室内氢气管道埋入地下有哪些要求

氢气管道设计中控制流速为8m／s  

不同的管道材质，流速是不一样的，参考氢气站规范  

气体的流速有经济流速和安全流速之分，对可燃性气体主要应着眼于安全流速。氢气具有着火能量低，与空气、氧混合燃烧和爆炸极限宽，燃烧速度快等特点，所以在生产和使用过程中的燃烧、爆炸问题应特别注意。氢与空气或与氧混合形成处于爆炸极限范围内的可燃性混合物和着火源同时存在，是燃烧和爆炸的两个基本条件。为此，应管理好可燃烧性物质，防止氢气泄漏、逸出和积累，注意系统的密封、抑制和监视爆炸性混合物的形成。同时要管理好着火源。着火源分自燃和外因点燃两大类。火源的形成和性质见表6。

氢气在管道内流动，当流速大，与管壁摩擦增强，特别是管道内含有铁锈杂质时，形成静电火花。据美国宇航局统计的96次氢气事故中，氢气释放到大气与空气混合后着火事故占62％，静电引起的着火事故占17.2％。多年以来，氢气管道设计中控制流速为8m／s，本规范修订前，规定碳钢管中氢气最大流速：当压力大于1.6 MPa时为8m／s，0.1～1.6 MPa为12m／s；不锈钢管为15m／s。原规范执行中一些单位询问和提供超过规定最大流速的有关问题和情况，如扬子石化一巴斯夫公司提供，该公司相关石化装置的氢气流速采用小于20m／s。近年来，随着我国引进技术、设备和技术交往，许多单位实际又突破原规范的规定流速。

般工程管道都普通碳钢管锈钢氢气般都锈钢氢气易燃易爆面能杂质能含氧杂质碳钢本身易腐蚀焊接容易现氧化杂质且处理所家规定基本都锈钢焊接要酸洗钝化

压力管道布置设计门道多，你都清楚每一项吗？

压力管道在工业生产中扮演着十分重要的角色，是工厂物料的搬运工，是长途运输的储存室，还帮忙处理工厂里的热交换。这么重要的管道，不懂压力管道，不会布置设计怎么行？

1.什么是压力管道？

压力管道属于特种设备，根据《特种设备安全监察条例》的定义，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0.1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、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介质，且公称直径大于25mm的管道。

工作原理：

对于单条压力管道而言，是依靠外界的动力或者介质本身的驱动力将该条压力管道源头的介质输送到该条压力管道的终点的。

压力管道特点：

压力管道是一个系统，相互关联相互影响，牵一发而动全身。

压力管道长径比很大，极易失稳，受力情况比压力容器更复杂。

压力管道内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率比压力容器高（如高温、高压、低温、低压、位移变形、风、雪、地震等都有可能影响压力管道受力情况）。

管道组成件和管道支承件的种类繁多，各种材料各有特点和具体技术要求，材料选用复杂。

管道上的可能泄漏点多于压力容器，仅一个阀门通常就有五处。

压力管道种类多，数量大，设计，制造，安装，检验，应用管理环节多，与压力容器大不相同。

压力管道的用途：

输送介质（主要用途）

储存功能（用于长输管道）

热交换（用于工业管道）

压力管道设计步骤：

根据介质种类、压力、温度选择管道材料。

进行管径、管壁厚度计算，编制或确定管道等级表。

进行管道布置方案、确定管道走向、敷设方式。

绘制管道布置图、轴侧图。

编制管道特性表。

进行应力、热补偿、支架推力计算。

向有关专业提供土建资料。

完成设计图纸、图纸会签。

2.压力管道布置设计中的问题

设计步骤中有你想具体了解的知识点吗?

