我們知道，按照特種設(shè)備目錄及TSG07，工業(yè)管道分為工藝管道、制冷管道和動力管道。那么，對于制冷管道，跟普通的工業(yè)管道相比，有什么異同？請看本文：
制冷壓力管道屬于工業(yè)管道范圍。國內(nèi)工業(yè)壓力管道設(shè)計、建造規(guī)范有：ＧＢ ５０３１６—２０００《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》（２００８年版），以下簡稱金屬管道標(biāo)準(zhǔn)。ＧＢ／Ｔ?。玻埃福埃保薄玻埃福埃保丁玻埃埃丁秹毫艿酪?guī)范—工業(yè)管道》，以下簡稱工業(yè)管道規(guī)范。ＧＢ?。担埃埃罚病玻埃保啊独鋷煸O(shè)計規(guī)范》，以下簡稱冷庫設(shè)計規(guī)范。此標(biāo)準(zhǔn)本身不是管道設(shè)計規(guī)范，但對制冷壓力管道的設(shè)計溫度、設(shè)計壓力、材料選擇提出了要求，加之制冷壓力管道的特殊性和設(shè)計人員對此標(biāo)準(zhǔn)又很熟悉。因此，設(shè)計人員在設(shè)計時也采用了該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
美國壓力管道規(guī)范分為１２卷，包含了１２種不同應(yīng)用領(lǐng)域的壓力管道設(shè)計、建造要求。其中第五卷ＡＳＭＥ?。拢常保怠玻埃埃丁吨评涔艿篮蛡鳠岵考罚韵潞喎QＡＳＭＥ?。拢常保担菍ｉT針對制冷管道及其傳熱部件而制定的規(guī)范。
本文從ＡＳＭＥ Ｂ３１．５的內(nèi)容出發(fā)，就金屬管道標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)管道規(guī)范及冷庫設(shè)計規(guī)范對壓力管道設(shè)計方面的規(guī)定進(jìn)行了對比分析。
金屬管道標(biāo)準(zhǔn)由１４個部分組成：總則、術(shù)語與符號、設(shè)計條件和設(shè)計準(zhǔn)則、材料、管道組成件的選用、金屬管道組成件耐壓強度計算、管徑確定及壓力損失計算、管道布置、金屬管道的膨脹和柔性、管道支吊架、設(shè)計對組成件制造管道施工及檢驗的要求、隔熱隔聲消聲及防腐、輸送Ａ１類和Ａ２類流體管道的補充規(guī)定和管道系統(tǒng)的安全規(guī)定。工業(yè)管道規(guī)范由６部分組成：總則、材料、設(shè)計和計算、制作與安裝、檢驗與試驗及安全防護(hù)。ＡＳＭＥ?。拢常保祫t由以下６部分組成：范圍和定義、設(shè)計、材料、尺寸要求、制造和裝配、檢查檢驗和試驗。冷庫設(shè)計規(guī)范由９部分組成：總則、術(shù)語、基本規(guī)定、建筑、結(jié)構(gòu)、制冷、電氣、給水和排水、采暖通風(fēng)和地面防凍。４個標(biāo)準(zhǔn)適用范圍的異同見表１。從表中可以看出，①金屬管道標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)管道規(guī)范在適用條件上基本一致，即都是工業(yè)金屬管道的范疇。②金屬管道標(biāo)準(zhǔn)僅適用于設(shè)計，工業(yè)管道規(guī)范不僅適用于設(shè)計，還適用于安裝和檢驗等。③ＡＳＭＥ?。拢常保翟谶m用范圍上劃分得更細(xì)，僅限于工業(yè)金屬管道范圍里的制冷管道及其傳熱部件的設(shè)計和建造。④冷庫設(shè)計規(guī)范規(guī)定了冷庫建設(shè)的土建、工藝、安全方面的內(nèi)容，但管道安全方面只對設(shè)計參數(shù)、材料選擇和熱補償作了規(guī)定。
