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压力管道类别、级别划分区别

更新时间  2022-11-14 22:54:21 阅读 985

1、概述

在目前国内的规范中,工业管道级别划分可分为两个体系。
一是压力管道划分体系,主要涉及的规定有《压力管道安全技术监察规程-工业管道》TSG D0001、《压力容器压力管道设计许可规则》 TSG R1001等。
另一个是工业管道的设计、施工及验收规范,主要涉及的规范有《工业金属管道设计规范》GB 50316、《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》GB 50517、《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH 3501、《工业金属管道工程施工质量验收规范》GB 50184。两个体系中对流体类别的划分,以及管道级别的划分并不相同,前者用于压力管道的设计、制造、安装、使用、维修、改造、检验等;后者主要用于工业金属管道的施工、检验和验收。
工艺专业在进行PID和管道一览表的设计中会涉及到压力管道的划分,管道一览表中施工技术要求部分是由管材专业完成,其中涉及到射线检查一项。工艺作为主导专业应该适当拓展知识面,以便更好的配合项目组和现场的相关工作。



2、相关规范的介绍
2.1 《压力管道安全技术监察规程-工业管道》TSG D0001
本规定中对工业管道的适用条件做出了如下规定:
(1)*高工作压力大于等于或者等于0.1MPa(表压)的;
(2)公称直径大于50mm的
(3)输送介质为气体、蒸汽、液化气体、*高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体。
流体的类别涉及火灾危险性、毒性和腐蚀性。其分类如下:
介质的毒性应当符合GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》的规定,压力管道中介质的毒性危害程度包括极度危害、高度危害和中度危害。
介质的火灾危险性应当符合GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GB50016《建筑设计防火规范》中的规定。压力管道中介质的火灾危险性气体分为甲类和乙类。液体分为液化烃、甲类、乙类和丙类。
介质的腐蚀性系指:与皮肤接触,在4h内出现可见坏死现象,或55℃时,对20钢的腐蚀率大于6.25mm/y(年)的流体。
根据介质的状态、火灾危险性、毒性、腐蚀性、设计温度、设计压力等因素可将压力管道的级别划分为GC1、GC2、GC3。
2.2 《压力容器压力管道设计许可规则》 TSG R1001
本规定中对工业管道中流体类别和管道等级的划分与《压力管道安全技术监察规程-工业管道》基本一致。
但是关于GC3的规定有所不同,需要特别注意。
《压力管道安全技术监察规程-工业管道》中的规定为:“输送无毒、非可燃流体介质,设计压力小于或者等于1.0MPa,并且设计温度高于-20℃但是不高于185℃的管道。”
《压力容器压力管道设计许可规则》中规定为:“输送无毒、非可燃流体介质,设计压力小于或者等于1.0MPa,并且设计温度高于-20℃但是小于185℃的管道。”
由此可见,两个规范对设计温度在185℃时的分类并不一致,所以在进行工艺、管道设计的时候,设计温度*好避开185℃这个值,以便准备划分GC3压力等级。
2.3 《工业金属管道设计规范》GB 50316
本规定中将流体类别分为A1类流体、A2类流体、B类流体、D类流体、C类流体。管道的材料、管道组件的选取、管道系统的设计等都是按不同类别的流体做了相关的规定。
2.4 《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》GB 50517
本规定中将管道级别分为SHA1、SHA2、 SHA3 、SHA4、SHB1、SHB2、 SHB3 、SHB4、SHC1、SHC2、 SHC3 、SHC4、SHC5。管道的检测、安装、试验等都是按不同的管道等级做了相关的规定。
2.5 《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH 3501
本规范是规定石油化工工程中有毒、可燃介质钢制管道工程的施工、检查和检验要求。所以在管道等级的划分中分为SHA1、SHA2、 SHA3 、SHA4、SHB1、SHB2、 SHB3 、SHB4。管道系统的相关要求基本与GB 50517相一致。
2.6 《工业金属管道工程施工质量验收规范》GB 50184
本规范中根据管道内流体介质的火灾危险性、毒性和腐蚀性、设计温度、设计压力等参数,将管道焊缝的检查等级划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个级别。这五个级别的射线探伤无损检测比例分别为100%、≥20%、≥10%、≥5%和不需要进行无损检测。



