压力管道设计及工程实例 第三版 宋岢岢 压力管道设计技术配管设计 压力管道设计人员日常工作手册及压力管道设计审批人员培训

本书根据作者多年来的压力管道设计切身工作经验和体会，采用国内外大、中型工程典型压力管道设计实例，并与现代化工程新技术紧密结合，由浅入深详细介绍了压力管道设计方法，特别分析比较了国内外新版标准规范，突出介绍了现代计算机技术在压力管道工程设计中的应用及技巧，并结合工程实例对压力管道设计进行了系统的讲解。

本书根据作者多年来的压力管道设计切身工作经验和体会，结合国内外大、中型工程典型压力管道设计实例和现代化工程新技术，由浅入深详细介绍了压力管道设计方法，特别分析比较了国内外新版标准规范，突出介绍了现代计算机技术在压力管道工程设计中的应用及技巧，并结合工程实例对压力管道设计进行了系统的讲解。
本书内容包括：压力管道基础知识、计算机辅助压力管道设计软件、材料基础知识、压力管道器材及其选择、装置设备布置、管道布置、压力管道的隔热和防腐蚀、长输管道和公用管道设计、应力分析和管道支吊架、压力管道设计计算机制图与建模、压力管道施工与检验、专业与项目管理。
本书与《工业管道配管设计与工程应用》、《管道应力分析与工程应用》、《管道器材选用与工程应用》可配套使用。本书内容实用，资料新颖，可作为压力管道设计人员日常工作手册及压力管道设计审批人员培训教程，也可作为设计单位和高等院校相关专业人员的参考资料。

第一章绪论1
第一节压力管道的概念及特点1
一、压力管道的概念1
二、压力管道的特点2
三、压力管道概念区分的误区及工程实例2
四、压力管道设计质量和效率的内在因素3
第二节压力管道设计的特点及工程实例4
一、压力管道设计的特点4
二、PDF文件转换为CAD可编辑版工程实例6
三、配管材料快捷汇总工程实例6
四、配管图纸快捷修改工程实例6
五、国内外压力管道设计人员资质要求工程实例7
第三节压力管道设计的基本要求及工程实例7
一、压力管道设计的基本要求7
二、设备布置和管道试镜选型错误引起的事故工程实例8
三、管道断面破裂事故工程实例8
四、不清楚工艺原理引起的管道器材选用事故工程实例8
五、热拱现象引起的配管错误工程实例8
六、大高差管道液击与重力流问题的工程实例9
七、无补偿器无伸缩缝高速列车铁轨技术在压力管道配管设计中的工程实例9
八、不清楚管道柔性引起的配管错误工程实例9
九、压力管道模块化设计及工程实例10
十、设计文件DN错误写成英寸单位工程实例12
十一、罐区内不设计高管廊的原因及工程实例12
十二、防火堤设计成3.2m高的原因及工程实例12
第四节压力管道的分级（类）13
一、《特种设备生产单位许可目录》的管道分级(类）13
二、美国国家压力管道标准的管道分级（类）13
三、GB 50316、GB 50235、SH/T 3059、SH/T 3501、GB 50517的管道分级（类）15
四、长输管道、公用管道、工业管道、动力管道设计分界及工程实例16
五、厂际管道的区分及压力管道分类16
六、GB类公用管道和GC类工业管道的区分16
七、GC类管道和GCD类管道的区分16
第五节压力管道设计的任务17
一、装置设备管道布置17
二、管道材料20
三、管道应力20
第六节压力管道设计阶段的划分21
一、设计阶段的一般划分21
二、各设计阶段的内容和深度21
三、设计深度错误的工程实例21
四、国内外工程基础设计、详细设计、FEED设计、报价设计、可研设计、总体设计等阶段一般工作内容22
第七节压力管道专业与其他专业的条件关系28
一、与工艺系统专业的接口条件28
二、与自控专业的接口条件29
三、与电气专业的接口条件29
四、与设备专业的接口条件29
五、与建筑、结构专业的接口条件30
六、与工程经济专业的接口条件30
七、与采购专业的接口条件30
八、与施工管理专业的接口条件31
第八节压力管道设计文件31
一、工业管道设计文件及签署31
二、长输管道设计文件及签署32
三、公用管道设计文件及签署32

第二章计算机辅助压力管道设计软件34
第一节计算机辅助压力管道设计软件的类别34
第二节压力管道设计软件AutoCAD34
一、AutoCAD简介34
二、压力管道设计常用的AutoCAD操作34
工程实例一快捷裁剪技巧35
工程实例二使用AutoCAD的快速选择功能35
工程实例三AutoCAD批处理打印图纸35
第三节压力管道设计软件Microstation38
第四节压力管道设计软件PDS38
第五节压力管道设计软件PDMS39
第六节压力管道设计软件AutoPlant40
第七节压力管道设计软件SmartPlant 3D40
第八节压力管道设计软件eZOrtho41
第九节压力管道应力分析软件AutoPipe42
第十节压力管道应力分析软件Caesar Ⅱ43
第十一节管道应力分析软件PipeNet43
第十二节压力管道设计软件eZWalker43
第十三节压力管道设计软件CADWorx46
第十四节计算机辅助压力管道设计软件的选用46

