4.3 工艺管道设计
4.3.1 管道设计应根据压力、温度、流体特性、环境和荷载等工艺条件进行。
4.3.2 管道及其每个组成件的设计压力，不应小于运行中的内压或外压与温度耦合时最不利条件下的压力。
4.3.3 管道的设计温度应按管道运行时的压力和温度耦合时最不利条件下的温度确定。
4.3.4 管道的管径可根据物料特性、流量、流速及管道的压力损失确定，管道流量应按正常生产条件下介质的最大流量确定，主要物料的流速宜符合表4.3.4的规定。
表4.3.4 主要物料流速
4.3.5 管道设计流体类别应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB 50316的有关规定，PTMEG的管道分类属于B类流体，MDI、DMAc的管道分类属于A2类流体，混合介质的流体类别应按危害性高的介质确定。
4.3.6 工艺管道的管材选择应符合下列规定：
1 管道材料的选用应根据管道的设计压力、设计温度和流体性质等使用条件综合确定，管道材料的规格与性能应符合现行国家标准《压力管道规范 工业管道 第2部分：材科》GB/T 20801.2的有关规定。
2 主要物料管道的材质不应低于表4.3.6的规定。
表4.3.6 主要物料管道材质
4.3.7 管道防静电设计应符合下列规定：
1 输送工艺物料的管道应采取防静电接地措施；
2 输送易燃、易爆介质的管道应静电接地，管线所有法兰均应跨接，并应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB 50316和《工业金属管道工程施工规范》GB 50235的有关规定。
4.3.8 热力管道和纺丝原液管道应根据现行国家标准《压力管道规范 工业管道 第3部分：设计和计算》GB/T 20801.3的有关规定进行应力计算，管道与设备相连接时，应计入管道端点处的附加位移，并应包括线位移及角位移。
4.3.9 热力管道热补偿设计，应充分利用管道的自然补偿。
4.3.10 夹套管设计应符合现行行业标准《夹套管施工及验收规范》FZ 211的有关规定。
4.3.11 工艺物料管道的切断阀宜采用球阀。
4.3.12 管道安装完毕后，应根据设计条件，按现行国家标准《工业金属管道工程施工质量验收规范》GB 50184的有关规定进行管道的压力试验和泄漏性试验。
4.3.13 绝热材料的选用应符合现行国家标准《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264的有关规定。
4.3.14 工艺物料管道敷设应符合下列规定：
1 大口径管道、常温管道、支管少的管道宜靠近管廊柱子或支架内侧布置，工艺管线宜布置在相连设备的一侧；
2 物料管道、公用工程管道、仪表电气管线共架敷设时，介质温度高于200℃的管道应布置在外侧或上层；气体管道、公用工程管道、仪表和电气电缆桥架等宜布置在上层；一般工艺管道、腐蚀性介质管道、低温管道等宜布置在下层；
3 热力管道与低温管道不宜相邻布置。
4.3.15 PTMEG、MDI输送管宜采用热水夹套或电伴热，聚合物溶液输送管宜采用热水夹套伴热，内管应选用无缝内抛光不锈钢管且应进行气密性检测。
4.3.16 与设备连接的管道布置应符合下列规定：
1 与泵类连接时，泵的吸入管道应短捷且少用弯头，并应避免出现“袋形”。
2 连接热交换器的工艺管道应按冷热物料的流向进行布置，冷流宜自下而上，热流宜由上而下，并应设置阀门高点放空、低点排净。
3 与需要经常拆卸的反应器封头连接的工艺管道应设计为可拆卸式，阀门应布置在可拆卸区的外侧，并应不影响相邻设备的安装和维修。
4 与塔类设备连接的管道应符合下列规定：
1)塔顶放空管道应安装在塔顶气相管道最高处的水平管道顶部，塔顶气相管道宜短捷，并宜有一定的柔性，但不应出现“袋形”；
2)每一根沿塔管道，应在上部设承重支架，并应在适当位置设导向支架。
5 与过滤器类设备连接的管道宜少用弯头，易堵处宜采用法兰连接。
4.3.17 可燃液体管道布置应符合下列规定：
1 厂房内管道宜架空敷设；
2 管道不应布置在可通行沟内，当采用管沟敷设时，应采取防止气体或液体在管沟内积聚的措施，并应在进、出厂房处密封隔断；管沟内的污水，应经水封井排入生产污水管道；
3 管道应采用焊接连接或法兰连接；
4 管道穿过防火围堰、防火墙的空隙应采用不燃填塞物封堵；
5 除有耐腐蚀要求外，宜采用钢制阀体的阀门；
6 气体排放点应符合环保的要求，液体排放不应直接排入下水道；
7 管道不宜采用平板式法兰；
8 管道施工的无损检测应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB 50316和《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB 50236的有关规定。
