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第一章 管道设计基础1

第一节 管道的分级（类）和流体分类1

一、压力管道的定义1

二、《压力容器压力管道设计许可规则》的管道分类1

三、GB/T 20801.1—2006《压力管道规范 工业管道第1部分：总则》的压力管道分级3

四、GB 50316—2000《工业金属管道设计规范》（2008年版）对输送的流体分类3

五、中国石化SH/T 3059—2011对管道的分级4

六、中国曾有某些标准或习惯上对工业管道的分级（类）5

七、ASME B31.3对输送流体的分类6

八、TSG D0001—2009对工业管道级别及其介质毒性程度、腐蚀性和火灾危险性划分6

第二节 管道设计条件8

一、设计压力8

二、设计温度9

三、与设计有关的其他因素10

第三节 设计基准11

一、压力-温度额定值（参数值、等级）11

二、公称压力（PN,Class）12

三、公称直径［DN（mm），NPS（in）］15

四、许用应力16

五、设计寿命18

六、钢管及钢制管件厚度的规定18

附录一 GB 50316的3.2.3.3确定许用应力的基准19

附录二 国外标准、规范用于确定许用应力的安全系数20

附录三 国家标准《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》DL/T 5366确定钢材的许用应力23

附录四 GB/T 20801.2—2006材料许用应力表24

附录五 GB/T 20801.3—2006确定材料的许用应力准则和纵向焊接接头系数42

第二章 管道器材及其选择44

第一节 钢管44

一、配管用钢管44

二、钢管的尺寸系列和产品标准的尺寸51

三、钢管的壁厚系列59

四、国产无缝钢管64

五、国产焊接钢管81

六、国外常用配管用钢管的化学成分和机械性能对照105

七、各国不锈钢和耐热钢牌号对照116

八、钢管选用的一般规定122

九、加工高硫、高酸原油重点装置的主要管道设计选材134

第二节 管件140

一、管件的分类140

二、SH/T 3059对管件的规定145

三、GB 50316对管件的规定146

四、TSG D0001—2009规定的管道元件的使用148

五、管件标准系列150

第三节 钢制管法兰、垫片及紧固件189

一、钢制管法兰189

附录A HG标准法兰与接管焊接结构尺寸249

二、垫片316

三、法兰紧固件——螺栓、螺柱、螺母333

四、钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定346

附录一 国标法兰用紧固件360

附录二 螺栓截面的计算及螺栓荷载363

附录三 管法兰连接用紧固件长度计算364

第四节 阀门的选用368

一、阀门的分类及阀门的基本参数368

二、阀门的选用370

三、阀门型号组成和代号377

四、石化常用阀门381

五、阀门的试验396

六、阀门的材料398

附录一 石化常用阀门结构410

第五节 常用管道器材的综合选用418

一、管道等级代号的确定418

二、石油化工装置常用管道等级表419

第三章 管道设计463

第一节 GB 50160—2008《石油化工企业设计防火规范》对管道布置设计的规定463

一、厂内管线综合463

二、工艺及公用物料管道464

三、含可燃液体的生产污水管道465

四、泄压排放466

第二节 GB 50316—2000《工业金属管道设计规范》（2008年版）对管道设计的规定468

一、管道的布置468

二、管道系统的安全472

三、输送A1类和A2类流体管道的补充规定475

第三节 SH 3012—2010《石油化工金属管道布置设计规范》对管道设计的规定477

一、一般规定477

二、管廊的管道布置480

三、常用设备的管道布置481

四、特殊管道的布置484

五、取样管道的布置486

六、泄放管道的布置486

七、公用系统管道的布置488

八、阀门的布置490

九、管件和管道附件的布置493

十、管道上的仪表或测量元件的布置494

十一、管道支吊架的布置496

第四节 GB/T 2080.3—2006《压力管道规范 工业管道》有关管道连接、支管连接和补强的规定498

一、管道组成件连接形式的选用498

二、支管的焊接连接502

三、SH/T 3059—2011对“管道分支”的规定504

四、GB150.3—2011《压力容器第3部分：设计》对主管开孔不需补强的规定505

五、支管接连的等面积补强计（GB/T 20801.3—2006）505

六、整体成型三通的压力面积法计算512

第五节 阀门的安装512

一、阀门的安装位置512

二、阀门的旁通516

三、启闭阀门的传动装置517

四、止回阀的安装517

五、减压阀的安装517

六、气动调节阀的安装518

七、安全泄压装置521

八、疏水阀的安装530

第四章 管道设计图的绘制533

第一节 概述533

一、管道设计图的组成533

二、图纸的幅面和比例533

三、尺寸标注534

第二节 图例符号和缩写535

一、图例符号535

二、缩写536

第三节 管道布置图的绘制536

一、一般要求536