（１）金屬管道標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計壓力不應(yīng)小于運行中遇到的內(nèi)壓或外壓與溫度相耦合時最嚴(yán)重條件下的壓力。對輸送制冷劑、液化烴等氣化溫度低的流體管道，設(shè)計壓力不應(yīng)小于閥被關(guān)閉或不流動時在最高環(huán)境溫度下氣化所能達(dá)到的最高壓力。設(shè)計溫度不低于設(shè)計壓力下需要的最大厚度或與公稱壓力相對應(yīng)的溫度。設(shè)計溫度的確定還應(yīng)包括流體溫度、環(huán)境溫度、陽光輻射、加熱或冷卻的流體溫度等因素的影響。（２）工業(yè)管道規(guī)范 設(shè)計壓力不應(yīng)小于在操作中可能遇到的最苛刻的壓力與溫度組合工況的壓力，標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定的除外。對于輸送制冷劑、液化烴類低沸點介質(zhì)的管道，其設(shè)計壓力應(yīng)不小于閥門切斷時或者介質(zhì)不流動時介質(zhì)可能達(dá)到的最大飽和蒸汽壓。設(shè)計溫度應(yīng)按操作中可能遇到的最苛刻的壓力和溫度組合工況的溫度確定，同一管道中的不同管道組成件的設(shè)計溫度可以不同。（３）ＡＳＭＥ Ｂ３１．５ 設(shè)計內(nèi)壓應(yīng)當(dāng)能代表在正常工作或者停機（包括流體壓頭）期間的最苛刻的壓力與溫度組合條件。任何管道的設(shè)計壓力應(yīng)當(dāng)不低于與其相連接的任一元件（管道除外）的最低設(shè)計壓力。最低設(shè)計壓力定義為不應(yīng)低于制冷劑在下列溫度時的飽和壓力：①所有系統(tǒng)低壓側(cè)２７℃。②水或蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的高壓側(cè)４０℃。③空氣冷卻系統(tǒng)的高壓側(cè)５０℃。對使用高溫氣體解凍的低壓側(cè)管道，應(yīng)考慮提高低壓側(cè)管道的設(shè)計壓力。本標(biāo)準(zhǔn)中沒有對設(shè)計溫度的選取作具體的要求，只規(guī)定工作條件下管道的金屬溫度為輸送流體的溫度。（４）冷庫設(shè)計規(guī)范?。遥罚保分评鋭┕艿赖母邏簜?cè)設(shè)計壓力２．０ＭＰａ，設(shè)計溫度１５０℃；低壓側(cè)設(shè)計壓力１．５ＭＰａ，設(shè)計溫度４３℃。Ｒ４０４Ａ 制冷劑管道的高壓側(cè)設(shè)計壓力２．５ＭＰａ，設(shè)計溫度１５０ ℃；低壓側(cè)設(shè)計壓力１．８ＭＰａ，設(shè)計溫度４６℃。Ｒ５０７制冷劑管道的高壓側(cè)設(shè)計壓力２．５ＭＰａ，設(shè)計溫度１５０℃；低壓側(cè)設(shè)計壓力１．８ＭＰａ，設(shè)計溫度４６℃。（１）金屬管道標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)管道規(guī)范對設(shè)計參數(shù)選取的規(guī)定基本一致。ＡＳＭＥ?。拢常保凳轻槍χ评涔艿谰幹频?，所以在設(shè)計參數(shù)選取的規(guī)定方面更具體。冷庫設(shè)計規(guī)范則針對３種常用制冷劑分別給出高壓側(cè)、低壓側(cè)的設(shè)計壓力和設(shè)計溫度。（２）ＡＳＭＥ Ｂ３１．５定義的設(shè)計壓力比我國的冷庫設(shè)計規(guī)范選取的設(shè)計壓力更合理。