天然氣管線的壁厚選擇

1、天然氣管線的壁厚選擇1.石油天然氣站場及集輸管線1管線選擇有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管?GB6479-2000?高壓鍋爐用無縫鋼管?GB5310-?輸送流體用無縫鋼管?GB/T8163-1999?流體輸送用不銹鋼無縫鋼管?GB/T14976-20022管線壁厚計算直管段鋼管壁厚根據(jù)?油氣集輸設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50350-2005第8.1.4條的規(guī)定計算：、二pDC2csF式中：晶-鋼管計算壁厚,mm；p-設(shè)計壓力,MPa；D-管道外徑,mm；值-鋼管最低屈服強(qiáng)度,MPa；F-設(shè)計系數(shù)-焊縫系數(shù)取1;C-腐蝕裕量附加值,mm根據(jù)?油氣集輸設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?第8.2.8條：油氣集輸管道處于野外地區(qū)時,設(shè)計

2、系數(shù)F取0.72;處于居住區(qū)、站場內(nèi)部或傳跨越鐵路、公路、小河渠時,設(shè)計系數(shù)取0.60.小河渠指多年平均水位水面寬度小于20m的河渠.油氣集輸管道的腐蝕裕量C,對于稍微腐蝕環(huán)境不應(yīng)大于1mm,對于較嚴(yán)重腐蝕環(huán)境應(yīng)根據(jù)實際情況確定.根據(jù)?油氣集輸設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?第8.3.7條：天然氣集輸管道設(shè)計系數(shù)根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)?輸氣管道工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50251中的有關(guān)規(guī)定取值,當(dāng)管道輸送含有H2s等酸性天然氣時,F取值不得低于二級；腐蝕裕量附加值C,當(dāng)管道輸送含有水和H2S、CO2等酸性介質(zhì)時,根據(jù)腐蝕程度及采取防腐舉措,其余情況下不計腐蝕裕量附加值.根據(jù)?天然氣脫水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?7.0.2條對酸性天然氣或CO2

3、分壓大于0.021MPa的濕天然氣,且會引起電化學(xué)腐蝕時,設(shè)備必須采取防腐舉措.硫化氫分壓的計算方法應(yīng)符合?天然氣地面設(shè)施抗硫化物應(yīng)力開裂金屬材料要求?SY/T0599的有關(guān)規(guī)定.3彎頭彎管壁厚計算根據(jù)?油氣集卒&設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50350-2005中第8.6.11條的規(guī)定,彎頭、彎管壁厚計算公式如下：6b=6xmm=4R-D/4R-2D式中：6b-彎頭或彎管計算壁厚,mm；6-彎頭或彎管所連接的同材質(zhì)直管的計算壁厚,mm；m-彎頭或彎管壁厚增大系數(shù)；R-彎頭或彎管的曲率半徑mm,為彎頭或彎管外直徑的倍數(shù)；D-彎頭或彎管外徑,mm.2.天然氣長輸管道及其站場1管線選擇有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)天然氣長輸管

4、道的線路用管一般執(zhí)行?石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第二局部：B級鋼管?GB/T9711.2.2管線壁厚計算公式根據(jù)?輸氣管道工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50251-2003第5.1.2條的壁厚計算公式進(jìn)行管道壁厚計算計算所得的管壁厚度應(yīng)向上圓整至鋼管的壁厚6n:_PD2-sFt式中：晶-鋼管計算壁厚cm;P-設(shè)計壓力(MPa);D-鋼管外徑(cm);合-鋼管的最小屈服強(qiáng)度(MPa);F-強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)中表4.2.3和4.2.4選取;G-焊縫系數(shù)；t-溫度折減系數(shù).當(dāng)溫度小于120c時,t值取1.輸氣管道的強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)：表2-1強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)地區(qū)等級強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)F一級地區(qū)0.72二級地區(qū)0.6三級

