压力管道检验员培训
(2015年6月) 田学军 13014683076 (管道检验三所)
河南省锅炉压力容器安全检测研究院
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目 录
6、工业管道、公用管道设备 6.1 综合知识
6.1.1 工业管道综合知识 6.1.2 公用管道综合知识
6.2 工业管道、公用管道系统 6.2.1 工业管道的组成 6.2.2 燃气管道的组成 6.2.3 热力管道的组成
10、工业管道定期检验 10.1 工业管道的定期检验 10.1.1 综合知识 10.1.2 在线检验 10.1.3 全面检验
管道检验程序及方法技能培训(工业管道) 附件B-2、B-3、B-4中有关工业管道的内容 10.2 公用管道的定期检验 10.2.1 综合知识 10.2.2 年度检查
10.2.3 全面检验与合于使用评价
10.2.4 全面检验报告、合于使用评价报告与问题处理管道检验程序及方法技能培训(公用管道) 附件B-2、B-3、B-4中有关公用管道的内容
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压力管道检验员(GD-1)取证培训
6、工业管道、公用管道设备 6.1 综合知识 一、特种设备概述
《中华人民共和国特种设备安全法》(主席令第四号)2013年6月29日通过,自2014年1月1日起施行
特种设备,是指对人身和财产安全有较大危险性的锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场(厂)内专用机动车辆,以及法律、行政法规规定适用本法的其他特种设备。 (一)特种设备的分类
1、承压类特种设备:锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道;
2、机电类特种设备:电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场(厂)内机动车辆。 (二)特种设备的安全特性
对人身和财产安全有较大危险性。(《条例》:涉及生命安全、危险性较大)。
1)承压类特种设备的安全特性:是承载压力的密闭设备,具有爆炸、燃烧、有毒或有腐蚀性介质泄漏等危险性。
2)机电类特种设备的安全特性:具有失稳、失效、倒塌等危险性。 (三)特种设备事故(失效)的后果严重性
可造成人员伤亡、财产损失、特种设备严重损坏或者中断运行、人员滞留、人员转移等突发事件。
(四)特种设备事故(失效)的原因
失效原因体现在两方面:设备的因素、人员的因素。 承压设备发生事故的根本原因——超压 破坏(失效)的最终表现形式——裂纹
承压类特种设备损伤模式、失效模式 1、损伤(缺陷)——导致设备承压(承载)能力的降低——最终导致设备安全性能降低或丧失(失效)。 损伤模式(缺陷类型): 1)减薄——主要指腐蚀、冲蚀、磨损导致的材料壁厚减薄,包括内壁(内部、内表面)减薄、外壁(外部、外表面)减薄; 减薄包括——均匀腐蚀、局部腐蚀、点蚀以及其他导致内、外表面材料损失的机理。 需要说明的是,GB/T 30579-2014《承压设备损伤模式》、GB/T 26610.1-2014《承压设备系统基于风险的检验实施导则 第一部分:基本要求和实施程序》中给出的减薄原因主要是指腐蚀减薄。 但事实上,冲蚀、磨损也是导致材料壁厚减薄的重要因素。 2)环境开裂——由于环境或工作介质作用助长的开裂,主要包括应力腐蚀开裂、氢致开裂、晶间腐蚀开裂等; 3)材质劣化——无明显减薄或开裂,但材料性能已明显退化; 4)机械损伤——由于疲劳(机械疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳)、应力、蠕变破裂、过载等导致设备承载能力降低; 5)其他损伤——无法归人上述损伤模式或非单一损伤模式导致损伤的。 2、失效——设备丧失规定的功能,可以是可能发生或者已经发生的失效。 失效模式——包括从小孔泄漏到完全破裂。 承压设备检验的根本目的,是要找出并确认可能导致或已经导致设备失效的各类损伤(缺
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陷)。 3、相关参考标准 GB/T 30579《承压设备损伤模式》 GB/T 26610-2014《承压设备系统基于风险的检验实施导则》
二、压力管道的含义:
《特种设备安全监察条例》第九十九条规定:
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)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沸点的液体介质,且公称直径大于25mm的管道。
根据质检总局关于修订《特种设备目录》的公告(2014年第114号 2014-11-03): 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。其中,石油天然气管道的安全监督管理还应按照《安全生产法》、《石油天然气管道保护法》等法律法规实施。
管道是指用于输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制或者制止流体流动的由管道的组成件、支承件、安全保护装置和附属设施组成的装配总成。
压力管道、安全保护装置和附属设施的界定:
(一)压力管道:指由管道组成件、支承件、安全保护装置和附属设施等组成的系统,用于输送气体或者液体的管状设备;
(二)安全保护装置:指压力管道上连接的安全阀、爆破片装置、阻火器、紧急切断装置等安全保护装置以及附属仪器或者仪表——即:超温、超压控制装置和报警等装置。
(三)附属设施:指阴极保护装置、蠕胀测点、压气站、泵站、阀站、调压站、监控系统等;
(四)管道的划分界限: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、专用连接件的第一个密封面。
连接方式包括: 1)可拆连接:焊接
2)不可拆连接:法兰连接、螺纹连接、专用连接件连接