第三章材料基础知识48
第一节压力管道常用材料分类48
第二节金属材料48
一、黑色金属48
二、有色金属52
三、型钢53
第三节金属材料的性能54
一、金属材料的力学性能54
二、钢材的热处理54
三、常见元素对金属材料性能的影响55
第四节金属材料的腐蚀58
一、根据腐蚀发生的机理分类58
二、根据腐蚀形态分类58
第五节常用金属材料的基本限制条件65
一、一般限制条件65
二、常用材料的应用限制67
三、常用金属材料的使用温度69
四、TSG D0001《压力管道安全技术监察规程——工业管道》对管道元件的使用限制69
五、国外某管道材料选用工程实例71
六、低温管道材料设计的限制及工程实例76
七、低温冲击试验和低温低应力工况的管道设计及工程实例76
八、高温管道材料设计的限制及工程实例77
九、碳钢和不锈钢管材焊接设计及工程实例78
十、管道焊后热处理设计的对比及工程实例79
十一、管道设备设计寿命与实际使用年限的确定及工程实例79

第四章压力管道器材及其选择81
第一节压力等级81
一、公称压力（Nominal Pressure）PN81
二、以ASME B16.5为代表的美洲系列81
三、以DIN 2401为代表的欧洲系列82
四、ISO公称压力等级标准82
五、日本的压力等级标准83
六、英国、法国的压力等级标准83
七、我国的各种压力等级标准83
八、影响公称压力等级确定的因素85
第二节管径系列86
一、公称直径(Nominal Diameter)DN86
二、GB/T 1047《管道元件DN(公称尺寸)的定义和选用》管径系列86
三、SH/T 3059《石油化工管道设计器材选用规范》管径系列87
第三节标准体系之间的配伍87
一、大外径管子和小外径管子标准体系87
二、欧式法兰和美式法兰标准体系88
三、压力管道器材选用常用各国标准规范89
第四节压力管道设计条件和设计基准91
第五节管子91
一、管子的分类91
二、钢管91
三、钢管的尺寸系列91
四、金属直管壁厚的确定方法97
五、钢管的选择97
六、国内外常用钢管标准对照表100
七、管道材料代用设计事故工程实例104
八、严寒环境管道设计工程实例104
九、常用钢管使用温度限制和许用应力104
十、非金属管108
十一、衬里管111
十二、常用地下管道材料简介113
十三、中国石化标准碳素钢、低合金钢、合金钢、奥氏体不锈钢无缝钢管尺寸及特性数据表114
十四、中国石化标准焊接钢管尺寸及特性数据表120
十五、碳素钢、低合金钢、合金钢、奥氏体不锈钢无缝钢管尺寸及特性数据表125
第六节管件131
一、管件的用途及种类131
二、管件选择的原则137
三、支管连接件的选择138
四、焊接支管的补强138
五、分支管和主管的连接形式表138
六、异径管的选择139
七、常用管件系列139
八、管件选择常用标准规范140
第七节法兰141
一、法兰的种类141
二、法兰结构形式的选用142
三、法兰密封面形式的选用143
四、法兰系列144
五、钢制管法兰形式参数144
六、可配合使用的管法兰标准149
七、常用法兰标准规范150
第八节螺栓、螺母151
一、螺栓151
二、螺母151
三、螺栓与螺母材料的选择151
四、常用螺栓许用应力和使用温度153
五、某螺栓螺母ASTM材料的选用工程实例153
第九节垫片153
一、垫片的种类及适用范围153
二、垫片性能参数γ和m155
三、垫片选用的原则156
四、法兰、垫片、紧固件选配表157
五、苯管道垫片选用及工程实例157
第十节盲板、8字盲板、插板、垫环、限流孔板和混合孔板157
一、盲板、8字盲板、插板及垫环选用及工程实例157
二、限流孔板159
三、混合孔板159
第十一节阀门及其他管道设备159
一、阀门的分类159
二、阀门的型号161
三、阀门的标识166
四、阀门的基本参数166
五、阀门的质量要求167
六、阀门规格书的内容168
七、闸阀168
八、截止阀170
九、节流阀172
十、止回阀172
十一、蝶阀174
十二、球阀176
十三、旋塞阀177
十四、隔膜阀178
十五、安全阀180
十六、爆破片181
十七、减压阀182
十八、蒸汽疏水阀182
十九、阀门类型的选择185
二十、常用阀门的适用范围186
二十一、阀门主要零件材料187
二十二、驱动方式的选用188
二十三、设计文件中应给出的阀门描述188
二十四、低温阀门的设计及工程实例188
第十二节压力管道特殊件190
一、波纹管膨胀节190
二、过滤器191
三、阻火器191
四、消声器191
五、视镜192
第十三节压力管道等级及工程应用192
一、管道等级192
二、压力管道等级编制原则193
三、管道等级代号193
四、管道等级表中的管道壁厚表197
五、管道等级表中的管道分支表197
第十四节压力管道材料的设计文件及设计条件199
一、管道材料各设计阶段的主要设计文件199
工程实例压力管道询价书的设计200
二、管道材料的设计条件接口工程实例200
工程实例某工程项目压力管道材料设计的条件接口200
第十五节压力管道材料的设计附加裕量202
一、管道材料设计附加裕量的必要性202
二、确定设计附加量应考虑的因素202
三、确定管道材料设计附加裕量的原则202
四、管道材料的设计附加裕量工程实例202
工程实例某工程项目的管道材料的设计附加裕量202
第十六节压力管道材料设计的计算机应用204
一、材料设计过程的计算机应用204
二、管道材料统计中Excel的使用204
三、用计算机编程自动获取材料汇总报告208
第十七节管道材料概算快捷计算方法210
一、管道隔热结构辅助材料用量快捷计算方法210
二、设备隔热结构辅助材料用量快捷计算方法211
三、某管道外防腐蚀材料用量快捷计算方法212
四、管道支吊架材料用量快捷计算方法212
第十八节国内外大中型工程公司（设计单位）管道器材选用的常用方法及工程实例212
第十九节GA长输管道和GB公用管道的器材选用213
一、GA输油管道的器材选用213
二、GA输气管道的器材选用213
三、GB1城镇燃气管道的器材选用214
四、GB2城镇供热管道的器材选用215
五、直埋蒸汽和热水管道的器材选用及工程实例216