3、总结
       通过对以上规范的总结及其应用,我归纳出管道划类及射线探伤一览表供设计人员参考使用,详见附表3-1。附表2-1

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二、压力道类别级别的划分
1、GA类(长输管道):指产地、储存库、使用单位之间的用于输送商品介质的管道,划分为GA1级和GA2级。
⑴ GA1级:
① 输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P>1.6MPa的管道;
② 输送有毒、可燃、易爆液体介质,输送距离≥200Km且管道直径DN≥300mm的管道;
③ 输送浆体介质,输送距离≥50Km且管道直径DN≥150mm的管道。
⑵ GA2级:
① 输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P≤1.6MPa的管道;
② GA1②范围以外的管道;
③ GA1③范围以外的管道。

2、GB类(公用管道):指城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道球阀和热力管道平衡阀,划分为GB1级和GB2级。
⑴ GB1级:燃气管道
⑵ GB2级:热力管道

3、GC类(工业管道):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,划分为GC1级、GC2级、GC3级。
⑴ GC1级:
① 输送毒性程度为极度危害介质的管道(GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》);
② 输送火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P≥4.0MPa的管道;
③ 输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力P≥4.0MPa且设计温度≥400℃的管道;
④ 输送流体介质且设计压力P≥10.0MPa的管道。
⑵ GC2级:
① 输送火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P<4.0MPa的管道;
② 输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力P<4.0MPa且设计温度≥400℃的管道;
③ 输送非可燃流体介质、无毒流体介质,设计压力P<10.0MPa且设计温度≥400℃的管道;
④ 输送流体介质,设计压力P<10.0MPa且设计温度<400℃的管道。
(3)GC3级:符合下列条件之一的GC2级管道划分为GC3级:
① 输送可燃流体介质、有毒流体介质,设计压力<1.0MPa ,且设计温度 <400℃的管道;
② 输送非可燃流体介质、无毒流体介质,设计压力<4.0 MPa且设计温度<400℃的管道。

4、GD类(动力管道):指火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道,划分为GD1级、GD2级。

5、燃气管道一般分为:
(1)长输管道(GA1①----高压长输燃气管道、或GA1②类---次高压A类及以下长输燃气管道),设计规范GB50251《输气管道工程设计规范》,输送距离一般大于50KM;
(2)公用管道(GB1类---燃气登高管以外的庭院及道路燃气管道)设计规范GB50028《城镇燃气设计规范》;CJJ34《城市热力网设计规范》;
(3)工业管道(GC2①类---工厂内天然气工艺管道或液化气管道、GC2④类---厂区内压缩空气、自来水管道及<400℃的热力管道)

三、管道等级
管道等级号由下列三个单元组成:
(1)**单元为管道的公称压力(MPa)等级代号,用大写英文字母表示。A~K用于ANSI标准压力等级代号(其中I、J不用),L~Z用于国内标准压力等级代号(其中O、X不用)。常用的国内标准压力等级代号: L--1.0MPa M--1.6MPa N--2.5MPa P--4.0MPa
(2)第二单元为顺序号,用阿拉伯数字表示,由1开始。
(3)第三单元为管道材质类别,用大写英文字母表示,与顺序号组合使用。
A --铸铁    1G --聚丙烯塑料
B --碳钢    2G --聚四氟乙烯塑料
  1E --304不锈钢
  2E -316L不锈钢
  H --衬里及内防腐

四、管道分类(级)
在施工验收规范中,不同的介质、不同的操作条件的管道其检测要求是不同的。

1、SH3501管道分级。SH3501将管道分为SHA、SHB、SHC、SHD四个等级。

表1   SH3501管道分级

管道级别
适用范围
SHA
毒性程度为极度危害介质管道(苯管道除外)
毒性程度为高度危害介质的丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢介质管道
设计压力大于或等于10.0MPa输送有毒、可燃介质管道
SHB
毒性程度为极度危害介质的苯管道
毒性程度为高度危害介质管道(丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢管道除外)
甲类、乙类可燃气体和甲A类液化烃、甲B类、乙A类可燃液体介质管道
SHC
毒性程度为中度、轻度危害介质管道
乙B类、丙类可燃液体介质管道
SHD
设计温度低于-29℃的低温管道


2、HG20225管道分级。HG20225将管道分为A、B、C、D四个等级
表2   HG20225管道分级

管道级别
适用范围
A
输送剧毒介质的管道
B
输送可燃介质或有毒的管道
C
输送非可燃介质、无毒介质的管道
D
输送非可燃介质、无毒介质的管道设计压力P≤1MPa,且设计温度为-29℃~186℃的管道