如何确定设计压力：

如何确定设计温度：

管道的布置要求：

管道应尽可能架空敷设，必要时也可埋地或者管沟敷设。（便于安装、生产和维修）

尽量使用吊架设计，使管道尽量靠近已有的建筑物和构筑物，但应避免柔性大的构件承受较大荷载。

在建筑物吊装孔范围内、设备内件抽出区域及法兰拆卸区内不应布置管道。

管道布置应成列平行敷设，尽量走直线少走拐弯、少交叉，这样可减少管架数量，节约材料，美观且便于安装。

管道应尽量集中成排布置，裸管的管底与管托地面取齐，以便设计支架。

当管道改变标高或走向时，应避免管道形成积聚气体或液体的“袋子”，如果不可以避免，应在高点设置排气阀，低点设置排液阀。

管道平面敷设应有坡度，坡度方向一般与物料流向相同，但也有例外，根据具体工艺确定。

道路、铁路的上方的管道不应安装可能泄露的组成件，如法兰、螺纹接头、带有填料的补偿器等。

当管道穿越屋面、楼板、平台及墙壁时，一般需要加套管保护。

埋地管道应该考虑车辆荷载的影响，穿越道路时应加套管，管顶与路面的距离不小于0.6m，且在冻土深度以下。

从水平的气体主管上引接支管时，应该从主管的顶端接出。

对于多层共架管道的布置，气体管道、热管道、公用工程管道及电气仪表槽架宜在上层，腐蚀性介质管道、低温管道宜在下层。

易燃、易爆、有毒及有腐蚀性物料的管道不应敷设在生活间、楼梯、走廊等地方。放空管应该引至室外指定地点，或高出屋面2m。

无绝热层的管道不用管托或者支座。大口径薄壁裸管及有绝热层的管道应采用管托或支座支撑。

管道直接埋地布置的条件是：

◇ 输送介质无毒、无腐蚀性、无爆炸危险的管道，由于某种原因无法在地上敷设的。

◇ 与地下储槽或地下泵房有关的工艺介质管道。

◇ 冷却水及消防水或泡沫消防管道。

◇ 操作温度小于150℃的热力管道。

3.压力管道常用管子材料选用原则？

压力管道常用管子材料的使用是根据所输送介质的操作条件（如压力、温度）及其在该条件下的介质特性决定的。考虑如下因素：

优先选用的管材：

在选用管子材料时，一般先考虑采用金属材料，金属材料不适用时，再考虑非金属材料。金属材料优先选择钢制管材，后考虑选用有色金属材料。钢制管材中，先考虑采用碳钢，不适用时再选用不锈钢。在考虑碳钢材料时，先考虑焊接钢管，不适用时再选用无缝钢管。

介质压力的影响：

输送介质的压力越高，管子的壁厚就越厚，对管子材料的要求一般也越高。

介质压力在1.6MPa以上时，可选用无缝钢管或有色金属管子。

压力很高时，如在合成氨、尿素和甲醇生产中，有的管子介质压力高达32MPa，一般选用材料为20钢或15MnV的高压无缝钢管。

真空设备上的管子及压力大于10MPa时的氧气管子，一般采用铜和黄铜管。

介质压力在1.6MPa以下时，可考虑采用焊接钢管、铸铁管或非金属管子。但铸铁管子承受介质的压力不得大于1.0MPa。非金属管子所能承受的介质压力，与非金属材料品种有关，如硬聚氯乙烯管子，使用压力小于或等于1.6MPa；增强聚丙烯管子，使用压力小于或等于1.0MPa；ABS管子，使用压力小于或等于0.6MPa。

对水管，当水的压力在1.0MPa以下时，通常采用材料为Q235A的焊接钢管；当水的压力大于2.5MPa时，一般采用材料为20钢的无缝钢管。

介质化学性质的影响：

介质化学性质的影响主要体现在腐蚀上，应予以高度重视。

介质呈中性，一般对材料要求不高，可选用普通碳钢管。

介质呈酸性或碱性，就要选择耐酸或耐碱的管材。

输送水及水蒸汽，采用碳钢材料的管子。

管子本身功能的影响：

有些管子除需具备输送介质的功能外，还要具有吸震的功能、吸收热胀冷缩的功能，在工作状况下，能经常移动的功能。

压力降的影响：

管子的材料初步选定以后，还要进行管道压力降的计算，确定管子内径。通过压力降的计算，看选用的材料是否符合要求。特别在初步选用塑料管子时，更要重视压力降的复核。

4. 压力管道常用钢管材料选用原则

压力管道常用管子材料选用原则有哪些？今天小编就来说说这个事情。

在进行压力管道设计时，管径经计算确定以后，就要选择管子的材料。压力管道常用管子材料的使用时根据所输送介质的操作条件（如压力、温度）及其在该条件下的介质特性决定的。

材料选择不当，会造成浪费或埋下事故隐患。如可以用普通材料的管子，选用了较昂贵材料的管子，就增加了不必要的基建投资。该有耐酸不锈钢的场合用了碳钢就会直接影响压力管道的正常运行，甚至留下祸根。所以在选择管子材料时，要求设计人员首先要了解管子的种类、规格、性能、使用范围，最好还要调查该管子在其他类似的压力管道的应用情况，再根据以下的原则确定管子的材料。

(1)优先选用的管材

在选用管子材料时，一般先考虑采用金属材料，金属材料不适用时，再考虑非金属材料。金属材料优先选用钢制管材，后考虑选用有色金属材料。钢制管材中，先考虑采用碳钢，不适用时再选用不锈钢。在考虑碳钢材料时，先考虑焊接钢管，不适用时再选用无缝钢管。