第五章装置设备布置218
第一节装置设备布置的一般要求及发展趋势218
一、采取三重安全措施218
二、满足有关设计条件的要求218
三、装置设备布置分区219
四、满足操作、检修和施工的要求219
五、满足全厂总体规划的要求219
六、适应所在地区的自然条件220
七、力求经济合理221
八、满足甲方要求222
九、注意外观美222
十、装置设备布置的“五化”发展趋势222
第二节设备的间距要求223
一、防火要求223
二、防爆要求223
三、其他要求224
四、设备布置间距设计错误工程实例及GB 50160关于装置设备布置常用的间距要求224
五、国内各行业防火防爆规范的比较及工程实例228
六、美标石化企业防火设计及工程实例229
七、GB 50016与GB 50160的应用比较及工程实例230
第三节净距、净空及有关标高231
一、设备间最小净距231
二、净空高度或垂直距离232
三、标高233
第四节管廊的布置233
一、管廊的布置原则234
二、管廊的布置形式234
三、装置内管廊的结构形式235
四、装置外管廊的结构形式236
五、管廊的主要尺寸236
六、地墩的布置设计及工程实例238
七、石化园区内原油天然气管道设计及工程实例238
八、管廊布置的工程应用实例238
工程实例一某装置内主管廊238
工程实例二典型管廊断面图239
工程实例三大型综合管廊典型布置设计240
工程实例四管廊顶部设备布置设计241
第五节塔的布置241
一、塔与其关联设备的布置要求241
二、塔的布置方式241
三、沿管廊布置的塔应考虑的要求241
四、塔的安装高度242
五、重沸器的布置242
六、塔布置的工程实例242
工程实例一小直径塔和框架的联合布置242
工程实例二成排的塔和框架的分开布置246
工程实例三成组的塔与框架联合布置246
工程实例四某塔群的布置246
第六节反应器的布置246
一、反应器与其关联设备的布置要求246
二、反应器的位置及其周围环境要求246
三、反应器的支承方式与安装高度246
四、反应器布置的工程实例247
工程实例一反应器的布置247
工程实例二重整反应器的布置247
工程实例三大型釜式反应器的布置247
工程实例四某PTA项目反应器的框架布置251
第七节容器的布置251
一、容器布置的一般要求251
二、立式容器的布置252
三、立式容器的支承方式及高度的确定254
四、立式容器支腿的方位254
五、卧式容器的布置254
六、容器的布置取齐方式255
七、卧式设备固定端的确定及工程实例257
八、容器布置的工程实例257
工程实例一卧式容器的典型布置257
工程实例二框架上容器的典型布置257
第八节换热设备的布置258
一、管壳式换热器或冷却器的布置258
二、套管式换热器的布置260
三、空气冷却器的布置260
四、换热设备布置的工程实例262
工程实例一地面上成组布置的换热器262
工程实例二地面上换热器的布置263
工程实例三框架上换热器的布置263
工程实例四空冷器的典型布置264
工程实例五空冷器平台典型布置265
第九节加热炉的布置265
一、加热炉的位置265
二、加热炉的间距267
三、加热炉布置的工程实例267
工程实例一箱式加热炉的布置267
工程实例二立式加热炉的布置267
工程实例三加热炉和汽包的布置267
工程实例四加热炉作为重沸器的布置267
工程实例五加热炉阀组的布置267
第十节泵的布置269
一、泵的布置方式和要求269
二、泵的间距270
三、泵的基础270
四、泵布置的工程实例271
工程实例一管廊上安装空冷器时泵的布置271
工程实例二管廊上没有安装空冷器时泵的布置272
工程实例三框架下的泵的布置272
工程实例四室内泵的布置273
第十一节压缩机的布置273
一、压缩机的布置设计内容273
二、压缩机布置的一般要求273
三、压缩机的安装高度274
四、压缩机附属设备的布置274
五、压缩机维修机具的布置275
六、压缩机布置的工程实例275
工程实例一室内离心式压缩机的典型布置(进、出管口在上部)275
工程实例二离心式压缩机的典型布置(进、出管口在下部)275
工程实例三室外离心式压缩机的立面布置（一）275
工程实例四室外离心式压缩机的立面布置（二）275
工程实例五室外离心式压缩机的平面布置275
工程实例六离心式压缩机辅助设备的位置275
工程实例七多台离心式压缩机的平面布置275
工程实例八某尿素工程室内往复式压缩机的平面布置275
工程实例九某尿素工程室内往复式压缩机的立面布置275
工程实例十室外往复式压缩机的布置275
第十二节汽车槽车装卸站的布置283
一、汽车槽车装卸站的种类283
二、汽车槽车装卸站布置的主要原则和要求283
三、可燃液体的汽车装卸站应符合防火规范上的规定284
四、汽车槽车装卸站布置的工程实例284
工程实例一汽车装油站284
工程实例二高位罐装车站284
工程实例三双侧装车台284
工程实例四密闭下卸系统卸车站284
第十三节铁路槽车装卸站的布置286
一、铁路槽车装卸站的种类286
二、铁路槽车装卸站布置的主要原则和要求286
三、可燃液体的铁路装卸站在防火规范上的规定287
四、铁路槽车装卸站布置的工程实例287
工程实例一单侧铁路槽车装卸台287
工程实例二双侧铁路槽车装卸台287
工程实例三铁路槽车装卸站布置287
第十四节装卸油品码头的布置290
一、装卸油品码头布置常用的规范290
二、装卸油品码头与其他码头或建筑物、构筑物安全距离的规定290
三、可燃液体码头、液化烃码头两相邻泊位的船舶间的最小距离290
四、可燃液体码头、液化烃码头布置的工程实例290
工程实例一某LNG工程装卸码头290
工程实例二某LPG工程装卸码头291
工程实例三某LNG工程装卸码头291
第十五节罐区的布置292
一、罐区的布置原则和要求292
二、常用防火规范有关罐区布置的内容范围292
三、《石油化工企业设计防火标准》对罐区布置的要求292
四、《建筑设计防火规范》对罐区布置的规定295
五、低温罐布置设计及工程实例297
六、罐区布置设计其他必要事项及工程实例299
七、罐区布置的工程实例299
工程实例一某化工全压力罐区的布置299
工程实例二某工程罐区的设备布置299
工程实例三某NAE工程罐区的设备布置299
第十六节建筑物的布置302
一、建筑物的一般要求302
二、建筑物的防火要求303
三、控制室的布置303
四、变、配电室的布置303
五、化验室的布置304
六、厂房仓库的“五距”布置设计及工程实例304
七、其他要求304
第十七节构筑物的布置305
一、框架的布置305
二、平台梯子的布置305
三、放空烟囱的布置307
第十八节围堰、防火堤、隔堤、防护墙和隔墙的布置307
一、围堰的布置307
二、防火堤的功能307
三、防火堤的设计标准及差异307
四、防火堤和隔堤的设计及工程实例308
五、防火堤、隔堤、防护墙及隔墙的设计及工程实例309
六、室内、敞开或半敞开式厂房的设计及工程实例310
第十九节通道的布置311
第二十节装置设备布置设计工程实例312
一、装置设备布置设计要求的一般资料312
二、对工艺流程图的研究312
三、平面布置图的编制314
四、装置管廊的布置314
五、主要设备的布置319
六、管线走向研究图320
七、修改并完成建议的平面布置图321
第二十一节石油和化工装置工艺及布置简介323
一、乙烯装置工艺及布置简介323
二、聚丙烯装置工艺及布置简介326
三、线性低密度聚乙烯、高密聚乙烯装置工艺及布置简介328
四、丁苯橡胶装置工艺及布置简介331
五、环氧乙烷和乙二醇装置工艺及布置简介332
六、尿素装置工艺及布置简介334
七、丁辛醇装置工艺及布置简介337
八、丙烯酸及酯装置工艺及布置简介339
九、对二甲苯装置工艺简介340
十、合成氨装置简介及布置简介341
十一、液化天然气工艺及布置简介342
十二、甲醇装置工艺及布置简介343
十三、原油常减压蒸馏装置工艺及布置简介345
十四、催化裂化装置工艺及布置简介346
十五、催化重整、苯抽提装置工艺及布置简介348
十六、加氢裂化装置工艺简介352
十七、加氢精制装置工艺简介354
十八、制氢装置工艺简介354
十九、延迟焦化装置工艺及布置简介355
二十、气体分馏装置工艺及布置简介358
二十一、污水处理厂工艺简介360
二十二、空分空压站工艺及布置简介361
二十三、火炬系统工艺及布置简介362
第二十二节压力管道装置设备布置常用的标准规范366