3、GB50235。GB50235取消了管道分类,按照设计温度、设计压力和介质类别来区分:
① 设计温度分为:t ≥400℃、-29≤t<400℃、t<-29;
② 设计压力分为:P≥10.0MPa(≤42.0)、P<10.0 MPa、4.0≤P<10.0 MPa、 P<4.0 MPa;
③ 介质: 剧毒、有毒、可燃介质、无毒、非可燃介质(GB5044、)
注:剧毒介质即GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中I级危害程度的介质;
④ 有毒介质按GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中II级及以下危害程度的介质;
⑤ 可燃介质按GB50160《石油化工企业设计防火规范》分类。

4、SH3501焊接接头射线检测要求
表4   SH3501焊接接头射线检测要求

管道级别
输送介质
设计压力P
MPa(表)
设计温度℃
检测%
合格
等级
SHA
毒性程度为极度危害介质(苯除外)和毒性程度为高度危害介质的丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢
任意压力
任意温度
100
II
所有有毒、可燃介质
P≥10.0
任意温度
100
II
SHB
所有有毒、可燃介质
4.0≤P<10.0
t≥400
100
II
毒性程度为极度危害介质的苯、毒性程度为高度危害介质(丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢除外)和甲A类液化烃
P<10.0
-2≤t<400
20
II
P<4.0
t≥400
20
II
甲类、乙类可燃气体和甲B类、乙A类可燃液体
P<10.0
-2≤t<400
10
II
P<4.0
t≥400
10
II
SHC
毒性程度为中度、轻度危害介质和乙B类、丙类可燃介质
4.0≤P<10.0
t≥400
100
II
P<10.0
-2≤t<400
5
III
P<4.0
t≥400
5
III
SHD
有毒、可燃介质
任意压力
T<-29
100
II

※SH3501考虑了石油化工的特点,对有毒、可燃介质管道做了详细的规定。非可燃、无毒介质焊接接头射线检测要求按GB50235要求进行验收。

5、HG20225焊接接头射线检测要求
表5  HG20225焊接接头射线检测要求

管道类别
设计压力(P) (MPa)(表)
设计温度(t)℃
检测比例%
合格等级
A(剧毒)
任意压力
任意
100
II
B(可燃有
B1
P≥10.0
任意
100

II

4.0≤P<10.0
t≥400
B2
4.0≤P<10.0
t<400
20

II
1.0≤P<4.0
t≥400
B3
1.0<p<4.0< span=""></p<4.0<>
t<400
10
II
P≤1.0
t≥400
B4
P≤1.0
T<400
5
III
C
(非可燃无毒)
C1
P≥10.0
t≥400
100
II
C2
P≥10.0
t<400
20
II
4.0≤P<10.0
t≥400
C3
4.0≤P<10.0
T<400
10
III
1.0≤P<4.0
t≥400
C4
1.0<p<4.0< span=""></p<4.0<>
T<400
5
III
P≤1.0
t≥400
C5
P≤1.0
186<t<400< t<400
-
-
D(非可燃无毒)
P≤1.0
-29≤t≤186
-
-

注:(1)当设计温度t<-29℃时,无论哪一级管道,均应100%检验,II级合格;
   (2)氧气管道按B类管道进行检验。

6、GB50235焊接接头射线检测要求
表6 GB50235焊接接头射线检测要求

序号
输送介质
设计压力MPa(表)
设计温度℃
检测%
合格
等级
1
输送剧毒流体的管道
任意压力
任意温度
100
II
2
所有有毒、可燃介质
P≥10.0
任意温度
4.0≤P<10.0
t≥400
3
非可燃流体、无毒流体的管道
P≥10.0
t≥400
4
低温管道
任意压力
T<-29
5
非可燃流体、无毒流体的管道
P≤1.0
t≤400
0

