《压力管道安全技术监查规程》第102条规定：使用单位应当对管道操作人员进行管道安全教育和培训，保证其具备必要的管道安全作业知识。

压力管道的定义及分类：

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）》所附特种设备目录目录8000项中该定义为：

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。

压力管道的分类分级方法和安全监察范围：根据管道承受内压的不同可以分为真空管道、低压管道、中压管道、高压管道、超高压管道。

根据输送介质的不同分为蒸汽管道、燃气管道、工艺管道等，其中工艺管道又以输送介质的名称命名为各种管道。

按材料分有合金钢管道、不锈钢管道、碳钢管道、有色金属管道、非金属管道和复合材料管道等，如复合材料管道又有金属复合管道、非金属复合管道、金属与非金属复合管道等。

《压力管道安全管理与监察规定》按压力管道的用途，分为：长输管道、工业管道、公用管道。

1 、长输管道：是指产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质（油、气等），并跨省、市，穿、跨越（江河、道路等），中间有加压泵站的长距离（一般大于50KM）管道。

2 、工业管道：是指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。可以理解为我们站内的工艺输送管道，例如甲醇污水输送管道。

3 、公用管道：是指城市、乡镇、工业厂矿生活区范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。

压力管道的常用术语：

1 、管道：指由管道组成件、管道支承件和安全保护装置（附属设备）组装成的系统或装置。以实现流体输送、储存、分配、混合、计量、排放、控制等功能。

2 、在用压力管道：指已经投入使用的压力管道。

3 、设计压力：指正常操作或运行过程中，由压力和温度构成的最苛刻条件下管道可能承受的最高压力。

4 、设计温度：指正常操作或运行过程中，由压力和温度构成的最苛刻条件下管道可能承受的最高或最低温度。

5 、最高工作压力：指管道在正常运行或操作条件下出现的最高压力。最高工作压力必须小于或等于设计压力，才能确保管道安全使用。

6 、最高工作温度：指管道在正常运行或操作条件下出现的最高温度。最高工作温度必须小于或等于设计温度，才能确保管道安全使用。

7 、公称直径（DN）：用标准的尺寸系列表示管子、管件、阀门等口径的名义内直径。它仅与制造尺寸有关且引用方便的一个圆整数值，是一种通用的规格标记。

8 、公称压力（PN）：指管子、管件、阀门等在规定温度范围内，以标准规定的系列压力等级表示的工作压力。它是与管道元件机械强度有关的设计给定压力。

9 、应力：指在外力的作用下，物体（或材料）单位面积上的内力（材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力。把分布内力在一点的集度称为应力）。

10 、热应力：指管道在温度变化时发生的长度变化在管道上产生的应力，一般不考虑沿壁厚方向引起的温差应力。

11 、剧毒流体：相当于现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中Ⅰ级危害程度的毒物。

如有极少量这类物质泄漏到环境中，被人吸入或人类接触，即使迅速治疗，也能对人体造成严重和难以治疗的伤害物质。如汞及化合物、苯、对硫磷等。

12 、有毒流体：这类物质泄漏到环境中，被人吸入或与人体接触，如治疗不及时不至于对人体造成不易恢复的危害。相当于现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中Ⅱ 级及以下危害程度的毒物。如二硫化碳、四氯化碳、硫化氢、甲醛、苯胺等。

13 、有腐蚀液体：指能灼伤人体组织并对材料造成损坏的液体，如硝酸、硫酸等。

14 、闪点：指液体挥发的蒸汽与空气混合物可被点燃（闪燃）的最低温度。如石油（-32℃～-7℃）、乙醚（-45℃）

15 、可燃气体：指与空气混合达到一定浓度，遇明火产生爆炸的气体。

16 、可燃液体：指闪点高于45 ℃的液体。如-35号柴油、甘油、重柴油、变压器油等。

17 、易燃液体：指闪点低于45 ℃的液体。如原油、汽油、乙醚、煤油等。

18 、易爆液体：指闪点低于环境温度液体。

19 、管道绝热：是保温与保冷的统称。

20 、管道伴热：为防止管道内介质因温度降低而凝结或粘度升高等，在管道外或管道内采取的间接加热办法。

压力管道的组成：

压力管道主要用于输送介质（包括气体、液体和浆体），某些管道还可作为介质的储存和热交换等。基本工作原理是利用介质本身的压力，或者外界的动力，使输送的介质从开始端流向终点。

