E计审批人员培训教材--输油和输气管道

1、全国压力管道设计审批人员培训教材 第三章第三章 输油和输气管道中国石油集团工程设计有限责任公司中国石油集团工程设计有限责任公司 西南分公司西南分公司 章申远章申远20082008年年6 6月版月版3 3 输油和输气管道输油和输气管道3.1 3.1 输油输气管道设计主要标准、规范输油输气管道设计主要标准、规范3.2 3.2 管道线路设计管道线路设计3.3 3.3 管道敷设管道敷设3.4 3.4 管道强度及稳定性计算管道强度及稳定性计算3.5 3.5 管材和管道附件的选用管材和管道附件的选用3.6 3.6 管道穿越工程管道穿越工程3.7 3.7 安全与放空安全与放空3.8 3.8 油、气管道施工油

2、、气管道施工全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 3.1 3.1 输油、输气管道设计主要标准、规范输油、输气管道设计主要标准、规范全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （1 1） 输气管道工程设计规范输气管道工程设计规范 GB50251-2003GB50251-2003；（2 2） 输油管道工程设计规范输油管道工程设计规范 GB50253-2006GB50253-2006；（3 3） 石油、天然气工程设计防火规范石油、天然气工程设计防火规范GB50183-2004GB50183-2004；（4 4） 石油、天然气工业输送钢管交货技术条件石

3、油、天然气工业输送钢管交货技术条件GB97-1999GB97-1999；（5 5） 油气输送管道穿越工程设计规范油气输送管道穿越工程设计规范 GB50423-2007 GB50423-2007； （6 6） 输油（气）埋地钢质管道抗震设计规范输油（气）埋地钢质管道抗震设计规范SY/T0450-2004 SY/T0450-2004 ；（7 7） 钢质管道外腐蚀控制规范钢质管道外腐蚀控制规范GB/T21447-2008GB/T21447-2008；（8 8） 埋地管道强制电流阴极保护设计规范埋地管道强制电流阴极保护设计规范SY/T0036-2000SY/T0036-

4、2000；（9 9） 埋地钢质管道牺牲阳极、阴极保护设计规范埋地钢质管道牺牲阳极、阴极保护设计规范SY/T0019-97SY/T0019-97；（1010）埋地钢质管道交流电排流保护技术标准埋地钢质管道交流电排流保护技术标准SY/T0032-2000SY/T0032-2000全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 3.2 3.2 管道线路设计管道线路设计全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （1 1）根据任务要求应经过的线路起、终点及油、气体接收、分输点。）根据任务要求应经过的线路起、终点及油、气体接收、分输点。（2 2）线路走向应根据沿线

5、地形条件、地质条件、环境条件确定；）线路走向应根据沿线地形条件、地质条件、环境条件确定；（3 3）线路应避开军事设施、机场、车站、码头、国家级自然保护区、）线路应避开军事设施、机场、车站、码头、国家级自然保护区、国家重点文物保护区等。国家重点文物保护区等。（4 4）线路走向应考虑沿线的水、电、讯、交通情况及居住区、城市规）线路走向应考虑沿线的水、电、讯、交通情况及居住区、城市规划要求，选择方便施工和运行的方案。划要求，选择方便施工和运行的方案。（5 5）符合相关规范要求。）符合相关规范要求。 3.2.1 3.2.1 输油、输气管道线路工程选线原则输油、输气管道线路工程选线原则全国压力管道设计审

6、批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 输气管道的安全是通过严格控制管道及其构输气管道的安全是通过严格控制管道及其构件的强度和严密性，并贯穿到设计、设备材料选用件的强度和严密性，并贯穿到设计、设备材料选用、施工、生产、维护到更新改造的全过程。用控制、施工、生产、维护到更新改造的全过程。用控制管道的强度来保证管线系统的安全，从而对周围构管道的强度来保证管线系统的安全，从而对周围构筑物提供安全保证。输气管道根据周围公共活动的筑物提供安全保证。输气管道根据周围公共活动的增加而降低管道应力水平，即增加管道壁厚。增加而降低管道应力水平，即增加管道壁厚。 3.2.2 3.2.2 输气管道设计的安全

