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第一章 管径和管道压力损失计算1

第一节 一般要求1

第二节 单相流体1

一、流体在管道内的流速和最大压力损失推荐值1

二、不可压缩流体管道的管径5

三、可压缩流体管道的管径11

四、输送气体管道的管径13

五、其他介质管道的管径13

第三节 蒸汽凝结水管径及阻力降计算14

附录一 流体在碳钢管道中的流动15

附录二 各国推荐的管子绝对粗糙度17

附录三 常用流速的范围表18

附录四 油品管道的流量和阻力降21

附录五 饱和水蒸气管道的质量流量和阻力降23

附录六 管内气体等温流动计算用ψ（Ma）值24

附录七 管内气体绝热流动计算用X（Ma）值26

附录八 水管道的流量和阻力降28

附录九 空气管道的流量和阻力降29

第二章 装置（单元）的布置31

第一节 《石油化工企业设计防火规范》（GB 50160—2008）的有关规定31

一、可燃物质的火灾危险性分类31

二、石油化工企业与相邻工厂或设施的防火间距32

三、石油化工企业总平面布置的防火间距33

四、工艺装置内布置38

五、储运设施44

六、消防49

七、防雷55

八、静电接地55

第二节 《建筑设计防火规范》（GB 50016—2006）的有关规定56

一、生产厂房、仓库的火灾危险分类56

二、厂房（仓库）的耐火等级与构件的 耐火极限57

三、厂房（仓库）的耐火等级、层数、面积和平面布置58

四、厂房的防火间距58

五、甲、乙、丙类液体、气体储罐（区）61

六、厂房（仓库）的防爆67

七、厂房的安全疏散68

八、生产的火灾危险性分类举例69

第三节 《石油库设计规范》（GB 50074—2002）的有关规定摘录70

第四节 《爆炸和火灾危险环境电力设计规范》（GB 50058—92）的有关规定76

一、爆炸性气体环境76

二、爆炸性气体环境危险区域划分76

三、爆炸性气体环境危险区域的范围77

四、防止爆炸的措施83

五、火灾危险环境85

第五节 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》（GB 50493—2009）的有关规定85

一、一般规定85

二、检（探）测点的确定86

三、检（探）测器和指示报警设备的安装88

第六节 装置（单元）设备布置88

一、设备布置要点88

二、《石油化工工艺装置布置设计规范》（SH 3011—2011）的有关规定93

附录一108

1 释放源与明火风向平面位置关系实例分析图108

2 79个城市和地区的风向玫瑰图109

附录二 各级危害毒物的名称、有毒气体、蒸汽特性113

第三章 管道设计基础115

第一节 管道的分级（类）和流体分类115

一、《压力容器压力管道设计许可规则》的管道分类115

二、《压力管道规范 工业管道第1部分：总则》（GB/T 20801.1—2006）的压力管道分级116

三、《工业金属管道设计规范》（GB 50316—2000）（2008年版）对输送的流体分类117

四、SH/T 3059对管道的分级117

五、中国曾有某些标准或习惯上对工业管道的分级（类）118

六、ASME B31.3对输送流体的分类119

七、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121

第二节 管道设计条件121

一、设计压力121

二、设计温度122

三、与设计有关的其他因素123

第三节 设计基准124

一、压力－温度参数值（等级）124

二、公称压力（PN，CLASS）125

三、公称直径［DN（mm），NPS（in）］127

四、许用应力128

五、设计寿命及最低设计压力等级150

六、钢管及钢制管件厚度的规定150

附录一 GB 50316的3.2.3.3确定许用应力的基准151

附录二 国外标准、规范用于确定许用应力的安全系数152

附录三 《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》（DL/T 5366—2006）确定钢材的许用应力156

