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13页压力管道安全知识——压力管道基本概念 (一)管道的概念 依据国家标准《工业金属管道设计标准》GB50316-2022的规定,管道是由管道组成件、管道支吊架等组成,用以输送、安排、混合、分别、排放、计量或掌握流体流淌 国家标准《工业金属管道工程施工及验收标准》GB50235-97的定义是:由管道组成件和管道支承件组成,用以输送、安排、混合、分别、排放、计量、掌握和制止流体流淌的管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门和其他组成件或受压部件的装配总成 按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道称之为“管道系统”或“管系” 上述定义包含两个含义: (A)管道的作用:是用以输送、安排、混合、分别、排放、计量、掌握和制止流体流淌 1)流体:在有些标准中称为介质流体可按状态或性质进展分类 a)按状态分: 气体; 液体; 液化气体:是指在肯定压力下呈液态存在的气体; 浆体:是指可燃、易爆、有毒和有腐蚀性的浆体介质。
b)按性质分: 火灾危急性;是指可燃介质引起燃烧的危急性,分为可燃气体、液化气体和可燃液体有甲、乙、丙三类 爆炸性;与空气混合后可能发生爆炸的可燃介质或在高温、高压下可能引起爆炸的非可燃介质 毒性;按GB5044分级有剧毒(极度危害)和有毒(高度危害、中毒危害和轻度危害)两大类四个级别 腐蚀性是指能灼伤人体组织并对管道材料造成损坏的物质 2)输送流体:依靠外界的动力(利用流体输送机械如压缩机、泵等赐予的动能)或流体本身的驱动力(如介质本身的压力)将管道源头的流体输送到管道的终点 3)安排流体:通过管系中的支管将流体安排到设计规定的多个预定的设备或用户 4)混合流体:将管系中来自不同支管中的流体在管道中进展混合,如稀释等 5)分别流体:将管道内部不同状态的流体通过支管进展分别,如汽液分别、油水分别等 6)排放流体:将管道内部流体通过支管进展排放,如超压放空、排放被分别的流体等 7)计量流体:通过设置于管道系统中的计量仪表对输送、安排的流体进展计量,如测量流量、压力、温度和粘度等。
8)掌握流体:通过设置于管道系统中的掌握元件对管内流体的流淌进展掌握,如调压、减温、流体安排和切断等 (B)管道的构成:由管道组成件、管道支吊架(管道支承件)等组成,是管子、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的装配总成 1)管道组成件:指用于连接或装配成管道的元件,包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及管道特别件所谓管道特别件,是指非一般标准组成件是按工程设计条件特别制造的管道组成件,包括膨胀节、特别阀门、爆破片、阻火器、过滤器、挠性接头及软管等 2)管道支吊架:用于支承管道或约束管道位移的各种构造的总称,但不包括土建的构造有固定支架、滑动支架、刚性吊架、导向架、限位架和弹簧支吊架等在国家标准GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收标准》中也称为管道支承件,包括管道安装件和附着件 a)管道安装件:指将负荷从管子或管道附着件上传递到支承构造或设备上的元件,包括吊杆、弹簧支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、导轨、锚固件、鞍座、垫板、滚柱、托座和滑动支架等。
b)附着件:用焊接、螺栓连接或夹紧方法附装在管子上的零件,包括管吊、吊(支)耳、圆环、夹子、吊夹、紧固夹板和裙式管座等 管道组成件和支承件在我国现行压力管道法规中也统称为压力管道元件 (二)压力管道的概念: 压力管道是管道中的一局部从广义上理解,所谓压力管道,应当是指全部承受内压或外压的管道,无论其管内介质如何但从我国颁发《压力管道安全治理与监察规定》以后,“压力管道”便成为受监察管道的专用名词在《压力管道安全治理与监察规定》其次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急性较大的特种设备”,国务院2022年6月1日颁发实施的《特种设备安全监察条例》中,将压力管道进一步明确为“利用肯定的压力,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)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渄点的液体介质,且公称直径大于25mm的管道”这就是说,现在所说的“压力管道”,不但是指其管内或管外承受压力,而且其内部输送的介质是“气体、液化气体和蒸汽”或“可能引起燃爆、中毒或腐蚀的液体”物质。
这里所谓能燃爆、能中毒或有腐蚀性,具有如下内涵: 介质的燃爆性:即介质具有可燃性和爆炸性,在肯定条件下能引起燃烧或爆炸,酿成火灾和破坏这些介质包括可燃气体、液化烃和可燃液体等有火灾危急性的物质,也包括简单引起爆炸的高温高压介质如蒸汽、超过标准沸点的高温热水、压缩空气和其他压缩气体等其中,可燃介质的火灾危急性依据《石油化工企业设计防火标准》GB50160和《建筑设计防火标准》GBJ16,共分为甲、乙、丙三类 其中甲、乙类可燃气体与空气混合物的爆炸下限(体积)分别规定为: 甲类可燃气体:<10%; 乙类可燃气体:≥10% 甲、乙和丙类可燃液体的分类见表1 注:闪点低于45 0C的液体称为易燃液体;闪点低于环境温度的液体称为易爆液体 在GBJ16的规定中,属于甲类火灾危急性的可燃介质(或生产过程)还有:常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致自燃或爆炸的物质;常温下受到水或蒸汽作用能产生气体并引起燃烧或爆炸的物质;遇酸、受热、撞击、摩擦、催化及遇有机物或硫磺等易燃的无机物,极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂;受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质;以及在密闭设备内操作温度等于或超过物质本身自燃点的生产。
