浅谈化工设计中工业金属管道等级划分

杨运财，苏倡，张爱显，沈小虎，张振东

（1.宁波中天工程有限公司，浙江宁波315048；2.宁波职业技术学院，浙江宁波315800）

浅谈化工设计中工业金属管道等级划分

杨运财1，苏倡2，张爱显1，沈小虎1，张振东1

（1.宁波中天工程有限公司，浙江宁波315048；2.宁波职业技术学院，浙江宁波315800）

现行国家和行业标准对化学工业金属管道分级分为压力管道和石油化工金属管道两个体系。通过对两个体系流体类别分类、管道等级划分、无损检测进行梳理，有助于设计、施工、检验等工程技术人员对工业管道分级体系有更深刻的理解，能在实际工作中正确应用管道分级的方法。

压力管道；工业金属管道；无损检测；管道等级

在化学工业生产中，各种工业金属管道输送流体、工况千差万别，其危险性和重要性各不相同。目前，化工设计中使用管道分级的方法对设计、制造、施工等过程提出具体要求。现行国家和行业标准对化工工业金属管道分级分为压力管道和石油化工金属管道两个体系。两个体系对管道级别的划分并不相同，分别适用于压力管道和石油化工金属管道的设计、制造、安装、使用、维修、改造、检验和验收。

化工设计中工艺专业在绘制管道及仪表流程图（P&ID）和编制管道特性表时涉及到管道等级划分，需进行流体类别划分，填写焊缝检测要求，包括检测方法、检查等级、检测比例、合格等级等栏目。工艺作为化工设计主导专业应拓展知识面，了解压力管道和石油化工金属管道分级体系，能更好地指导和配合管道施工。本文对压力管道和石油化工金属管道中流体类别分类、管道等级划分、无损检测方面进行梳理，有助于设计、施工、检验等工程技术人员对化工设计中工业管道分级体系有更深刻的理解，能在实际工作中正确应用管道分级方法。

1 压力管道体系

1.1 压力管道定义

国家质量监督检验检疫总局2014年第114号公告（2014年10月30日），发布了最新修订的《特种设备目录》，其中对《特种设备安全监察条例》（国务院令第549号，2009年5月1日起施行）中压力管道定义进行了调整[1-2]。所谓压力管道，即是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1 MPa（表压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体，且公称直径大于或者等于50 mm的管道。公称直径小于150 mm，且其最高工作压力小于1.6 MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。其中，石油天然气管道的安全监督管理还应按照《安全生产法》、《石油天然气管道保护法》等法律法规实施。

1.2GC类压力管道分级

TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程-工业管道》、TSG D3001-2009《压力管道安装许可规则》、TSG R1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》、GB/T 20801-2006《压力管道规范工业管道》标准中对压力管道GC类（工业管道）进行了分类[3～6]。

按照2014年发布的《特种设备目录》，压力管道中工业管道类别包括工艺管道、动力管道、制冷管道三个品种，划分为GC1级、GC2级、GC3级。

1.2.1GC1级

符合下列条件之一的工业管道为GC1级：

（1）输送GB 5044-85《职业性接触毒物危害程度分级》[7]中规定的毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于其标准沸点的高度危害液体介质的管道；

（2）输送GB 50160-1999《石油化工企业设计防火规范》及GB 50016-2006《建筑设计防火规范》[8-9]中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体（包括液化烃），并且设计压力大于或者等于4.0 MPa的管道；

（3）输送除前两项介质的流体介质并且设计压力大于或者等于10.0 MPa，或者设计压力大于或者等于4.0 MPa，并且设计温度高于或者等于400℃的管道。

1.2.2GC2级

除GC3级管道以外，介质毒性危害程度、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度小于规定的GC1级管道。

1.2.3GC3级

关于GC3的规定不同标准有细微差别，需特别注意。

TSG D0001-2009、TSG D3001-2009、GB/T 20801-2006规定为：输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或者等于1.0 MPa，并且设计温度高于-20℃但是不高于185℃的管道。

TSG R1001-2008中规定为：输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或者等于1.0 MPa，并且设计温度大于-20℃但是小于185℃的管道。

前者和后者对设计温度在185℃时的分类并不一致，在进行工艺、管道设计时，应按TSG D0001-2009，即前者执行。

1.3 压力管道无损检测

压力管道无损检测按GB/T 20801-2006执行，检查等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五级，与GB 50184-2011《工业金属管道工程施工质量验收规范》[10]相同。剧烈循环工况管道的检查等级应不低于Ⅰ级，GC1级管道的检查等级应不低于Ⅱ级，GC2级管道的检查等级应不低于Ⅳ级，GC3级管道的检查等级应不低于Ⅴ级。管道焊接无损检测数量及验收标准与GB 50517-2010《石化金属管道工程施工质量验收规范》和SH 3501-2011《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》[11-12]保持一致，见表2。

2 石油化工金属管道体系

2.1GB 50316-2000（2008版）《工业金属管道设计规范》[13]

GB 50316-2000根据介质毒性、可燃性、泄漏危害性将流体分为A1类流体、A2类流体、B类流体、D类流体、C类流体。管道材料、管道组件选取、管道系统设计等都按不同类别的流体做了相应规定。