压力管道的结构和组成视管道的用途和功能有所不同，一般由管道组成件、管道支承件、安全装置和附属设施等三大部分构成。

《特种设备安全监察条例》对压力管道的定义来看，同时具备三个条件才作为压力管道列入强制管理范畴。特别注意的是：不是可燃、易爆、无毒、无腐蚀性液体介质，温度必须高于或者等于标准沸点才具备介质条件，否则，不列入强制管理范围。（压力、介质、直径）

压力管道与设备的划分：管道与设备焊接连接的第一道环向焊缝；螺纹连接的第一个接头、法兰连接的第一个法兰密封面；专用连接的第一个密封面。

压力管道与设备的划分：管道与设备焊接连接的第一道环向焊缝；螺纹连接的第一个接头、法兰连接的第一个法兰密封面；专用连接的第一个密封面。

常用压力管道元件的种类：

一、管子

压力管道用管子是实现介质输送的主要单元，是管道系统必不可少的组成件，它利用外界压力或介质本身的压力把液体从起点输送到终点，以完成流体输送、储存的功能。

压力管道用管子按材料分为三类：金属材料管子、非金属材料管子和复合材料管。

二、管件

管件是将管子连接起来的元件，使管子变径、改变介质流向或调节流量等作用。

管件按功能分为：直通、异径管、三通、四通、弯头、金属波纹膨胀节等。

直通、异径管：起到改变原管道直径即变更管道输送流量，或者管道元件与其他管道元件起过渡连接的作用。

三通、四通：起到改变介质流向或调节流量的作用。

弯头：起到改变介质流向的作用。

金属波纹膨胀节：金属膨胀节为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力，而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。

管件按制造方法或制造的材料分为：无缝管件、有缝管件、锻制管件、铸造管件、金属管件和非金属管件等。

三、管法兰

法兰用于管道组成件可拆连接点处相邻元件间的连接，或者为了制造、安装、检修的方便而采用的一种管道连接形式。

法兰按材料分为：钢制法兰、铸铁法兰、非金属材料法兰。

法兰按结构分为：平焊法兰、整体法兰、对焊法兰、螺纹法兰、松套法兰、法兰盖等6种类型。

法兰密封面型式：

平面型密封面：特点：结构简单，加工方便。用于所需压紧力不高且介质无毒场合。

凹凸型密封面：垫圈不会被挤出来。

榫槽型密封面：特点：密封效果好用于密封易燃易爆有毒介质。

四、阀门

阀门是控制（启闭）或调节介质流动量的压力管道元件。

按阀门的结构和若能主要分为：闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、减压阀、疏水阀等。

工业管道附属设施的作用及种类：

一、视镜

视镜多用于排液或受槽前的回流、冷却水等液体管路上以观察液体流动情况。

按其材料可分为：钢制视镜、不锈钢制视镜、铝制视镜、硬聚氯乙烯视镜、耐酸酚醛塑料视镜、玻璃管视镜等。

二、过滤器

过滤器是将管道输送介质中的杂质分离出来，以符合生产工艺要求和保护管道的作用。管道过滤器多用于泵、仪表（如流量计）、疏水阀前的液体管道上。

过滤器按其形状可分为Y形过滤器、直角式过滤器、锥形过滤器、筒形过滤器。

三、阻火器

阻火器是一种防止火焰蔓延的安全装置，通常安装在易燃易爆气体管路上，当某一段管道发生事故时，不至于影响另一段的管道和设备。

阻火器一般按阻火器内的填料来分类。其种类有：碳素钢壳体镀锌铁丝网阻火器、不锈钢丝网阻火器、钢制砾石阻火器、碳钢壳体铜丝网阻火器、波形散热片式阻火器、铸铝壳体铜丝网阻火器等。

四、疏水器

疏水器（也称阻汽排水阀）的作用是自动排泄蒸汽管道和设备中不断产生的凝结水、空气及其他不可凝性气体，又同时阻止蒸汽的逸出。这是保证各种加热工艺设备所需温度和热量并能正常工作的一种节能产品。

疏水阀按工作原理分为三类：热动力型、热静力型、机械型。

热动力型疏水阀它是根据低速冷凝水与高速闪蒸蒸汽之间的“动力“压差来工作，整个工作过程只有一个活动部件–不锈钢碟片，它具有良好的关紧力并可以防止冷凝水回流回设备，确保设备的最大工作效率。