5、地區(qū)0.5四級地區(qū)0.4表2-2穿越鐵路、公路及輸氣站內(nèi)管道的強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)管道及管段地區(qū)等級一一三四強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)F有套管穿越三、四級公路的管道0.720.60.50.4無套管穿越三、四級公路的管道0.60.50.50.4后套管穿越一、二級公路、高速公路、鐵路的管道0.60.60.50.4輸氣站內(nèi)管道及其上、下游各200m管道,截斷閥室管道及其上、下游各50m管道(其距離從輸氣站和閥室邊界線起算)0.50.50.50.4人群聚集場所的管道0.50.50.50.4輸氣管道的最小壁厚應(yīng)符合下表：表1-3最小管壁厚度mm鋼管公稱直徑最小壁厚鋼管公稱直徑最小壁厚100、1502.5600、650、700

6、6.52003.5750、800、850、9006.52504.0950、10008.03004.51050、1100、1150、12009.0350、400、4505.01300、140011.5500、5506.01500、160013.03彎頭彎管的壁厚計算冷彎彎管曲率半徑一般取40D,采用與線路相同的防腐管制作.熱煨彎頭曲率半徑一般為Rh=6D.根據(jù)?輸氣管道工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50251-2003中第5.3.3條的規(guī)定,彎頭彎管壁厚計算公式如下：m=4R-D/4R-2D式中：6 b-彎頭或彎管計算壁厚,mm；7 -彎頭或彎管所連接的同材質(zhì)直管的計算壁厚,mm；m-彎頭或彎管壁厚增大系數(shù)

7、；R-彎頭或彎管的曲率半徑mm,為彎頭或彎管外直徑的倍數(shù)；D-彎頭或彎管外徑,mm.4管道校核1強(qiáng)度校核在埋地直管段中可產(chǎn)生因泊松效應(yīng)應(yīng)力,溫度應(yīng)力以及由內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向力引起的軸向應(yīng)力,必須進(jìn)行當(dāng)量應(yīng)力校核,受約束的埋地直管段軸向應(yīng)力計算和當(dāng)量應(yīng)力校核.按?輸氣管道工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50251-2003中附錄B的公式計算.由內(nèi)壓和溫度引起的軸向應(yīng)力按下式計算：6l=仙6h+Ea(ti-t2)Pd2、式中：6l管道的軸向應(yīng)力,拉應(yīng)力為正,壓應(yīng)力為負(fù)MPa仙泊桑比,取0.3;6h由內(nèi)壓產(chǎn)生的管道環(huán)向應(yīng)力MPa；p管道設(shè)計內(nèi)壓力MPa；d管子內(nèi)徑cnj;6n管子公稱壁厚cm；E鋼材彈性模量MPa,對

8、碳鋼=2.06X105;a鋼材的線膨脹系數(shù)C-1,對碳鋼=1X10-5;ti管道下溝回填時溫度C,取30;t2管道的工作溫度C,取15.受約束熱脹直管段,按最大剪應(yīng)力強(qiáng)度理論計算當(dāng)量應(yīng)力,并應(yīng)符合以下表達(dá)式的要求：6e=6h-6l<0.96s式中：6e當(dāng)量應(yīng)力MPa；6s管子的最低屈服強(qiáng)度MPa；對一種規(guī)格的鋼管,只需要對最小的壁厚進(jìn)行穩(wěn)定性校核即可.2徑向穩(wěn)定性校核管子需要有一定的剛度,否那么在施工中會造成管子變形,由于管子的剛性與材料強(qiáng)度無關(guān),而與材料的彈性模量、直徑與壁厚比有關(guān),因各種等級鋼號的彈性模量相同,故只考慮直徑與壁厚比即可.一般情況下只對外徑與壁厚比大于140的管道和埋設(shè)

9、超過2.5m深或外荷載較大的管道才應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性校核.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)5.1.4條,當(dāng)管道埋設(shè)較深或外荷載較大時,管道的徑向穩(wěn)定性應(yīng)按無內(nèi)壓狀態(tài)校核：AX00.03D32KwDm38EI0.061EsDmW=Wi+W2I=>/12AX-鋼管水平方向最大變形量m;Dm鋼管平均直徑m;W作用在單位管長上的總豎向荷載N/m;Wi單位管長上的豎向永久荷載N/m;W2地面可變荷載傳遞到管道上的荷載N/m;Z鋼管變形滯后系數(shù),直取1.5.K基床系數(shù).根據(jù)附錄D,取0.103;E管材彈性模量N/m2;I單位管長截面慣性矩m4/m；金一一鋼管公稱壁厚m；Es土壤變形模量N/m2,根據(jù)附錄D,取2.83,城鎮(zhèn)燃?xì)庹?/p>

