工業管道設計應考慮哪些荷載

A. 管道設計安全規范

1一般要求
管道設計要與裝置整體設計統一考慮，必須符合管道儀表流程圖，要有適當的支撐，保證足夠的強度，對工作溫度較高的管道要作柔性分析、有激振源的管道要作動力分析，使管道既有足夠的強度，又能吸收熱膨脹位移、有良好的抗振性。在經常出現颶風或地震分區級別高的地區還要考慮抵禦風載和地震載荷的能力。
管道的敷設主要有架空和埋地兩種類型，在選擇何種敷設時可根據具體情況確定，化工和石油化工企業的工業管道大都採用架空敷設，便於施工、操作、檢查、維修，也較為經濟，大中型裝置的架空管道都用管廊、管架和管墩成排敷設。對於分散的管道可用支吊架。長輸管道一般採用埋地敷設，它利用了地下空間。缺點是有腐蝕，檢查和維修困難，尤其是需排液的管道，困難更大。工業管道地下敷設的較少，就是地下敷設也大都用管溝，而不是直接敷設在地下。
2防火安全設計
當管道敷設在管廊上時，為充分利用空間，一般機泵就置於管廊下，管廊的上面放置引風機，管廊的兩側是主體設備。管廊與它們要保持一定的距離，這個距離要滿足有關防火的規范標准。
涉及的問題是：裝置中的物質火災危險性如何?防火要求如何?與其設備的防火間距應多大?材料的耐火等級與耐火保護如何?這些問題在GB50160-2008《石油化工企業設計規范》中都有詳細而明確的規定。
這里舉個例子予以說明：規范中對石油化工企業總平面布置防火間距有規定，如地上可燃液體貯罐，貯存物質為甲B、乙類危險性（危險性分類見表），罐容積小於等於500m3或卧式罐，與全廠性重要設施之間的防火間距為30m，其他不同情況有不同的防火間距。
標准中對耐火保護也有具體要求，對可能發生火災危險的設備和在可能發生火災危險地區的工藝設備、管道及其支承結構框架、管架、支耳、托架、支腿、鞍座等都需考慮耐火保護。裸露的鋼結構耐火極限只有0．25h，據統計石油化工企業裝置內，發生火災後的持續時間多數在1h左右，所以必須加耐火保護層。標准規定耐火層的耐火極限不應低於1．5h。還要求甲、乙A類危險性物質的設備和管道應有惰性氣體置換設施，可燃氣體壓縮機的吸入管道應有防止產生負壓的措施等。
液化烴、可燃液體的火災危險性分類

類別

名稱

特點

甲

A

液化烴

15℃時的蒸汽壓力大於0.1MPa的烴類液體及其它類似液體

B

可燃液體

甲A類以外，閃點小於28℃

乙

A

可燃液體

閃點大於等於28℃至小於等於45℃

B

可燃液體

閃點大於45℃至小於60℃

丙

A

可燃液體

閃點大於等於60℃至小於等於120℃

B

可燃液體

閃點大於120℃

3防爆安全設計
一般產生爆炸必須具備三個條件：①存在可燃氣體、易燃液體的蒸汽或薄霧；②上述物質與空氣混合，其濃度達到爆炸極限；③存在足以點燃爆炸性混合物的火花或高溫。只要設法使這三個條件不同時出現，就基本可以防止出現爆炸。可通過設法防止設備和管道泄漏、用惰性氣體將易燃物質與空氣隔離、聯鎖保護等措施來達到。
在總體設計中還要設法限制和縮小危險區的范圍。將不同等級的爆炸危險區與非爆炸危險區隔開；採用露天布置和加強室內通風使爆炸危險物質濃度低於爆炸極限，用測量報警裝置監測爆炸危險物濃度。
標准對爆炸危險區域范圍提供了18種示例，應用時可參照這些例子確定危險區域范圍。如通風良好的室內布置的輸送重於空氣的可燃氣體或蒸汽的管道，其閥門、法蘭和螺紋管件處，其爆炸危險區域范圍如圖1所示。露天布置的輸送重於空氣的可燃氣體或蒸汽的管道，其閥門、法蘭和螺紋管件有可能泄漏，在通風良好的生產區，可認為屬於非爆炸區。通風不良的生產區，其爆炸危險區域范
4其他安全設計
（1）輸送易燃易爆介質的埋地管道需要穿越電纜溝，且管道溫度又較高時，必需採取隔熱措施，以使外表面溫度低於60℃。
（2）經過道路的管道必須有一定的架空高度，只有人員通行的凈高不小於2．2m；通行大型車輛的凈高要留4．5m；跨越鐵路的凈高則不小於5．5m；以免在車輛通行時撞到管道。萬一出現意外事故有利於車輛出入。
（3）法蘭的位置避免處於人行通道和機泵上方。輸送腐蝕性介質管道上的法蘭要設安全防護罩。
5便於檢修、運行操作
管廊的下面一般布置泵，這樣可以有效利用空間，而且泵與管廊的距離縮短節省管材。為便於泵安裝、操作、檢修，至少要有3．5m的凈空高度，在管廊下布置設備的還要增加管廊下的凈空高度。