7、原则输气管道设计的安全原则全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 地区等级的划法是根据通过地区按沿线居民户数和建筑物的地区等级的划法是根据通过地区按沿线居民户数和建筑物的密集程度划分四个等级，其划分方法是沿管道中心线两侧各密集程度划分四个等级，其划分方法是沿管道中心线两侧各200m200m范围内，任意划分长度为范围内，任意划分长度为2km2km并能包括最大聚居住户数的若干地段并能包括最大聚居住户数的若干地段，在划定的管段区域内计算供人居住独立建筑物（户）数目。定，在划定的管段区域内计算供人居住独立建筑物（户）数目。定为该地区域居民密度指数，以此确定地区等级及对应的强度

8、设计为该地区域居民密度指数，以此确定地区等级及对应的强度设计系数（系数（F F）见下图：）见下图： 居 民 楼四 级 区200m200m8 0 m1 2 0 m2 0 0 0 m二 级 区3.2.3 3.2.3 输气管道线路设计的地区等级划分输气管道线路设计的地区等级划分全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 强度设计系数（强度设计系数（F F）表）表地区等级地区等级居民密度指数居民密度指数强度设计系数强度设计系数F F一级地区一级地区户数在户数在1515户或以下区段户或以下区段0.720.72二级地区二级地区户数在户数在1515户以上，户以上，100100户以下的区

9、段户以下的区段 0.60.6三级地区三级地区户数在户数在100100户以上区段包括工业、商业区、发展区等户以上区段包括工业、商业区、发展区等 0.50.5四级地区四级地区系指四层及以上楼层，交通频繁地下设施多等区段系指四层及以上楼层，交通频繁地下设施多等区段0.40.4全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 输油管道除按输油管道除按输油管道工程设计规范输油管道工程设计规范进行强度设计和选择管材进行强度设计和选择管材外，还应与周围建构筑物保持一定距离，符合下列规定：外，还应与周围建构筑物保持一定距离，符合下列规定：（1 1）与城镇居民点或独立的人群密集房屋的距离，不宜小

10、于）与城镇居民点或独立的人群密集房屋的距离，不宜小于15m15m；（2 2）与飞机场、海（河）港码头、大中型水库和水工建、构筑物，）与飞机场、海（河）港码头、大中型水库和水工建、构筑物， 工厂的距离不宜小于工厂的距离不宜小于20m20m；（3 3）与高速公路、一、二级公路平行敷设时，管道中心距公路用地）与高速公路、一、二级公路平行敷设时，管道中心距公路用地 范围边界其距离不宜小于范围边界其距离不宜小于10m10m，三级及以下公路不宜小于，三级及以下公路不宜小于5m 5m ；（4 4）与铁路平行敷设时，管道应敷设在距离铁路用地范围边线）与铁路平行敷设时，管道应敷设在距离铁路用地范围边线3m3m以

11、外；以外；（5 5）同军工厂、军事设施、易燃易爆仓库、国家重点文物保护单位的）同军工厂、军事设施、易燃易爆仓库、国家重点文物保护单位的 最小距离应同有关部门协商解决。最小距离应同有关部门协商解决。 3.2.4 3.2.4 埋地输油管道同建、构筑物的最小间距埋地输油管道同建、构筑物的最小间距全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 3.2.5 3.2.5 管道外壁防腐绝缘层的设计要求管道外壁防腐绝缘层的设计要求 油气管道外壁防腐蚀主要是采取外壁防腐绝缘层加阴极保护联合油气管道外壁防腐蚀主要是采取外壁防腐绝缘层加阴极保护联合防腐措施。外壁防腐绝缘层防腐蚀原理是将防腐材料均匀

12、致密地涂敷在防腐措施。外壁防腐绝缘层防腐蚀原理是将防腐材料均匀致密地涂敷在经除锈的金属管表面上，高电阻的涂层将管道金属与腐蚀介质隔离，切经除锈的金属管表面上，高电阻的涂层将管道金属与腐蚀介质隔离，切断金属电化学腐蚀电池的通路，从而阻止管道金属腐蚀。管道外壁防腐断金属电化学腐蚀电池的通路，从而阻止管道金属腐蚀。管道外壁防腐绝缘层基本性能要求：绝缘层基本性能要求： （1 1）高的绝缘性；）高的绝缘性； （2 2）足够的机械强度（粘结性、针入度、抗冲击性、耐磨性等）足够的机械强度（粘结性、针入度、抗冲击性、耐磨性等） （3 3）良好的稳定性（耐大气老化、化学稳定性吸水率、耐高、低）良好的稳定性（耐大