6
其它管道


5
III


7、SH3501、HG 20225、GB50235的比较
(1)相同点
对以下管道均为100%射线检测;
① 剧毒介质;
② 有毒可燃介质;
③ P≥10.0   
④ 任意温度:4≤P<10.0,t≥400℃
⑤ 非可燃、无毒介质:P≥10.0,t≥400℃。
⑥ 低温管道:t<-29℃
(2)不同点
① SH3501
对可燃高度危害介质按介质分为两种情况:
苯、毒性程度为高度危害介质(丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢除外)和甲A类液化烃P<10.0、-29≤t<400℃及P<4.0、t≥400,管道射线检测率为20%;
甲类、乙类可燃气体和甲B类、乙A类可燃液体P<10.0 、-29≤t<400℃及P<4.0 、t≥400,管道射线检测率为10%;
毒性程度为中度、轻度危害介质和乙B类、丙类可燃介质P<10.0、-29≤t<400℃及P<4.0   t≥400,管道射线检测率为5%;
对非可燃、无毒介质管道未作规定。
② HG20225
对可燃有毒介质按操作条件分为3种:
0≤P<10.0、t<400及1.0≤P<4.0、t≥400,管道射线检测率为20%;
1.0<p<4.0< span="">、t<400及P≤1.0、t≥400,管道射线检测率为10%; </p<4.0<>
P≤1.0、t<400,管道射线检测率为5%。     
③ GB 50235
将管道焊缝的射线照像检验和超声波检验比例分为100%、5%和0%三种。
对t<400及P<4.0可燃有毒介质管道射线检测率为5%。但在压力管道中,要求100%射线检验和“抽检比例不低于5%”的管道比例很大,这样将增加检验要求的不严密性和对检验要求说明的内容。

五、管道的试验压力及密封试验
1、管道液体试验压力和气体试验压力
(1)GB50235规定
a. 液体试验压力
1) 承受内压的地上管道及有色金属管道试验压力应为设计压力的1.15倍,埋地钢管道的试验压力应为设计压力的1.5倍,且不低于0.4MPa;
2)当管道与设备作为一个系统进行试验,管道的试验压力等于或小于设备的试验压力时,应按管道的试验压力进行试验;当管道试验压力大于设备的试验压力,且设备的试验压力不低于管道设计压力的1.15倍时,经建设单位同意,可按设备的试验压力进行试验;
3)当管道的设计温度高于试验温度时,试验压力应按下式计算:
Ps =1.5P[σ]1/[σ]2;
            式中 Ps一一试验压力(表压),MPa;
P一一设计压力(表压),MPa;
         [σ]1一一试验温度下管材的许用应力,MPa;
        [σ]2-设计温度下管材的许用应力,MPa。
当[σ]1/[σ]2大于6.5时,取6.5。
当Ps在试验温度下,产生超过屈服强度的应力时,应将试验压力Ps降至不超过屈服强度时的*大压力;
4) 对位差较大的管道应将试验介质的静压计入试验压力中。液体管道的试验压力应以*高点的压力为准,但*低点的压力不得超过管道组成件的承受能力;
5) 对承受外压的管道,其试验压力应为设计内、外压力之差的1.5倍,且不低于0.2MPa;
6) 夹套管内管的试验压力应按内部或外部设计压力的高者确定。夹套管外管的试验应按上述第(1)条的规定。
b.气体试验压力
1)承受内压的钢管及有色金属管的气压试验压力应为设计压力的1.15倍,真空管道的试验压力应为0.2MPa。
2)当管道的设计压力大于0.6MPa时,必须有设计文件规定或经设计单位同意,方可用气压进行压力试验。

(2)SH3501规定
1) 真空管道为0.2MPa;
2) 液体压力试验的压力为设计的1.5倍;
3) 气体压力试验的压力为设计的1.15倍。
4) 管道压力试验时,试验时温度、应力值应符合下列规定:
当设计温度高于试验温度时,管道的试验压力应按下列计算:
Pt=KP0 [σ]1/ [σ]2
      式中  Pt一一试验压力,MPa;
[σ]1一一试验温度下材料的许用应力,MPa;
[σ]2一一设计温度下材料的许用应力,MPa;
      K―系数,液体压力试验取1.5;气体压力试验取1.15。
液体压力试验时的应力值,不得超过试验温度下材料屈服点的90%;
气体压力试验时的应力值,不得超过试验温度下材料屈服点的80%。

(3)HG20225与GB50235基本相同

(4)密封试验
a.应作泄漏性试验的管道范围
GB50235:输送剧毒流体、有毒流体、可燃流体的管道,
SH3501:按设计文件要求进行。SHA级管道必须进行,SHB级管道根据介质的性质决定。
HG20225:同GB50235
b. 试验介质
GB50235:宜采用空气,当设计文件规定采用其它介质时,按设计规定的介质进行。
SH3501:宜采用空气。
HG20225:宜采用空气
c. 试验压力
GB50235:为设计压力。
SH3501:为设计压力,真空管道则为0.1MPa。
HG20225:为设计压力。