(2)介质压力的影响

输送介质的压力越高，管子的壁厚就越厚，对管子材料的要求一般也越高。

介质压力在1.6MPa以上时，可选用无缝钢管或有色金属管子。压力很高时，如在合成氨、尿素和甲醇生产中，有的管子介质压力高达32MPa，一般选用材料为20#或15CrMo的高压无缝钢管。在真空设备上的管子及压力大于10MPa时的氧气管子，一般采用铜管和黄铜管。

介质压力在1.6MPa以下时，可考虑采用焊接钢管、铸铁管或非金属管子。但铸铁管子承受介质的压力不得大于1.0MPa。非金属管子所能承受的介质压力，与非金属材料品种有关，如硬聚氯乙烯管子，使用压力小于或等于1.6MPa；增强聚丙烯管子，使用压力小于或等于1.0MPa；ABS管子，使用压力小于或等于0.6MPa。

对水管，当水的压力在1.0MPa以下时，通常采用材料为Q235A的焊接钢管；当水的压力大于2.5MPa时，一般采用采用为20#的无缝钢管。

(3)介质温度的影响

不同材料的管子，适用于不同的温度范围。压力为1.0MPa的氢气，当氢气的温度小于350℃时，一般采用20#无缝钢管，当氢气的温度在351~400℃范围时，一般采用15CrMo或12CrMo无缝钢管。

(4)介质化学性质的影响

输送不同介质，采用不同的管材。有的介质呈中性，一般对材料要求不高，可选用普通碳钢管；有的介质呈酸性或碱性，就要选择耐酸或耐碱的管材。强酸强碱与弱酸弱碱对管子的采用要求也不一样，同样的酸或碱，浓度不同对管子的材料要求也有区别。如输送水及水蒸气，采用碳钢材料的管子就可以了。如在尿素装置中，输送二氧化碳的管子，一般采用不锈钢管，因为二氧化碳遇水形成碳酸，碳酸对一般钢管有腐蚀作用。如发烟硫酸可选用碳钢管子，稀硫酸就不得用碳钢管子，因为稀硫酸和碳钢能其化学反应，对碳钢有腐蚀，可采用硬铝管。

(5)管子本身功能的影响

有些管子除需具备输送介质的功能外，还有具有吸震的功能、系数热胀冷缩的功能，在工作状况下，能经常移动的功能，如民用液化石油气、氧气、乙炔气在灌瓶的部位，管子常采用高压钢丝编织胶管，而不能使用移动不方便的硬质钢管。

(6)压力降的影响

管子的材料初步选定以后，还要进行管道压力降的计算，确定管子内径。通过压力降的计算，看选用的材料是否符合要求。特别是初步选用塑料管子时，更要重视压力降的复核。

压力管道的计算，在工程设计中，一般要根据生产规模进行物料衡算、能量衡算和设备计算，初步确定物料流量。并参照有关资料，假定一个物料流速，计算出管子内径，查手册或标准，选用标准管子，通常选用的标准管子内径应等于或略大于计算出的管子内径。再计算管道的压力降。

(7)常用管道的类型

一般用途及选用材料情况参见下表。

本文相关表格及参数，请点点击下方链接下载：http://www.josen.net/zb_users/upload/2019/07/20190703100930156211977075695.pdf

5. 压力用无缝钢管的正确选用，其实很有学问！

无缝钢管的正确选用，其实很有学问！对于我们流程工业常用的流体输送用无缝钢管，选用时有什么要求？且看我们压力管道人的总结：

无缝钢管是采用穿孔热轧等热加工方法制造的不带焊缝的钢管。必要时，热加工后的管子还可以进一步冷加工至所要求的形状、尺寸和性能。

目前，无缝钢管（DN15－600）是石油化工生产装置中应用最多的管子。

（一）碳素钢无缝钢管

材料牌号：

10#、20#、09MnV、16Mn共4种

标准：

GB8163《流体输送用无缝钢管》

GB/T9711《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》

GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》

GB9948《石油裂化用无缝钢管》

GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》

GB/T5310《高压锅炉用无缝钢管》

GB/T8163：

材料牌号：10#、20#、Q345等。

适用范围：设计温度小于350℃、压力低于10MPa的油品、油气和公用介质.

GB6479：

材料牌号：10#、20G、16Mn等。

适用范围：设计温度－40～400℃、设计压力10.0～32.0MPa的油品、油气.