制冷管道的低壓側(cè)內(nèi)流體溫度通常是在－１５℃以下，且低壓側(cè)設(shè)備和管道通常設(shè)置在室內(nèi)，管道和設(shè)備都有完好的保冷措施。根據(jù)長期的使用經(jīng)驗，即使在夏季停機期間，低壓側(cè)的流體溫度也不會超過２０℃。（３）ＡＳＭＥ Ｂ３１．５規(guī)定，對使用高溫氣體解凍的低壓側(cè)管道，應(yīng)考慮提高低壓側(cè)管道的設(shè)計壓力，我國的冷庫設(shè)計規(guī)范規(guī)定熱氨融霜壓力不得超過０．８ＭＰａ。目前，多數(shù)冷庫都設(shè)置了熱氨融霜系統(tǒng)，將從油分離器出來的高溫高壓的氨氣引至系統(tǒng)的低壓側(cè)的回氣總管，通過回氣總管將高溫氨氣分配到每個庫房的回汽管進(jìn)行融霜，融霜時液體通過供液管排入排液桶或低壓循環(huán)桶。融霜時，低壓側(cè)的回汽管承受高溫、高壓。因此，對采用熱氨融霜的低壓系統(tǒng)提高設(shè)計參數(shù)，從安全角度來講是必要的。
除了低溫低應(yīng)力工況外，材料的使用溫度不應(yīng)超出本規(guī)范附錄Ａ 的溫度上、下限。管道設(shè)計溫度低于或等于－２０℃，而對高于本規(guī)范附錄Ａ中使用溫度下限的碳素鋼、低合金鋼、中合金鋼和高合金鐵素體鋼，出廠材料及采用焊接堆積的焊縫金屬和熱影響區(qū)，應(yīng)進(jìn)行低溫沖擊試驗。該規(guī)范對低溫低應(yīng)力工況的定義為設(shè)計溫度低于或等于－２０℃的受壓的管道組成件，其環(huán)向應(yīng)力小于或等于鋼材標(biāo)準(zhǔn)屈服點的１／６，且不大于５０ＭＰａ的工況。使用的材料在低溫低應(yīng)力工況下，若設(shè)計溫度加５０℃后，高于－２０℃時可不做低溫沖擊試驗。材料的選用按該規(guī)范附錄Ａ 中表Ａ．１和表４的規(guī)定。按該規(guī)范規(guī)定，ＧＢ／Ｔ?。福保叮场玻埃埃浮遁斔土黧w用無縫鋼管》［９］除管壁厚度小于２．５ｍｍ 的管子使用溫度高于－４６℃時可不做低溫沖擊試驗。低溫低應(yīng)力工況下，使用溫度高于－１０１℃時，可不做低溫沖擊試驗。該規(guī)范對低溫低應(yīng)力工況的定義為同時滿足下列各項條件的工況：①低溫下的最大工作壓力不大于常溫下最大工作壓力的３０％。②管道由壓力、重量及位移產(chǎn)生的軸向（拉）應(yīng)力總和不大于１０％材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小抗拉強度值（計算位移應(yīng)力時，不計入應(yīng)力增大系數(shù)）。③僅限于ＧＣ２級管道，且最低設(shè)計溫度不低于－１０１℃。3.1.3?。粒樱停拧。拢常保禈?biāo)準(zhǔn)ＡＳＭＥ?。拢常保狄?guī)定ＡＳＴＭ?。粒保罚购停粒保梗沧畹褪褂脺囟炔坏陀冢玻埂?。用于制造金屬溫度在－２９～－１０１℃的管道系統(tǒng)的鐵基材料，如果在壓力、熱收縮的同時作用下，或者支承點之間彎曲的影響下所產(chǎn)生的最大環(huán)向或縱向拉應(yīng)力不超過所選材料許用應(yīng)力的３５％，則不要求做沖擊試驗。用于制造的溫度在－２９～－４８℃的鐵基材料，只要最低設(shè)計金屬溫度高于允許的溫度，則不要求做沖擊試驗。允許的設(shè)計溫度要求按該規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行查圖計算。