淺談化工設計中工業金屬管道等級劃分

楊運財，蘇倡，張愛顯，沈小虎，張振東

（1.寧波中天工程有限公司，浙江寧波315048；2.寧波職業技術學院，浙江寧波315800）

淺談化工設計中工業金屬管道等級劃分

楊運財1，蘇倡2，張愛顯1，沈小虎1，張振東1

（1.寧波中天工程有限公司，浙江寧波315048；2.寧波職業技術學院，浙江寧波315800）

現行國家和行業標準對化學工業金屬管道分級分為壓力管道和石油化工金屬管道兩個體系。通過對兩個體系流體類別分類、管道等級劃分、無損檢測進行梳理，有助于設計、施工、檢驗等工程技術人員對工業管道分級體系有更深刻的理解，能在實際工作中正確應用管道分級的方法。

壓力管道；工業金屬管道；無損檢測；管道等級

在化學工業生產中，各種工業金屬管道輸送流體、工況千差萬別，其危險性和重要性各不相同。目前，化工設計中使用管道分級的方法對設計、制造、施工等過程提出具體要求。現行國家和行業標準對化工工業金屬管道分級分為壓力管道和石油化工金屬管道兩個體系。兩個體系對管道級別的劃分并不相同，分別適用于壓力管道和石油化工金屬管道的設計、制造、安裝、使用、維修、改造、檢驗和驗收。

化工設計中工藝專業在繪制管道及儀表流程圖（P&ID）和編制管道特性表時涉及到管道等級劃分，需進行流體類別劃分，填寫焊縫檢測要求，包括檢測方法、檢查等級、檢測比例、合格等級等欄目。工藝作為化工設計主導專業應拓展知識面，了解壓力管道和石油化工金屬管道分級體系，能更好地指導和配合管道施工。本文對壓力管道和石油化工金屬管道中流體類別分類、管道等級劃分、無損檢測方面進行梳理，有助于設計、施工、檢驗等工程技術人員對化工設計中工業管道分級體系有更深刻的理解，能在實際工作中正確應用管道分級方法。

1 壓力管道體系

1.1 壓力管道定義

國家質量監督檢驗檢疫總局2014年第114號公告（2014年10月30日），發布了最新修訂的《特種設備目錄》，其中對《特種設備安全監察條例》（國務院令第549號，2009年5月1日起施行）中壓力管道定義進行了調整[1-2]。所謂壓力管道，即是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設備，其范圍規定為最高工作壓力大于或者等于0.1 MPa（表壓），介質為氣體、液化氣體、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體，且公稱直徑大于或者等于50 mm的管道。公稱直徑小于150 mm，且其最高工作壓力小于1.6 MPa（表壓）的輸送無毒、不可燃、無腐蝕性氣體的管道和設備本體所屬管道除外。其中，石油天然氣管道的安全監督管理還應按照《安全生產法》、《石油天然氣管道保護法》等法律法規實施。

1.2GC類壓力管道分級

TSG D0001-2009《壓力管道安全技術監察規程-工業管道》、TSG D3001-2009《壓力管道安裝許可規則》、TSG R1001-2008《壓力容器壓力管道設計許可規則》、GB/T 20801-2006《壓力管道規范工業管道》標準中對壓力管道GC類（工業管道）進行了分類[3～6]。

按照2014年發布的《特種設備目錄》，壓力管道中工業管道類別包括工藝管道、動力管道、制冷管道三個品種，劃分為GC1級、GC2級、GC3級。

1.2.1GC1級

符合下列條件之一的工業管道為GC1級：

（1）輸送GB 5044-85《職業性接觸毒物危害程度分級》[7]中規定的毒性程度為極度危害介質、高度危害氣體介質和工作溫度高于其標準沸點的高度危害液體介質的管道；

（2）輸送GB 50160-1999《石油化工企業設計防火規范》及GB 50016-2006《建筑設計防火規范》[8-9]中規定的火災危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體（包括液化烴），并且設計壓力大于或者等于4.0 MPa的管道；