二、管道平竖面图的内容及表示方法536

第四节 单管管段图的绘制540

一、一般要求540

二、单管管段图的内容及表示方法541

第五章 设备和管道的绝热设计547

第一节 概述547

一、保温、保冷的定义547

二、保温效果的评价547

三、保冷效果的评价548

四、保温设计的基本原则548

五、保冷设计的基本原则549

第二节 绝热材料的选择549

一、绝热材料及其制品应具有的主要技术性能549

二、绝热材料的选择553

第三节 绝热计算559

一、SH/T 3010—2011的绝热计算559

二、绝热层厚度选用566

第四节 绝热结构的设计与施工585

一、绝热结构设计585

二、绝热结构的施工590

三、防潮层的施工593

四、金属薄板外护层的施工593

附录一 部分城市有关气象参数表597

附录二 保温层厚度选用列线图601

附录三 防凝露的保冷层厚度选用列线图603

附录四 绝热层体积外表面积604

附录五 绝热层厚度计算608

第五节 工艺管道伴热611

一、常用伴热介质611

二、伴热方式612

三、伴热规定612

四、伴管设计616

五、夹套管设计626

六、疏水阀的型式和选用632

七、安装要求632

第六节 电伴热633

一、电伴热的方法633

二、电伴热的应用635

三、电伴热产品的种类635

四、电伴热产品的选型和计算641

五、电伴热设施的安装要点643

六、典型电伴热安装简图644

七、典型电伴热系列产品648

附录一 传热胶泥649

第六章 管道支吊架651

第一节 概述651

一、支吊架在管道设计中的重要性651

二、支吊架的型式及其选择651

第二节 管道支吊架位置的确定662

一、连续水平敷设的管道跨距计算662

二、有压力脉动管道支架间距计算663

三、管道有坡度、无袋形（不积液）的支架间距664

四、弯管部分的支吊架间距665

五、有集中荷载及导向支架的设置667

附录A 跨距的修正695

附录B 挠度与跨度间的关系695

附录C 美国《管道手册》资料（一）695

附录D 美国《管道手册》资料（二）697

第三节 支吊架荷载计算698

一、支吊架承受的荷载698

二、支吊架垂直荷载计算699

三、支吊架水平荷载计算706

第四节 管道垂直位移量的近似计算709

一、比例计算法709

二、悬臂挠度法711

第五节 常用管道支吊架系列717

一、支架系列717

二、管托系列724

三、管吊、管卡系列729

四、管道支托系列732

五、立管支托系列（表6.5.29～表6.5.32）735

六、假管支托系列（表6.5.33、表6.5.34）738

附录一 支吊架结构设计的主要依据739

一、材料739

二、设计温度739

三、许用应力740

四、焊缝强度计算740

第七章 管道应力分析742

第一节 管道的应力742

一、管道的应力及其合成742

二、柔性系数和应力增大系数744

三、应力的分类746

四、GB 50316对管道应力的规定747

五、评定标准749

第二节 管道柔性分析方法和参数751

一、管道柔性计算的范围和分析方法751

二、计算参数的确定754

第三节 管道热应力分析简化计算757

一、判断式分析法757

二、图解法759

第四节 设备的允许推力和力矩773

一、离心泵的允许推力773

二、汽轮机的允许推力778

三、离心式和轴流式压缩机的管嘴允许推力779

四、加热炉管嘴的允许推力780

五、空冷器管嘴的允许推力781

六、设备管嘴应力的验算782

附录一 金属弹性模量（GB/T 20801.2—2006）783

附录二 金属热胀系数（GB/T 20801.2—2006）785

附录三 金属的总热胀量（GB/T 20801.2—2006）787

附录四 增加管道柔性的设计方法789

第八章 设备和管道的防腐涂漆791

一、概述791

二、大气中腐蚀性气体的分类791

三、钢材表面处理793

四、常用防腐涂漆794

五、涂漆作业794

六、检查与验收795

附录一 参考性资料795

第九章 TSGD0001—2009管道的使用、改造、维修的规定800

第一节 使用800

第二节 改造802

第三节 维护保养、维修802

第十章 工业金属管道工程施工与试验803

第一节 概述803

第二节 管道的分级和管道检查等级803

一、GB50517—2010对石油化工管道的分级803

二、GB 50235—2010对工业金属管道的分级804

第三节 管道的预制、焊接、安装805

一、管道预制805

二、管道焊接808

三、钢制管道安装811

第四节 管道焊接检查和检验815

一、GB/T 20801.5—2006《压力管道规范 工业管道 第5部分：检验与试验》规定的管道检查等级815

二、焊缝的外观验收816

三、焊接接头的无损检测817

四、硬度检测（GB 50517—2010）820

五、焊缝铁素体检查（GB 50517—2010）820

第五节 管道试验、吹扫与清洗820

一、管道试验820

二、管道吹扫与清洗824

第六节 其他827

一、管道涂漆827

二、管道绝热828

三、工程交接验收829

附录 压力管道设计常用标准目录830