冷庫設(shè)計規(guī)范對制冷系統(tǒng)壓力管道材料做出了具體規(guī)定，且在修訂說明里明確指出制冷系統(tǒng)常年運行時處于低溫低應(yīng)力狀態(tài)，可按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材質(zhì)選用。這些管材在我國冷庫制冷系統(tǒng)中已經(jīng)使用多年，被證明是安全可靠的。（１）金屬管道標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)管道規(guī)范和ＡＳＭＥＢ３１．５在低溫條件下的材料選用規(guī)定完全不同，工業(yè)管道規(guī)范和ＡＳＭＥ?。拢常保惦m然有相似點，但還是存在較大差別。（２）金屬管道標(biāo)準(zhǔn)與工業(yè)管道規(guī)范雖然都提出了低溫低應(yīng)力工況，但二者定義完全不同。金屬管道標(biāo)準(zhǔn)對低溫低應(yīng)力工況的定義只考慮了管道的環(huán)向應(yīng)力，工業(yè)管道規(guī)范對低溫低應(yīng)力工況的定義不僅考慮了環(huán)向應(yīng)力，還考慮了由溫差應(yīng)力引起的軸向拉應(yīng)力。（３）ＡＳＭＥ?。拢常保惦m然沒有提出低溫低應(yīng)力工況的定義，但其規(guī)定和工業(yè)管道規(guī)范相似。（４）冷庫設(shè)計規(guī)范從國內(nèi)冷庫壓力管道數(shù)十年的實際運行經(jīng)驗出發(fā)，規(guī)定制冷劑為Ｒ７１７的制冷管道可選用ＧＢ／Ｔ ８１６３—２００８《輸送流體用無縫鋼管》的鋼管，Ｒ４０４Ａ 和Ｒ５０７制冷劑管道可選用ＧＢ／Ｔ８１６３—２００８《輸送流體用無縫鋼管》、ＧＢ／Ｔ?。保罚罚梗薄玻埃埃贰犊照{(diào)與制冷設(shè)備用無縫銅管》、ＧＢ／Ｔ?。保矗梗罚丁玻埃埃病读黧w輸送用不銹鋼無縫鋼管》中規(guī)定的管筆者認(rèn)為管道在低溫狀態(tài)下的應(yīng)力狀況因溫度變化和管道支吊架的約束而變得復(fù)雜，考慮軸向應(yīng)力對管道安全狀況的影響更科學(xué)。但在國內(nèi)外都倡導(dǎo)節(jié)能降耗的今天，在有切實的經(jīng)驗具體數(shù)據(jù)支持、確保安全的前提下，采用更高效低廉的材料是工程施工單位和建設(shè)單位更能接受的選擇。
本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行替代性試驗的管道和設(shè)計溫度低于－２９℃的管道須進(jìn)行１００％射線或超聲檢測，除此之外的管道對接接頭按５％進(jìn)行抽查。承受內(nèi)壓的管道應(yīng)進(jìn)行液壓或氣壓試驗，當(dāng)管道不具備整體水壓試驗條件時，可采用安裝前分段水壓試驗及安裝后的固定口１００％射線或超聲檢測，且合格后還應(yīng)進(jìn)行氣密性試驗。所謂替代性試驗是指不能進(jìn)行液壓及氣壓試驗的管道，經(jīng)工程設(shè)計單位書面同意，滿足以下要求時可免除耐壓試驗：①對所有環(huán)焊縫進(jìn)行１００％射線檢測或超聲檢測。②檢測后進(jìn)行氣密性試驗。③焊接鋼管的焊縫進(jìn)行１００％射線或超聲檢測。ＧＣ２級管道對接接頭按５％進(jìn)行抽查，其中包括不少于４０％的固定接頭，且須包括每個焊工所焊焊縫。在初次允許前，每個管道系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行壓力試驗，以保證其耐壓強度和密封性。