（3）輸送除前兩項介質的流體介質并且設計壓力大于或者等于10.0 MPa，或者設計壓力大于或者等于4.0 MPa，并且設計溫度高于或者等于400℃的管道。

1.2.2GC2級

除GC3級管道以外，介質毒性危害程度、火災危險性（可燃性）、設計壓力和設計溫度小于規定的GC1級管道。

1.2.3GC3級

關于GC3的規定不同標準有細微差別，需特別注意。

TSG D0001-2009、TSG D3001-2009、GB/T 20801-2006規定為：輸送無毒、非可燃流體介質，設計壓力小于或者等于1.0 MPa，并且設計溫度高于-20℃但是不高于185℃的管道。

TSG R1001-2008中規定為：輸送無毒、非可燃流體介質，設計壓力小于或者等于1.0 MPa，并且設計溫度大于-20℃但是小于185℃的管道。

前者和后者對設計溫度在185℃時的分類并不一致，在進行工藝、管道設計時，應按TSG D0001-2009，即前者執行。

1.3 壓力管道無損檢測

壓力管道無損檢測按GB/T 20801-2006執行，檢查等級分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五級，與GB 50184-2011《工業金屬管道工程施工質量驗收規范》[10]相同。劇烈循環工況管道的檢查等級應不低于Ⅰ級，GC1級管道的檢查等級應不低于Ⅱ級，GC2級管道的檢查等級應不低于Ⅳ級，GC3級管道的檢查等級應不低于Ⅴ級。管道焊接無損檢測數量及驗收標準與GB 50517-2010《石化金屬管道工程施工質量驗收規范》和SH 3501-2011《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范》[11-12]保持一致，見表2。

2 石油化工金屬管道體系

2.1GB 50316-2000（2008版）《工業金屬管道設計規范》[13]

GB 50316-2000根據介質毒性、可燃性、泄漏危害性將流體分為A1類流體、A2類流體、B類流體、D類流體、C類流體。管道材料、管道組件選取、管道系統設計等都按不同類別的流體做了相應規定。

對比GB 5044-85，A1類流體相當于GB 5044-85中Ⅰ級有毒介質（極度危害），A2類流體相當于GB 5044-85中Ⅱ級及以下有毒介質（高度、中度、輕度危害）。D類流體與TSG R1001-2008中GC3級壓力管道輸送流體的定義范圍完全一致，即GC3壓力管道輸送的流體都為D類流體。

2.2GB 50184-2011《工業金屬管道工程施工質量驗收規范》

GB 50184-2011將工業金屬管道焊縫檢查等級分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五級，五個等級對應五個類別的管道，并規定了焊縫無損檢測的檢驗比例，見表1。通過管道輸送流體的職業性接觸毒物危害程度、設計溫度、設計壓力、特殊工況可查表確定焊縫無損檢測比例。

表1 管道焊縫無損檢測的檢測比例Table 1Detection ratio of nondestructive testing of pipe welds

2.3GB 50517-2010《石化金屬管道工程施工質量驗收規范》

GB 50517-2010中按照輸送介質的毒性、可燃性和設計壓力、設計溫度將石化金屬管道分為SHA（1～4）、SHB（1～4）、SHC（1～5）三個大類13個管道級別。SH代表石化行業，A為有毒介質，B為可燃介質，C為無毒、非可燃介質，數字為管道的質量檢查等級。標準中規定了不同級別管道對焊接頭、角焊接頭的檢查等級、無損檢測方法、比例、標準、合格等級。

2.4SH 3501-2011《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范》

SH 3501-2011對石化有毒、可燃介質鋼制管道級別的劃分與GB 50517-2010相同，但未對無毒、非可燃介質金屬管道進行劃分。標準中對無損檢測的規定在GB 50517-2010基礎上還增加了支管連接接頭焊縫。

GB 50517-2010和SH 3501-2011規定的管道焊接無損檢測數量及驗收標準見表2。

表2 管道焊接無損檢測數量及驗收標準a,bTable 2Number and acceptance criteria for nondestructive testing of welds

