管道的壓力等級|標準管件的公稱壓力等級|標準管件的壁厚等級
管道壓力等級
前面已經提及，壓力管道的組成件一般都是標準件，因此壓力管道組成件的設計主要是其標準件的選用，管道壓力等級的確定也就是其標準件等級的確定。
管道的壓力等級包括兩部分: 以公稱壓力表示的標準管件的公稱壓力等級；
以壁厚等級表示的的標準管件的壁厚等級。
管道的壓力等級：通常把管道中由標準管件的公稱壓力等級和壁厚等級共同確定的能反映管道承壓特性的參數叫做管道的壓力等級。而習慣上為簡化描述，常把管道中管件的公稱壓力等級叫做管道的壓力等級。
壓力等級的確定是壓力管道設計的基礎，也是設計的核心。它是壓力管道布置、壓力管道應力校核的設計前提條件，也是影響壓力管道基建投資和管道可靠性的重要因素。
5.1 設計條件
工程上，工藝操作參數不宜直接作為壓力管道的設計條件，要考慮工藝操作的波動、相連設備的影響、環境的影響等因素，而在工藝操作參數的基礎上給出一定的安全裕量作為設計條件。這里所說的設計條件主要是指設計壓力和設計溫度。
管道的設計壓力：應不低于正常操作時，由內壓(或外壓)與溫度構成的最苛刻條件下的壓力。
最苛刻條件：是指導致管子及管道組成件最大壁厚或最高公稱壓力等級的條件。
設計壓力確定： 考慮介質的靜液柱壓力等因素的影響，設計壓力一般應略高于由(或)外壓與溫度構成的最苛刻條件下的最高工作壓力。
a. 一般情況下管道元件的設計壓力確定
一般情況下，為了操作上的方便，在此不妨采用壓力容器的做法，即在相應工作壓力的基礎上增加一個裕度系數。
表5-1 一般情況下管道元件的設計壓力確定
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工作壓力Pw(MPa) |
設計壓力P(MPa) |
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Pw≤1.8 |
P= Pw+0.18 |
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P= 1.1Pw |
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P= Pw+0.4 |
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Pw>8.0 |
P=1.05 Pw |
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※ 當按該原則確定的設計壓力會引起管道壓力等級變化時，應判斷該工作壓力是否就是由內壓(或外壓)與溫度構成的最苛刻條件下的最高工作壓力，如果是，在報請有關技術負責人批準的情況下，設計壓力可取此時的最高工作壓力，而不加系數。 |
b. 管道中有安全泄壓裝置時，
管道中有安全泄壓裝置時預示著該管道在運行過程中有出現超出其正常操作壓力的可能。設置安全泄壓裝置(如安全閥、爆破片等)的目的，就是在系統中出現超出其正常操作壓力的情況時，能將壓力自動釋放而使設備、管道等系統的硬件得到保護。此時管道的設計壓力應不低于安全泄壓裝置的設定壓力。
c. 管道中有高揚程的泵
對于高揚程的泵，尤其是往復泵，在開始啟動的短時間內，往往會在第一道切斷閥之前的管道和泵內產生一個較高的封閉壓力，有時這個封閉壓力會達到一個很大的值。此時泵的出口管道，其設計壓力應取泵的最大封閉壓力值。
d. 真空系統
真空系統管道承受的壓力就是其外部的大氣壓力，故其設計壓力應取0.1MPa外壓；
e. 與塔或容器等設備相連的管道
與塔或容器等設備相連的管道其設計壓力應不低于所連設備的設計壓力。當管道內有較高的液體液柱時，還應考慮該液體靜壓頭的影響。事實上，對于管道來說，其受力要比設備復雜，這是因為它除受介質載荷之外，還往往遭受到由于管道的熱脹冷縮而產生的管系力等。因此，管道的設計壓力一般應不低于設備的設計壓力。
5.1.2設計溫度
管道的設計溫度: 應不低于正常操作時，由內壓（或外壓）與溫度構成的最苛刻條件下的溫度。
最苛刻條件 指導致管子及管道組成件最大壁厚、最高公稱壓力等級或最高材料等級的條件。
設計溫度的確定:考慮環境、隔熱、操作穩定性等因素的影響，設計溫度應略高于由內壓(或外壓)與溫度構成的最苛刻條件下的最高工作溫度。
a. 一般情況下管道元件的設計溫度確定
一般情況下為了操作上的方便，在此不妨也采用壓力容器的做法，在相應工作溫度的基礎上增加一個裕度系數（除法蘭和螺栓以外）。
法蘭、墊片的設計溫度不低于最高工作溫度的90％；
螺栓、螺母的設計溫度應不低于最高工作溫度的80％。
b. 夾套或外伴熱管道
對于夾套或外伴熱的管道當工藝介質溫度高于伴熱介質溫度時，其設計溫度按上表選取；當工藝介質溫度低于伴熱介質溫度時，對夾套伴熱取伴熱介質溫度為設計溫度，而對外伴熱則取伴熱介質溫度減10℃與工藝介質溫度二者的較大值為設計溫度；
c.安全泄壓管道
安全泄壓管道取排放時可能出現的最高或最低溫度為設計溫度；
表5－2 一般情況下管道元件的設計溫度確定
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工作溫度Tw(℃) |
設計溫度T(℃) |
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-20 |
T= Tw-5(最低取－20) |
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15 |
T= Tw+20 |
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Tw>350 |
T= Tw+(5～15) |
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※當按該原則確定的設計溫度會引起管道壓力等級或材料變化時，應判斷該工作溫度是否就是由內壓(或外壓)與溫度構成的最苛刻條件下的最高工作溫度，如果是，在報請有關技術負責人批準的情況下，設計溫度可取此時的最高工作溫度，而不加系數。 |
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