化工壓力管道定義、設(shè)計(jì)級(jí)別的理解及探討

周文雅

(山東潤昌工程設(shè)計(jì)有限公司江西分公司，江西 南昌 330025)

管道作為物料輸送的一種特種設(shè)備在化工行業(yè)中起著很重要的作用，然而，實(shí)際應(yīng)用的管道種類很多，使用工況也千差萬別，因管道引起的事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響著人民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。為此，現(xiàn)就化工行業(yè)壓力管道的分級(jí)進(jìn)行探討。

1 壓力管道的定義

《壓力管道規(guī)范—工業(yè)管道》(GB/T20801-2006)第1.3.1條對(duì)壓力管道的定義如下：本部分適用于《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》規(guī)定的“壓力管道”的設(shè)計(jì)和建造。該條例規(guī)定的“壓力管道”系指最高工作壓力大于或等于0.1Mpa的氣體、液化氣體、蒸汽介質(zhì)或可燃、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體介質(zhì)，且公稱直徑大于25mm的管道。

1.1 壓力管道定義的理解要點(diǎn)

(1)不要將最高工作壓力和管道的設(shè)計(jì)壓力及管道元件的公稱壓力混淆。

(2)液體介質(zhì)必須是可燃、有毒、有腐蝕性液體或最高工作溫度高于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。

①可燃、易爆介質(zhì)按《壓力管道規(guī)范—工業(yè)管道》(GB/T20801.1-2006)3.11規(guī)定“系指按GB500160和GB50016定義的甲、乙類以及工作溫度高于閃點(diǎn)的流體的總稱。”《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160—2008)第3.0.1和3.0.2條以及《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016—2006)第3.1.1和3.1.3條規(guī)定了可燃介質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類。應(yīng)注意丙類液體當(dāng)工作溫度高于閃點(diǎn)時(shí)應(yīng)視為乙類可燃液體，當(dāng)工作溫度低于或等于閃點(diǎn)時(shí)不屬于可燃液體?！秹毫艿腊踩夹g(shù)監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道》(TSG D0001-2009)中對(duì)介質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性作了明確規(guī)定如下：壓力管道中介質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性包括GB50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定的甲、乙類可燃?xì)怏w、液化烴和甲、乙類可燃液體。工作溫度超過其閃點(diǎn)的丙類可燃液體，應(yīng)當(dāng)視為乙類可燃液體。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局頒布的《危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》中的第一第1類爆炸品、第2類第2項(xiàng)易燃?xì)怏w(注：《危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》原文中是第2類第1項(xiàng)易燃?xì)怏w)、第4類易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品以及第5類氧化劑和有機(jī)過氧化物，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其爆炸或者燃燒危險(xiǎn)性、閃點(diǎn)和截至的狀態(tài)(氣體、液體)視為甲、乙類可燃?xì)怏w、液化烴或者甲、乙類可燃液體。甲類可燃?xì)怏w指可燃?xì)怏w與空氣混合物的爆炸下限小于10%(體積)；乙類可燃?xì)怏w指可燃?xì)怏w與空氣混合物的爆炸極限大于或者等于10%(體積)，液化烴指15℃時(shí)的蒸汽壓力大于0.1Mpa的烴類液體和類似液體，甲類可燃液體蒸汽閃點(diǎn)小于28℃的可燃液體，乙類可燃液體指閃點(diǎn)高于或者等于28℃，但曉諭0℃的可燃液體，工作溫度超過閃點(diǎn)的丙類可燃液體(閃點(diǎn)高于或者等于60℃)，應(yīng)當(dāng)視為乙類可燃液體。

②有毒介質(zhì)：按《壓力管道規(guī)范—工業(yè)管道》(GB/T20801.1-2006)第3.10規(guī)定“系指按GB50440定義為極度、高度、中度危害介質(zhì)的總稱；”。