第六章管道布置368
第一节管道布置设计必须具备的条件368
第二节管道的敷设方式和管道布置设计的一般要求368
一、管道敷设的方式368
二、管道布置设计的一般要求369
三、管道净空高度和埋设深度372
四、高点排气及低点排液的设置373
五、分支管的引出方向376
六、取样管道布置377
七、蒸汽管道布置379
八、蒸汽管道上的集液包380
九、非净化压缩空气和净化压缩空气管道布置381
十、氮气管道布置382
十一、氧气管道布置382
工程实例氧气管道设计事故383
十二、消防水喷淋管道布置383
十三、液化烃管道布置384
十四、氢气管道布置386
十五、低温介质管道布置386
十六、真空管道布置386
十七、极度危害介质管道布置387
十八、气流输送介质管道布置387
十九、常用非金属管道布置387
二十、衬塑钢管管道布置388
二十一、管件布置388
二十二、阀门布置的一般要求389
二十三、止回阀布置391
二十四、安全阀布置392
二十五、减压阀布置393
二十六、疏水阀布置393
二十七、呼吸阀布置395
二十八、阻火器布置396
二十九、调节阀布置396
三十、阻火器布置396
三十一、过滤器布置397
三十二、消声器布置399
三十三、温度测量仪表布置399
三十四、流量测量仪表布置400
三十五、压力测量仪表布置401
三十六、液位测量仪表布置402
三十七、电缆桥架布置402
三十八、常见管道布置设计错误及纠正402
第三节管道布置常用数据404
一、压力管道的间距404
二、阀门的适宜位置和所需空间410
三、操作通道布置和标高基准410
四、焊缝布置设计数据417
第四节管廊上管道的布置设计418
一、管廊上管道布置的一般要求418
二、管廊上管道布置设计工程实例421
工程实例一管廊上的管道排列421
工程实例二某管廊的计算机三维模型截面图422
工程实例三管廊上管道阀门及其操作平台的设置423
工程实例四管廊下典型管道布置423
工程实例五管廊的典型设备和管道布置423
三、管廊上管道布置设计常见错误及纠正423
第五节塔的管道布置设计425
一、塔的分类及管道设计的特点425
二、塔的管道侧和操作侧划分427
三、塔的管道布置设计要点427
四、塔的附件及布置429
五、塔的管道支架435
六、塔的管道布置设计工程实例437
工程实例一塔的管道布置设计437
工程实例二一般塔的管道布置设计438
工程实例三变径塔的管道布置设计439
工程实例四变径塔管道布置计算机三维模型441
七、塔的管道布置设计常见错误及纠正442
第六节容器的管道布置设计444
一、容器的分类及管道设计的特点444
二、开口方位444
三、框架平台和梯子446
四、管道布置规划447
五、容器管道布置设计工程实例448
工程实例一卧式容器的管道布置448
工程实例二带分离罐的卧式容器管道布置立面图448
工程实例三火炬集液罐管道布置设计优化448
六、容器管道支架450
七、容器管道布置设计常见错误及纠正450
第七节换热设备的管道布置设计451
一、换热设备的分类及管道设计的特点451
二、换热器管道布置一般要求及典型实例452
三、空冷器的分类及管道设计的特点456
四、空冷器管道设计具体要求及典型实例456
五、换热设备管道布置设计常见错误及纠正458
第八节加热炉的管道布置设计460
一、加热炉的种类及管道设计的特点460
二、燃烧器(喷嘴)的形式及位置460
三、加热炉管道布置设计的一般要求461
四、加热炉燃料油管道布置的一般要求461
五、加热炉燃料气管道布置的一般要求463
六、加热炉区工作蒸汽的用途及其蒸汽分配管与灭火蒸汽管道设计的特点464
七、加热炉管道布置设计工程实例464
工程实例一圆筒炉的管道布置实例464
工程实例二箱式炉的管道布置实例468
八、加热炉管道布置设计常见错误及纠正468
第九节泵的管道布置设计469
一、泵的分类及管道设计的特点469
二、泵的管道设计一般要求471
三、泵的入口管道472
四、泵的出口管道477
五、往复泵的管道布置481
六、泵的辅助管道481
七、泵的特殊用途管道482
八、压力管道设计其他注意事项483
九、泵的管道布置设计工程实例483
工程实例一某裂解汽油工程泵的进出口管道483
工程实例二输送高温或低温液体泵的管道483
十、泵的管道布置设计常见错误及纠正485
第十节压缩机的管道布置设计486
一、压缩机的分类及管道设计的特点486
二、离心式压缩机管道布置设计的一般要求487
三、往复式压缩机管道布置设计的一般要求488
四、压缩机蒸汽透平/汽轮机的蒸汽管道488
五、压缩机的辅助管道488
六、压缩机管道布置设计工程实例490
工程实例一压缩机管道布置设计的典型图490
工程实例二离心式压缩机管道布置设计工程实例490
工程实例三往复式压缩机管道布置设计工程实例490
第十一节汽车槽车装卸站管道布置设计493
一、汽车槽车装卸站管道布置设计的一般要求493
二、汽车槽车装卸站管道布置设计工程实例494
工程实例一鹤管布置在装车台中心时汽车槽车装车台的布置和管道设计494
工程实例二鹤管布置在装车台边缘时汽车槽车装车台的布置和管道设计494
第十二节铁路槽车装卸站的管道布置设计494
一、铁路槽车装卸站管道布置设计的一般要求494
二、铁路槽车装卸站管道布置设计工程实例495
工程实例一单侧铁路槽车的装车台的布置和管道设计495
工程实例二双侧铁路槽车的装车台的布置和管道设计496
第十三节装卸码头的管道布置设计496
一、装卸码头总管的布置496
二、鹤管的配置496
三、装卸码头管道布置设计工程实例497
工程实例某LNG工程装卸码头与栈桥497
第十四节罐区的管道布置设计498
一、罐的分类及管道的设计特点498
二、储罐区的管道布置499
三、罐区管道布置设计工程实例499
工程实例一常压立式储罐的管道布置设计499
工程实例二固定顶储罐的管口布置设计499
工程实例三液化石油气卧式储罐的管道布置设计499
工程实例四球形储罐的管道布置设计499
工程实例五某液氨球罐的管道布置设计499
工程实例六某机场罐区工程储罐的管道布置设计499
工程实例七球罐安全阀设置位置错误设计499
第十五节地下管道的布置设计503
一、允许直接埋地的管道503
二、建筑物内和露天装置区埋地管道设计的一般要求503
三、GB 50316《工业金属管道设计规范》对埋地管道设计的要求503
四、大型管沟内管道布置504
五、GB 50316《工业金属管道设计规范》对沟内管道设计的要求505
六、室外地下管道与铁路道路及建筑物间的距离505
七、地下管道布置设计工程实例506
工程实例一某乙烯工程地下管道施工照片506
工程实例二管沟中敷设管道506
第十六节软管站的管道布置设计507
一、软管站的概念507
二、软管站的位置508
三、软管站管道布置设计的一般要求508
四、常用软管站形式的典型图工程实例509
第十七节洗眼器和淋浴器的管道布置设计511
一、洗眼器和淋浴器管的布置位置511
二、洗眼器和淋浴器管道布置设计的一般要求511
三、洗眼器和淋浴器管道布置典型图工程实例511
第十八节压力管道系统的伴热设计511
一、常用伴热介质的种类511
二、工艺管道的伴热方式512
三、管道选择伴热的原因512
四、伴热方式的选用原则512
第十九节热水、蒸汽伴热系统的设计513
一、热水、蒸汽伴热系统的组成513
二、热水、蒸汽伴热类型的选择513
三、伴热设计的规划513
四、伴管施工图的设计513
五、蒸汽供汽站/热水供水站(分配站)管道布置设计的一般要求514
六、伴管设计514
七、冷凝液站/热水回水站(收集站)管道布置设计的一般要求517
八、伴热材料的选择517
九、SH/T 3040《石油化工管道伴管和夹套管设计规范》的管道伴热设计518
十、蒸汽伴热和热水伴热布置典型图工程实例520
工程实例一蒸汽分配站和供气管的布置520
工程实例二冷凝水回收时收集站和冷凝水回收管的布置520
工程实例三冷凝水不回收时收集站和冷凝水排放管的布置521
工程实例四热水伴热管道系统521
工程实例五蒸汽伴热和热水伴热伴管典型图例522
工程实例六蒸汽伴热和热水伴热的伴管支架523
工程实例七伴热管的柔性设计523
工程实例八某蒸汽伴热管系统523
工程实例九热水分配站限流孔板的错误设计525
第二十节电伴热系统525
一、电伴热的概念及应用525
二、电伴热的方法526
三、电伴热产品的选型和计算526
四、电伴热设施的安装要领528
五、典型部位的电伴热安装图例529
六、电伴热设计工程实例529
工程实例某工程公司的电伴热设计程序529
第二十一节夹套加热系统530
一、夹套加热系统的概念530
二、蒸汽夹套加热系统的设计531
三、夹套管内定位板537
四、热水、导热油夹套加热系统的设计537
五、夹套管跨越管典型布置工程实例538
六、夹套材料及其他要求539
七、夹套管的安装要求539
八、夹套管布置设计典型工程实例540
第二十二节管道设计的静电接地541
一、静电接地的概念541
二、需要静电接地的压力管道设计及工程实例541
三、管廊的静电接地542
四、工艺装置内的静电接地542
五、法兰跨接线设计543
六、静电接地和跨接的设计及工程实例544
七、非可燃介质管道静电接地的设计及工程实例545
八、金属螺栓连接法兰静电跨接的设计及工程实例545
九、各行业标准规范静电接地设计的比较及工程实例546
第二十三节管道带压开孔/封堵的设计547
一、带压开孔/封堵的概念547
二、管道带压开孔/封堵应用548
三、带压开孔/封堵工程实例548
第二十四节动力管道设计549
一、动力管道设计及国内外常用标准规范的比较549
二、动力管道与工艺管道设计规范的比较551
第二十五节其他管道设计551
一、压力管道防雷设计及工程实例551
二、消防管道设计及工程实例552
三、压力管道的防噪声设计及工程实例553
四、石油库管道的设计553
五、汽车加油加气站管道的设计554
六、厂际管道的设计及工程实例554
第二十六节管道布置设计常用的标准规范554