3 分析與討論

3.1 標準更新

隨著化學工業涉及越來越多新興有毒介質，GB 5044-85應盡快換版或用GBZ 230-2010《職業性接觸毒物危害程度分級》[14]替代，有助于設計人員對輸送管道更準確分級。

GB 50160、GB 50016已于2008和2014年換版更新[15-16]，JB/T 4730-2005《承壓設備無損檢測》已被NB/T 47013-2015《承壓設備無損檢測》替代[17-18]，壓力管道和石化金屬管道分級規范中大量引用以上標準，應及時更新，換版應注意體系、標準之間的統一，避免出現“不高于185℃”和“小于185℃”這種偏差出現。

3.2 壓力管道與石化金屬管道分級體系的關系

石化金屬管道分級將未納入特種設備安全監察范圍（壓力管道）的管道納入到分級范圍，包括：

（1）最高工作壓力小于0.1 MPa（表壓）的管道；

（2）最高工作溫度低于標準沸點的無毒、非可燃液體管道；

（3）公稱直徑小于50 mm的管道；

（4）公稱直徑小于150 mm，且其最高工作壓力小于1.6 MPa（表壓）的輸送無毒、不可燃、無腐蝕性氣體的管道。

石化金屬管道分級覆蓋壓力管道GC類分級有助于石化工業所有金屬管道的監管。

4 結束語

（1）工業金屬管道分級體系所采用的標準在級別劃分范圍、類別等方面還存在一定差異，設計、施工、驗收等需同時遵循多部標準，增加了執行難度。

（2）工業金屬管道分級標準中引用規范已更新，應盡快換版，換版時應注意體系、標準之間的統一。

（3）在化工設計中，設計人員應分別按照壓力管道體系和石化金屬管道體系對管道進行分級，同一管道無損檢測應按兩者中要求較高者執行。

[1]國家質量監督檢驗檢疫總局2014年第114號公告，特種設備目錄[S].2014.

[2]國務院令第549號，特種設備安全監察條例[S].2009.

[3]TSG D0001-2009，壓力管道安全技術監察規程-工業管道[S].

[4]TSG D3001-2009，壓力管道安裝許可規則[S].

[5]TSG R1001-2008，壓力容器壓力管道設計許可規則[S].

[6]GB/T 20801-2006，壓力管道規范工業管道[S].

[7]GB 5044-85，職業性接觸毒物危害程度分級[S].

[8]GB 50160-1999，石油化工企業設計防火規范[S].

[9]GB 50016-2006，建筑設計防火規范[S].

[10]GB 50184-2011，工業金屬管道工程施工質量驗收規范[S].

[11]GB 50517-2010，石化金屬管道工程施工質量驗收規范[S].

[12]SH 3501-2011，石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范[S].

[13]GB 50316-2000，工業金屬管道設計規范[S].

[14]GBZ 230-2010，職業性接觸毒物危害程度分級[S].

[15]GB 50160-2008，石油化工企業設計防火規范[S]

[16]GB 50016-2014，建筑設計防火規范[S].

[17]JB/T 4730-2005，承壓設備無損檢測[S].

[18]NB/T 47013-2015，承壓設備無損檢測[S]

Brief Discussion of Industrial Metal Pipeline Classification in Chemical Engineering Design

YANG Yun-cai1，SU Chang2，ZHANG Ai-xian1，SHENG Xiao-hu1，ZHANG Zhen-dong1
（1.Ningbo Zhongtian Engineering Co.，Ltd.，Ningbo，Zhejiang 315048，China；2.Ningbo Polytechnic，Ningbo，Zhejiang 315800,China）

Chemical industrial metal pipelineclassification contains the pressure pipelineand petrochemical metal pipeline in the current national and industrial standards.Fluid category,piping classification,nondestructive testing in the two systems were combed,whichare helpful for engineering and technical personnel to have a more profound understanding and classify chemical industrial metal pipeline correctly in engineering application.

pressure pipeline；industrial metal pipeline；nondestructive testing；pipeline grade

1006-4184（2017）3-0034-04

2016-09-14

楊運財（1982-），男，四川宜賓人，碩士研究生，工程師，現從事化工工藝設計工作。E-mail：xyz741@163.com。