13、气老化、化学稳定性吸水率、耐高、低 温性能好等）；温性能好等）； （4 4）具有一定的耐阴极剥离强度的能力；）具有一定的耐阴极剥离强度的能力； （5 5）抗微生物腐蚀性能好；）抗微生物腐蚀性能好； （6 6）防腐层破损后易于修补；）防腐层破损后易于修补；全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 3.2.6 3.2.6 管道阴极保护设计原理及阴极保护方法管道阴极保护设计原理及阴极保护方法（1 1）阴极保护原理）阴极保护原理 给金属通以阴极电流，使金属表面阴极极化，抑制表面给金属通以阴极电流，使金属表面阴极极化，抑制表面 上阳极区金属的电子释放，从根本上防止了金属的腐蚀。上

14、阳极区金属的电子释放，从根本上防止了金属的腐蚀。（2 2）阴极保护方法有以下两种：）阴极保护方法有以下两种： 1 1）强制电流阴极保护）强制电流阴极保护 利用外部直流电源，取得阴极极化电流，以防止金属遭受利用外部直流电源，取得阴极极化电流，以防止金属遭受 腐蚀的方法称强制电流阴极保护或外加电流阴极保护。此时被腐蚀的方法称强制电流阴极保护或外加电流阴极保护。此时被 保护的金属接在直流电源的负极上，而电源的正极则接辅助阳保护的金属接在直流电源的负极上，而电源的正极则接辅助阳 极。极。 强制电流阴极保护为目前油气管道阴极保护的主要形式。强制电流阴极保护为目前油气管道阴极保护的主要形式。 该保护系统主

15、要包括供电电源，辅助阳极（阳极地床），参比该保护系统主要包括供电电源，辅助阳极（阳极地床），参比 电极、电绝缘装置，检测系统等。电极、电绝缘装置，检测系统等。 全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 2 2）牺牲阳极保护）牺牲阳极保护 牺牲阳极保护实质上是应用了不同金属间电极牺牲阳极保护实质上是应用了不同金属间电极 电位差的电位差的 电化学原理来实现阴极保护。当钢铁管道与电位更负的金属电电化学原理来实现阴极保护。当钢铁管道与电位更负的金属电 气连接，并且两者处于同一电解质溶液中（如土壤、气连接，并且两者处于同一电解质溶液中（如土壤、 海水）海水） 则电位更负的金属作为

16、阳极在腐蚀过程中向管道提供阴极保护则电位更负的金属作为阳极在腐蚀过程中向管道提供阴极保护 电流，实现管道的阴极保护。电流，实现管道的阴极保护。 常用的牺牲阳极有镁和镁合金、锌及锌合金以及铝合金三大类。常用的牺牲阳极有镁和镁合金、锌及锌合金以及铝合金三大类。 全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 3.2.7 3.2.7 输油、气管道线路截断阀的设置输油、气管道线路截断阀的设置 输气管道应设置线路截断阀。线路截断阀位置应选择在交输气管道应设置线路截断阀。线路截断阀位置应选择在交通方便、地形开阔、地势较高的地方通方便、地形开阔、地势较高的地方 截断阀最大间距应符合下列规定

17、：截断阀最大间距应符合下列规定： 1 1）以一级地区为主的管段不宜大于）以一级地区为主的管段不宜大于32km32km； 2 2）以二级地区为主的管段不宜大于）以二级地区为主的管段不宜大于24km24km； 3 3）以三级地区为主的管段不宜大于）以三级地区为主的管段不宜大于16km16km； 4 4）以四级地区不为主的管段宜大于）以四级地区不为主的管段宜大于8km8km。 上述规定的阀门间距可以稍作调整，使阀门安装在更容易接近上述规定的阀门间距可以稍作调整，使阀门安装在更容易接近的地方。的地方。 截断阀可采用自动或手动阀门，并能通过清管器或检测仪器截断阀可采用自动或手动阀门，并能通过清管器或检测

