质、生产手段、生产)制造环节:制造技术水平、职工素质、生产手段、生产装备、生产管理、生产质量控制等影响到压力管道及其元件装备、生产管理、生产质量控制等影响到压力管道及其元件的质量,进而触及到压力管道的安全性。的质量,进而触及到压力管道的安全性。(3 3)施工环节:施工技术水平、职工素质、施工手段、施工)施工环节:施工技术水平、职工素质、施工手段、施工设备、施工管理和施工质量控制等影响到压力管道的安全性。设备、施工管理和施工质量控制等影响到压力管道的安全性。(4 4)使用(运行)环节:操作水平、生产管量、过程检测
25、等)使用(运行)环节:操作水平、生产管量、过程检测等进行的好坏,也会影响到压力管道的安全性。操作正确、运进行的好坏,也会影响到压力管道的安全性。操作正确、运行平稳、运行中加强在线监测、停工时及时进行保护并加强行平稳、运行中加强在线监测、停工时及时进行保护并加强检测和评估等,都将有利于压力管道的安全运行。检测和评估等,都将有利于压力管道的安全运行。18设计资格认证是确保压力管道的安全性设计资格认证是确保压力管道的安全性v监察规定监察规定中同时规定了罚则,以督促从事压力管道中同时规定了罚则,以督促从事压力管道工作的人员对压力管道的安全性负起责任,消除可能由工作的人员对压力管道的安全性负起责任,消除
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