附录四 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156

第四章 管道器材158

第一节 钢管158

一、国产常用配管用钢管158

二、石化常用配管用钢管材料及使用温度范围160

三、日本JIS、JPI配管用钢管材料及适用范围161

四、国内外配管用钢管材料标准对照163

五、钢管外径系列和产品标准的尺寸164

六、ISO 4200、ISO 65规定的外径系列170

七、各国钢管外径系列对照171

八、钢管壁厚的壁厚系列173

九、国产无缝钢管200

十、国产焊接钢管222

十一、国外常用配管用钢管的化学成分和机械性能对照245

十二、钢管选用的一般规定256

十三、耐腐蚀材料268

十四、高硫、高酸原油加工装置的主要管道设计选材274

第二节 管件283

一、中石化SH标准《石油化工管道器材标准》对管件的规定283

二、GB 50316对管件的规定287

三、TSG D0001—2009规定的管道元件的使用289

四、管道上的焊缝和支管连接291

五、异径管连接的管件选择300

第三节 钢制管法兰、垫片及紧固件301

一、钢制管法兰301

二、垫片387

三、紧固件416

第四节 阀门452

一、阀门的分类452

二、阀门的基本参数453

三、阀门的流量系数（尺寸系数）455

四、阀门的流阻系数457

五、阀门的选用458

六、阀门的型号、规格和适用范围478

七、法兰、阀门材料的压力－温度等级489

八、蒸汽疏水阀541

九、阀门与管道连接形式546

十、阀门的试验546

第五节 常用管道器材的综合选用549

一、管道等级代号的确定549

二、阀门型号的确定550

三、石油化工装置常用管道等级表553

附录一 优质碳素结构钢（GB/T 699）和碳素结构钢（GB/T 700）597

附录二 低合金高强度结构钢（GB/T 1591）601

附录三 国内外紧固件的材料标准参考资料604

附录四 美国API 600规定的阀门内件材料615

附录五 英国BS 1873规定的阀门内件材料、硬度及应用范围616

附录六 各国标准碳钢（铸）压力－温度额定值对照曲线618

附录七 各类阀门的设计标准和适用范围619

附录八 各种合金的高温硬度623

附录九 司太立耐热耐磨硬质合金624

附录十 金属材料的耐蚀性能627

附录十一 阀体、钢材的中外标准和牌号对照636

附录十二 我国阀门行业目前常用的国际标准和国外先进标准647

附录十三 我国阀门行业现行国家标准等同、等效或非等效的国外先进标准656

附录十四 旋转式调节阀（耐莱斯产品）658

附录十五 橡胶管660

附录十六 塑料管664

附录十七 各国不锈钢和耐热钢牌号对照表669

第五章 管道设计675

第一节 《防火规》（GB 50160—2008）对管道布置设计的规定675

一、厂内管线综合675

二、工艺及公用物料管道676

三、含可燃液体的生产污水管道677

四、泄压排放677

第二节 《工业金属管道设计规范》（GB 50316—2000）（2008年版）对管道设计的规定680

一、管道的布置680

二、管道系统的安全684

三、输送A1类和A2类流体管道的补充规定687

第三节 《石油化工金属管道布置设计规范》（SH 3012—2011）689

一、一般规定689

二、管廊的管道布置693

三、常用设备的管道布置694

四、特殊管道的布置697

五、取样管道的布置698

六、泄放管道的布置699

七、公用系统管道的布置701

八、阀门的布置703

九、管件和管道附件的布置705

十、管道上的仪表或测量元件的布置707

十一、管道支吊架的布置709

第四节 工艺设备的管道设计711

一、管廊（桥）上管道711

二、塔和立式容器的管道715

三、加热炉管道733

四、冷换设备的管道737

五、泵的管道743

六、压缩机的管道755

第五节 工艺及公用工程管道设计764

一、液化烃管道764

二、可燃气排放管道（火炬线）765

三、蒸汽及凝结水管道766

四、压缩空气和惰性气体管道768

五、消防水喷淋系统768

第六节 管道上常用阀门的布置775

一、旁通阀的设置775

二、阀门的传动775

三、双阀的应用775

四、阀门的适宜位置和所需空间776

第七节 安全阀的安装777

一、安全阀的安装777

二、安全阀入口管道778

三、安全阀出口管道778

第八节 管道上调节阀和一次仪表的安装780

一、调节阀780

二、孔板783

三、流量计785

四、压力表790

五、温度测量仪表790

第九节 工艺／储运设备、管道的吹扫792

一、管道的吹扫方式792

二、设备的吹扫／水洗方式792

三、吹扫方向793

四、管道吹扫接头管径的确定793

五、塔和容器吹扫接头管径的确定794

六、储运设施的扫线794

七、吹扫介质794

八、固定和半固定式吹扫管道795

第十节 工艺／储运设备、管道的排液、放空796

一、设备的排液和排液管796

二、设备的排气和排气管797

三、管道的排气和排液797

第十一节 蒸汽疏水阀及其管道800

一、蒸汽疏水阀的设置800

二、蒸汽疏水阀进出口管道801

附录一 地上并排平行敷设的管道间距803

附录二 ASME/HG和API/MSS系列管道连接最小结构尺寸807

附录三 SH系列管道连接最小结构尺寸835

附录四 管道设计常用数据855

附录五 管道设计常见“病”例867

第六章 管道支吊架904

第一节 支吊架荷载计算904

一、支吊架承受的荷载904

二、支吊架垂直荷载计算905

三、支吊架水平荷载计算910

第二节 管道垂直位移量的近似计算913

一、比例计算法913

二、悬臂挠度法915

第三节 管道支吊架位置的确定917