管廊在道路上空穿越時，凈空高度應為：裝置內檢修道不低於4．5m；主幹道和鐵路不低於5．5m；管廊下的檢修通道不低於3m。

B. 如何選取管道設計壓力

如何選取管道設計壓力？
由於管道設計壓力應高於管系中工作壓力和工作溫度組合中最苛刻條件下的壓力。因此，按如下規定選取工業管道設計壓力：
（1）壓力管道：
設有安全閥的壓力管道：管道設計壓力≥安全閥開啟壓力；
與未設安全閥的設備相連的壓力管道：管道設計壓力≥設備設計壓力；
離心泵出口管道：管道設計壓力≥泵的關閉壓力；
往復泵出口管道：管道設計壓力≥泵出口安全閥開啟壓力；
壓縮機排出管道：管道設計壓力≥安全閥開啟壓力+壓縮機出口至安全閥沿程最大正常流量下的壓力降。
（2）真空管道：管道設計壓力=全真空；
（3）其它管道（凡不屬上述范圍的管道）：管道設計壓力≥工作壓力變動中的最大值。

C. 管道布置設計的要求有哪些

管道布置設計的要求：
1）管道布置設計應符合工藝管道及儀表流程圖的要求；
2）管道布置應統籌規劃,做 到安全可靠、經濟合理、滿足施工、操作、維修等方面的要求,並力求整齊美觀；
3）在確定進出裝置（單元）的管道的方位與敷設方式時,應做到內外協調；
4）廠區內的全廠性管道的敷設,應與廠區內的裝置（單元）、道路、建築物.構築物等協調,避免管道包圍裝置（單元）,減少管道與鐵路、道路的交叉；
5）管道應架空或地上繳設；如確有需要,可埋地或敷設在管溝內；
6）管道宜集中成排布置.地上的管道應敷設在管架或管墩上；
7）在管架、管墩上布置管道時,宜使管架或管墩所受的垂直荷載、水平荷載均衡；
8）全廠性管架或管墩上（包括穿越涵洞）應留有1O ％－3O％的裕量,並考慮其荷重.裝置主管廊管架宜留有10％－20％的裕量,並考慮其荷重；
9）輸送介質對距離、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直徑管道的布置,應符合設備布置設計的要求；
10）管道布置不應妨礙設備、機泵及其內部構件的安裝、檢修和消防車輛的通行；
11）管道布置應使管道系統具有必要的柔性.在保證管道柔性及管道對設備、機泵管口作用力和力矩不超出過允許值的惰況下,應使管道最短,組成件最少；
12）．應在管道規劃的同時考慮其支承點設置.宜利用管道的自然形狀達到自行補償；
13）管道布置宜做到步步高或步步低,減少氣袋或液袋.不可避免時應根據操作、檢修要求設置放空、放凈.管道布置應減少盲腸；
14）氣液兩相流的管道由一路分為兩路或多路時,管道布置應考慮對稱性或滿足管道及儀表流程圖的要求.

D. 在管道設計時，從哪些方面考慮降低其阻力損失

在施工中盡量減少流體在管道內的阻力損失的因素，一般可從以下幾個方面考慮;(1)流體在管內的流速越大。阻力損失也越大所以應合理的選擇管徑.避免管內流速過大，並將流速控制在允許最大流速范圍之內。流速過大還可造成系統雜訊加大等不良後果。(2)管道內壁宜光滑，這樣可減少局部阻力損失。(3)在改變管徑時，應採用局部阻力系數較小的變徑管，不宜突然變徑而加大局部阻力損失。(4)不宜在主千管路上的彎頭、三通、變徑處的附近接出支管管路。(5)管道官布置得簡捷合理。(6)管道上的閥門，當只起關閉作用時，宜採用阻力較小的閥門類型。

E. 化工管道設計應考慮哪些問題

化工管道設計應考慮哪些問題
淺談石油化工管道設計中常見的問題以及注意事項
摘要：管道設計屬於一門綜合性技術，要求設計人員具有生產操作、工藝、設備、施工與檢修等方面的知識，並且了解管道設計中常見問題，本文從管道布置、支吊架選擇、材料采購、材料選用等多個方面探討了管道設計中常見的問題以及注意事項。
關鍵詞：管道；安全；布置；材料；采購；
1前言
在石油化工裝置中，管道作為物料輸送的一種特種設備在裝置中起著非常重要的作用。由於管道種類繁多，使用工況千差萬別，影響因素和環節比較多。因此，一個好的管道設計涉及到多個方面，它不僅包括管道布置、支吊架選擇、應力分析，材料選用，而且還會涉及到材料的采購。對於化工工藝設計初學者來說，總會遇到一些基本問題，比如說管道設計溫度和設計壓力如何確定，筆者發現一些初學者根據已知的工作溫度和工作壓力很隨意地確定設計溫度和設計壓力，過小會造成安全隱患，導致事故，過大則會造成材料浪費。下面就針對化工工藝設計過程中的一些常見問題以及注意事項分別闡述。
2管道設計壓力和設計溫度的確定
2.1管道設計壓力
管道設計壓力是指工作條件下，管系中可能遇到的工作壓力和工作溫度組合中最苛刻條件下的壓力。
（1）管道設計壓力的確定原則：
①
管道設計壓力不低於最大工作壓力。
②
裝有安全泄放裝置的管道其設計壓力不得低於安全泄放裝置的開啟壓力（或爆破壓力）。
③
所有與設備相連接的管道，其設計壓力應不小於所連接設備的設計壓力。
④
輸送製冷劑、液化氣等沸點低的介質的管道，應按閥關閉或介質不流動時介質可能達到的最大飽和蒸汽壓力作為設計壓力。
⑤
離心泵出口管道的設計壓力應不小於泵的關閉壓力。
⑥
往復泵出口管道的設計壓力應不小於泵出口安全泄放裝置的設定壓力。
⑦
壓縮機排出管道的設計壓力應不小於安全泄放裝置的設定壓力和壓縮機