五、分离器

在管道上增加分离设备，可以将管道输送介质中不同成分分离出来，或者排除介质中的杂质，以满足生产工艺的要求。

分离器按功能分为汽水分离器、油水分离器和特殊杂质分离器。

适用于去除蒸汽和压缩空气系统中夹带的液体介质。

管道的伴热与热补偿：

一、管道的伴热

在利用管道输送的介质中有些易凝结的介质，或者需要保持介质一定温度以满足工艺要求的介质，在管道输送过程中，由于外界因素温度逐渐降低，粘度逐渐增大，甚至会凝固影响生产。因此在输送这类介质时，除采取保温措施外，还需要在管道输送过程中进行加热，如在该物料管道附近加蒸汽等伴管，以维持介质一定的温度，确保介质输送和生产工艺要求。

结构不同，伴热可分为：伴管、夹套管和电热带三种类型。

二、管道热补偿

管道在运行中由于温度变化或外界存在温差，均会出现热胀、冷缩现象，如果此时管道位移受到限制而不能自由地伸缩，管道产生热应力，当热应力达到一定值时，管道就会受到破坏。因此，在实际管道设计中，一般管道运行温度高于或低于管道安装温度32℃时，常常设置一些弯曲管段或可伸缩的装置以增加管道的柔性，消除或减少热应力，达到保证管道安全运行的目的。这些能消除或减少管道热应力的弯曲的管段或可伸缩的装置就称为补偿器。

根据补偿器的形成，可将其分成两类：一类是由于工艺需要在布置管道时自然形成的弯曲管段，称为自然补偿器（有L形和Z形两种）；另一类是专门设置用于吸收管道热胀冷缩的弯曲管段或可伸缩装置，称为人工补偿器（有方形补偿器、波形补偿器、波纹形补偿器、球形补偿器）。

自然补偿器：有L形和Z形两种。管段中900～1500管称为L形补偿器；管段中两个900管称为Z形补偿器。

人工补偿器：有方形补偿器、波纹形补偿器、球形补偿器。

压力管道安全保护装置和附属设施：

安全保护装置种类：安全保护装置起到保护和监视管道安全运行的作用。在管道系统中如果操作参数的波动有可能超过规定范围，或者，管道出现紧急情况时进行应急处理，均需要在管道中安装安全保护装置。

安全保护装置及附件一般包括：爆破片、安全阀、紧急切断阀、减压阀、调压器、压力表和温度计。

安全泄压装置-安全阀：

⑴功能：当管道内的压力超过某一规定值时就启动阀体，迅速排放管道内的超压气体，并发出响声，警告操作人员采取降压措施。当压力恢复到允许值时，安全阀又自动关闭。使管道内的压力始终低于允许范围的上限，不致因超压而造成事故。

⑵结构和工作原理：

a 、结构：阀座、阀瓣和加载机构。

b 、工作原理：如图所示弹簧力大于介质作用于阀瓣的正常压力，阀瓣处于关闭状态，当容器内介质压力超过允许压力时，阀门自动开启，介质从中泄出、减压；当压力回到正常值时，加载机构又将阀瓣推向阀座，阀门自动关闭。

⑶基本参数：

⑷安全阀的分类：

①按照整体结构和加载机构的形式分：弹簧式安全阀，重锤杠杆式安全阀，先导式安全阀。

②按照阀瓣开启高度与阀流通直径之比分：

微启式：开启高度为阀流通直径的1/40～1/20；

全启式：开启高度为阀流通直径的1/4。

③按照气体排放方式分：

全封闭式：排出的气体经管道排入密封容器中。适用于有毒、易燃或污染环境的介质。

半封闭式：部分气体经管道引出，部分气体排放到环境中。

敞开式：气体完全排放到环境中。主要适用于压缩空气或水蒸气等介质。

⑸安全阀必须满足的基本要求：

①必要的密封；②可靠的开启；③及时稳定的排放；④适时地关闭；⑤关闭后的密封。

⑹安全阀的安装：

①安全阀应垂直安装在管道液面以上的气相空间，与气相连通；

②管道与安全阀之间的连接管，其截面积不得小于安全阀进口面积；

③管道与安全阀之间不宜装设中间截止阀门；

④安全阀的安装位置应便于日常检查，维护和检修；

⑤两个以上安全阀若共用一根排放管时，排放管的截面积应大于所有安全阀出口截面积的总和。

安全阀应用：

a. 在电动往复泵、齿轮泵或螺杆泵等容积泵的出口管道上，应设安全阀。安全阀的放空管应接至泵人口管道上，并宜设事故停车联锁装置（如设备本身已有安全阀者除外）；

b. 在可燃气体往复式压缩机的各段出口应设安全阀，安全阀的放空管应接至压缩机各段入口管道上或压缩机一段人口管道上；

c. 可燃气体和可燃液体受热膨胀可能超过设计压力的管道应设安全阀；

d. 在两端有可能关闭，而导致升压的液化烃管道上，应设安全阀或采取其他安全措施；

e. 凡与鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵出口连接的设备不能承受其最高压力时，上述机泵的出口管道需设安全阀。