第七章压力管道的隔热和防腐蚀556
第一节压力管道隔热设计556
一、隔热的概念和分类556
二、隔热设计的目的556
三、隔热的范围557
四、隔热结构557
五、隔热设计的原则559
六、隔热厚度的确定方法559
七、详细介绍隔热厚度计算方法的常用标准规范559
八、隔热材料及其制品的考虑因素560
九、隔热材料及其制品的性能要求560
十、常用隔热材料560
十一、保温及人身防护材料的选用563
十二、保冷材料的选用563
十三、保护层与防潮层材料选用一般原则564
十四、保护层材料的选用564
十五、紧固件材料的选用564
十六、保温和保冷辅助材料的选用565
十七、保温厚度计算工程实例566
十八、保冷厚度计算工程实例566
十九、隔热设计常用标准规范567
第二节压力管道防腐基本措施568
一、正确选择材料568
二、防腐结构设计568
三、防腐强度设计570
四、制造安装及维修时的防腐570
五、防腐涂料571
六、采用耐腐蚀非金属材料和耐腐蚀钢-非金属复合材料管道572
七、阴极保护技术572
八、缓蚀剂保护技术573
第三节压力管道外防腐涂漆574
一、防腐常用涂料的性能及用途574
二、压力管道外防腐涂漆一般工作范围575
三、涂漆工作现场安全与防护576
四、SH/T 3022对钢材表面处理的分级576
五、HG/T 20679对钢材表面处理的分级576
六、SH/T 3022地上管道的防腐577
七、HG/T 20679地上管道的防腐577
八、埋地管道防腐578
九、设备、管道和钢结构外表面涂色及标志580
十、某工程项目涂色设计统一规定疏漏引起的设计错误581
十一、压力管道外防腐涂漆遵循的中国标准582