18、仪器。 输油管沿线阀门间距不应超过输油管沿线阀门间距不应超过32km32km，穿越大型河流、人口密集，穿越大型河流、人口密集区等管道两端应设置截断阀。区等管道两端应设置截断阀。全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 3.2.8 3.2.8 输气管道标志设置如何规定输气管道标志设置如何规定（1 1）输气管道沿线应设置里程桩、转角桩、交叉和警示牌等永）输气管道沿线应设置里程桩、转角桩、交叉和警示牌等永 久性标志。久性标志。（2 2）里程桩应沿气流前进方向左侧从管道起点至终点，每公里）里程桩应沿气流前进方向左侧从管道起点至终点，每公里 连续设置。阴极保护测试桩可同里程桩结合

19、设置。连续设置。阴极保护测试桩可同里程桩结合设置。（3 3）埋地管道与公路、铁路、河流和地下构筑物的交叉两侧应）埋地管道与公路、铁路、河流和地下构筑物的交叉两侧应 设置标志桩（牌）。设置标志桩（牌）。（4 4）对易于遭到车辆碰撞和人畜破坏的管段，应设置警示牌，）对易于遭到车辆碰撞和人畜破坏的管段，应设置警示牌， 并应采取保护措施。并应采取保护措施。 全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 3.3 3.3 管道敷设管道敷设全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 细 土2 0 c m沟 底 宽 B细 土可 回 填 土 、 砂 、 小于 1 0 c

20、 m 碎 石覆 土 厚3 0 c m3 0 c m油 管 1 m气 管 2 D 且 0 . 5 m油 管 1 . 0 m气 管 0 . 6 m（1 1）输油、输气管道应采用埋地方式敷设，特殊地段也可采）输油、输气管道应采用埋地方式敷设，特殊地段也可采 用土堤、地面等形式敷设。用土堤、地面等形式敷设。 3.3.1 3.3.1 输油、输气管道敷设要求如何规定输油、输气管道敷设要求如何规定全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （2 2）埋地输油、气管道覆土层最小厚度应符合下表中的规定。）埋地输油、气管道覆土层最小厚度应符合下表中的规定。在不能满足要求的覆土厚度或外荷载过大

21、、外部作业可能危及在不能满足要求的覆土厚度或外荷载过大、外部作业可能危及管道之处，均应采取保护措施。管道之处，均应采取保护措施。地区等级地区等级土壤类土壤类岩石岩石旱地旱地水田水田一级地区一级地区二级地区二级地区三级地区三级地区四级地区四级地区注：（注：（1 1）对需平整的地段应按平整后的标高计算。）对需平整的地段应按平整后的标高计算。 （2 2）覆土厚度应从管顶算起。）覆土厚度应从管顶算起。 （3 3）埋地输油管道覆土厚度不应小于）埋地输油管道覆土厚

22、度不应小于0.8m0.8m。 （4 4）岩石、砾石区沟底应比土壤管沟挖深）岩石、砾石区沟底应比土壤管沟挖深0.2m0.2m，用细土垫平。，用细土垫平。最小覆土厚度表（最小覆土厚度表（m m） 全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 当沟埋管道覆土层厚度不足以克服管子浮力时，当沟埋管道覆土层厚度不足以克服管子浮力时，应采用稳管措施。应采用稳管措施。 3.3.2 3.3.2 沼泽、水网（含水田）地区管道敷设措施沼泽、水网（含水田）地区管道敷设措施全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （1 1）当输油管道的设计温度同安装温度之差较）当输油管道的设

23、计温度同安装温度之差较 大时，宜在管道出土端、弯头、管径改变大时，宜在管道出土端、弯头、管径改变 处以及管道同清管器收发装置连接处根据处以及管道同清管器收发装置连接处根据 计算设置锚固设施。计算设置锚固设施。（2 2）当管道翻越高差较大的长陡坡时，应根据）当管道翻越高差较大的长陡坡时，应根据 计算，在稳定的位置设置固定墩。计算，在稳定的位置设置固定墩。（3 3）当输油管道采用锚固墩（件）锚固时，管）当输油管道采用锚固墩（件）锚固时，管 道同锚固墩（件）之间应有良好的电绝缘。道同锚固墩（件）之间应有良好的电绝缘。3.3.3 3.3.3 输油管道锚固墩设置输油管道锚固墩设置全国压力管道设计审批人员

