一、压力管道
（一）压力管道结构
压力管道是由管子、管件、阀门、补偿器等压力管道元件以及安全保护装置（安全附件）、附属设施等组成。
（1）管道元件
管子、管件（弯头、三通、法兰、异径接头）、阀门、补偿器、连接件、密封件、附属部件（疏水器、过滤器、分离器、除污器、凝水缸、缓冲器）、支吊架等。
（2）安全保护装置
紧急切断装置（紧急切断阀等）、安全泄压装置（安全阀、爆破片等）、测漏装置、测温测压装置（温度计、压力表等）、静电接地装置、阻火器、液位计和泄漏气体安全报警装置。
（3）附属设施
阴极保护装置、压气站、泵站、调压站、监控系统等。
（二）压力管道工艺参数
工艺参数主要包括：设计压力、操作压力、设计温度、输送介质温度、介质、公称直径、公称压力、设计壁厚。
（三）输送介质特性
压力管道输送介质为流体介质，包括气体、液化气体、蒸汽、可燃易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或等于标准沸点的液体。
（四）压力管道的分类
| 按主体材料分 | 金属管道、非金属管道（玻璃钢管道） |
| 按敷设位置分 | 架空管道、埋地管道、地沟敷设管道 |
| 按介质压力分 | 超高压管道：P＞42MPa 高压管道：10MPa≤P＜42MPa 中压管道：1.6MPa≤P＜10MPa 低压管道：P＜1.6MPa |
| 按介质温度划分 | 高温管道：＞200℃ 常温管道：-29℃~200℃ 低温管道：＜-29℃ |
| 按管道用途分 | 长输油气管道、城镇燃气管道、热力管道、工业管道（包括工艺管道、公用工程管道）、动力管道、制冷管道 |
| 按安全监督管理分 | 长输管道（GA类）、公用管道（GB类）、工业管道（GC类） |
二、压力管道事故
（一）事故类型
（1）管道焊接、安装、材质缺陷造成破坏
设计制造、安装质量原因，导致焊接裂纹和应力裂纹，最终造成管道开裂。
（2）疲劳破坏
疲劳破坏主要由爆破和泄漏两种，当材料强度高而韧性差，可能导致爆破。材料强度低而韧性好，可能导致泄漏。
- 导致疲劳破坏的主要原因：
- 应力集中
- 载荷的反复作用
- 温度的变化
（3）蠕变破坏
材料在一定的高温环境下长期使用，所受到的拉应力低于该温度下的屈服强度，也会随时间的延长而发生缓慢持续的伸长，即蠕变现象。材料长期发生蠕变会导致性能下降或产生蠕变裂纹，最终造成破坏失效。
- 碳钢和低合金钢超过300～400°C，应考虑蠕变破坏。
- 蠕变失效的特征
- ① 断口表面被氧化层或其他腐蚀物覆盖。
- ② 管道在直径方向有明显的变形，伴有沿径线方向的小蠕变裂纹。
- 常见的管道蠕变断裂
- ① 管道焊缝熔合线处蠕变开裂
- ② 运行中管道沿轴向开裂
- ③ 三通焊缝部位蠕变失效
（4）长输管道腐蚀破坏
（5）管道振动破坏
（6）液击破坏
液体速度突然变化使液体动量改变，管内压强迅速变化。突然的严重升压可使管子破裂，迅速降压形成管内负压可使管子失稳破坏；导致管道振动、噪声，影响管道系统正常运行。
（7）管道第三方破坏
（8）地质灾害造成长输油气管道破坏
（二）事故原因
（1）腐蚀减薄：内腐蚀（介质）和外腐蚀（环境）。
（2）冲刷磨损：
- 介质流速越大、硬度或颗粒度越大，冲蚀越严重。
- 流动方向改变和管道直径变化区域，冲蚀越严重。
（3）开裂：
- 制造以及安装中产生的裂纹：焊接裂纹和应力裂纹。
- 使用中产生或扩展的裂纹：腐蚀、疲劳和蠕变裂纹。
（4）材质劣化：含氢介质会使管道材料产生氢损伤。
（5）外力作用：变形、振动、液击、第三方破坏、气候及地质灾害
（5）管理原因：在运行中超压、超温、违章作业，超过检验期限没有进行定期检验，操作人员误操作
（三）事故预防
| 事故类型 | 预防措施 |
| 一般情况 | ① 根据使用温度选用合适的材料； ② 合理设计管系布置和结构； ③ 严格控制焊接工艺和热处理； ④ 严格执行操作规程； ⑤ 加强定期检验。 |