第八章长输管道和公用管道设计583
第一节概述583
一、长输管道和公用管道的定义及范围583
二、长输管道和公用管道的特点585
第二节输油管道和输气管道设计585
一、输油管道工程和输油站585
二、输气管道工程和输气站585
三、输油线路的选择应符合的条件586
四、输气线路的选择应符合的条件586
五、长输管道线路工程设计应参考的数据586
六、埋地输油管道与周围的建筑物最小间距应遵循的规范586
七、输油管道敷设的一般要求587
八、输气管道敷设的一般要求588
九、管道沿线应设置的标志588
十、输油输气管道与建(构)筑物的最小间距589
十一、油气管道与其他管道、地下电缆敷设安全间距589
十二、石油天然气站、场、库常用标准规范590
十三、输油输气管道工程常用标准规范590
第三节燃气管道设计591
一、燃气管道的分类591
二、燃气设计压力级别的确定591
三、输送液态液化石油气的管道设计压力的确定591
四、输送液态液化石油气的管道级别分类591
五、有毒而无臭味的城镇燃气的使用应采取的安全措施591
六、城镇燃气加臭剂应符合的要求592
七、用户室内燃气管道的燃气压力的确定592
八、城镇燃气管道平面布置设计时应考虑的因素592
九、地下燃气管道埋设深度应满足的要求593
十、液态液化石油气管道设计的一般要求593
十一、输送液态液化石油气的管道阀门设置的原则593
十二、液化石油气管道及附件材料选择的原则593
十三、燃气管道穿越设计工程实例594
工程实例一燃气管道穿越铁路的设计594
工程实例二燃气管道穿越河流、湖泊的设计594
十四、燃气管道设计常用标准规范595
第四节热力管道设计595
一、输送干线和输配干线595
二、多热源供热系统、多热源分别运行、多热源解列运行、多热源联网运行596
三、城市热力网形式的确定596
四、热力网管道的位置应符合的规定596
五、热力管网地上或地下敷设的原则596
六、热力网管道埋地敷设主要要求597
七、地上敷设热力网管道主要要求597
八、热力管网通行管沟的设计要求598
九、城市热力网管道材料选用的一般要求598
十、热力网管道及设备保温的一般要求598
十一、城市热力网设计常用的规范599
第五节工程应用实例——西气东输管道工程599
一、西气东输管道工程介绍599
二、西气东输管道工程设计的创新技术599

