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管道的設計壓力、溫度以及試驗壓力

作者:化機人來源:化工設備人訪問:時間:2021-3-19 10:10:20

管道設計壓力的確定原則

① 管道設計壓力不得低于最大工作壓力。
② 裝有安全泄放裝置的管道,其設計壓力不得低于安全泄放裝置的開啟壓力 (或爆破壓力)。
③ 所有與設備相連接的管道,其設計壓力應不小于所連接設備的設計壓力。
④ 輸送制冷劑、液化氣類等沸點低的介質的管道,按閥被關閉或介質不流動時介質可能達到的最大飽和蒸氣壓力作為設計壓力。
⑤ 管道或管道組成件與超壓泄放裝置間的通路可能被堵塞或隔斷時,設計壓力按不低于可能產生的最大工作壓力來確定。
⑥ 工程設計規定需要計算管壁厚度的管道,其 “管壁厚度數據表”中所列的計算壓力即為該管道的設計壓力,與計算壓力相對應的工作溫度即為該管道的設計溫度。

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管道設計壓力的選取
① 設有安全閥的壓力管道:p≥安全閥開啟壓力
② 與未設安全閥的設備相連的壓力管道:p≥設備設計壓力
③ 離心泵出口管道:p≥泵的關閉壓力


管道的設計溫度
管道設計溫度T,系指管道在正常工作過程中,相應設計壓力下可能達到的管道材料溫度。工藝系統專業人員根據化工工藝專業提供的正常工作過程中各種工況的工作溫度,按 “最苛刻條件下的壓力溫度組合”來選取管道設計溫度。有工藝系統專業提出的管道設計溫度可參見以下原則確定。

(1)以傳熱計算或實測得出的正常工作過程中,介質的最高工作溫度下的管壁壁溫作為設計溫度。

(2)在不便于傳熱計算或實測管壁溫度的情況下,以正常工作過程中介質的最高 (或最低)工作溫度作為管道設計溫度。
① 金屬管道
a介質溫度小于38℃的不保溫管道,T=介質最高溫度。
b介質溫度不小于38℃的管道,T=95%×介質最高溫度。
c外部保溫管道,T=介質最高溫度。
d內保溫管道 (用絕熱材料襯里),T=傳熱計算管壁溫度或試驗實測的管壁溫度。
e介質溫度不大于0℃,T=介質最低溫度。
② 非金屬管道及非金屬襯里的金屬管道
a無環境溫度影響的管道,T=介質最高溫度。
b安裝在環境溫度高于介質最高溫度的環境中的管道 (除已采取防護措施者之外),T=環境溫度。

(3)以化工工藝專業提出的正常工作過程中,介質的正常工作溫度加 (或減)一定余量作為設計溫度,可按下式確定設計溫度。
① 介質正常工作溫度為0~300℃時,T≥介質正常工作溫度+30℃。
② 介質正常工作溫度大于300℃時,T≥介質正常工作溫度+15℃。

(4)當流體介質溫度接近所選材料允許使用溫度界限時,應結合具體情況慎重選取設計溫度,以免增加投資或降低安全性。如:按上述 (3)中計算結果會引起更換高一檔的材料時,允許按工程設計要求,將15℃附加量減小,但工藝必須有措施,使運行中不至于超溫。

(5)當工作壓力和對應工作溫度有各種不同工況或周期性的變動時,工藝系統設計人員應將化工工藝專業提出的各種工況數據列出,并向管道材料專業加以說明。

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管道的試驗壓力
按照 GB50235的規定,管道液壓試驗壓力的規定如下。
(1)承受內壓的地上管道及有色金屬管道試驗壓力應為設計壓力的1.5倍,埋地鋼管道的實驗壓力應為設計壓力的1.5倍,且不低于0.4MPa。

(2)當管道與設備作為一個系統進行試驗,管道的試驗壓力等于或小于設備的試驗壓力時,應按管道的試驗壓力進行試驗;當管道試驗壓力大于設備的試驗壓力,且設備的試驗壓力不低于管道設計壓力的1.5倍時,經建設單位同意,可按設備的試驗壓力進行試驗。

(3)當管道的設計溫度高于試驗溫度時,試驗壓力應按下式計算: 
當pS在試驗溫度下,產生超過屈服強度的應力時,應將試驗壓力pS降至不超過屈服強度時的最大壓力。

(4)對位差較大的管道,應將試驗介質的靜壓計入試驗壓力中。液體管道的試驗壓力應以最高點的壓力為準,但最低點的壓力不得超過管道組成件的承受力。

(5)對承受外壓的管道,其試驗壓力應為設計內、外壓力之差的1.5倍,且不得低于0.2MPa。

(6)夾套管內管的試驗壓力應按內部或外部設計壓力的高者確定。夾套管外管的試驗壓力按本條 (1)中的規定。
按照GB50235的規定,當管道的設計壓力小于或等于0.6MPa時,可采用氣壓試驗,但應采取有效的安全措施。承受內壓的鋼管及有色金屬管的氣壓試驗壓力應為設計壓力的 1.15倍,真空管道的試驗壓力應為0.2MPa。當管道的設計壓力大于0.6MPa時,必須有設計文件規定或經設計單位同意,方可用氣壓進行壓力試驗。

根據SH3501對管道壓力試驗規定如下:
(1)液體壓力試驗時的應力值,不得超過試驗溫度下材料屈服點的90%;
(2)氣體壓力試驗時的應力值,不得超過試驗溫度下材料屈服點的80%。


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