有毒介質(zhì)的分級(jí)《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道》(TSG D0001—2009)的附件A中對(duì)介質(zhì)的毒性程度分級(jí)作了明確的規(guī)定如下：壓力管道中介質(zhì)毒性程度、腐蝕性和火災(zāi)危險(xiǎn)性的劃分應(yīng)當(dāng)以介質(zhì)的“化學(xué)品安全技術(shù)說明書”(CSDS)為依據(jù)，按照本附件的劃分原則確定。介質(zhì)同時(shí)具有毒性及火災(zāi)危險(xiǎn)性時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照毒性危害程度和火災(zāi)危險(xiǎn)性的劃分原則分別定級(jí)。介質(zhì)為混合物時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照有毒化學(xué)品的組成比例及其急性毒性指標(biāo)(LD50、LC50)，采用加權(quán)平均法，獲得混合物的急性毒性(LD50、LC50)，然后按照毒性危害級(jí)別最高者，確定混合物的毒性危害級(jí)別。壓力管道中介質(zhì)毒性程度的分級(jí)應(yīng)當(dāng)符合GB5044-1985《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》的規(guī)定，以急性中毒、急性中毒發(fā)病狀況、慢性中毒患病狀況、慢性中毒后果、致癌性和最高容許濃度等六項(xiàng)指標(biāo)為基礎(chǔ)的定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見表1所示：

壓力管道中介質(zhì)的毒性危害程度包括極度危害、高度危害以及中度危害三個(gè)級(jí)別；介質(zhì)毒性危害程度的級(jí)別應(yīng)當(dāng)不低于以急性毒性和最高容許濃度兩項(xiàng)指標(biāo)分別確定的最高危害程度級(jí)別；如果以急性毒性發(fā)病狀況、慢性中毒患病狀況。慢性中毒后果和致癌性四項(xiàng)指標(biāo)確定的介質(zhì)毒性危害程度明顯高于按照A2.2⑶條確定的危害程度級(jí)別時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)壓力管道具體工況，綜合分析，全面權(quán)衡，適當(dāng)提高介質(zhì)的毒性危害級(jí)別。

③最高工作溫度高于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體是指不可燃、無毒、無腐蝕性液體在最高工作溫度高于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)時(shí)的液體。最典型的例子是水。水的標(biāo)準(zhǔn)狀況下沸點(diǎn)是100℃，當(dāng)最高工作溫度大于100℃時(shí)，如0.3Mpa(G)的蒸汽冷凝水管道屬壓力管道；而通常的循環(huán)冷卻水管道不屬于壓力管道。

④《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道》(TSG D0001-2009)附錄A中對(duì)介質(zhì)的腐蝕性作了明確規(guī)定如下：壓力管道中腐蝕性液體系指與皮膚接觸，在4h內(nèi)出現(xiàn)可見壞死現(xiàn)象，或55℃時(shí)，對(duì)20鋼的腐蝕速率大于6.25mm/Y(年)的流體。如過去對(duì)介質(zhì)腐蝕性沒有定量指標(biāo)時(shí)，脫鹽水因?yàn)閷?duì)碳鋼有輕微的腐蝕，常選用不銹鋼材質(zhì)，經(jīng)常按腐蝕性液體將脫鹽水管道列入壓力管道。在《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道》(TSG D0001-2009)頒布后，根據(jù)脫鹽水對(duì)20鋼的腐蝕速率，不應(yīng)將脫鹽水視為腐蝕性液體。

表1 介質(zhì)毒性危害程度分級(jí)依據(jù)

(3)公稱直徑大于25mm的理解

①公稱直徑不要和管道外徑或內(nèi)徑混淆。

②英制管1〃的公稱直徑是25mm，而不是大于25mm。

2 壓力管道設(shè)計(jì)級(jí)別

2.1 壓力管道類別、級(jí)別按《特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范》(TSG R1001-2008)規(guī)定分為：