第九章应力分析和管道支吊架602
第一节管道应力分析基础知识602
一、管道应力分析的目的602
二、管道应力分析的主要内容602
三、管道应力分析计算需要的文件和资料准备602
四、管道上可能承受的荷载603
五、管道元件变形的几种基本形式603
六、一次应力和二次应力604
七、蠕变和应力松弛605
八、四种材料的强度理论605
九、弹性变形和塑性变形606
十、弹性体的应力与虎克定律606
十一、金属管道组成件耐压强度计算606
十二、应力分析方法的发展趋势606
十三、快速管道应力分析方法607
十四、压力管道配管设计应力问题及工程实例607
第二节管道的柔性设计607
一、管道柔性的概念607
二、管道柔性设计的目的608
三、柔性分析的方法608
四、柔性分析的对比分析法608
五、柔性分析的ASME经验公式判断法608
工程实例ASME简单判断式的工程应用609
六、柔性分析的数值解析法610
七、管道柔性设计计算结果的内容及其合格标准611
八、管道柔性设计时管道计算温度的确定612
九、管道柔性设计时应考虑的管道端点的附加位移612
十、管件的柔性系数和应力增强系数612
十一、应力集中的问题612
十二、管道的一次应力和二次应力的合格判断式613
十三、压力管道补偿器类型的选用及布置613
十四、冷紧和自冷紧615
十五、冷紧比及其选择615
十六、带约束的金属波纹管膨胀节的形式615
十七、膨胀节的选型及计算616
十八、波纹管膨胀节施工安装应注意的问题616
十九、管道作用于设备管口的应力安全评定分析与工程实例616
二十、高温管道用较厚的管子代替较薄的管子时应注意的问题617
二十一、无中间约束、两端固定的管道冷紧后固定点推力的瞬时最大值617
二十二、塔顶部管口的热膨胀量（初位移）的确定618
二十三、疲劳破坏619
二十四、安全阀反力计算619
二十五、某安全阀排放反力计算工程实例620
二十六、管道的热应力与计算实例620
二十七、改善管道热应力过大的措施621
二十八、L形管系长臂与短臂的补偿设计621
二十九、公式法计算L形补偿器短臂长度及实例623
三十、导向悬臂法计算L形管道短边长度623
三十一、图表法计算L形管道短边长度及实例623
三十二、公式法计算Z形补偿器垂直臂长度及实例625
三十三、法兰泄漏校核常用方法626
第三节管道支吊架的设计626
一、管道支吊架设计的内容626
二、管道支吊架的作用及分类626
三、支吊架的结构组成627
四、管道支架生根的结构形式628
五、支吊架形式的一般选用原则629
六、确定管道支架位置的要点630
七、管道布置过程中对支架位置的考虑631
八、常用支吊架形式及其选用631
九、弹簧支吊架638
十、恒力弹簧支吊架、可变弹簧支吊架和刚性支吊架的刚度640
十一、弹簧支吊架的施工安装640
十二、管道跨度的确定640
十三、导向支架的设置644
十四、水平管段和Π形补偿管段的最大导向间距644
十五、垂直管段的最大导向间距644
十六、垂直管段支吊架的设置645
十七、管道固定支架的设置645
十八、与敏感设备及附件相连管道支吊架的设置646
十九、防振支架位置的确定646
二十、支吊架材料646
二十一、热塑性塑料管道材料支吊架647
二十二、热成型玻璃钢管道材料支吊架647
二十三、管架设计常见错误及纠正649
二十四、压力管道管架设计工程实例650
工程实例一Π形弯管的布置与支架设置的比较650
工程实例二装有波形膨胀节管道的支架间距650
工程实例三管廊上管道的支架651
工程实例四塔类管道的支吊架设计651
工程实例五泵类管道的支吊架设计652
工程实例六压缩机、透平机管道的支吊架设计652
工程实例七安全阀管道的支吊架设计653
工程实例八调节阀组管道的支吊架设计653
第四节压力管道荷载的计算653
一、管道荷载的内容653
二、管道荷载条件依据的资料654
三、不同空间几何形状管道基本荷载的确定654
四、位移荷载的计算657
五、压力管道荷载的最终计算和条件的提出659
六、管道垂直荷载计算工程实例662
工程实例一某大型工程管线荷载的简化计算表662
工程实例二某荷载简化计算钢制法兰及阀门重量表662
七、格林乃尔法热膨胀力的计算及实例663
第五节管道的防振设计664
一、压力管道的振源种类664
二、工厂中常见的振动问题及处理方法664
三、振动管道支架的设计664
四、往复式压缩机管系的振动分析及措施665
五、固有频率与激振频率668
六、气体的压力脉动668
七、两相流介质呈柱塞流时引起的管道振动分析及其设计668
八、水锤引起的管道振动分析及其设计669
九、压力管道冲击载荷和两相流液击力的计算及工程实例669
十、振动问题分析工程实例671
工程实例一某合成气压缩机振动问题及其处理671
工程实例二某循环氢压缩机入口管线减振分析671
第六节管道的抗震设计674
一、地震中管道损坏的特点674
二、抗震设计应注意的问题674
三、管道的抗震验算675
四、管道柔性设计和防震设计的关系676
五、地震后管道情况分析与抗震设计工程实例676
六、中国、日本、美国、英国、挪威管道抗震设计的比较676
第七节计算机辅助应力分析工作程序678
第八节Caesar Ⅱ的工程应用679
一、输入和建模679
二、静态分析679
三、动态分析679
四、数据转换接口680
五、Caesar Ⅱ的工程实例680
第九节管道应力分析和管道支吊架常用标准规范681