GB9948：

材料牌号：10#、20#等。

适用范围：不宜采用GB/T8163钢管的场合。

GB3087：

材料牌号：10#、20#等。

适用范围：低中压锅炉的过热蒸汽、沸水等。

GB5310：

材料牌号：20G 等。

适用范围：高压锅炉的过热蒸汽介质

检验：

一般流体输送用钢管必须进行化学成分分析、拉力试验、压扁试验和水压试验。

GB5310、GB6479、GB9948三种标准的钢管，除了流体输送用钢管必须进行的试验外，还要求进行扩口试验和冲击试验；这三种钢管的制造检验要求是比较严格的。

GB6479标准还对材料的低温冲击韧性做出了特殊要求。

GB3087标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，还要求进行冷弯试验。

GB/T8163标准的钢管，除了流体输送用钢管的一般试验要求外，据协议要求进行扩口试验和冷弯试验。这两种管子的制造要求不如前三种严格。

制造：

GB/T8163和GB3087标准的钢管多采采用平炉或转炉冶炼，其杂质成分和内部缺陷相对较多。

GB9948多采用电炉冶炼。大多加入了炉外精炼工艺，成分和内部缺陷相对较少。

GB6479和GB5310标准本身规定了炉外精炼的要求，其杂质成分和内部缺陷最少，材料质量最高。

上述几个钢管标准的制造质量等级从低到高的顺序：

GB/T8163 <GB3087 <GB9948 <GB5310 <GB6479

选用：

一般情况下，GB/T8163标准的钢管适用于设计温度小于350℃、压力低于10.0MPa的油品、油气和公用介质条件下；

对于油品、油气介质，当其设计温度超过350℃或压力大于10.0MPa时，宜选用GB9948或GB6479标准的钢管；

对于临氢操作的管道，或者在有应力腐蚀倾向环境中工作的管道，也宜使用GB9948或GB6479标准。

凡是低温下(小于－20℃)使用碳素钢钢管应采用GB6479标准，只有它规定了对材料低温冲击韧性的要求。

GB3087和GB5310标准是专门为锅炉用钢管而设置的标准。

《锅炉安全监察规程》强调指出，凡与锅炉相连的管子都属监察范围，其材料与标准的应用都应符合《锅炉安全监察规程》的规定，故锅炉、电站、供暖以及石化生产装置中用到的公用蒸汽管道(由系统供给)等都应采用GB3087或GB5310标准。

值得注意的是，质量好的钢管标准，钢管的价格也比较高，如GB9948比GB8163材料的价格高近1/5，因此，在选用钢管材料标准时，应依据使用条件综合考虑，既要可靠又要经济。还需注意，按照GB/T20801和TSGD0001，GB3087和GB8163标准的钢管不得用于GC1管道（除非逐根超声，质量不低于L2.5级，可用于设计压力不大于4.0Mpa的GC1(1)管道）。

（二）低合金钢无缝钢管

石油化工生产装置中，常用的铬钼钢和铬钼钒钢无缝钢管标准有

GB9948《石油裂化用无缝钢管》

GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》

GB/T5310《高压锅炉用无缝钢管》

GB9948包含的铬钼钢材料牌号：12CrMo、15CrMo、1Cr2Mo、1Cr5Mo等。

GB6479包含的铬钼钢材料牌号：12CrMo、15CrMo、1Cr5Mo等。

GB/T5310包含的铬钼钢和铬钼钒钢材料牌号：15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG等。

其中，较为常用的是GB9948，选用条件见上文。

（三）不锈钢无缝钢管

常用的不锈钢无缝钢管标准有：

GB/T14976、GB13296、GB9948、GB6479、GB5310共五个标准。其中，后三个标准中仅列出了两三个不锈钢材料牌号，而且是不常用的材料牌号。

因此，当工程上选用不锈钢无缝钢管标准时，基本上都选用GB/T14976和GB13296标准。

GB/T14976《流体输送用不锈钢无缝钢管》：

材料牌号：304、304L等共19种适于一般流体的输送。

GB13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》：

材料牌号：304、304L等共25种。

其中超低碳不锈钢(304L、316L)具有优良的抗腐蚀性能，在一定条件下，可代替稳定型不锈钢(321、347)用于抗介质的腐蚀；超低碳不锈钢高温机械性能较低，一般仅用于温度低于525℃的条件下；稳定型奥氏体不锈钢既具有较好的抗腐蚀性能，又有较高的高温机械性能，但321中的Ti在焊接过程中易被氧化而失掉，从而降低了其抗腐蚀性能，其价格较高，这类材料一般用在较重要的场合，304、316具有一般的抗腐蚀性能，价格便宜，因此被广泛应用。