六、压力管道分类及例举实例表

名称
类别
级别
设计范围实例

长输
管道


GA
GA1(1)
工况要求:输送有毒、可燃、易爆气体介质,*高工作压力Pn≥4.0Mpa,

GA1(2)
工况要求:输送有毒、可燃、易爆液体介质,*高工作压力Pn≥6.4MPa,并且输送距离大于或者等于200km的长输管道本条款(包括了旧规范的GA1-3级管道);
GA2
GA2级:GA1级以外的长输(油气)管道为GA2级
公用管道

GB
GB1
工况要求:用于市政和住宅小区的高压、次高压、中压燃气外网管道;
GB2
工况要求:用于办公、住宅小区等的蒸汽、高温水(大于100℃)热力外网管道;







工业管道







GC

GC1(1)
工况要求:符合GB5044-85危害介质的毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道。例如:铬酸盐、汞及化合物、铍及化合物、氰化物、锰、二硫化碳及无机盐化合物等的气、液介质管道;
GC1(2)
工况要求:输送GB 50160-1999《石油化工企业设计防火规范》及GB 50016-2006《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体(包括液化烃),并且设计压力P ≥4.0MPa的管道.例如:液氧充装站氧气管道等;

GC1(3)
工况要求: 工作压力P ≥10.0Mpa或者设计压力P ≥4.0MPa,并且 设计温度T ≥400℃的管道。(本条款包括了旧规范的GC1-3级和GC1-4级管道)例如:1.二氧化碳充装站;

GC2
工况要求:除本规定B3.3规定的GC3级管道外,介质毒性危害程度、火灾危险性(可燃性)、设计压力和设计温度小于B3.1规定的GCl级管道。
1. 符合GB50160-1992及GB/T50016-2006规定的甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质P<4.0Mpa。例如:氧气、乙炔气、工业用天然气管道;
2. P <10.0Mpa、T<400℃的管道。例如:;
)可燃流体介质:汽、柴油等;
2)符合工况要求的用于生产的蒸汽管网等;
3)腐蚀性较强的介质:酸、碱液体等;
4) 一般气体或有毒气(汽)体或高于沸点的液体等;
5)用于工业项目的的蒸汽(400 ℃< T ≥185℃)热力外网;

GC3
工况要求:输送无毒、非可燃流体介质,设计压力P ≤1.0MPa,并且设计温度185 ℃< T ≥-20 ℃的管道。例如:
1)一般气体(汽)体或符合本条工况并高于沸点的液体等,例如:压缩空气等;
2)用于工业项目符合本条工况的过热蒸汽、高温水(T ≥100℃)工业热力外网;


GD
GD1
工况要求:火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道,设计压力P ≥6.3 MPa,或者设计温度T ≥400℃的管道.例如:高压、超高压火力发电机组等;
GD2
工况要求:火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道,设计压力P ≤6.3 MPa,或者设计温度T ≤400℃的管道。例如:中压火力发电机组等;


附表       压力管道设计类别、级别、品种简表

类别
等级
品种
介质
设计 压力
设计温度
输送 距离
常用标准
特性
体态
Mpa
oC
Km
GA类
长输管道
GA1
(1)
有毒、可燃、易爆
气体
>4.0


GB50251
GB50253等
(2)
有毒、可燃、易爆 
液体
≥6.4 

≥200
GA2

GA1范围以外的长输(油气)管道
GB类
公用管道
GB1

城镇燃气管道




GB50028、CJJ34等
GB2

城镇热力管道




GC类
工业管道
GC1
(1)
极度危害




分类按GB5044
,高度危害
气体



,高度危害
液体

高于标准沸点

(2)
火灾危险性甲、乙类
气体
≥4.0


火灾危险性按
GB50160、GB50016
火灾危险性甲类
液体
(3)
流体介质

≥10.0



≥4.0
≥400

GC2

GC1,GC3范围以外的其他管道
GC3

无毒、非可燃流体

≤1.0
-20℃~185℃ 

GD类
动力管道
GD1

蒸汽或汽水两相

≥6.3
≥400

DL5000等
GD2

蒸汽或汽水两相

<6.3
<400

 
七、举例:
1.介质为氨、直径DN40、压力0.3Mpa的管道,不属压力管道,不需要分类为GC2压力管道;(公称直径小于50mm)
2.介质为压缩空气、直径DN100、压力1.0Mpa的管道,不属压力管道,不需要分类为GC3压力管道;(公称直径小于150mm、工作压力小于1.6MPa)。