《压力管道安全技术监察规程——工业管道》适用的管道范围: (一) 管道元件,包括管道组成件和管道支承件; (二) 管道元件间的连接接头、管道与设备或者装置连接的第一道连接接头(焊缝、法兰、密封件及紧固件等)、管道与非受压元件的连接接头;
(三) 管道所用的安全阀、爆破片装置、阻火器、紧急切断装置等安全保护装置。 三、压力管道的敷设方式
1) 地上敷设(宜采用架空敷设) 2) 地下敷设(宜采用直埋敷设) 3) 管沟敷设
四、压力管道的用途:
主要是用于输送介质,对于长输管道(及压力较高的GB1燃气管道)还有储存功能,对于工业管道还有热交换功能。
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GB50028-2006第6.1.5条规定,储气方式的选择应因地制宜,经方案比较,择优选取技术经济合理、安全可靠的方案。对来气压力较高的天然气输配系统宜采用管道储气的方式。 五、压力管道的分类、分级
按照TSG R1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》附件B,压力管道的类别、级别划分方法如下:
1)GA类(长输管道)——GA1、GA2 2)GB类(公用管道)——GB1、GB2
3)GC类(工业管道)——GC1、GC2、GC3 4)GD类(动力管道)——GD1、GD2 (一)压力管道分类
(1)分类原则:按管道的用途和地域特性分类。 (2)压力管道分类:
1)长输管道:产地、储存库、使用单位之间的用于输送商品介质的管道; 主要包括:
跨越地、市输送商品介质的管道; 跨越省、(自治区、直辖市)输送商品介质的管道。
2)公用管道:城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道;
3)工业管道:企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其它辅助管道。
4)动力管道:是指火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道。
说明:
1)输油(气)站场和储库内的管道和设施一般按照工业管道进行设计、安装,其检验也按照《在用工业管道定期检验规程》执行。
2)关于长输管道与城镇燃气管道的界限,一般以门站作为分界点,进入城市门站以内的管道按公用管道对待。但门站内的高压天然气管线(GB1-I级、GB1-II级)的定期检验应参照《压力管道定期检验规则——长输(油气)管道》TSG D7003-2010执行。(见《压力管道定期检验规则——公用管道》TSG D7004-2010第四条。)
管道的用途广泛,种类繁多。不同领域内使用的管道,其分类方法也不同。一般可以按用途、主体材料、敷设状态和输送介质等管道使用特性进行分类,具体情况见图6.1-1。
在一般法规、标准、规范中,为了便于设计、施工验收和使用管理和检验,往往根据介质的特性和设计参数采用综合分类、分级的方法,同时,在各行业的设计规范、施工验收规范和维修、检验规程之间,对管道的分级或分类尚存在差异。
《压力管道安全管理与监察规定》将压力管道分工业管道、公用管道和长输管道三类。这主要是从管道的用途和地域特性进行的分类。
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介质压力 敷设位置 非金属管道 —铸铁管道 —碳钢管道 —合金钢管道 —不锈钢管道 —有色金属管道 —金属复合管道 金属管道 主体材料 —陶瓷管道 —玻璃管道 —塑料管道 —非金属复合管道 —金属与非金属复合管道 管道分类 管道用途 介质腐蚀性 介质温度 —架空管道 —地沟敷设管道 —埋地管道 —超高压管道(>42MPa) —高压管道(10~42MPa) —中压管道(1.6~<42MPa) —低压管道(<1.6MPa) —真空管道 介质特性介质毒性 介质可燃性 —高温管道(>200℃) —常温管道(-29~200℃) —低温管道(≤-29℃) —剧毒管道(极度危险) —有毒管道(非极度危险) —无毒管道 —可燃介质管道 —非可燃介质管道 —腐蚀性介质管道 —非腐蚀性介质管道 —工业管道—动力管道 —公用管道 —长输管道
图6.1-1压力管道分类方法
质检总局关于修订《特种设备目录》的公告(2014年第114号 2014-11-03)
特种设备目录
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代码 种类 类别 品种 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8000 压力管道 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。其中,石油天然气管道的安全监督管理还应按照《安全生产法》、《石油天然气管道保护法》等法律法规实施。 8100 8110 8120 8200 8210 8220 8300 8310 8320 8330 长输管道 公用管道 工业管道 输油管道 输气管道 燃气管道 热力管道 工艺管道 动力管道 制冷管道 (二)压力管道分级
(1)分级原则:按管道的危险性分级。
1)GA类(长输管道)——分两级:GA1、GA2 2)GB类(公用管道)——分两级:GB1、GB2
3)GC类(工业管道)——分三级:GC1、GC2、GC3 4)GD类(动力管道)——分两级:GD1、GD2
与锅炉、压力容器一样,压力管道也是一种承压类特种设备,除可导致本身爆破外,还会因介质的泄漏引起爆炸、火灾、中毒等恶性事故。 (2)与危险性有关的介质参数:
① 毒性程度 ② 腐蚀性
③ 火灾危险性(燃烧爆炸特性) ④ 设计压力 ⑤ 设计温度
(3)压力管道输送的介质
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①长输(油气)管道常规的输送介质:包括原油、成品油、石油气、天然气(含煤层气、煤制气)等;
其他非油气管道,如二甲醚、甲醇、浓硫酸、氢气等介质管道,如果按照长输管道标准设计和施工,也可参照长输(油气)管道定期检验规则进行检验。 ②燃气管道输送介质:天然气、液化石油气、人工煤气; 热力管道输送介质:热水、水蒸气;