10、場及輸配氣管線1管道設(shè)計壓力分級表3-1城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿涝O(shè)計壓力表壓分級名稱壓力MPa高壓燃?xì)夤艿繟2.5VPW4.0B1.6vPW2.5次高壓燃?xì)夤艿繟0.8vPW1.6B0.4vP<0.8中壓燃?xì)夤艿繟0.2vP<0.4B0.01<P<0,2低壓燃?xì)夤艿繮<0.012管線選擇的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)聚乙烯燃?xì)夤艿缿?yīng)符合?燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕懿?GB15558.1和?燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕芗?GB15558.2;機(jī)械接口球墨鑄鐵管道應(yīng)符合?水及燃?xì)夤艿烙们蚰T鐵管、管件和附件?GB/T13295;鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管道應(yīng)符合?燃?xì)庥娩摴羌芫垡蚁┧芰蠌?fù)合管?CJ/T125和?燃?xì)庥娩摴?/p>

11、架聚乙烯塑料復(fù)合管件?CJ/T126;鋼管采用焊接鋼管、鍍鋅鋼管或無縫鋼管,應(yīng)分別符合?低壓流體輸送用焊接鋼管?GB/T3091、?輸送流體用無縫鋼管?GB/T8163;高壓、次高壓燃?xì)夤艿缿?yīng)采用鋼管,其管材管件應(yīng)符合?石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第一局部：A級鋼管?GB/T9711.1L175級鋼管除外、?石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第二局部：B級鋼管?GB/T9711.2、?輸送流體用無縫鋼管?GB/T8163,或不低于以上三種標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)要求的其它鋼管.三、四級地區(qū)高壓燃?xì)夤艿拦懿牟粦?yīng)低于L245.地下次高壓B燃?xì)夤艿酪部刹捎肣235B焊接鋼管.3)管線的壁厚計算次高壓鋼制燃?xì)夤?/p>

12、道直管段計算壁厚應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)?城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50028-2006第6.4.6條的壁厚計算公式進(jìn)行管道壁厚計算：.PD一2；sF式中：晶-鋼管計算壁厚(cm)；P-設(shè)計壓力(MPa);D-鋼管外徑(cm);6-鋼管的最小屈服強(qiáng)度(MPa);F-強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)中表6.4.8和6.4.9選取；G-焊縫系數(shù).燃?xì)夤艿赖膹?qiáng)度設(shè)計系數(shù)：表3-2強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)地區(qū)等級強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)F一級地區(qū)0.72二級地區(qū)0.6三級地區(qū)0.4四級地區(qū)0.3表3-3穿越鐵路、公路人員聚集場所的管道以及門站、儲配站、調(diào)壓站內(nèi)管道的強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)管道及管段地區(qū)等級一一三四強(qiáng)度設(shè)計系數(shù)F用套管穿越出、IV級公路的管道0.72

13、0.60.40.3尢套管穿越出、IV級公路的管道0.60.5用套管穿越I、n級公路、高速公路、鐵路的管道0.60.6門站、儲配站、調(diào)壓站內(nèi)管道及其上、下游各200m管道,截斷閥室管道及其上、下游各50m管道(其距離從站和閥室邊界線起算)0.50.5人員聚集場所的管道0.40.4表3-4次高壓鋼質(zhì)燃?xì)夤艿雷钚」Q壁厚鋼管公稱直徑DNmm公稱壁厚mmDN1001504.0DN2003004.8DN3504505.2DN5005506.4DN6007007.1DN7509007.9DN95010008.7DN10509.53管線的強(qiáng)度、穩(wěn)定性等校核按?輸氣管道工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB50251的相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行.4.輸油管道1管道壁厚計算PD"I式中：晶-鋼管計算壁厚mm；P-設(shè)計內(nèi)壓力MPa;D-鋼管外直徑mm；d-鋼管許用應(yīng)力MPa;K設(shè)計系數(shù),輸送C5及C5以上的液體管道除穿跨越管段按?原油和天然氣輸送管道穿跨越工程