压力管道安全知识——压力管道的主要特点和结构要求

　　（一）压力管道的特点
　　
　　一个管道系统，为了完成流体的输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动的功能，必须与相应的动力设备、反应设备、储存设备、分离设备、换热设备、控制设备等连接在一起，形成一个系统，使管内流体具有一定的压力、温度和流量，完成设计预定的任务。同时，不同类别的压力管道，由于材料、结构和敷设形式不同，其特点也有所不同：
　　
　　（A）工业管道的特点
　　
　　1）数量多，管道系统大，车间内管道布置交叉、紧凑；
　　
　　2）管道组成件和支承件的材质、品种、规格复杂，质量均一性差；
　　
　　3）运行过程受生产过程波动影响，运行条件变化多，如热胀冷缩、交变载荷、温度和压力波动等；
　　
　　4）腐蚀和破坏机理复杂，材料失效模式多。
　　
　　（B）长输管道和公用管道的特点
　　
　　1）管道敷设长度大，跨越地区多，地形地质复杂；
　　
　　2）埋地敷设多，缺陷检测难度大；
　　
　　3）容易遭受意外损伤。
　　
　　（二）压力管道的结构要求
　　
　　压力管道由于输送的流体具有毒性、燃爆性和腐蚀性，且又有高温、高压、低温等特殊操作条件，使其具有相当大的危险性。因此，压力管道系统结构应当具备下列条件：
　　
　　耐压强度：承受管内流体作用于管道上的压力（内压或外压）、温度所引起的应力及其长期、反复的影响，如蠕变和疲劳等；
　　
　　密封性：阻止管道内部流动的流体泄漏到管道外部空间或流体中；
　　
　　耐腐蚀性：承受管内流体对管道材料的腐蚀作用。管道材料的耐腐蚀等级分为4级，以年腐蚀速率衡量：充分耐腐蚀≤0.05mm；
　　
　　耐腐蚀＞0.05～0.1mm；
　　
　　尚耐腐蚀＞0.1～0.5mm；
　　
　　不耐腐蚀＞0.5mm；
　　
　　柔性：管道的柔性是反映管道变形难易程度的一个物理概念。管道在设计条件下工作时，因热胀冷缩、端点附加位移、管道支承设置不当等原因会产生应力过大、变形、泄漏或破坏等影响正常运行的情况。管道的柔性就是管道通过自身变形吸收因温度变化发生尺寸变化或其他原因所产生的位移，保证管道上的应力在材料许用应力范围内的性能。
　　
　　为了满足上述条件，管道系统的管道组成件必须使用耐介质腐蚀，有能够在设计规定温度下承受介质作用压力的材料，且有相应的壁厚和密封结构。同时整个管道系统应有适当的支承。
　　
　　在一些标准规范中，经常出现“剧烈循环条件”这一名词。根据《工业金属管道设计规范》GB50316-2000的解释，剧烈循环条件是指：管道计算的最大位移应力范围超过0.8倍许用的位移应力范围和当量循环数大于7000或由设计确定的产生相等效果的条件。所谓“位移应力范围”是指：由管道热膨胀产生的位移所计算的应力。计算的最大位移应力范围就是从最低温度到最高温度的全补偿值进行计算的应力。设计对剧烈循环条件下运行的管道，在管道组成件的选用、管子和管件的最小厚度、无损检测的要求等均有特殊的规定。