③工业管道输送介质:气体、蒸汽、液化气体、最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; ④动力管道输送的介质:蒸汽、汽水两相介质。
特别说明:
(一)工业管道介质毒性程度、腐蚀性和火灾危险性的划分,见TSG D0001-2009 A2 介质毒性程度、腐蚀性和火灾危险性划分 A2.1 一般规定
(1) 压力管道中介质毒性程度、腐蚀性和火灾危险性的划分应当以介质的“化学品安全技术证明书”(CSDS)为依据,按照本附件的划分原则确定;
(2) 介质同时具有毒性及火灾危险性时,应当按照毒性危害程度和火灾危险性的划分原则分别定级;
(3) 介质为混合物时,应当按照有毒化学品的组成比例及其急性毒性指标(LD50、LC50),采用加权平均法,获得混合物的急性毒性(LD50、LC50),然后按照毒性危害级别最高者,确定混合物的毒性危害级别。 A2.2 毒性危害程度
(1) 压力管道中介质毒性程度的分级应当符合GB 5044—1985《职业性接触毒物危害程度分级》的规定,以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础的定级标准,见表A-1所示; 表A-1 介质毒性危害程度分级依据
分 级 指 标 Ⅰ (极度危害) Ⅱ (高度危害) 200~<2000 100~<500 25~<500 生产中可发生中毒, 预后良好 Ⅲ (中度危害) 2000~<20000 500~<2500 500~<5000 偶可发生中毒 偶有中毒病例发生或症状发生率较高(≥10%) 脱离接触后,可恢复,不致严重后果 实验动物致癌物 1.0≤10 急性 吸入(LC50,mg/m3) <200 毒性 经皮LD50 ,mg/kg <100 经口LD50 ,mg/kg 急性中毒发病状况 <25 生产中易发生中 毒,后果严重 慢性中毒发病状况 患病率较高(<5%) 患病率高(≥5%) 或症状发生率高 (≥20%) 脱离接触后,继续进展或不能治愈 人体致癌物 3慢性中毒后果 致癌性 最高容许浓度,mg/m 脱离接触后,呵基本治愈 可疑人体致癌物 0.1~<1.0 <0.1 (2) 压力管道中介质的毒性危害程度包括极度危害、高度危害以及中度危害三个级别;
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(3) 介质毒性危害程度的级别应当不低于以急性毒性和最高容许浓度两项指标分别确定的最高危害程度级别;
(4) 如果以急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果和致癌性四项指标确定的介质毒性危害程度明显高于按照A2.2(3)条确定的危害程度级别时,应当根据压力管道具体工况,综合分析,全面权衡,适当提高介质的毒性危害程度级别。 A2.3 腐蚀性
压力管道中的腐蚀性流体系指: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。 A2.4 火灾危险性
(1) 压力管道中介质的火灾危险性包括GB 50160-2008《石油化工企业设计防火规范》及GB 50016-2006《建筑设计防火规范》中规定的甲、乙类可燃气体、液化烃和甲、乙类可燃液体,工作温度超过其闪点的丙类可燃液体,应当视为乙类可燃液体; 1)甲、乙类可燃气体
2)液化烃 3)甲、乙类可燃液体(工作温度超过其闪点的丙类可燃液体,应当视为乙类可燃液体);
(2) 国家安全生产监督管理总局颁布的《危险化学品名录》中的第1类爆炸品、第2类第2项易燃气体、第4类易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品以及第5类氧化剂和有机过氧化物,应当根据其爆炸或者燃烧危险性、闪点和介质的状态(气体、液体)视为甲、乙类可燃气体、液化烃或者甲、乙类可燃液体;
(3) 甲类可燃气体——指可燃气体与空气混合物的爆炸下限小于10%(体积);
乙类可燃气体——指可燃气体与空气混合物的爆炸下限大于或者等于10%(体积);
液化烃——指15℃时的蒸气压力大于0.1MPa的烃类液体和类似液体; 甲类可燃液体——指闪点小于28℃的可燃液体;
乙类可燃液体——指闪点高于或者等于28℃,但小于60℃的可燃液体; 丙类可燃液体——闪点高于或者等于60℃。
工作温度超过闪点的丙类可燃液体(闪点高于或者等于60℃),应当视为乙类可燃
液体。
(二)“可燃、易爆、有毒、有腐蚀的液体”等名词含义如下:
1)可燃液体:是指闪点高于45℃的液体。如-35号轻柴油、重柴油、变压器油、甘油等。
闪点:是指液体挥发的蒸气与空气混合物可被点燃(闪燃)的最低温度。如乙醚
(-45℃),石油(-7~-32℃),石脑油(35~-38℃)。
2)易燃液体:是指闪点低于45℃的液体。如液化石油气、原油、汽油、乙醚、煤油等。 3)易爆液体:是指闪点低于环境温度的液体。 4) 有毒液体:是指经过呼吸道、皮肤或口腔进入人体而对健康产生危害的液体或蒸气。如苯、甲醛、汞、汽油、乙醚、氨水等。
5) 有腐蚀液体:是指能灼伤人体组织并对管道材料造成损害的液体。如硝酸、硫酸等。 (三)气体体积压缩比大,因而被压缩后气体贮存的能量大,泄漏时有一定的危险性。 (四)“GB5044中规定的毒性程度为极度危害介质”的危害性: ——是针对输送介质泄漏对人体中毒患病的危害来讲的;
1)人体接触或吸入这些极度危害介质后,易发生急性中毒,后果严重; 2)发生慢性中毒后,即使是脱离接触,病情也将继续发展或不能治愈;
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3)这些极度危害介质的致癌性强;
4)这些极度危害介质的最高允许浓度低于0.1mg/m3,即使有微量的泄漏,其对人体的危害也将是极大的。
所以对输送这些极度危害介质的管道不管它们的压力是多少,都属于规定的监察范围。 B5044标准中列举的这些极度危害的介质有:汞、苯、砷化氢、氯乙烯、对硫磷、羰基镍、八氟异丁烯、氯甲醚、氰化氢。 (五)“输送GB50160及GB50016中规定的火灾危险性为甲、乙类介质”