F. 埋地管道的設計怎樣進行荷載分類

定額計算規則 1.5M深以內，管溝底寬 鋼管（塑料管）給水管 DN15~DN70 0.6M DN100~DN200 0.7M 1.5M深以外，管溝底寬為： 管徑+0.6M 挖深按開挖實際深度，按定額規定放坡

G. 荷載與結構設計方法 工業建築樓面活荷載的取值規定有哪些

工業建築樓面在生產使用或安裝檢修時，由設備、管道、運輸工具及可能拆移的隔牆產生的局部荷載，均應按實際情況考慮，可採用等效均布活荷載代替。

對於一般金工車間、儀器儀表生產車間、半道體器件車間、棉紡織車間、輪胎廠准備車間和糧食加工車間，當缺乏資料時，可按本規范附錄C 採用。

工業建築樓面（包括工作平台）上無設備區域的操作荷載，包括操作人員、一般工具、零星原料和成品的自重，可按均布活荷載考慮，採用2.0kN/`m^2`，生產車間的樓梯活荷載，可按實際情況採用，但不宜小於3.5kN/`m^2`。

(7)工業管道設計應考慮哪些荷載擴展閱讀：

注意事項：

當局部荷載到非支撐邊距離d≤b/2很近，即影響寬度b不能完整的平鋪在樓面板上，此時分布寬度就取d+b/2。

有兩個局部荷載距離e滿足e/2≤b/2時，即影響寬度b不能完整的平鋪在樓面板上，此時分布寬度就取e/2+b/2。

主樑上的等效活荷載為全部荷載除以總面積，全部荷載指受荷面積上操作荷載與局部荷載之和，且受荷面積為梁向兩側各延伸1/2跨度的區域，而非導荷面積。

雙向板考慮兩個方向的簡支梁計算，取最不利。

H. 管道支吊架的安裝荷載和工作荷載與什麼因素有關

安裝荷載和工作荷載是管道的自身重量、支吊架的自身重量、管道裡面介質的重量，還有管道裡面介質流動時候產生的動荷載之和，並乘以安全系數。我是這么理解的，希望能幫到你。

I. 管道布置設計必須具備的條件有哪些

管道布置設計要求： 1）管道布置設計應符合工藝管道及儀表流程圖要求； 2）管道布置應統籌規劃,做 安全靠、經濟合理、滿足施工、操作、維修等面要求,並力求整齊美觀； 3）確定進裝置（單元）管道位與敷設式,應做內外協調； 4）廠區內全廠性管道敷設,應與廠區內裝置（單元）、道路、建築物.構築物等協調,避免管道包圍裝置（單元）,減少管道與鐵路、道路交叉； 5）管道應架空或繳設；確需要,埋或敷設管溝內； 6）管道宜集排布置.管道應敷設管架或管墩； 7）管架、管墩布置管道,宜使管架或管墩所受垂直荷載、水平荷載均衡； 8）全廠性管架或管墩（包括穿越涵洞）應留1O ％－3O％裕量,並考慮其荷重.裝置主管廊管架宜留10％－20％裕量,並考慮其荷重； 9）輸送介質距離、角度、高差等特殊要求管道及直徑管道布置,應符合設備布置設計要求； 10）管道布置應妨礙設備、機泵及其內部構件安裝、檢修消防車輛通行； 11）管道布置應使管道系統具必要柔性.保證管道柔性及管道設備、機泵管口作用力力矩超允許值惰況,應使管道短,組件少； 12）．應管道規劃同考慮其支承點設置.宜利用管道自形狀達自行補償； 13）管道布置宜做步步高或步步低,減少氣袋或液袋.避免應根據操作、檢修要求設置放空、放凈.管道布置應減少盲腸； 14）氣液兩相流管道由路兩路或路,管道布置應考慮稱性或滿足管道及儀表流程圖要求

J. 工業管道設計規范

工業管道設計規范是GB/T 20801.3-2006《壓力管道規范 工業管道 第3部分:設計和計算》，
2006版是現行老版本，
2020年11月19日，
國家標准化管理委員會發布第26號公告，
批准新修訂的《壓力管道規范 工業管道》（GB/T20801.2~ GB/T20801.6-2020），
新標准自2021年6月1日起實施。