15crmo材质合金钢管是无缝钢的一种，其性能要比一般的无缝钢管高很多，因为这种钢管里面含Cr比较多，其耐高温、耐低温、耐腐蚀的性能是其他无缝钢管比不上的，所以合金管在石油、化工、电力、锅炉等行业的用途比较广泛。

扩展资料：

15crmo材质合金钢管纯化氢的原理是：

在300—500℃下，把待纯化的氢通入15crmo材质合金钢管的一侧时，氢被吸附在15crmo材质合金钢管壁上，由于钯的4d电子层缺少两个电子，它能与氢生成不稳定的化学键（钯与氢的这种反应是可逆的），在钯的作用下，氢被电离为质子其半径为1.5×1015m，而钯的晶格常数为3.88×10－10m（20℃时），故可通过15crmo材质合金钢管，在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子，从15crmo材质合金钢管的另一侧逸出。

在15crmo材质合金管表面，未被离解的气体是不能透过的，故可利用15crmo材质合金钢管获得高纯氢。虽然钯对氢有独特的透过性能，15crmo材质合金钢管但纯钯的机械性能差，高温时易氧化，再结晶温度低，易使15crmo材质合金钢管变形和脆化，故不能用纯钯作透过膜。在钯中添加适量的IB族和Ⅷ族元素，制成钯合金，可改善钯的机械性能。

参考资料：

氢氧化钠溶液喷洒钢管后，氢氧化钠迅速吸收空气中的二氧化碳，干燥后形成白色的斑点。醋酸是中等强度的酸，醋酸钠具有与良好的水溶性。在钢管上喷洒适量的醋酸，和碳酸钠反应形成醋酸钠，再用水冲洗干净，即可。

不同的管道材质，流速是不一样的，参考氢气站规范

气体的流速有经济流速和安全流速之分，对可燃性气体主要应着眼于安全流速。

氢气具有着火能量低，与空气、氧混合燃烧和爆炸极限宽，燃烧速度快等特点，所以在生产和使用过程中的燃烧、爆炸问题应特别注意。

氢与空气或与氧混合形成处于爆炸极限范围内的可燃性混合物和着火源同时存在，是燃烧和爆炸的两个基本条件。

为此，应管理好可燃烧性物质，防止氢气泄漏、逸出和积累，注意系统的密封、抑制和监视爆炸性混合物的形成。

同时要管理好着火源。

着火源分自燃和外因点燃两大类。

火源的形成和性质见表6。

氢气在管道内流动，当流速大，与管壁摩擦增强，特别是管道内含有铁锈杂质时，形成静电火花。

据美国宇航局统计的96次氢气事故中，氢气释放到大气与空气混合后着火事故占62％，静电引起的着火事故占17.2％。

多年以来，氢气管道设计中控制流速为8m／s，本规范修订前，规定碳钢管中氢气最大流速：当压力大于1.6 MPa时为8m／s，0.1～1.6 MPa为12m／s；

不锈钢管为15m／s。

原规范执行中一些单位询问和提供超过规定最大流速的有关问题和情况，如扬子石化一巴斯夫公司提供，该公司相关石化装置的氢气流速采用小于20m／s。

近年来，随着国引进技术、设备和技术交往，许多单位实际又突破原规范的规定流速。

15crmo材质合金钢管是无缝钢的一种，其性能要比一般的无缝钢管高很多，因为这种钢管里面含Cr比较多，其耐高温、耐低温、耐腐蚀的性能是其他无缝钢管比不上的，所以合金管在石油、化工、电力、锅炉等行业的用途比较广泛。

扩展资料：

15crmo材质合金钢管纯化氢的原理是：

在300—500℃下，把待纯化的氢通入15crmo材质合金钢管的一侧时，氢被吸附在15crmo材质合金钢管壁上，由于钯的4d电子层缺少两个电子，它能与氢生成不稳定的化学键（钯与氢的这种反应是可逆的），在钯的作用下，氢被电离为质子其半径为1.5×1015m，而钯的晶格常数为3.88×10－10m（20℃时），故可通过15crmo材质合金钢管，在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子，从15crmo材质合金钢管的另一侧逸出。

在15crmo材质合金管表面，未被离解的气体是不能透过的，故可利用15crmo材质合金钢管获得高纯氢。虽然钯对氢有独特的透过性能，15crmo材质合金钢管但纯钯的机械性能差，高温时易氧化，再结晶温度低，易使15crmo材质合金钢管变形和脆化，故不能用纯钯作透过膜。在钯中添加适量的IB族和Ⅷ族元素，制成钯合金，可改善钯的机械性能。

参考资料：