人孔[輔助設備]

人孔是指用於人員進出設備以便安裝、檢修和安全檢查的開孔結構。主要由短筒節（或短管）、法蘭和帶把手的人孔蓋組成。從安全檢查考慮，壓力容器要求開設的人孔數及其最小尺寸見“檢查孔”。人孔材料有碳鋼和不鏽鋼。按受壓情況人孔分為常壓和受壓人孔；按形狀人孔分為圓形、橢圓形和矩形人孔，矩形人孔僅適用於常壓設備；按安裝位置人孔分為水平和垂直安裝人孔；人孔蓋固定方式有迥轉蓋和吊蓋；人孔開後速度有普通式和快開式，人孔結構和尺寸一般都已標準化，可參照有關手冊選用或設計。

簡介

人孔是安裝在儲罐頂上的安全應急通氣裝置，通常與防火器、機械呼吸閥配套使用，既能避免因意外原因造成罐內急劇超壓或真空時，損壞儲罐而發生事故，又有起到安全阻火作用，是保護儲罐的安全裝置，特別適用於貯存物料以氮氣封頂的拱頂常壓罐。具有定壓排放、定壓吸入、開閉靈活、安全阻火、結構緊湊、密封性能好、安全可靠等優點。

人孔分為緊急泄壓人孔、防爆阻火呼吸人孔、罐頂人孔、罐壁人孔和帶芯人孔等。

人孔一般由304、316L不鏽鋼鋼板或者碳鋼製作而成。

構造

人孔已有成型產品，直徑通常為600mm。人孔中心距地板一般為750mm。便於工作人員在安裝、清洗、維護時進出油罐或通風。

非金屬油罐的人孔設在罐頂上，金屬油罐的人孔設在罐壁最下圈板上。大都為直徑600mm的圓孔，其中心距底板750mm，為油罐清洗或維修人員進出油罐用，又稱作道門。檢修清理油罐時刻利用人孔進行採光和通風。立式油罐的容量在5000m3以下時設1~2個人孔，5000m3以上的設2個人孔。人孔的安裝應與進出油管線相隔不大於90°。當只設一個人孔時，應將其置於罐頂透光孔的對面；當設2個人孔時，其中一個設在透光孔的對面，另一個應至少與第一個人孔相隔90°。

人孔應有一個設在進出油管右側附近，並儘量使人孔正對罐室密閉門，以便人員進出、維修油罐和通風接管用。

由於人孔安裝在油罐的最下層體圈上，防滲漏就顯得特別重要。要求兩法蘭結合面必須保證其平直度，無飄扭現象。加強板和法蘭應儘量在整塊鋼板上切割而不拼接。法蘭和蓋板上加工有密封圈，在施工中要特別注意保護。密封用3mm厚石棉橡膠墊片，不允許有折裂。安裝人孔蓋板上緊螺栓時，要成對角均勻用力，以防孔蓋變形。

劃分

1、以通信管塊容量劃分

不鏽鋼人孔

按人孔可容納規格為寬360mm、高250mm（標準的六孔管孔內徑90mm水泥管塊，簡稱標準塊）的管道斷面管塊或單孔管道管孔內徑90mm的數量，分為大、中、小三類。

通信管道所設定人孔的大小，應以通信管道的遠期容量設定。不應只考慮本期建設通信管道容量。

2、以人孔的通向劃分

以人孔的通向劃分可分為直通人孔、三通人孔、四通人孔和斜通人孔，具體詳見下表1。其中，斜通人孔又分為15°、30°、45°、60°、75°共五種。每種斜通人孔的角度，可適用於±7.5°範圍以內。