对比GB 5044-85，A1类流体相当于GB 5044-85中Ⅰ级有毒介质（极度危害），A2类流体相当于GB 5044-85中Ⅱ级及以下有毒介质（高度、中度、轻度危害）。D类流体与TSG R1001-2008中GC3级压力管道输送流体的定义范围完全一致，即GC3压力管道输送的流体都为D类流体。

2.2GB 50184-2011《工业金属管道工程施工质量验收规范》

GB 50184-2011将工业金属管道焊缝检查等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五级，五个等级对应五个类别的管道，并规定了焊缝无损检测的检验比例，见表1。通过管道输送流体的职业性接触毒物危害程度、设计温度、设计压力、特殊工况可查表确定焊缝无损检测比例。

表1 管道焊缝无损检测的检测比例Table 1Detection ratio of nondestructive testing of pipe welds

2.3GB 50517-2010《石化金属管道工程施工质量验收规范》

GB 50517-2010中按照输送介质的毒性、可燃性和设计压力、设计温度将石化金属管道分为SHA（1～4）、SHB（1～4）、SHC（1～5）三个大类13个管道级别。SH代表石化行业，A为有毒介质，B为可燃介质，C为无毒、非可燃介质，数字为管道的质量检查等级。标准中规定了不同级别管道对焊接头、角焊接头的检查等级、无损检测方法、比例、标准、合格等级。

2.4SH 3501-2011《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》

SH 3501-2011对石化有毒、可燃介质钢制管道级别的划分与GB 50517-2010相同，但未对无毒、非可燃介质金属管道进行划分。标准中对无损检测的规定在GB 50517-2010基础上还增加了支管连接接头焊缝。

GB 50517-2010和SH 3501-2011规定的管道焊接无损检测数量及验收标准见表2。

表2 管道焊接无损检测数量及验收标准a,bTable 2Number and acceptance criteria for nondestructive testing of welds

3 分析与讨论

3.1 标准更新

随着化学工业涉及越来越多新兴有毒介质，GB 5044-85应尽快换版或用GBZ 230-2010《职业性接触毒物危害程度分级》[14]替代，有助于设计人员对输送管道更准确分级。

GB 50160、GB 50016已于2008和2014年换版更新[15-16]，JB/T 4730-2005《承压设备无损检测》已被NB/T 47013-2015《承压设备无损检测》替代[17-18]，压力管道和石化金属管道分级规范中大量引用以上标准，应及时更新，换版应注意体系、标准之间的统一，避免出现“不高于185℃”和“小于185℃”这种偏差出现。

3.2 压力管道与石化金属管道分级体系的关系

石化金属管道分级将未纳入特种设备安全监察范围（压力管道）的管道纳入到分级范围，包括：

（1）最高工作压力小于0.1 MPa（表压）的管道；

（2）最高工作温度低于标准沸点的无毒、非可燃液体管道；

（3）公称直径小于50 mm的管道；

（4）公称直径小于150 mm，且其最高工作压力小于1.6 MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道。

石化金属管道分级覆盖压力管道GC类分级有助于石化工业所有金属管道的监管。

4 结束语

（1）工业金属管道分级体系所采用的标准在级别划分范围、类别等方面还存在一定差异，设计、施工、验收等需同时遵循多部标准，增加了执行难度。

（2）工业金属管道分级标准中引用规范已更新，应尽快换版，换版时应注意体系、标准之间的统一。

（3）在化工设计中，设计人员应分别按照压力管道体系和石化金属管道体系对管道进行分级，同一管道无损检测应按两者中要求较高者执行。

[1]国家质量监督检验检疫总局2014年第114号公告，特种设备目录[S].2014.

[2]国务院令第549号，特种设备安全监察条例[S].2009.

[3]TSG D0001-2009，压力管道安全技术监察规程-工业管道[S].

[4]TSG D3001-2009，压力管道安装许可规则[S].

[5]TSG R1001-2008，压力容器压力管道设计许可规则[S].

[6]GB/T 20801-2006，压力管道规范工业管道[S].

[7]GB 5044-85，职业性接触毒物危害程度分级[S].

[8]GB 50160-1999，石油化工企业设计防火规范[S].

[9]GB 50016-2006，建筑设计防火规范[S].

[10]GB 50184-2011，工业金属管道工程施工质量验收规范[S].

[11]GB 50517-2010，石化金属管道工程施工质量验收规范[S].

[12]SH 3501-2011，石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范[S].

[13]GB 50316-2000，工业金属管道设计规范[S].

[14]GBZ 230-2010，职业性接触毒物危害程度分级[S].

[15]GB 50160-2008，石油化工企业设计防火规范[S]

[16]GB 50016-2014，建筑设计防火规范[S].

[17]JB/T 4730-2005，承压设备无损检测[S].

[18]NB/T 47013-2015，承压设备无损检测[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

杨运财（1982-），男，四川宜宾人，硕士研究生，工程师，现从事化工工艺设计工作。E-mail：xyz741@163.com。