第十章压力管道设计计算机制图与建模683
第一节压力管道设计制图的内容683
第二节压力管道设计常用图纸的幅面683
第三节压力管道设计的图纸比例684
一、装置设备布置图的比例684
二、管道布置图的比例684
三、轴测图的比例684
四、使用AutoCAD实现图纸比例的方法684
第四节装置设备布置图的设计685
一、装置设备平面图的设计685
二、装置设备立面图的设计686
三、装置设备布置图常用图例686
第五节管道布置平面图的设计686
一、管道布置平面图设计的一般要求686
二、管道布置平面图设备的画法689
三、管道布置平面图构筑物的画法691
四、管道布置平面图的一般画法693
五、管道布置平面图维修空间边界的表示法698
六、管道布置平面图尺寸的表示法699
七、塔的垂直管线703
八、管线和阀门的标高704
九、管线号及流向704
第六节轴测图的设计705
一、轴测图的概念705
二、轴测图的内容705
三、轴测图的设计方式707
四、轴测图设计的一般要求707
五、管道布置平面图和管道轴测图常用图例709
第七节计算机模型设计716
一、计算机三维和四维模型协同设计716
二、计算机模型各阶段审查717
第八节压力管道设计文件的数字化交付717
一、数字化交付的概念717
二、数字化交付的内容717
三、数字化交付存在的问题及解决办法718

第十一章压力管道施工与检验719
第一节压力管道设计代表在施工现场的任务719
一、设计交底719
二、设计修改719
三、吹扫、试压720
四、检验及验收720
五、安全管理720
六、施工完工后的工作720
第二节管道组成件的检验721
一、SH/T 3501规定在施工现场对阀门应进行的检验721
二、应逐个进行壳体压力试验和密封试验的阀门722
三、应进行壳体压力试验和密封试验的抽检阀门722
四、阀门壳体压力试验和密封试验压力的规定722
五、安全阀调试的规定722
第三节管道焊接722
一、焊接和焊接冶金过程的特点722
二、压力管道施工中经常采用的焊接方法722
三、对焊工资格管理要求723
四、焊接工艺评定及其目的723
五、焊条型号的表示723
六、在焊接接头中容易出现的焊接缺陷725
七、未焊透和咬边的危害725
八、SH/T 3501对焊接接头表面质量提出的要求725
第四节施工检验标准的比较725
一、GB 50235《工业金属管道工程施工规范》和GB 50184《工业金属管道工程施工质量验收规范》管道射线检测和超声波检测725
二、GB 50316《工业金属管道设计规范》管道射线照相或超声波检测726
三、SH/T 3501《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》管道焊接接头的无损检验726
四、GB 50235《工业金属管道工程施工规范》和GB 50184《工业金属管道工程施工质量验收规范》的适用范围727
五、SH/T 3501《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》的适用范围728
六、GB 50235、GB 50517、GB/T 20801、SH/T 3501、SH/T 3502、HG/T 20225、DL 5190施工验收规范的比较728
七、国内外压力管道无损检测的比较及工程实例728
第五节管道的试压和吹扫730
一、进行管道系统试压需要符合的条件730
二、GB 50235对管道液压试验压力的规定730
三、SH/T 3501对管道压力试验的压力规定731
四、对不能参与系统试压的设备、管道附件应采取的措施732
五、GB 50235对管道气压试验压力的规定732
六、可采用气压试验代替液压试验的规定732
七、对液压试验用液体温度的规定733
八、对液体压力试验应用洁净水的要求733
九、进行管道泄漏试验的规定733
十、可免除压力试验的要求733
十一、奥氏体不锈钢管道器材的酸洗、钝化733
十二、管道系统的吹扫方法734
十三、管道系统吹扫的要求以及吹扫压力的确定734
十四、管道吹扫压力及各种吹扫介质的吹扫规定734
十五、装置施工过程中单机试车的目的734
十六、工程中间交接过程中“三查”“四定”的内容734
十七、装置联动试车的目的和内容734
十八、大口径管道压力试验方式选用的工程实例735
十九、管道压力试验计算工程实例735
第六节常用的施工与验收标准735
一、石油化工工业管道常用的施工与验收标准735
二、火力发电厂工业管道常用的施工与验收标准736
三、长输管道常用的施工与验收标准736
四、城镇燃气公用管道常用的施工与验收标准736
五、城镇热力公用管道常用的施工与验收标准737

第十二章专业与项目管理738
第一节压力管道设计专业项目管理问题分析及措施738
一、项目中压力管道设计专业的组织分解738
二、压力管道设计专业项目管理常见的问题分析738
三、提高压力管道设计专业项目管理水平措施740
第二节管道专业负责人的职责和主要任务741
一、专业负责人应具备的条件741
二、专业负责人的主要职责742
三、专业负责人的主要任务742
四、大、中型工程项目压力管道专业负责人的工作程序742
第三节项目经理技能和职责744
一、管道工程师与项目经理744
二、项目经理的技能744
三、项目经理的职责746

附录747
附录一压力管道设计管道最小连接尺寸747
附录二金属材料的平均线胀系数776
附录三金属材料的弹性模量777
附录四常用单位换算778

参考文献781

无