3、以人孔上覆承受負荷能力劃分

以人孔上覆承受負荷能力劃分可分為汽-20級和汽-10級兩種。

地下綜合通信管道人孔設定建議

鐵路或馬路交越處，管道兩端要設定人孔；在管道分支、轉彎和引入處要設定人孔；在有加感箱的地點要設定人孔。人孔宜設在馬路坡度轉折處、街道中心花園間的橫道旁、街道轉折處、人行道上、房基線凹入的地方和接近引上桿或通信線路引入點。人孔不宜設在重要建築物的門口（例如汽車庫、消防隊等）、交通要道、不牢固的建築物附近、緊靠消火栓或水井處、屯放器材地點，以及有其他地下管線經過的地方。一般說來，在直線通信管道中間設定直通人孔；在直線通信管道上有另一方向分歧通信管道時，在分歧點上設定三通人孔；在縱橫兩條通信管道交叉點上設定四通人孔；在弧形、彎曲管道折點上設定斜通人孔，斜通人孔有15°、30°、45°、60°、75°5種，每種斜通人孔的角度可適用於±7.5°範圍內；在電話局出局處應設定局前人孔，由於新建通信樓的出局管道已被電纜通道取代，不再需要設定局前人孔，故在人孔類型中沒有局前人孔。沿用通信管道引出通信樓時，可選用上述適宜的人孔類型做局前人孔。

地下綜合通信管道人孔設定現狀

地下綜合通信管道施工交工後，表面上看，主管網僅僅是人孔井蓋有區別，而人孔內管孔組群方式則要參照設計圖紙中人孔分布，才可找到各自管線單位的管孔位置。因此在實際勘設中，應嚴格按照各管線單位管孔占用斷面圖示明本次哪家管線單位占用哪一管孔位置(在布放纜線時，應按圖施工，同時應將光電纜在人孔內壁固定牢靠，先布放的光電纜固定在人孔內壁最上端，戴上帶牌或塗刷顏色漆，以便和其他管線區別。儘管這樣，在實際布纜時，還常出現放錯管孔的情況，給施工維護帶來不便"前段時間就曾出現兩家管線單位因相互放錯管位的現象，這便影響了管線單位之間的關係；此外，還出現人孔井蓋蓋錯，造成光纜不夠長，無法進入機房或無法在指定位置引上的現象等。因此，重新審視管道現狀、規劃未來管道人孔設定非常重要。

地下綜合通信管道人孔方式的設定

人孔設定方式可以分為3種。（1）各管線單位獨立設定人孔。地下綜合通信管道各管線單位如果能獨立設定人孔，當然很好，不僅施工維護方便，而且避免了人孔內管線交錯。但這樣的結果是，在人行道上有限範圍內人孔設定過多且投資太大，也不利於城市規劃及發展，甚至可能會造成地下管線資源的閒置及建設資金的沉澱，影響企業的可持續發展。（2）同類纜業務合設人孔。根據各管線單位經營業務的不同，可以同類纜業務合設人孔。如長線與中國電信或長線與中國網通合設人孔，便於通信業務的銜接延續，以光纜傳輸為主的公司可以考慮合設人孔或單建人孔。公安網路一般用於交通秩序的電子監控，其傳輸媒介主要採用光纜，一般在十字路口四周或者丁字口兩側都要考慮設定人孔，人孔單設為好，也可以和有光纜傳輸的公司合設人孔。（3）異類纜（即電纜類和光纜類）業務合設人孔。這樣，由於電纜、光纜外徑反差明顯，不易錯位，便於在人孔內壁固定盤放、引上接續。

地下綜合通信管道人孔的置放要點

地下綜合通信管道人孔設定既要有多種設定方式，還要考慮在人行道城建部門規劃的有限寬度範圍內適當位置設定好人孔，既不能占據其他管線單位的位置，又要能方便人孔設定和電光纜引上引下不交叉，這就要詳細了解合建單位的有關情況並綜合進行分析，要對場地認真進行調查和實地勘察，然後仔細設計人孔的位置。基本原則是：多管線單位或多電纜類業務單設或合設的人，應置於人行道上距離建築物近的一側，少管線或少電纜類單位單設或合設的人孔次之，光纜類業務單設或合設的人孔應置於距離人行道道沿或慢車道近側。因為多管孔管線單位自身經營業務較多，纜線尤其是大對數電纜引出也較多，如果放在中間或距離道沿近側，勢必在人孔內造成纜線交叉，給盤放、綁紮、接續都會帶來不便。