——是针对输送介质造成人身伤亡事故和财产损失来讲的。
三、压力管道特点 压力管道主要特点:
⑴种类多,数量大,标准多,设计、制造、安装、应用管理环节多; ⑵长细比大,跨越空间大,边界条件复杂; ⑶布置方式多样,现场安装条件差,工作量大; ⑷材料应用种类多,选用复杂; ⑸失效的模式多样,失效概率大; ⑹实施检验检测的难度大。 1、工业管道的特点
⑴数量多,管道系统大,车间内管道布置交叉、紧凑;
⑵管道组成件和支承件的材质、品种、规格复杂,质量均一性差;
⑶运行过程受生产过程波动影响,运行条件变化多,如热胀冷缩、交变载荷、温度和压力波动等;
⑷腐蚀和破坏机理复杂,材料失效模式多。 2、公用管道的特点
⑴管道敷设长度大,跨越地区多,地形地质及地下各种管网敷设情况复杂; ⑵埋地敷设多,缺陷检测难度大; ⑶容易遭受意外损伤。
⑷通过地区人口密集,易造成恶性事故。 3、长输管道的特点
⑴管道敷设长度大,跨越地区多,地形、地质情况复杂; ⑵埋地敷设多,缺陷检测难度大; ⑶容易遭受意外损伤;
⑷跨省区,建设单位、使用单位多为中央企业。 注意:
1、压力管道承受的载荷中,往往不是以内压为主,而是以弯矩为主;
2、压力管道的失效不仅与管道内外部制造缺陷、表面腐蚀以及材料累积损伤有关,而且与管道的支吊架、阀门、法兰等压力管道元件的自身质量和安装质量有关; 3、TSG D7003-2010《压力管道定期检验规则——长输(油气)管道》 TSG D7004-2010《压力管道定期检验规则——公用管道》 将危害管道结构完整性的潜在危险,主要分为以下几种:
(一)固有危险,如制造与安装、改造、维修施工过程中产生的缺陷; (二)运行过程中与时间有关的危险,如内腐蚀、外腐蚀、应力腐蚀(TSG D7004无此项规定); (三)运行过程中与时间无关的危险,如第三方破环、外力破坏、误操作; (四)其他危害管道安全的潜在危险。 6.1.1工业管道综合知识
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6.1.1.1工业管道的定义
掌握工业管道的定义、适用范围;掌握《压力管道安全技术监察规程----工业管道》(TSG D0001--2009)对工业管道范围的界定 附录F5.7
一、工业管道定义: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,划分为GC1级、GC2级、GC3级。 二、工业管道的适用范围
《压力管道安全技术监察规程——工业管道》相关规定
第二条 本规程适用于同时具备下列条件的工艺装置、辅助装置以及界区内公用工程所属的工业管道(以下简称管道)。
(一) 最高工作压力大于或等于0.1MPa(表压,下同)的; (二) 公称直径(注1)大于25mm的;
(三) 输送介质为气体、蒸汽、液化气体、最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、有腐蚀性的液体的。 第三条 本规程适用的管道范围如下:
(一)管道元件,包括管道组成件(注2)和管道支承件(注3);
(二)管道元件间的连接接头、管道与设备或者装置连接的第一道连接接头(焊缝、法兰、密封件及紧固件等)、管道与非受压元件的连接接头;
(三)管道所用的安全阀、爆破片装置、阻火器、紧急切断装置等安全保护装置。 注1:公称直径即公称通径、公称尺寸,代号一般用DN表示。
注2:管道组成件,用于连接或者装配成承载压力且密闭的管道系统的元件。
包括管子、管件、法兰、密封件、紧固件、阀门、安全保护装置以及诸如膨胀节、挠性接头、耐压软管、过滤器(如Y型、T型等)、管路中的节流装置(如孔板)和分离器等。 注3:管道支承件,用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总称。
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、鞍座、滚柱、托座、滑动支座、吊耳、管吊、卡环、管夹、U形夹和夹板等。
管道支承件包括管道支吊架,但不包括土建的结构。
管道支吊架——有固定支架、滑动支架、刚性支架、导向架、限位架、弹簧支吊架、减振装置和阻尼装置等。
第四条 下列管道应当遵守其他有关安全技术规范的规定:
(一) 公称压力为42 MPa以上的管道; (二) 非金属管道。
第五条 本规程不适用于下列管道:
(一) 电气、电讯专用的管道; (二) 动力管道;
(三) 军事装备和核设施的管道; (四) 海上设施和矿井井下的管道;
(五) 移动设备上的专用管道,如铁路机车、汽车、船舶、航空航天器等; (六) 石油、天然气、地热等勘探和采掘装置的管道; (七) 长输(油气)管道和油气田集输管道; (八) 城镇市政公用设施的管道;
(九) 制冷空调设备本体所属的管道和采暖通风专业的管道; (十) 其他特种设备安全技术规范管辖范围的管道。
油气田集输管道——是指油田矿场原油和天然气的收集、处理和运输管道。油气田集输管道是以油田油井为起点,矿场原油库或长距离输油、输气管道首站以及油田注水站为终点
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的管道。集输管道具有压力低、介质腐蚀性强、数量多、危险性较低等特点,其检验可参照TSG D7003执行。
三、工业管道相关标准
GB 50316-2000《工业金属管道设计规范》(2008版) GB 50235-2010《工业金属管道工程施工规范》
GB 50184-2011《工业金属管道工程施工质量验收规范》 GB 50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》
GB 50683-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》 GB 50264-2013《工业设备及管道绝热工程设计规范》 GB 50252-2010《工业安装工程施工质量验收统一标准》 GB/T 20801-2006《压力管道规范——工业管道》
6.1.1.2工业管道的分级方法