24、培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 埋地输油、输气管道与其它管道、通信电缆交叉敷设时其间距埋地输油、输气管道与其它管道、通信电缆交叉敷设时其间距应符合国家现行标准应符合国家现行标准钢质管道外防腐控制规范钢质管道外防腐控制规范GB/T21447GB/T21447的有的有关规定。关规定。 （1 1）被保护管道与其它地下管道交叉时，二者间的净垂直距离）被保护管道与其它地下管道交叉时，二者间的净垂直距离不应小于不应小于0.3m0.3m。当小于。当小于0.3m0.3m时，两者之间必须设有坚固的绝缘隔离时，两者之间必须设有坚固的绝缘隔离物，确保交叉两管不接触。同时两管道在交叉点两侧各延伸物，确保交叉

25、两管不接触。同时两管道在交叉点两侧各延伸10m10m以以上的管段上应做特加强及防腐层。上的管段上应做特加强及防腐层。（2 2）管道与电缆交叉时，相互间的净垂直距离不应小于）管道与电缆交叉时，相互间的净垂直距离不应小于0.5m0.5m。同。同时在交叉点两侧各延伸时在交叉点两侧各延伸10m10m以上的管段和电缆上应做特加强及防腐层。以上的管段和电缆上应做特加强及防腐层。3.3.4 3.3.4 埋地输油、输气管道与其它管道、电缆埋地输油、输气管道与其它管道、电缆交叉敷设要求交叉敷设要求全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 名名 称称3kV3kV3-10kV3-10kV35

26、-66kV35-66kV110kV110kV220kV220kV开阔地区开阔地区最高杆（塔）高最高杆（塔）高路经受限地区路经受限地区(m)(m)2.04.04.04.04.05.05.03.3.5 3.3.5 埋地输气（油）管道与架空输电线路平行敷埋地输气（油）管道与架空输电线路平行敷设时安全距离按下表要求：设时安全距离按下表要求：注：注：（1 1）表中距离为边界线至管道任何部分水平距离）表中距离为边界线至管道任何部分水平距离 （2 2）路经受限地区最小水平距离应计架空电力线的最大风偏）路经受限地区最小水平距离应计架空电力线的最大风偏全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管

27、道设计审批人员培训教材 接地形式接地形式电力等级（电力等级（kVkV）10103535110110220220安全距离（安全距离（m m）临时接地临时接地1.03.03.05.05.0铁塔或电杆接地铁塔或电杆接地1.01.03.03.05.05.010.010.0电站变电所接地电站变电所接地5.05.010.010.015.015.030.030.03.3.6 3.3.6 输气（油）管道与交流电力系统的各种接地输气（油）管道与交流电力系统的各种接地装置水平距离不应小于下表规定：装置水平距离不应小于下表规定：全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （1

28、 1）弯头的曲率半径应大于或等于外直径的）弯头的曲率半径应大于或等于外直径的4 4倍，倍， 并应满足清管器或检测仪器能顺利通过的要求。并应满足清管器或检测仪器能顺利通过的要求。（2 2）现场冷弯弯管的最小曲率半径应符合下表的）现场冷弯弯管的最小曲率半径应符合下表的 规定。规定。公称直径DN(mm)最小曲率半径Rmin30018D35021D40024D45027D50030D3.3.7 3.3.7 输油、输气管道弯头、弯管的选用要求输油、输气管道弯头、弯管的选用要求全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （3 3）弯管和弯头的任何部位不得有裂纹和其他机械）弯管和弯头的

29、任何部位不得有裂纹和其他机械 损伤，其两端的椭圆度应小于或等于损伤，其两端的椭圆度应小于或等于2.02.0；其；其 他部位的椭圆度不应大于他部位的椭圆度不应大于2.52.5。（4 4）弯头和弯管不得使用皱褶弯和虾米弯。管子对）弯头和弯管不得使用皱褶弯和虾米弯。管子对 接偏差不得大于接偏差不得大于3 3。（5 5）弯管上的环向焊缝应进行）弯管上的环向焊缝应进行X X射线检查。射线检查。 全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （1 1）弹性敷设管道与相邻的反向弹性弯曲管道之间及弹性）弹性敷设管道与相邻的反向弹性弯曲管道之间及弹性 弯曲管段和人工弯管之间，应采用直管段连弯