⑺安全阀的维护和检查：

经常保持安全阀的清洁。无垢、无粘着、无锈蚀等→有泄漏时：禁止用加大载荷的方法来消除泄漏→必须定期检验（1年）及清洗、研磨、试验、调整以保证安全阀灵敏可靠。

安全泄压装置-爆破片：

⑴概述：爆破片也叫防爆片，是一种断裂型泄压装置，由于它是利用膜片的断裂来泄放压力的，所以泄压后容器将被迫停止运行。

⑵爆破片适用场合：

a. 管道内的介质易于结晶或聚合，或带有较多的粘性物质，容易堵塞安全阀，或使安全阀的阀瓣和阀座粘在一起；

b. 管道的内压由于化学反应或其它原因会迅速上升，安全阀难以及时排出所产生的大量气体，且无法及时降压。

⑶爆破片的工作原理：

当管道内压力超过正常工作压力，并达到设计压力时，它即自行爆破。管道内的介质通过爆破口向外排出，使管道迅速泄压，从而避免了管道本体发生爆炸事故。

(4) 结构与分类：

爆破片是用金属板制成，金属板的承压能力比管道本体低，从而保证管道内超压时爆破片先爆破。

爆破片的分类：剪切破坏型爆破片，弯曲破坏型爆破片，普通正拱拉伸型，开缝正拱型爆破片，反拱形爆破片。

⑸膜片型式：

剪切破坏型：早期使用广泛。全面积开放，阻力小，排气量系数大，膜片较厚，易于加工制造。实际动作压力受周边条件影响很大，不够稳定；膜片破裂后常整体冲出，易堵塞排气管道。

弯曲破坏型：利用膜片在较高的压力下，产生的弯曲应力达到材料的抗弯强度极限时即破碎而排气。

无明显的塑性变形，动作反应快，膜片较厚，易于制造；实际动作压力受周边条件影响很大，不够稳定；膜片强度低，碎裂后成碎片飞出，影响排气管畅通。

普通正拱型：由单层塑型金属材料制成，凹面向介质，受载后引起拉伸破坏。

开缝正拱型：由两片曲率相同的普通正拱型膜片组成。与介质接触的一片由耐腐蚀金属或非金属制成，另一片由金属制成，拱形部分开设若干条穿透的槽隙。

反拱型膜片：凸面侧承受压力。当压力达到临界值时，膜片会失稳翻转，被装设的刀具切破，或膜片整体弹出。

爆破片应定期更换，一般为二至三年，除非制造单位使用期限有特别要求。对超过爆破片最大爆破压力而未爆破的应及时更换，在苛刻的条件下使用的爆破片应每年更换。

计量装置-压力表：

在压力管道上装压力表是为了测量管道内介质的压力，操作人员可以根据压力表所指示的压力进行操作，将压力控制在允许范围内。

⑴压力表的分类：

a. 液柱式；b.弹性元件式；c.活塞式；d.电量式。

⑵单圈弹簧管式压力表的结构和工作原理：

a. 结构：弹簧管、齿轮传动机构、指示机构、外壳。

b. 工作原理：弹簧管压力表是利用弹簧管在正压或负压的作用下，自由端产生位移，由于自由端的位移与被测压力之间具有比例关系，带动传动机构使指针偏转，从而指示出压力值的。

单圈弹簧管式压力表分类：扇形齿轮式：通过扇形齿轮咬合中心齿轮来带动指针的。；杠杆式：通过杠杆带动指针的。

⑶压力表的使用：

①压力表的量程：

压力表的量程为容器最高工作压力的1.5～3倍，最好取2倍。

量程偏大→肉眼观察的偏差较大。

量程偏小→弹簧弯管容易产生永久变形。

②压力表的精度：

低压容器不低于2.5级；中、高压和超高压容器不低于1.5级。

③安装位置要便于操作人员观察和清洗，便于更换和校验。

④压力表必须定期校验。

⑤压力表与管道间的连接管不准有漏水、漏气现象，而且要定期吹洗，以免堵塞。

计量装置-温度计：

⑴分类和工作原理：

①膨胀式温度计：根据物体受热时体积膨胀的性质而制成。

a. 液体膨胀式：根据水银、酒精、甲苯等感温液体具有热胀冷缩的物理特性制成。

b. 固体膨胀式：如双金属温度计。

②压力式温度计：

应用压力随温度的变化来测温的仪表叫压力式温度计。它是根据在封闭系统中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化这一原理而制成的，并用压力表来测量这种变化，从而测得温度。这种温度计主要由温包、毛细管、弹簧管。