安裝維護

人孔因位於油罐下部，人孔承受很大的液體壓力，為了防止滲漏，對人孔的 安裝質量必須嚴格要求。法蘭和蓋板上加工有密封水線，在施工中要注意保護， 以免在使用時發生滲油。每次拆下人孔時要做標記，以免再裝時錯位，影響嚴密性。安裝人孔蓋板上螺母時，要成對對角均勻用力，以防蓋板變形或用力不均而造成的滲油。

球罐人孔凸緣新型補強結構設計

補強結構設計背景

球罐人孔補強通常採用整體補強結構，即以全焊透焊縫將整體補強鍛件與殼體相焊。整體補強鍛件即人孔凸緣結構，在設計中其開孔補強計算通常採用GB150—2011《壓力容器》等面積補強的原則和有效補強範圍的規定。於廣彥等在編寫標準SH/T3138—2003《球型儲罐整體補強凸緣》時，採用等面積補強法對球罐凸緣結構的設計進行了大量的工作，並按照JB4732—1995《鋼製壓力容器———分析設計標準》採用應力分析法對部分凸緣結構進行了安全性驗證。隨著石油化工技術的發展，新的、更低的安全係數被採用，通常的按照SH/T3138—2003進行直接選取的方法已經變得越來越不適應。文中採用應力分析法，對球罐凸緣的受力和應力分布進行了詳細地分析，經過多方案的大量計算比較，提出了一種新型的球罐人孔翻邊補強結構。

球罐開孔及補強結構設計

（1）球罐開孔

圖1 人孔常用凸緣結構

為了滿足各種工藝和結構的需要，球罐上不可避免要開孔並安裝接管或凸緣。開孔除了削弱罐體本身強度外，在殼體與開孔處，因結構的整體連續性被破壞，會產生較高的局部應力。開孔補強的設計是影響球罐安全操作的重要因素之一，對於尺寸較小的接管開孔，通常的做法是採用厚壁管進行補強設計；對於尺寸較大的開孔結構，一般採用整體鍛件進行補強。人孔作為工作人員進出罐體檢驗和維修之用的重要元件，其補強結構通常採用凸緣結構。圖1示出各工程中較常用的結構形式。

（2）球罐人孔凸緣結構設計

圖2 人孔凸緣結構設計流程

球罐人孔進行補強結構設計通常的做法為：①對於採用常規設計的球罐，人孔凸緣結構直接按照SH/T3138—2003《球型儲罐整體補強凸緣》進行選取；②對於採用分析設計的球罐，其人孔凸緣結構直接採用或類比上述標準進行結構設計，並採用應力分析對其進行安全性驗證。隨著新的、更低的安全係數被採用，採用第一種方法進行結構設計已經存在安全隱患，同時也不經濟;第二種採用應力分析對人孔凸緣結構進行被動校核的做法具有一定的局限性。人孔規格相對固定，球罐上人孔採用的尺寸多為DN500和DN600兩種。人孔補強結構所具有的較規則的形狀和尺寸，以及裝備製造技術的不斷進步，給設計出更加合理、更加經濟的結構形式提供了可能。按照等安全裕度的設計原則以及圖2所示的設計流程圖，經多方案的大量比選和最佳化設計，最終設計出了一種滿足補強要求、應力分布均勻、結構簡單、節省材料的新型人孔翻邊補強結構。

補強結構設計結果

（1）球罐人孔補強結構採用板材卷壓衝壓翻邊的製造工藝和設計方法，與傳統的採用鍛件加工相比，提高了材料利用率且質量輕，降低了成本。這種設計方法同時也可以推廣到球罐上其他大尺寸接管的補強結構設計中。

（2）在同樣滿足補強設計的前提下，人孔凸緣補強結構的極限承載能力要優於翻邊補強結構，為今後進行開孔補強結構設計提供了經驗。

（3）採用JB4732—1995《鋼製壓力容器———分析設計標準》(2005年確認)中的5.4.2條進行了極限載荷評定，為該設備的安全運行提供了科學的理論依據，同時也為極限分析方法的推廣起到了積極作用。