掌握《压力管道安全技术监察规程----工业管道》(TSG D0001--2009)对工业管道的级别划分方法
工业管道的分级:
工业管道按照设计压力、设计温度、介质毒性程度、腐蚀性和火灾危险性划分为GC1、GC2、GC3三个等级。 GC1级:
符合下列条件之一的工业管道,为GC1级:
⑴ 输送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其标准沸点的高度危害液体介质的管道;
⑵ 输送火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可燃液体(包括液化烃)的管道,并且设计压力大于或者等于4.0MPa的管道;
⑶ 输送除前两项介质的流体介质,并且设计压力大于或者等于10.0MPa,或者设计压力大于或者等于4.0Mpa,并且设计温度高于或者等于400℃的管道。 TSG R1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》附件B规定 GC1级:
⑴ 输送GB5044-1985《职业接触毒物危害程度分级》中规定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其标准沸点的高度危害液体介质的管道; ⑵ 输送GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》与GB50016-2006《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),并且设计压力大于或者等于4.0MPa的管道;
⑶ 输送流体介质,并且设计压力大于或者等于10.0MPa,或者设计压力大于或者等于4.0Mpa,并且设计温度大于或者等于400℃的管道。
? 符合下列条件之一的为GC1级别管道: ? 1)输送下列有毒介质的压力管道: ? a) 极度危害介质; ? b) 高度危害气体介质;
? c) 工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质。
? 2)输送下列可燃、易爆介质且设计压力大于或等于4.0MPa的压力管道: ? a) 甲、乙类可燃气体; ? b) 液化烃
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? c)甲类可燃液体
? 3)设计压力大于或等于10.0MPa的压力管道;设计压力大于或等于4.0MPa且设计
温度高于或等于400℃的压力管道。
GC2级:
除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低于GC1级的管道。 GC3级:
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℃的工业管道为GC3级。
说明:1、涉及毒性或可燃性不同的混合介质时,应当按其中毒性或可燃性最大的介质考虑。
当某一危害性介质含量极小时,应当按其危害程度及其含量综合考虑,由业主或设计单位决定混合介质的毒性或可燃性类别。
2、不高于185℃应该是小于或者等于185℃,即20℃<T≤185℃。 3、《压力容器压力管道设计许可规则》TSG R1001-2008附件B规定: GC3级 输送无毒、非可燃流体介质,设计压力小于或者等于1.0Mpa,并且设计温度大于-20℃、但是小于185℃的工业管道。即20℃<T<185℃。
6.1.1.3工业管道基本概念
(1)了解工业管道的主要用途; (2)了解工业管道的特点;
(3)了解工业管道存在的主要问题
6.1.1.3.1工业管道的主要用途
压力管道广泛地应用于石油、化工、冶金、制药、能源、环保等行业以及城市发展和人民生活的基础设施等领域,主要用于原油、燃油、燃气、蒸汽和工业用高温、高压、易燃、易爆、有毒等危险介质的输送,管道一旦发生泄漏或爆炸,有可能导致灾难性事故的发生。
但是,国内长期存在重锅炉、压力容器,轻管道思想,究其原因:
(1)对压力管道事故的可能性认识不足,错误地认为压力管道的壁厚对于其承受的内压来说有非常大的安全裕度,没有认识到在压力管道承受的载荷中,往往不是以内压为主,而是以弯矩为主,并且认为压力管道过去发生事故较少则表明管道的安全系数很高,将来也不会发生事故,没有认识到腐蚀、冲刷、应力腐蚀、氢脆、疲劳、蠕变等与时间有关的破坏模式。 (2)对压力管道事故的后果严重程度认识不足,片面地认为管道本身的价值很低,事故损失不大,而忽视了易燃易爆介质泄漏,进而爆炸或有毒介质泄漏带来的二次事故后果(人身伤害和大量的停产损失)。 压力管道的用途:
主要是用于输送介质,对于长输管道还有储存功能,对于工业管道还有热交换功能。 工业管道的主要用途:
工业管道是企业、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。工业管道广泛地应用于石油、化工、冶金、制药、能源、环保等行业,担负着高温、高压、易燃、易爆、有毒等介质的输送任务。工业管道一旦发生泄漏、燃烧或爆炸,有可能导致灾难性事故的发生。 注意:
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1、压力管道承受的载荷中,往往不是以内压为主,而是以弯矩为主; 2、危害管道结构完整性的潜在危险,主要分为以下几种:
(一)固有危险,如制造与安装、改造、维修施工过程中产生的缺陷; (二)运行过程中与时间有关的危险,如内腐蚀、外腐蚀、应力腐蚀; (三)运行过程中与时间无关的危险,如第三方破环、外力破坏、误操作; (四)其他危害管道安全的潜在危险。
6.1.1.3.2工业管道的特点 工业管道的特点
⑴数量多,管道系统大,车间内管道布置交叉、紧凑;
⑵管道组成件和支承件的材质、品种、规格复杂,质量均一性差;
⑶运行过程受生产过程波动影响,运行条件变化多,如热胀冷缩、交变载荷、温度和压力波动等;
⑷腐蚀和破坏机理复杂,材料失效模式多。
6.1.1.3.3工业管道存在的主要问题
由于认识上的不到位,国内长期存在重锅炉、压力容器,轻管道思想;加上历史遗留问题以及管理工作的渐进性,压力管道(尤其是在用管道)尚存在不少问题,如:
1、 压力管道相关的法规还不够完善;
2、 压力管道设计、制造、安装及使用管理的标准规范不统一、不齐全,甚至有矛盾; 3、 压力管道的设计工作疏于管理,存在设计时就选材不当,或结构先天不足情况; 4、 大部分压力管道元件(如管子、管件、阀门、法兰等组成件)的制造过程未经监督
检验,甚至有无证制造的伪劣产品进入市场;
5、 压力管道的安装队伍混乱,存在安装前不告知,不报检,执行标准不严; 6、 在用压力管道元件原始制造超标缺陷比例高; 7、 压力管道缺乏完整的事故原因统计资料。
为保证压力管道安全运行,保证人民生命和财产安全,从1995年开始我国将压力管道纳入特种设备安全监察范围,1996年原劳动部颁布了《压力管道安全管理与监察规定》,对有效防止压力管道的破坏事故发挥了巨大作用。2003年又将压力管道同锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施一起列入《特种设备安全监察条例》范围。
2013.6.29《中华人民共和国特种设备安全法》正式公布,自2014年1月1日起施行。其中相关规定:
第十五条 特种设备生产、经营、使用单位对其生产、经营、使用的特种设备应当进行自行检测和维护保养,对国家规定实行检验的特种设备应当及时申报并接受检验。
第二十五条 锅炉、压力容器、压力管道元件等特种设备的制造过程和锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施的安装、改造、重大修理过程,应当经特种设备检验机构按照安全技术规范的要求进行监督检验;未经监督检验或者监督检验不合格的,不得出厂或者交付使用。
第四十条 特种设备使用单位应当按照安全技术规范的要求,在检验合格有效期届满前一个月向特种设备检验机构提出定期检验要求。 特种设备检验机构接到定期检验要求后,应当按照安全技术规范的要求及时进行安全性能检验。特种设备使用单位应当将定期检验标志置于该特种设备的显著位置。 未经定期检验或者检验不合格的特种设备,不得继续使用。
根据《特种设备检验检测机构质量管理体系要求》TSG Z7003-2004:
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(1)特种设备检验检测,是指对特种设备产品、部件制造过程进行的监督检验,对特种设备安装、改造、重大维修过程进行的监督检验,对在用特种设备进行的定期检验,对特种设备产品、部件的型式试验,对特种设备进行的无损检测等活动。
(2)法定检验,是指按照国家法规和安全技术规范对特种设备强制进行的监督检验、定期检验和型式试验。
(3)特种设备检验检测机构,是指从事特种设备检验检测的机构(以下简称检验检测机构),包括综合检验机构、型式试验机构、无损检测机构和气瓶检验机构。
6.1.2公用管道综合知识 6.1.2.1公用管道的定义
掌握公用管道的定义、适用范围
一、公用管道定义:是指城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。划分为GB1级和GB2级。
二、公用管道的特点
⑴管道敷设长度大,跨越地区多,地形地质及地下各种管网敷设情况复杂; ⑵埋地敷设多,缺陷检测难度大; ⑶容易遭受意外损伤。
⑷通过地区人口密集,易造成恶性事故。
三、公用管道的适用范围
(一)燃气管道(GB1级)的适用范围,详见GB50028-2006《城镇燃气设计规范》
1.0.2 本规范适用于向城市、乡镇或居民点供给居民生活、商业、工业企业生产、采暖通风和空调等各类用户作燃料用的新建、扩建或改建的城镇燃气工程设计。
注:1 本规范不适用于城镇燃气门站以前的长距离输气管道工程。
2 本规范不适用于工业企业自建供生产工艺用且燃气质量不符合本规范质量要求
的燃气工程设计,但自建供生产工艺用且燃气质量符合本规范要求的燃气工程设计,可按本规范执行。工业企业内部自供燃气给居民使用时,供居民使用的燃气质量和工程设计应按本规范执行。
3 本规范不适用于海洋和内河轮船、铁路车辆、汽车等运输工具上的燃气装置设计。 6.1.1 本章适用于压力不大于4.0Mpa(表压)的城镇燃气(不包括液态燃气)室外输配工程的设计。
(二)热力管道(GB2级)的适用范围,详见CJJ 34-2010《城镇供热管网设计规范》
1.0.2条 本规范适用的供热介质参数
本规范适用于供热热水介质设计压力小于或等于2.5MPa,设计温度小于或等于200℃;供热蒸汽介质设计压力小于或等于1.6MPa,设计温度小于或等于350℃的下列城镇供热管网的设计:
1 以热电厂或锅炉房为热源,自热源至建筑物热力入口的供热管网; 2 供热管网新建、扩建或改建的管线、中继泵站和热力站等工艺系统。 四、公用管道相关技术规范、标准:
《压力管道安装安全质量监督检验规则》国质检锅[2002]83号 《压力管道定期检验规则——公用管道》TSG D7004-2010
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《压力管道使用登记管理规则》TSG D5001-2009 《燃气用聚乙烯管道焊接技术规则》TSG D2002-2006 《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ 63-2008 《城镇燃气设计规范》GB 50028-2006
《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ 33-2005 《城镇供热管网设计规范》CJJ 34-2010
《城市供热管网工程施工及验收规范》CJJ 28-2004
6.1.2.2公用管道的分级方法
掌握公用管道的级别划分方法 GB1级:城镇燃气管道 GB2级:城镇热力管道
一、GB1级燃气管道分级方法
1) TSG D7004-2010《压力管道定期检验规则——公用管道》将GB1级公用管道依据设计
