壓力管道(工業管道)設計淺析

庫偉轉,李 龍

(華東理工大學工程設計研究院有限公司，上海 200237)

壓力管道的分布相當廣泛，如果設計管理不善，造成人員傷亡和經濟損失是必然的。為了規范壓力管道的設計，確保最終產品的設計質量，國家質量技術監督管理局發布了一系列措施，規范壓力管道設計單位的設計資質和人員能力，可以說相關政策仍然非常重視這項工作，但在設計過程中仍存在許多問題，這些問題均體現在日常工作中，思考下來，還是需要從以下方面改變工作現狀。

1 壓力管道(工業管道)分類分級

壓力管道是指生產、生活中使用的可能引起燃燒爆炸或中毒等危險性較大的特種設備。工業管道是指企業、事業單位所屬的用于輸送工藝介質的工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道，壓力管道(工業管道)劃分為GCl(1)、GCl(2)、GCl(3)、GC2、GC3。

2 壓力管道(工業管道)設計中出現的問題

2.1 專業能力方面

(1)設計人員沒有深入了解壓力管道相關標準和規范。特別是當不同的規范中要求有細微差異時，不能夠深入理解規范的應用范圍及條件，導致在設計中不能準確貫徹實施相關的條文。

(2)近年來國家及行業設計施工標準、規范更新較快，設計人員不能及時獲得學習新的標準規范，在設計文件中仍然采用過期標準、規范。

(3)選材和應力分析人員缺乏管道機械和管道材料的專業知識，應力分析經驗不足。選材和應力分析是壓力管道設計中十分重要的部分，選材是否合適，應力分析是否準確不僅關系到壓力管道運行的經濟性，它還與壓力管道是否可以安全運行直接相關。

(4)設計人員未將壓力管道視為特種設備對待。思想上不夠重視，往往會以一般工程設計項目對待。

2.2 管理不到位

2.2．1 相關制度和規定落實不到位

一般情況下，已取得壓力管道設計資質證書的設計單位都編制了《壓力管道質量手冊》、規定了相關的管理制度和技術規定等，對這些“制度”和“規定”未能很好地組織設計人員學習；另一方面由于公司人員的流動性，未能及時把相關制度和規定宣貫到新員工，因此在實際操作中存在不按“制度”和“規定”執行的情況等。

2.2．2 不重視標準化審查人員的任命

按照壓力管道設計單位各級人員的基本條件和新要求，標準化審查人員應熟悉壓力管道設計相關的現行法律法規、部門規章、標準規范等，并能夠指導設計人員執行貫徹；具有壓力管道設計專業知識；具有中級(含中級)以上技術職稱。然而，事實上，許多壓力管道設計單位的標準化審查人員不具備上述條件。

2.2．3 選材和應力分析人員無任命或流于形式

有的單位未單獨任命選材和應力分析人員或任命時存在人人都做，人人都不專的現象。這樣可能會出現選材不當，選材不一致，公司內部未統一等。按照壓力管道設計單位各級人員的基本情況和新要求，選材和應力分析人員應具備一定的材料專業和力學專業知識和相應的設計經歷；熟悉材料選擇有關規定、規范、規程、標準、導則等；熟悉管道支吊架、彈簧等通用支撐件的特性；至少熟練使用應力分析軟件進行應力分析，并能根據標準規范正確評定應力分析結果；材料選擇和應力分析人員應通過壓力管道設計的專業培訓并考核合格。

2.2．4 校審工作有待繼續加強

壓力管道的校審工作比較繁瑣，往往要花費大量的時間和精力，一方面由于校審人員也承擔著大量的設計工作，花在校審工作上的時間比較有限，另一方面由于校審人員能力參差不齊，未必能真正發現其中的問題，特別是部分校審人員對材料和應力分析方面的能力不足。因此，一方面，需要校核和審核人員在校審時花費較多的精力，另一方面，也需要校審人員能夠不斷更新知識，提高自身能力。