GA類(長輸管道)：長輸(油氣)管道是指產(chǎn)地、儲(chǔ)存庫、使用單位之間的用于輸送商品介質(zhì)的管道，劃分為GA1級(jí)和GA2級(jí)。

GB類(公用管道)：公用管道是指城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)的用于公用事業(yè)或民用事業(yè)的燃?xì)夤艿篮蜔崃艿?，劃分為GB1級(jí)和GB2級(jí)。

GC類(工業(yè)管道)：工業(yè)管道是指企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質(zhì)的工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道，劃分為GC1級(jí)、GC2級(jí)、GC3級(jí)。

2.2 壓力管道分級(jí)的定義在《特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范》(TSG R1001-2008)和《壓力管道規(guī)范—工業(yè)管道》(GB/T20801.1-2006)敘述不同，但含義是相同的，但《壓力管道規(guī)范—工業(yè)管道》(GB/T20801.1-2006)敘述更加清晰?！秹毫艿酪?guī)范—工業(yè)管道》(GB/T20801.1-2006)第4條管道分級(jí)如下：

壓力管道按其危害程度和安全等級(jí)劃分為GC1、GC2、GC3三級(jí)。

(1)符合下列條件之一的壓力管道為GC1級(jí)：

①輸送下列有毒介質(zhì)的壓力管道：

(a)極度危害介質(zhì)；

(b)高度危害氣體介質(zhì)；

(c)工作溫度高于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的高度危害液體介質(zhì)。

②輸送下列可燃、易爆介質(zhì)且設(shè)計(jì)壓力大于或等于4.0Mpa的管道；

(a)甲、乙類可燃?xì)怏w；

(b)液化烴；

(c)甲B類可燃液體。

③設(shè)計(jì)壓力大于或等于10.0MPa的壓力管道和設(shè)計(jì)壓力大于或等于4.0MPa且設(shè)計(jì)溫度大于或等于400℃的管道。

(2)符合下列條件的工業(yè)壓力管道為GC2級(jí)；

除第(3)條規(guī)定的GC3級(jí)管道外，介質(zhì)毒性程度、火災(zāi)危險(xiǎn)性(可燃性)、設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度低于4.1條規(guī)定(GC1)級(jí)的管道。

(3)符合下列條件的工業(yè)管道為GC3級(jí)；

輸送無毒、非可燃流體介質(zhì)，設(shè)計(jì)壓力小于或等于1.0Mpa且設(shè)計(jì)溫度大于—20℃但不大于185℃的管道。

(4)當(dāng)輸送毒性或可燃性不同的混合介質(zhì)時(shí)，應(yīng)按其危害程度及含量，由業(yè)主或設(shè)計(jì)者確定壓力管道等級(jí)。

GD類(動(dòng)力管道)：火力發(fā)電廠用于輸送蒸汽、汽水兩相介質(zhì)的管道，劃分為GD1級(jí)，GD2級(jí)。

GD1級(jí)：設(shè)計(jì)壓力大于等于6.3Mpa，或者設(shè)計(jì)溫度大于等于400℃的管道。

GD2級(jí)：設(shè)計(jì)壓力小于6.3Mpa，且設(shè)計(jì)溫度小于400℃的管道。

3 結(jié)論

通過對(duì)化工壓力管道的定義、設(shè)計(jì)級(jí)別進(jìn)行分析探討，應(yīng)用到化工行業(yè)中各種不同的種類、工況，對(duì)各種壓力管道進(jìn)行準(zhǔn)確的分類，指導(dǎo)壓力管道的安裝、無損檢測(cè)等要求，從而減少化工生產(chǎn)中因壓力管道引起的安全事故。

[1]《壓力管道規(guī)范—工業(yè)管道》(GB/T20801-2006).

[2]《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160-2008).

[3]《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2006).

[4]《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道》(TSG D0001-2009).

[5]《危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》.

[6]《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》(GB5044-1985).

[7]《特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范》(TSG R1001-2008).