壓力管道的主要特點和結構要求

一、壓力管道的特點

一個管道系統，為了完成流體的輸送、分配、混合、分離、排放、計量或控制流體流動的功能，必須與相應的動力設備、反應設備、儲存設備、分離設備、換熱設備、控制設備等連接在一起，形成一個系統，使管內流體具有一定的壓力、溫度和流量，完成設計預定的任務。同時，不同類別的壓力管道，由于材料、結構和敷設形式不同，其特點也有所不同：

1、工業管道的特點

（1）數量多，管道系統大，車間內管道布置交叉、緊湊；

（2）管道組成件和支承件的材質、品種、規格復雜，質量均一性差；

（3）運行過程受生產過程波動影響，運行條件變化多，如熱脹冷縮、交變載荷、溫度和壓力波動等；

（4）腐蝕和破壞機理復雜，材料失效模式多。

2、長輸管道和公用管道的特點

（1）管道敷設長度大，跨越地區多，地形地質復雜；

（2）埋地敷設多，缺陷檢測難度大；

（3）容易遭受意外損傷。

二、壓力管道的結構要求

壓力管道由于輸送的流體具有毒性、燃爆性和腐蝕性，且又有高溫、高壓、低溫等特殊操作條件，使其具有相當大的危險性。因此，壓力管道系統結構應當具備下列條件：

1、耐壓強度：承受管內流體作用于管道上的壓力（內壓或外壓）、溫度所引起的應力及其長期、反復的影響，如蠕變和疲勞等；    

2、密封性：阻止管道內部流動的流體泄漏到管道外部空間或流體中；

3、耐腐蝕性：承受管內流體對管道材料的腐蝕作用。管道材料的耐腐蝕等級分為4級，以年腐蝕速率衡量：

  充分耐腐蝕≤0.05mm；

  耐腐蝕＞0.05～0.1mm；

  尚耐腐蝕＞0.1～0.5mm；

  不耐腐蝕＞0.5mm；

4、柔性：管道的柔性是反映管道變形難易程度的一個物理概念。管道在設計條件下工作時，因熱脹冷縮、端點附加位移、管道支承設置不當等原因會產生應力過大、變形、泄漏或破壞等影響正常運行的情況。管道的柔性就是管道通過自身變形吸收因溫度變化發生尺寸變化或其他原因所產生的位移，保證管道上的應力在材料許用應力范圍內的性能。

為了滿足上述條件，管道系統的管道組成件必須使用耐介質腐蝕，有能夠在設計規定溫度下承受介質作用壓力的材料，且有相應的壁厚和密封結構。同時整個管道系統應有適當的支承。

在一些標準規范中，經常出現“劇烈循環條件”這一名詞。根據《工業金屬管道設計規范》GB50316的解釋，劇烈循環條件是指：管道計算的最大位移應力范圍超過0.8倍許用的位移應力范圍和當量循環數大于7000或由設計確定的產生相等效果的條件。所謂“位移應力范圍”是指：由管道熱膨脹產生的位移所計算的應力。

計算的最大位移應力范圍就是從低溫度到最高溫度的全補償值進行計算的應力。設計對劇烈循環條件下運行的管道，在管道組成件的選用、管子和管件的最小厚度、無損檢測的要求等均有特殊的規定。