压力分为6个等级: 第三条 按照定期检验方式和要求,GB1级管道依据设计压力(P,单位为MPa) 划分为以下级别: (一)GB1-Ⅰ级 (2.5?P?4.0)、GB1-Ⅱ级(1.6?P?2.5)高压燃气管道; (二)GB1-III级(0.8?P?1.6)、GB1-Ⅳ级(0.4?P?0.8)次高压燃气管道; (三)GB1-Ⅴ级 (0.2?P?0.4)、GB1-Ⅵ级(0.1?P?0.2)中压燃气管道。 2) GB 50028-2006《城镇燃气设计规范》将GB1级公用管道分为7个等级: 2)GB 50028-2006将GB1级公用管道分为7个等级:
可以看出,除了中压B级(0.01≤P≤0.2MPa)燃气管道、低压(P<0.01MPa)燃气管道的规定不同,TSG D7004-2010《压力管道定期检验规则——公用管道》的压力等级划分,与GB 50028-2006《城镇燃气设计规范》基本一致。 注意:
1、长输管道与城镇燃气管道的界限:
长输管道与城镇燃气管道的界限,一般以门站作为分界点,进入城市门站以内的管道按公用管道对待。
2、燃气管道的范围:
一般指长输管道门站之后的管道。门站后高压输气管道一般成环状或支状分布在市区外围,其压力为2.0~4.48MPa不等,一般不需敷设压力大于4.0MPa的管道。门站后城市高压输气管道的压力为4.0MPa已能满足特大城市的供气要求。
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3、TSG D7004-2010《压力管道定期检验规则——公用管道》不适用于:
1)入户(居民楼、庭院)前的最后一道阀门之后的生活用燃气管道; 2)热力点(不含热力点)之后的热力管道。
入户前的最后一道阀门之后的管道及其设施由经营者负责检验。
二、GB2级热力管道分级方法
TSG D3001-2009《压力管道安装许可规则》将GB2级公用管道安装许可级别分为: GB2(1)设计压力P>2.5MPa; GB2(2)设计压力P≤2.5MPa;
相关标准:CJJ 28-2004《城市供热管网工程施工及验收规范》
CJJ 34-2010《城镇供热管网设计规范》
CJJ 34-2010适用的供热介质参数:——GB2(2)
1)供热热水介质设计压力P≤2.5MPa,设计温度T≤200℃ 2)供热蒸汽介质设计压力P≤1.6MPa,设计温度T≤350℃ CJJ 34-2010适用下列城镇供热管网的设计:
(a)以热电厂或锅炉房为热源,自热源至建筑物热力入口的供热管网; (b)供热管网新建、扩建或改建的管线、中继泵站和热力站等工艺系统。
CJJ 28-2004适用于符合下列参数的城镇供热管网工程的施工及验收:
1 工作压力P≤1.6MPa,介质温度T≤350℃的蒸汽管网; 2 工作压力P≤2.5MPa,介质温度T≤200℃的热水管网; 供热介质选择(依据CJJ 34-2010《城镇供热管网设计规范》):
6.1.2.3燃气管道常用名词术语
了解燃气管道常用名词术语(城镇燃气、人工煤气、调压装置、调压站、调压箱、压缩天然气、压缩天然气站、压缩天然气储配站、液化石油气储存站、液化石油气灌装站、液化石油气气化站、液化天然气、液化天然气气化站等)
详见GB50028-2006《城镇燃气设计规范》 2 术语 2.0.1 城镇燃气
从城市、乡镇或居民点中的地区性气源点,通过输配系统供给居民生活、商业、工业企业生产、采暖通风和空调等各类用户公用性质的,且符合本规范燃气质量要求的可燃气体。
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城镇燃气一般包括天然气、液化石油气和人工煤气。 2.0.2人工煤气
以固体、液体或气体(包括煤、重油、轻油、液体石油气、天然气等)为原料经转化制得的,且符合现行国家标准《人工煤气》GB 13612质量要求的可燃气体。人工煤气又简称为煤气。
2.0.6 加臭剂
一种具有强烈气味的有机化合物或混合物。当以很低的浓度加入燃气中,使燃气有一种特殊的、令人不愉快的警示性臭味,以便泄漏的燃气在达到其爆炸下限20%或达到对人体允许的有害浓度时,即被察觉。
3.2.3 城镇燃气应具有可以察觉的臭味,燃气中加臭剂的最小量应符合下列规定: 1、无毒燃气泄漏到空气中,达到爆炸下限的20%时,应能察觉;
2、有毒燃气泄漏到空气中,达到对人体允许的有害浓度时,应能察觉;
对于以一氧化碳为有毒成分的燃气,空气中一氧化碳含量达至0.02%(体积分数)时,应能察觉。
3.2.4 城镇燃气加臭剂应符合下列要求:
1、加臭剂和燃气混合在一起后应具有特殊的臭味。 2、加臭剂不应对人体、管道或与其接触的材料有害。
3、加臭剂的燃烧产物不应对人体呼吸有害,并不应腐蚀或伤害与此燃烧产物经常接触的材料。
4、加臭剂溶解于水的程度不应大于2.5%(质量分数)。 5、臭剂应有在空气中应能察觉的加臭剂含量指标。 2.0.20 低压储气罐
工作压力(表压)在lOkPa以下,依靠容积变化储存燃气的储气罐。分为湿式储气罐和干式储气罐两种。
2.0.21 高压储气罐
工作压力(表压)大于0.4MPa,依靠压力变化储存燃气的储气罐。又称为固定容积储气罐。
2.0.22 调压装置
将较高燃气压力降至所需的较低压力调压单元总称。包括调压器及其附属设备。 2.0.23 调压站
将调压装置放置于专用的调压建筑物或构筑物中,承担用气压力的调节。包括调压装置及调压室的建筑物或构筑物等。 2.0.24 调压箱(调压柜)
将调压装置放置于专用箱体,设于用气建筑物附近,承担用气压力的调节。包括调压装置和箱体。悬挂式和地下式箱称为调压箱,落地式箱称为调压柜。 2.0.28 压缩天然气 (CNG)
指压缩到压力大于或等于1OMPa且不大于25MPa的气态天然气。 2.0.32 压缩天然气储配站
具有将槽车、槽船运输的压缩天然气进行卸气、加热、调压、储存、计量、加臭,并送人城镇燃气输配管道功能的站场。 2.0.33 压缩天然气瓶组供应站
采用压缩天然气气瓶组作为储气设施,具有将压缩天然气卸气、调压、计量和加臭,并送人城镇燃气输配管道功能的设施。 2.0.34 液化石油气供应基地
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城镇液化石油气储存站、储配站和灌装站的统称。 2.0.35 液化石油气储存站
储存液化石油气,并将其输送给灌装站、气化站和混气站的液化石油气储存站场。 2.0.36 液化石油气灌装站