30、曲管段和人工弯管之间，应采用直管段连 接；直管接；直管 段长度不应小于管子外径值，且不应小于段长度不应小于管子外径值，且不应小于500mm500mm。（2 2）弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求，且不得）弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求，且不得 小于钢管外直径的小于钢管外直径的10001000倍。垂直面上弹性敷设管道的曲倍。垂直面上弹性敷设管道的曲 率半径尚应大于管子在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径尚应大于管子在自重作用下产生的挠度曲线的曲 率半径，其曲率半径应按下式计算：率半径，其曲率半径应按下式计算： 3.3.8 3.3.8 输油、输气管道采用弹性敷设要求输油、输气管道采

31、用弹性敷设要求全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 3.4 3.4 管道的强度及稳定性计算管道的强度及稳定性计算全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （1 1）埋地管道强度设计应根据管段所处地区等级以及所承受可变荷载和）埋地管道强度设计应根据管段所处地区等级以及所承受可变荷载和 永久荷载而定。当埋地管道设计地震动峰值加速度等于或大于永久荷载而定。当埋地管道设计地震动峰值加速度等于或大于0.2g0.2g 时，应进行抗拉伸和抗压缩校核。时，应进行抗拉伸和抗压缩校核。（2 2）埋地直管段的轴向应力与环向应力组合的当量应力，应小于管子的）埋地直管

32、段的轴向应力与环向应力组合的当量应力，应小于管子的 最小屈服强度的最小屈服强度的90%90%。管道附件的设计强度不应小于相连直管段的。管道附件的设计强度不应小于相连直管段的 设计强度。设计强度。3.4.1 3.4.1 输气管道强度计算应符合哪些规定输气管道强度计算应符合哪些规定 全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 输气管道直管段壁厚按下式计算：输气管道直管段壁厚按下式计算：FtPDs2 式中：式中： 钢管计算壁厚，钢管计算壁厚，cm； P设计压力，设计压力，MPa； D钢管外径，钢管外径，cm； s钢管的最小屈服强度，钢管的最小屈服强度，MPa； F强度设计系数；

33、强度设计系数； 焊缝系数；焊缝系数； t温度折减系数。当温度小于温度折减系数。当温度小于120时，时，t值取值取1.0。3.4.2 3.4.2 输气管道强度计算公式输气管道强度计算公式 全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 最小管壁厚度表（最小管壁厚度表（mm) 钢管公称直径钢管公称直径最小壁厚最小壁厚钢管公称直径钢管公称直径最小壁厚最小壁厚100100、1501502.52.5600600、650650、7007006.56.52002003.53.5750750、800800、850850、9009006.56.52502504.04.0950950、10001

34、0008.08.03003004.54.510501050、11001100、11501150、120012009.09.0350350、400400、4504505.05.013001300、1400140011.511.5500500、5505506.06.015001500、1600160013.013.0全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 输油管道、管道附件和支承件，应根据敷设形式、所输油管道、管道附件和支承件，应根据敷设形式、所处环境和设计运行条件，按可能同时出现的功能性荷载、处环境和设计运行条件，按可能同时出现的功能性荷载、环境荷载、施工荷载和偶然性荷

35、载的组合进行设计。环境荷载、施工荷载和偶然性荷载的组合进行设计。 3.4.3 3.4.3 输油管道强度计算要求输油管道强度计算要求 全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （）输油管道钢管许用应力应按下式计算：）输油管道钢管许用应力应按下式计算： 式中：式中： 钢管的许用应力，钢管的许用应力，MPa MPa ； KK设计系数，一般地段取设计系数，一般地段取0.720.72； 输油站内的设计系数输油站内的设计系数K K按下表选取；按下表选取； 焊缝系数；焊缝系数； s s钢管的最小屈服强度，钢管的最小屈服强度，MPaMPa。sK3.4.4 3.4.4 输油管道直管段的钢