當(dāng)業(yè)主或設(shè)計單位認(rèn)為液壓試驗不切實際時可用氣壓試驗來代替，氣壓試驗應(yīng)符合下列要求：①應(yīng)將脆性破壞的可能性減小到最小程度，設(shè)計選材時應(yīng)考慮試驗溫度的影響。②試驗時應(yīng)裝有安全泄放裝置，其設(shè)定壓力不得高于１．１倍試驗壓力。③試驗壓力應(yīng)為１．１５倍設(shè)計壓力。④試驗介質(zhì)應(yīng)為空氣或其它非易燃和無毒氣體。⑤試驗時應(yīng)按規(guī)定逐步緩慢升壓。當(dāng)液壓和氣壓都不切實際時，在滿足下列要求的情況下，可免除耐壓試驗：①所有對接接頭進(jìn)行１００％射線或超聲檢測，所有非對接接頭（包括結(jié)構(gòu)連接的焊接接頭）進(jìn)行表面無損檢測。②已按該規(guī)范第７章的規(guī)定通過柔性分析的管道。③已使用敏感性氣體或浸入液體的方法進(jìn)行泄漏試驗的管道系統(tǒng)，且泄漏試驗滿足該規(guī)范的具體要求。4.1.3?。粒樱停拧。拢常保禈?biāo)準(zhǔn)制冷劑分成Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３的６個安全性組別。該規(guī)范只規(guī)定Ａ３和Ｂ３級制冷劑管道的對接接頭和斜接接頭應(yīng)按５％進(jìn)行完全的射線檢測抽查，抽查的范圍應(yīng)包含每個焊工所焊的焊接接頭。制冷劑管道在安裝之后、操作之前應(yīng)進(jìn)行壓力試驗和泄漏試驗。氣壓試驗壓力最低為設(shè)計壓力的１．１倍，泄漏試驗壓力應(yīng)是設(shè)計壓力或由工程設(shè)計確定。制冷劑管道壓力試驗的試驗介質(zhì)不宜為水或水溶液，應(yīng)為無毒非易燃的干燥氣體，如氮氣或空氣。冷庫設(shè)計規(guī)范中沒有對管道的檢驗與試驗作出規(guī)定。（１）４個標(biāo)準(zhǔn)在無損檢測方面的差別較大，可以看出金屬管道標(biāo)準(zhǔn)的要求最嚴(yán)格，而ＡＳＭＥ Ｂ３１．５的要求太過寬松，像對Ｒ７１７等制冷劑管道對接焊縫的射線或超聲檢測沒做要求。Ｒ７１７雖是不易燃的中度危害介質(zhì)，但有強烈的刺激氣味，對人體健康危害較大，應(yīng)嚴(yán)格控制管道質(zhì)量以確保安全。而像新型的無毒、非易燃、無公害的氟里昂制冷劑管道，可以適當(dāng)放寬要求。（２）在耐壓試驗方面，ＡＳＭＥ Ｂ３１．５明確規(guī)定了制冷劑管道不宜做水壓試驗，應(yīng)采用氣壓試驗，這符合制冷劑管道的特點和實際操作要求。金屬管道標(biāo)準(zhǔn)對氣壓試驗的要求也比較嚴(yán)格，規(guī)定了很多限制條件。（３）工業(yè)管道規(guī)范對壓力試驗的規(guī)定比較合理，按工業(yè)管道規(guī)范的規(guī)定，制冷管道滿足對接接頭５％射線或超聲檢測，可以采用氣壓試驗。（４）冷庫設(shè)計規(guī)范對管道檢驗檢測方面沒有作具體規(guī)定。
文中討論的內(nèi)容僅限于制冷管道設(shè)計方面?；?、物流、倉儲等行業(yè)都離不開冷凍站，而不論每個冷凍站規(guī)模大小，都離不開制冷管道。分析中美制冷管道標(biāo)準(zhǔn)的異同，吸收國外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗，以達(dá)到不斷完善我國的制冷壓力管道標(biāo)準(zhǔn)的目的，以期對有關(guān)制冷壓力管道設(shè)計人員提供一定的借鑒。
400-163-8866
米雪艷
1709142
周路路
1155984
leohom
623448
精靈小老鼠
547371
高標(biāo)號的砼
470309
