特種設(shè)備安全科普丨管道設(shè)計(jì)需考慮哪些因素？
管道設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要考慮多種因素以確保管道系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)性。以下是一些主要的設(shè)計(jì)考慮因素：
1、經(jīng)濟(jì)管徑
管徑選擇影響裝置經(jīng)濟(jì)效果，管道投資占裝置投資比例較高（約占10%-20%），管徑增大使管壁、閥門、管件、保溫材料等各方面成本增加，提高流速雖可減小管徑但會(huì)加大摩擦阻力，增加能量消耗及操作費(fèi)用，這就需要找最佳結(jié)合點(diǎn)確定經(jīng)濟(jì)管徑。目前普遍按推薦流速范圍和管長(zhǎng)壓力降控制值初步選管徑，計(jì)算結(jié)果較接近經(jīng)濟(jì)管徑。
2、壓力降要求
管道按閥門全開計(jì)算壓力降，壓力降須小于允許值，否則流量無法滿足工藝需求。允許壓力降小的管道選較低流速，大的可選較高流速；在計(jì)算管徑時(shí),允許壓力降相同, 管徑不同的管道應(yīng)選用不同的流速:小管徑選低流速，大管徑選高流速；黏度大的流體壓力降大選低流速，黏度小的選高流速。
3、工藝控制要求
為實(shí)現(xiàn)較好流量控制，調(diào)節(jié)閥壓力降一般占控制系統(tǒng)總壓力降30%左右，流量平穩(wěn)系統(tǒng)可取20%。調(diào)節(jié)閥壓力降過小會(huì)使流量控制困難。
4、限制管壁磨損
金屬保護(hù)膜可耐腐蝕，管內(nèi)介質(zhì)流速過高會(huì)損壞保護(hù)膜致管道沖蝕磨損，縮短使用壽命。腐蝕介質(zhì)、軟金屬管道、含磨損性固體顆粒介質(zhì)、高湍流管道等情況會(huì)加快管道的腐蝕速率，應(yīng)限制流速，建議液體最大流速 2m/s。
5、滿足介質(zhì)安全輸送規(guī)定
介質(zhì)流速應(yīng)符合相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，工藝工程師需查相關(guān)規(guī)定或資料確定可靠數(shù)據(jù)，無數(shù)據(jù)時(shí)可根據(jù)已有生產(chǎn)裝置核算流速并參考。
6、滿足噪聲控制要求
管道系統(tǒng)在高流速、節(jié)流、氣穴、湍流等情況會(huì)產(chǎn)生噪聲，降低流速可減小噪聲，流速增加噪聲顯著增大，對(duì)噪聲限制嚴(yán)的管道可擴(kuò)大管徑降低流速，截面與流向急劇變化的管段流速應(yīng)更低，但是氣流輸送因顆粒與管壁摩擦增加噪聲不受一般流速限制。
7、符合管材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格
公制和英制管道外徑及壁厚系列不同，先確定管壁厚度再進(jìn)行核算，常用公稱直徑管道外徑可以參考相關(guān)對(duì)應(yīng)表格。
8、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（僅供參考）
1）適用范圍和管道分級(jí)：根據(jù)GB/T 20801《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道》的規(guī)定，工業(yè)金屬壓力管道設(shè)計(jì)需要滿足特定的適用范圍和管道分級(jí)要求。
2）設(shè)計(jì)和計(jì)算：壓力管道的設(shè)計(jì)和計(jì)算應(yīng)符合GB/T 20801.3的規(guī)定，包括管道的尺寸、壓力、溫度等參數(shù)的確定。
3）材料選擇：壓力管道的建造材料應(yīng)符合GB/T 20801.2的規(guī)定，確保材料的耐壓性、耐腐蝕性和耐溫性。
4）制作與安裝：壓力管道的制作和安裝應(yīng)符合GB/T 20801.4的規(guī)定，包括焊接、法蘭連接、螺紋連接等。
5）檢驗(yàn)與試驗(yàn)：壓力管道的檢驗(yàn)和試驗(yàn)應(yīng)符合GB/T 20801.5的規(guī)定，確保管道系統(tǒng)的安全性能。
6）安全防護(hù)：壓力管道的安全防護(hù)應(yīng)符合GB/T 20801.6的規(guī)定，包括防靜電措施、防老化措施等。
7）管徑限制：應(yīng)符合“化工裝置管道材料設(shè)計(jì)規(guī)定(HG/T 20646.2)的規(guī)定。