一、连续水平敷设的管道跨距计算917

二、水平敷设的管道允许跨距922

附录A 跨距的修正949

附录B 挠度与跨度间的关系949

附录C 美国《管道手册》资料（一）949

附录D 美国《管道手册》资料（二）951

第四节 支吊架结构设计和选用要点952

一、结构设计952

二、弹簧支吊架的选用953

第五节 管道支吊架结构计算959

一、支架结构计算应符合下列规定959

二、悬臂支架959

三、三角支架961

四、挡块965

五、平管与弯管的管式托架965

六、焊接板式托架966

七、吊架的吊杆（根据SH/T 3073—2004的规定）966

附录一 热轧型钢（GB/T706—2008）976

一、热轧工字钢976

二、热轧槽钢978

三、热轧等边角钢980

四、热轧不等边角钢984

五、热轧L型钢988

附录二 各种型钢承载能力988

附录三 单轨吊车梁选用表993

附录四 型钢开洞位置及大小993

附录五 受静载荷梁的内力及变位计算996

第七章 管道应力分析1001

第一节 管道承受的荷载1001

第二节 管道的应力1002

一、管道的应力及其合成1002

二、柔性系数和应力增大系数1004

三、应力的分类1006

四、GB 50316—2000（2008年版）对管道应力的规定1007

五、评定标准1009

第三节 管道柔性分析方法和参数1011

一、管道柔性计算的范围和分析方法1011

二、计算参数的确定1015

第四节 管道热应力分析简化计算1018

一、判断式分析法1018

二、图解法1020

第五节 设备的允许推力和力矩1034

一、离心泵的允许推力1034

二、汽轮机的允许推力1040

三、离心式和轴流式压缩机的管嘴允许推力1041

四、加热炉管嘴的允许推力1043

五、空冷器管嘴的允许推力1043

六、设备管嘴应力的验算1044

附录一 金属弹性模量1045

附录二 金属热膨胀系数1047

附录三 金属的总热膨胀量1049

附录四 增加管道柔性的设计方法1051

第八章 非埋地管道抗震设计1053

第一节 SH/T 3039的规定1053

第二节 管道水平地震作用力的计算1053

第三节 增加管架的刚度1054

第九章 设备和管道的隔热设计1055

第一节 基本原则1055

一、保温、保冷的定义1055

二、散热损失量的比较1055

三、保温效果的评价1056

四、保冷效果的评价1057

五、保温设计的基本原则1057

六、保冷设计的基本原则1058

第二节 绝热材料的选择1058

一、绝热材料及其制品应具有的主要技术性能1058

二、绝热材料的选择1061

第三节 绝热计算1068

一、绝热层厚度计算原则1068

二、绝热计算1069

三、绝热材料的经济性比较1093

四、绝热层伸缩量计算（GB 50264中5.2.12.5）1093

第四节 关于临界厚度和临界半径1094

附录一 岩棉、矿渣棉及其制品的保温厚度选用1096

附录二 超细玻璃棉及其制品的保温厚度选用1098

附录三 硅酸钙绝热制品的保温厚度选用1100

附录四 硅酸铝棉及其制品的保温厚度选用1103

附录五 泡沫玻璃制品的保冷厚度选用1105

附录六 硬质聚氨酯泡沫塑料制品的保冷厚度选用1108

附录七 聚苯乙烯泡沫塑料制品的保冷厚度选用1110

附录八 防烫／防冻层厚度选用1113

附录九 设备保温厚度选用1114

附录十 隔（绝）热材料1115

附录十一 有关气象参数、湿空气的物理性质1127

附录十二 保温层厚度选用列线图1133

附录十三 防凝露的保冷层厚度选用列线图1135

附录十四 绝热层体积外表面积1136

附录十五 绝热层厚度计算1140

第十章 管道伴热1144

第一节 外伴热管1145

一、外伴热管设计1145

二、伴热蒸汽／热水的引入和疏水／回收1151

三、伴管的敷设和结构1155

四、伴热系统管道的安装1157

第二节 夹套管设计1158

一、夹套管的组合尺寸及结构1158

二、夹套管的热损失和蒸汽耗量1162

三、夹套管伴热系统管道布置1162

四、夹套管的安装1164

第三节 蒸汽内伴热管设计1164

一、内伴热管的计算1164

二、内伴热管的安装1165

第四节 电伴热1166

一、电伴热的方法1166

二、电伴热的应用1168

三、电伴热产品的种类1168

四、电伴热产品的选型和计算1175

五、电伴热设施的安装要点1177

六、典型电伴热安装简图1178

七、典型电伴热系列产品1182

附录一传热胶泥1183

第十一章 图例1185

第一节 《炼油厂流程图图例》（SH/T3101—2000）1185

第二节 《炼油厂自动化仪表管线平面布置图图例及文字代号》（SH/T 3105—2000）1198

第三节 《石油化工配管工程设计图例》（SH/T 3052—2004）1201

第十二章 工业金属管道工程施工与试验1224

第一节 概述1224

第二节 管道的分级和管道检查等级1224

一、GB 50517—2010对石油化工管道的分级1224

二、SH 3501—2011对石油化工管道的分级1225

三、GB 50235—2010对工业金属管道的分级1226

第三节 管道的预制、焊接、安装1226

一、管道预制1226

二、管道焊接1230

三、钢制管道安装1233

第四节 管道焊接检查和检验1237

一、GB/T 20801.5—2006规定的管道检查等级1237

二、焊缝的外观验收1238

三、焊接接头的无损检测1239

四、硬度检测（GB 50517—2010）1242

五、焊缝铁素体检查（GB 50517—2010）1243

第五节 管道试验、吹扫与清洗1243

一、管道试验1243

二、管道吹扫与清洗1247

附录 压力管道设计常用标准目录1251