属于乙类火灾危急性的介质主要是指不属于甲类火灾危急性的氧化剂和化学易燃固体,以及助燃气体 (B)介质的毒性:即介质具有使人中毒的特性 当这些介质被人吸入或与人体接触后,能对人体造成损害,甚至死亡依据《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044的规定,毒物按急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高允许浓度等六项指标,共分为极度危害、高度危害、中度危害和轻度危害四个等级 极度危害介质有时也称之为“剧毒介质”,高度、中度和轻度危害介质则统称为“有毒介质“剧毒介质(流体)在我国国家标准《工业金属管道工程施工及验收标准》GB50235-97中的解释是:如有极少量这类物质泄漏到环境中,被人吸入或与人体接触,即使快速治疗, 也能对人体造成严峻的和难以治疗的损害的物质相当于现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044中 错误!未找到引用源 级危害程度(极度危害)的毒物据此可以将剧毒介质理解为就是极度危害介质而有毒介质在标准中的解释是:这类物质泄漏到环境中,被人吸入或与人体接触,如治疗准时不致于对人体造成不易恢复的危害 不过,毒性程度一样的毒物,在详细如何对待的问题上各行业也存在差异。
如苯在《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044中被列入极度危害介质,在《压力管道安全治理与监察规定》的解析中也作为极度危害介质的例子而在《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收标准》SH3501-2022的管道分级中,苯则被与高度危害介质同等对待列入SHB级之中相反,丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢等四种高度危害介质则在SH3501-2022中被与极度危害介质同样对待,列入SHA级管道之中这不但对施工质量标准和在用管道的检验要求有影响,同时对详细工程施工时划分许可证级别也是有影响的如担当有苯介质的管道安装工作时,若苯被视为极度危害介质,施工单位应持 GC 1级安装许可证,而若作为高度危害介质时,则持证级别与管道的设计压力和设计温度有关 对于这个问题的理解可以从毒物危害性分级的原则进展解释:国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044-85对详细毒物的分级是以列举常见的56种毒物在某些行业中的危害程度分级进展表达的但该标准同时指出:对接触同一毒物的其他行业(该标准表2中未列出的)的危害程度,可依据车间空气中的毒物浓度、中毒患病率、接触时间的长短,划定级别凡车间空气中毒物浓度常常到达TJ36—79《工业企业设计卫生标准》中所规定的最高容许浓度值,而其患病率或病症发生率低于本分级标准中相应的值,可降低一级。
所以,对每种详细物质,国家标准和专业标准在划分危害等级时存在差异是正常的由于除了致癌性和空气中最高容许浓度外,其他四项指标都与生产过程和操作特点有关石油、化工和石油化工等以管道输送介质为主的生产过程,有毒物质处于连续、密闭状况下流淌,其危害程度取决于因事故致使毒物与人体接触,或因常常性泄漏引起职业性慢性危害的机率,通常要低于开放性生产过程因此,在压力管道设计时详细确定毒物危害等级应主要以车间空气中毒物浓度、中毒患病率、接触时间长短来划定 上面提到的毒物危害性分级指标中,关于车间空气中毒物的最高允许浓度规定如下: 极度危害:最高允许浓度小于0 .1 mg/m3; 高度危害:最高允许浓度为0 .1 mg/m3~1 .0 mg/m3 依据《工业企业设计卫生标准》(TJ36—79)的规定,苯、丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢等五种毒物在车间空气中和居住区大气中的最高允许浓度见表2: 由表2可见,苯在车间空气中的最高允许浓度远远高于极度危害介质同时,依据工业生产中管道输送的连续性、密闭性特点,以及苯与操作人员的接触时间长短和中毒患病率的状况分析,苯也不应属于极度危害介质的范围。
所以,实际工作中确定介质的毒害程度应以设计文件确定的毒物性质或设计文件中指明的施工验收标准为准 另外,关于接触时间长短我国尚未制定有关标准,美国政府工业卫生专家会议(ACGIH)推举的三种接触阈限值可作为参考: 1)以正常8小时工作日或40小时工作周的时间加权平均限值为指标,在此浓度下,反复接触对全部人员都不致产生不良影响; 2)以短时间接触(每次不超过15分钟,每天不超过4次,每次间隔不少于1小时)的时间加权平均限值为指标,在此浓度下,人短时间连续接触不致引起刺激作用、慢性或不行逆组织病理变化、麻醉而增加意外损害、自救力量减退或工作效率明显降低等; 3)上限值是指即使在瞬间也不得超过的最高浓度。