进行液化石油气灌装作业的站场。 2.0.37 液化石油气储配站
兼有液化石油气储存站和灌装站两者全部功能的站场。 2.0.38 液化石油气气化站
配置储存和气化装置,将液态液化石油气转换为气态液化石油气,并向用户供气的生产设施。
2.0.39 液化石油气混气站
配置储存、气化和混气装置,将液态液化石油气转换为气态液化石油气后,与空气或其他可燃气体按一定比例混合配制成混合气,并向用户供气的生产设施。 2.0.40 液化石油气-空气混合气
将气态液化石油气与空气按一定比例混合配制成符合城镇燃气质量要求的燃气。 2.0.41 全压力式储罐
在常温和较高压力下盛装液化石油气的储罐。 2.0.42 半冷冻式储罐
在较低温度和较低压力下盛装液化石油气的储罐。 2.0.43 全冷冻式储罐
在低温和常压下盛装液化石油气的储罐。 2.0.46 液化天然气 (LNG)
液化状况下的无色流体,其主要组分为甲烷。 2.0.47 液化天然气气化站
具有将槽车或槽船运输的液化天然气进行卸气、储存、气化、调压、计量和加臭,并送人城镇燃气输配管道功能的站场。又称为液化天然气卫星站。
6.1.2.4热力管道常用名词术语
了解热力管道常用术语(输送干线、输配干线、管网布置、管道敷设、热补偿) CJJ 34-2010《城镇供热管网设计规范》
CJJ 28-2004《城市供热管网工程施工及验收规范》
输送干线:自热源至主要负荷区且长度超过2km无分支管的干线。 输配干线:有分支管接出的干线。
管网布置:
热力管网平面布置形式: 1)枝状管网 2)环状管网 3)多管制管网
热力网:以热电厂或区域锅炉房为热源,自热源经市政道路至热力站的供热管网。
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街区热水供热管网:自热力站或用户锅炉房、热泵机房、直燃机房等小型热源至建筑物热力入口,设计压力小于或等于1.6MPa,设计温度小于或等于95℃,与热用户室内系统连接的室外热水供热管网。 管道敷设:
1)地上敷设(宜采用架空敷设) 2)地下敷设(宜采用直埋敷设) 3)管沟敷设
管道敷设分明管敷设、地沟架空敷设、空中架空敷设、地层浅埋敷设、地下深埋敷设等,其牵扯到的问题是管道防腐、保温、管道连接方式,以及管道受温度变化而产生的线膨胀问题。
热补偿:1)利用管道的转角管段进行自然补偿;
2)利用各种形式的管道补偿器(伸缩器)补偿。如:弯管补偿器、波纹管补偿器、
套筒补偿器、球形补偿器、旋转式补偿器等。 Z形、波形、波纹形、球形 无补偿敷设:直管段不采取人为的热补偿措施的直埋敷设方式。
6.2 工业管道、公用管道系统
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)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沸点的液体介质,且公称直径大于25mm的管道。
管道是指用于输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制或者制止流体流动的由管道的组成件、支承件、附属设施组成的装配总成。
压力管道、安全保护装置和附属设施的界定:
(一)压力管道:指由管道组成件、支承件、安全保护装置和附属设施等组成的系统,用于输送气体或者液体的管状设备;
(二)安全保护装置:指压力管道上连接的安全阀、爆破片装置、阻火器、紧急切断装置等安全保护装置以及附属仪器或者仪表——即:超温、超压控制装置和报警等装置。
(三)附属设施主要指阴极保护装置、防腐绝缘层、蠕胀测点、压气站、泵站、阀站、调压站、监控系统等;还包括沿线加油站、加热站、计量站、配气站、阀室及标志、测试、拉索围栅等。
(四)管道的划分界限: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、专用连接件的第一个密封面。
压力管道的基本结构和组成:
压力管道由管道组成件、管道支承件、安全保护装置和附属设施组成。 用于输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动。 解释:
防腐保温层损坏严重或者无有效阴极保护的管道应适当缩短全面检验周期。减缓埋地管道腐蚀的主要方法是防腐层和阴极保护。
1、防腐层一般是电绝缘材料,通常它在金属表面形成一层连续的膜而起到保护作用。防腐层的作用是将金属与周围的电解质溶液隔离(防止电解质溶液与金属接触),使两者之间增加个很高的电阻,从而阻止电化学反应的发生。
2、阴极保护是使金属表面成为电化学电池的阴极而减缓金属表面腐蚀速率的技术。它可运用外部电源(指强制电流阴极保护)或牺牲阳圾,使金属的电位向负方向偏移来实现。
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三、管网布置 (一)要求:
1、热力网管沟内不得穿过燃气管道。
2、当热力网管沟与燃气管道交叉的垂直净距小于300mm时,必须采取可靠措施防止燃气泄漏进管沟。
3、热力网管道干线、支干线、支线的起点应安装关断阀门。 (二)热力管网平面布置形式: 1)枝状管网 2)环状管网 3)多管制管网
(三)供热管网布置的原则
(四)供热管网管道的位置应符合下列规定
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四、管道敷设
热力管道敷设方式:
1)地上敷设(宜采用架空敷设) 2)地下敷设(宜采用直埋敷设)
3)管沟敷设(通行管沟敷设、半通行管沟敷设、不通行管沟敷设)
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五、管道材料及连接
六、热补偿
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七、附件及设施
(一)热力网管道附件:弯头、异径管、三通、法兰、阀门及放气、放水装置等。(二)热力网管道阀门设置
(三)放气、放水装置的设置
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(四)热力网管道检查室规定