| 长输管道腐蚀破坏 | （1）埋地长输管道采用防腐层和阴极保护联合进行保护。 （2）腐蚀预测： ① 腐蚀预测重点对象应是相对薄弱的区段、腐蚀发展速度较快的管段、环境土壤腐蚀较强的管段、间接检测过程发现问题较多的管段。 ② 每个管段的剩余寿命应分别计算。 |
| 管道振动破坏 | 避免管道结构固有频率与设备激振频率形成共振。 减轻气液两相流的激振力。 加强支架刚度。 |
| 液击破坏 | ① 装置开停和生产调节过程中，尽量缓慢开闭阀门。 ② 缩短管子长度。 ③ 在管道靠近液击源附近设安全阀、蓄能器等装置。 ④ 采用具有防液击功能的阀门（防液击功能的阀门应控制液击压力不超过运行压力的10%）。 ⑤ 采用自控保护装置。 |
（四）应急措施
（1）应采取紧急措施的情况
- 压力、温度超过允许使用范围，采取措施仍不见效。
- 管件裂纹、鼓包、变形、泄漏或异常振动、声响等。
- 安全保护装置失效。
- 发生火灾等事故且直接威胁正常安全运行。
- 管道的阀门及监控装置失灵，危及安全运行。
（2）管道泄漏的紧急处理
以下情况不能采取带压堵漏技术：
- 毒性极大的介质管道。
- 管道受压元件因裂纹而产生泄漏。
- 管道腐蚀、冲刷壁厚状况不清。
- 由于介质泄漏使螺栓承受高于设计使用温度的管道。
- 泄露特别严重（当量直径大于10mm），压力高、介质易燃爆或有腐蚀性。
- 现场安全措施不符合要求的管道。
三、压力管道安全附件
（一）安全泄压装置
（1）长输输气管道一般应设置安全泄放装置
- 输气站进站截断阀上游和出站截断阀下游设置泄压放空装置。
- 输气干线截断阀上下游均应设置放空管。
- 输气站存在超压可能的设备和容器，应设置安全阀。
（2）热力管道的超压保护装置
- 安全阀开启压力一般为正常最高工作压力的1.1倍，最低为1.05倍。
（3）工业管道安全泄压装置的通用要求
- 不宜使用安全阀的场合可以使用爆破片。
- 安全阀或爆破片的入口管道和出口管道不宜设置切断阀，但工艺有特殊要求必须设置切断阀时，应设旁通阀及就地压力表，且正常工作时安全阀或爆破片入口或出口的切断阀应在开启状态下锁住，旁通阀应锁定关闭状态。
（二）控压流装置
用于控制介质压力和流动状态的装置。
- 调压装置
- 止回阀
- 切断装置
- 紧急切断装置
- 线路截断阀
- 切断阀：工业管道中进出装置的可燃、易爆、有毒介质管道应在边界处设置切断阀，并在装置侧设“8”字盲板。
（三）阻火器
阻火器是用来阻止可燃易燃气体、液体的火焰蔓延和防止回火而引起爆炸的安全装置，通常安装在可燃易爆气体、液体的管路上。
（1）阻火器的型式
- 爆燃型：用于阻止火焰以亚音速通过的阻火器。
- 轰爆型：用于阻止火焰以音速或超音速通过的阻火器。
（2）阻火器的选用要求
- 选用阻火器时，其最大间隙应不大于介质在操作工况下的最大试验安全间隙。
- 选用的阻火器的安全阻火速度应大于安装位置能达到的火焰传播速度。
- 阻火器壳体要能承受介质压力和允许温度。
- 阻火器的填料要有一定强度，不能与介质反应。
（3）阻火器的设置要求
- 管端型放空阻火器的放空端应安装防雨帽。
- 含堵塞物质的，应当在阻火器进出口安装压力表。
- 水封型阻火器，可采用连续流动水或加防冻剂的方法防冻。
- 阻火器不得靠近炉子和加热设备。
- 单向阻火器安装时，应将阻火侧朝向潜在的点火源。
（四）其他安全附件
| 防静电设施 | / |
| 凝水缸 | 为排除燃气管道中的冷凝水和天然气管道中的轻质油，在管道的低处设凝水缸。凝水缸的间距通常为500m左右。 |
| 放散管 | ① 放散管是一种专门用来排放管道中的空气或燃气的装置。 ② 在管网中安装在阀门前后，在单向供气管道上安装在阀门之前。 |
| 泄漏气体安全报警装置 | / |