4.3.18 夹套管的布置应符合下列规定：
1 夹套管应做到弯头少，夹套管的最高点应设排气阀，最低点应设排放阀；
2 每节夹套管的长度不宜超过6m；
3 夹套管的布置不应有死角或竖向U形弯，当U形弯不可避免时，宜在其低点处设排液口。
4.3.19 取样管的布置应符合下列规定：
1 取样管设置应满足工艺要求，并应避免死角或“袋形”，取样阀应布置在便于操作的位置，设备或管道与取样阀之间的管段宜短捷；
2 垂直管道内液体自下而上流动时，取样管可设置在管道的任意侧；液体自上而下流动且充满取样管时，取样管可设置在管道的任意侧，未充满取样管时不宜设取样点；
3 水平管道内液体在压力输送的条件下，取样管可设置在任意部位；但液体中含有固体颗粒时，取样管宜设置在水平管的两侧；在自流的水平管道上取样时，取样管应设置在管道的底部。
4.3.20 有毒、易燃、有腐蚀性介质或高温高压的管道不得穿过生活室、控制室、化验室、物捡室等人员密集的场所。
4.3.21 有毒、易燃、有腐蚀性介质或高温高压管道与热力管道和电缆平行敷设或交叉敷设时，应在热力管道或电缆的下方通过。
4.3.22 管道横穿室内通道时，高度不应小于2.2m，热力管道及腐蚀性介质管道不得在人行道上空设置法兰和阀门，立管上的阀件应距地面1.2m～1.5m，如需安装于2m以上时，应设操作平台或用长柄、链条启闭阀门。
4.3.2 最不利条件应为强度计算中管道组成件需要最大厚度及最高公称压力时的参数，但设计压力不应包括本章中允许的非经常性压力变动值。
4.3.4 表4.3.4对主要物料的流速作出规定。
(1)黏度一般是动力黏度的简称，其单位是帕·秒(Pa·s)或毫帕·秒(m Pa·s)。过去使用的动力黏度单位为泊或厘泊，泊(Poise)或厘泊(cP)为非法定单位。
(2)表中流速为推荐值。在管道设计计算及流速选择时，应避免造成管道的工作压力降太大，以保证管道工作压力降在比较经济的状态下，可将生产成本控制在合理水平，同时也使管道的一次性投资不会太高。
4.3.5 氨纶生产中使用的介质在现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB 50316中属A2类流体，是有毒流体，接触此类流体后，会发生不同程度的中毒，脱离接触后可治愈，此介质相当于《职业性接触毒物危害程度分级》GBZ 230中Ⅱ级及以下(高度、中度、轻度危害)的毒物。
4.3.6 表4.3.6对主要物料管道的材质作出规定。
00Cr17Ni14Mo2为0Cr17Ni12Mo2的超低碳钢。00Cr17Ni14Mo2比0Cr17Ni12Mo2耐晶间腐蚀性好。00Cr17Ni14Mo2超低碳奥氏体不锈钢焊接性能良好，适合多层焊，焊后无刀口腐蚀倾向，有良好的耐蚀性，一般用于制造化工、化肥和化纤等工业设备，如容器、管道及结构件。
00Cr17Ni14Mo2(SUS316L)是一种材料牌号，表示主要含有Cr、Ni、Mo，数字表示大概含有的百分比，SUS316L是这种材料对应的日本牌号。
4.3.7 本条对管道防静电设计作出规定。
2 根据各地区、各行业的具体情况，在执行现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB 50316的同时，可参照执行现行行业标准《石油化工管道设计器材选用规范》SH/T 3059。
4.3.8 属于高温管道的动力管道和属于高压管道的纺丝原液管道，都需要进行应力分析。
4.3.11 由于原液不能在管道内长时间积留，采用球阀可有效地避免原液在阀门处的积留。
4.3.13 绝热材料制品应具备安全使用温度和耐燃烧性能(不燃性、难燃性、可燃性)的试验证明，以保证其安全性。
4.3.15 PTMEG、MDI和聚合物熔点都不高，可以首选用热水伴热，在热水来源有困难时采用电伴热。因为水的热容量比较大，温度波动小，容易控制，温度比较稳定，尤其是对温度要求高的原液管道应采用热水伴热。
4.3.18 本条对夹套管的布置作出规定。
2 每节夹套管的长度取决于管道的布置，并受内管与套管热膨胀量的限制。内管与套管一般不是同一种材料，热膨胀系数不同，在长度过长的时候变形差异较大，在使用中不断的热胀冷缩容易在焊接处产生裂纹，所以每节夹套管的长度不宜超过6m，同时便于检修时的拆卸。
4.3.20 生活室、控制室、化验室、物捡室等人员密集的场所不得有有毒、有腐蚀性介质的管道穿过，是考虑到保护环境和保障职工的劳动卫生安全。
4.3.21 有毒、有腐蚀性介质的管道应在热力管道或电缆的下方通过，避免在管道出现泄漏或者故障检修时，有毒、有腐蚀性介质对热力管道和电缆产生影响。
- 上一节：4.2 工艺设备布置
- 下一节：5 自动控制和仪表