2.3 設計文件存在的問題

(1)設計文件的不完整性。設計文件的歸檔保存不注意收集過程性的資料。

(2)設計說明文件中的內容表達不清楚，不夠詳細。具體表現為設計的范圍不夠清楚；設計依據的標準規范和施工驗收標準規范列出不相關的標準、規范等。

(3)設計文件的深度不夠，具體表現為綜合材料表中材料的規格型號未標注或未按標準的要求標注；管道平面布置圖中管道控制點坐標、標高、與周圍物體之間的定位關系等缺少。管道特性表中有的管道試驗壓力需有溫度校正，需補充泄漏性試驗的要求。

(4)無管道支吊架表或支吊架表參數簡單，無定位尺寸，無材質說明等。這樣容易導致現場施工時支吊架設置不合理，特別對于熱力管道的支架不能充分滿足管道力學性能和機械強度，留下安全隱患。

(5)管道特性表填寫內容不符合要求或選用材料使用的條件超出管道等級表中的規定。管道試壓不夠及試壓介質選用不恰當。

(6)壓力管道(工業管道)的相關計算只注意保留計算結果，不保留輸入條件，或計算工況不具有代表性。如：應力計算書、強度計算書等。

3 改進措施

針對壓力管道(工業管道)設計中出現的問題，具有壓力管道設計資質的單位應注意從以下方面重視壓力管道(工業管道)的設計：

3.1 落實相關制度和規定

各設計單位的壓力管道質量保證體系文件是按《壓力容器壓力管道設計許可規則》標準中的要求結合自己公司的的實際情況進行編寫。壓力管道質量保證體系文件包括壓力管道質量手冊、管理制度(共13項)、技術規定及有關的記錄組成。壓力管道質量保證體系文件編制時應注意寫你所做，做你所寫，這樣才能真正把相關制度和規定落實到平時的工作中。

3.2 重視相關人員的任命

《壓力容器壓力管道設計許可規則》標準中明確給出了設計單位各級人員(技術負責人、設計人、校核人、審核人、審定人)的基本條件，在壓力管道設計單位各級人員的基本條件和新要求中也給出了標準化審查人員、選材和應力分析人員應滿足的要求。各設計單位在任命相關人員時應核對人員是否滿足相應的條件，標準中給出的條件是最低要求，同時要考慮各級人員是否有擔任相應級別設計工作的能力。避免徒有其名，不能發現壓力管道設計中存在的問題。

3.3 注重壓力管道(工業管道)相關人員專業能力的提升

為保證相關人員專業能力的提升，除了設計人員自己不斷學習新知識外，設計單位也應為壓力管道相關人員在以下方面提供便利：

(1)新標準、規范的培訓。新標準、規范剛開始實施時往往會發生對標準理解不深入，理解有偏差。因此應及時組織相關人員進行培訓。

(2)認真貫徹落實公司管理制度中各級設計人員培訓考核管理規定。培訓內容可涉及裝置布置、管道布置、管道材料、管件、閥門、管道應力分析、管道支吊架、管道的絕熱、防腐及涂色、管道的施工檢驗和試壓要求等。培訓內容要多樣化，根據平時遇到的問題及時調整培訓計劃。(3)重視校審環節。校審環節往往會發現一些設計人員考慮不周全的地方，對于設計人員來說這是一個很好的提高自身能力的機會。

4 結束語

隨著我國經濟的飛速發展，石油化工行業的項目也在不斷增加，這類項目中的介質種類繁多，一旦發生事故，后果相當嚴重。壓力管道的設計是其中一項十分重要的工作，既要考慮介質的特性，又要考慮管道材料的應用效果。如何更加有效的提高壓力管道設計資質的監督機制及提高壓力管道設計人員的能力仍然是值得重視的工作。

上文是根據壓力管道換證工作中遇到的問題對壓力管道設計方面的問題進行的總結和建議。