| 阴极保护装置 | 在埋地敷设的线路中，设置阴极保护装置防止管道受地下外部环境影响产生腐蚀破坏，主要包括牺牲阳极法和强制电流法两种形式。 |
| 压力表、温度计 | ① 低压管道使用的压力表精度应当不低于2.5级。 ② 中、高压管道使用的压力表精度应当不低于1.5级。 |
四、压力管道安全操作
（1）基本操作要求
- 严禁超压、超温运行。
- 加载或卸载速度不能太快。
- 高温或低温（-20℃以下）条件下工作的管道，加热或冷却应缓慢。
- 开工升温过程中，高温管道需对管道法兰连接螺栓进行热紧，低温管道需进行冷紧。
- 管道运行应尽量避免压力和温度大幅度波动，尽量减少开停次数。
（2）运行过程的控制
- 操作工艺条件的控制
- 压力和温度时管道运行过程中的主要工艺控制指标。
- 管道内介质流量及流动情况也是影响管道运行的重要指标。
- 交变载荷控制
- 在交变载荷的作用下，几何结构不连续和焊缝附近存在应力集中的地方，材料容易发生疲劳破坏。
- 腐蚀性介质含量控制
（3）管线巡查
- 各项工艺操作指标参数、系统平稳运行情况。
- 管道接头、阀门及各管件密封情况。
- 防腐层、保温层完好情况。
- 管道振动情况。
- 管道支吊架紧固、腐蚀和支承情况。
- 阀门等操作机构润滑情况。
- 安全阀、压力表等安全保护装置运行状况。
- 静电跨接、静电接地、抗腐蚀阴极保护装置的情况。
- 地表环境情况。
（4）压力管道维护保养
- 经常检查管道的腐蚀防护系统。
- 阀门操作机构要经常除锈上油并定期活动。
- 安全阀、压力表按时进行检查和校验。
- 定期检查紧固螺栓完好状况。
- 分析并消除管道异常振动和摩擦。
- 静电跨接和接地装置保持良好完整。
- 及时消除管道的“跑冒滴漏”。
- 管道的底部和弯曲处是系统的薄弱环节。
- 禁止将管道及支架作为电焊的零线或起重工具的锚点和撬抬重物的支撑点。
- 停用管道应排除管道内有毒、可燃介质，并进行置换，必要时作惰性介质保护，管道外表面应涂刷油漆。
（5）压力管道故障处理
- 可拆卸接头和密封填料处发现问题后，一般可采取紧固措施消除泄漏，但不得带压操作。
- 管道异常振动和摩擦，应采取隔断振源、调整支承、使相互摩擦的部位隔离等措施。
- 安全阀动作失灵，应停车或泄压后检查和调试。
- 为防止积水堵塞，定期排除凝水缸中的冷凝水。
- 仪表失灵应由专业人员进行检查和更换。
五、压力管道的检查和检验
分为外部检查、探查检验和全面检验。
（一）外部检查。车间每季度至少检查1次，企业每年至少检查1次。
- 管道、管件、紧固件及阀门的防腐层、保温层是否完好，可见管表面有无缺陷。
- 管道振动情况，管与管、管与相邻物件有无摩擦。
- 吊卡、管卡、支承的紧固和防腐情况。
- 管道的连接法兰、接头、阀门填料、焊缝有无泄漏。
- 检查管道内有无异物撞击或摩擦声。
- 检查操作记录，运行过程中有无超温超压等异常情况。
（二）探查检验
- 定点测厚。安装在线检测仪表，实现对重要关键部位的工艺介质的腐蚀速率或管道壁厚腐蚀情况在线连续检测。
- 解体抽查。可以结合机械和设备单体检修时或企业年度大修时进行，每年选检一部分。
（三）全面检验
- 新投用的GC1、GC2级的首次检验周期一般不超过3年。
- GC1、GC2级压力管道的全面检验周期一般不超过6年，按照基于风险检验（RBI）结构确定的检验周期，一般不超过9年；
- GC3级管道一般不超过9年。
遇到下列情况者全面检验周期应适当缩短：
- 工作温度大于180°C的碳钢和工作温度大于250°C的合金钢的临氢管道或探查检验发现氢腐蚀倾向的管段。
- 通过探查检验发现腐蚀、磨蚀速率大于0.25mm/a，剩余腐蚀余量低于预计全面检验时间的管道和管件，或发现有疲劳裂纹的管道和管件。
- 使用年限超过设计寿命的管道。
- 运行时出现超温、超压或鼓胀变形，有可能引起金属性能劣化的管段。