③辐射式高温计：它是基于物体热辐射作用来测量温度的仪表。目前它已广泛的用来测量高于800℃的温度。

④热电偶温度计：热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。它的测温范围很广、结构简单、使用方便、测温准确可靠，便于信号的远传、自动记录和集中控制。

热电偶温度计是由三部分组成：热电偶（感温元件）；测量仪表；连接热电偶和测量仪表的导线。它适合于测量500℃以上的较高温度。

⑤热电阻温度计：热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。

它是由热电阻（感温元件），显示仪表以及连接导线组成。适合于测量500℃以下的温度。它与热电偶温度计一样，也是有远传、自动记录等优点。另外热电阻的输出信号大，测量准确。

⑵使用注意事项：

①应选择合适的测温点，使测量点的情况具有代表性；

②安装位置要便于操作人员观察；

③温度计的温包尽量伸入管道或紧贴管道壁上；

④使用中的温度计应定期校验。

压力管道元件的选用：

一、压力管道元件选用的基本要求：

压力管道设计、安装和使用单位等，在选用压力管道元件时，必须选择具有压力管道元件制造资格单位生产的管道元件，这是国家法规规定公民和组织的法律责任。

列入制造许可范围的压力管道元件参见国家质量监督检验检疫总局颁布的TSG D2001-2006《压力管道元件制造许可规则》规定。

二、材料选用基本原则

压力管道常用元件材料的使用是根据所输送介质的操作条件（如压力、温度）以及其在该条件下的介质特性所决定的。

材料选择不当，会造成浪费或埋下事故隐患。如果可以用普通材料的管子，去选用了较贵的管子，就增加了不必要的浪费。该用耐酸不锈的场合，用了碳钢就会直接影响压力管道的正常运行，甚至留下祸根。所以在选择材料时，要求设计人员首先要了解管道元件的种类、规格、性能、使用范围，最好还要调查该元件在其他类似的压力管道的应用情况，再根据以下原则确定管道元件的材料。

1 、优先选用的材料：

在选用管道材料时，一般先考虑采用金属材料，金属材料不适用时，再考虑非金属材料。金属材料优先选择钢制材料，后考虑选用有色金属材料。在钢制材料中，先考虑采用碳钢，不适用时，再选用不锈钢。如管子在确定碳钢材料后，先考虑焊接钢管，不适用时再选用无缝钢管。

2 、介质压力的影响：

输送介质的压力越高，壁厚就越厚，对材料的要求一般也越高。介质压力在1.6 Mpa以上时，可选用无缝或有色金属管道元件。压力很高时，如在合成氨、尿素和甲醇生产中，有的管子介质压力高达32Mpa，一般选用材料为20钢的高压无缝钢管。在真空设备上的管子及压力大于10MPa时的氧气管子，一般采用铜管和黄铜管。

3 、介质温度的影响：

不同的材料，适用于不同的温度范围。在满足介质压力、化学性能等条件下，根据材料经济使用情况，选择使用温度范围内适宜的材料。如压力为1.8Mpa的蒸汽，当温度小于等于250℃时，一般Q235碳素钢无缝钢管；当温度在351 ℃ ～400 ℃范围时，一般选用20优质碳素钢无缝钢管。常用金属材料使用温度范围有相应对照表。

4 、介质化学性质的影响：

输送不同介质，采用不同的管道元件材料。有的介质呈中性，一般对材料要求不高，可选用普通碳钢管；有的介质呈酸性或碱性，就要选择耐酸或耐碱的管材。如输送水及水蒸汽，采用碳钢材料的管子就可以了。如在尿素装置中，输送二氧化碳的管子，一般采用不锈钢管，因为二氧化碳遇水形成碳酸，碳酸对一般钢管有腐蚀作用。

5 、管子本身功能的影响：

有些管子除需具备输送介质的功能外，还要具有吸震的功能，吸收热胀冷缩的功能，在工作状况下，以经常移动的功能。如民用液化石油气、氧气、乙炔气在灌瓶的部位，管子常采用高压钢丝编织胶管，而不能使用移动不方便的硬质钢管。

6 、压力降的影响：

材料对介质流动存在阻力，使介质从始点到终点存在不同的压力，即产生了压力降，从而影响物料的流量。所以在压力管道设计中，一般要进行物料衡算，对初步选定的材料压力降的计算，看选用的材料是否符合要求。

本文来源于互联网，作者：大庆油田特种作业安全培训中心。暖通南社整理编辑于2021年3月2日。