36、管壁厚计算输油管道直管段的钢管壁厚计算全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 管线钢号管线钢号L245L245L290L290L360L360L415L415设计系数设计系数K K0.560.560.480.480.430.430.420.42输油站内设计系数输油站内设计系数K K的选取表的选取表全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 式中：式中： cc钢管的许用应力，钢管的许用应力，MPaMPa； PP设计压力，设计压力，MPaMPa； DD钢管外径，钢管外径，cmcm； 钢管的许用应力，钢管的许用应力，MPaMPa。 输油站间的输油管道可

37、按设计内压力分段设计管道的管壁厚输油站间的输油管道可按设计内压力分段设计管道的管壁厚度。度。kPDPDsc22 （）输油管道直管段的钢管壁厚计算：（）输油管道直管段的钢管壁厚计算：全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 管道的钢度应满足运输、施工和生产运行的要求。管道的钢度应满足运输、施工和生产运行的要求。钢管的外直径与壁厚的比值不应大于钢管的外直径与壁厚的比值不应大于140140。 3.4.5 3.4.5 输油、输气管道钢度要求输油、输气管道钢度要求全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 弯头和弯管的管壁厚度按下式计算弯头和弯管的管壁厚度按

38、下式计算 式中：式中： b b弯头或弯管的管壁计算厚度，弯头或弯管的管壁计算厚度，mmmm； 弯头或弯管所连接的直管段壁计算厚度，弯头或弯管所连接的直管段壁计算厚度，mmmm； mm弯头或弯管的管壁厚度增大系数；弯头或弯管的管壁厚度增大系数； RR弯头或弯管的曲率半径，弯头或弯管的曲率半径，mmmm； DD弯头或弯管的外直径，弯头或弯管的外直径，mmmm。mbDRDRm24. 弯头和弯管的管壁厚计算弯头和弯管的管壁厚计算全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 3.5 3.5 管材和管道附件的选用管材和管道附件的选用全国压力管道设计审批人员培训教材全国压

39、力管道设计审批人员培训教材 （1 1）输气管道所用钢管、管道附件应根据使用压力、温度、）输气管道所用钢管、管道附件应根据使用压力、温度、 介质特性、使用地区等因素，经技术经济比较后确定。介质特性、使用地区等因素，经技术经济比较后确定。 采用的钢管和钢材，应具有良好的韧性和可焊性。采用的钢管和钢材，应具有良好的韧性和可焊性。（2 2）输气管道选用国产钢管，应符合现行国家标准）输气管道选用国产钢管，应符合现行国家标准石油石油 天然气工业输送钢管交货技术条件天然气工业输送钢管交货技术条件GB/T9711GB/T9711、高压高压 锅炉用无缝钢管锅炉用无缝钢管GB/T5310GB/T5310、化肥设备

40、用高压无缝钢化肥设备用高压无缝钢 管管GB6479GB6479的有关规定。的有关规定。（3 3）输气管道所采用钢管和管道附件应对材料提出韧性要求。）输气管道所采用钢管和管道附件应对材料提出韧性要求。（4 4）输油管道当施工温度低于）输油管道当施工温度低于时应对钢管和管道附时应对钢管和管道附 件材料提出韧性要求。件材料提出韧性要求。.1输气（油）管道钢管、管道附件的选用要求输气（油）管道钢管、管道附件的选用要求全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （）管道附件严禁使用铸铁件。（）管道附件严禁使用铸铁件。（）管件的制作应符合国家现行标准（）管件的制作应符

41、合国家现行标准钢板制对焊管件钢板制对焊管件 GB/T13402 GB/T13402、钢制对焊无缝管件钢制对焊无缝管件GB12459GB12459、钢制对焊管钢制对焊管 件件SY/T0510SY/T0510、油气输送钢制弯管油气输送钢制弯管SY/T5257SY/T5257的规定。的规定。（）清管器收发筒、汇管、组合件的制作参照执行现行国家标准（）清管器收发筒、汇管、组合件的制作参照执行现行国家标准 钢制压力容器钢制压力容器GB150GB150的规定。的规定。（）当管道附件与管道采用焊接连接时，两者材质应相同或相近。（）当管道附件与管道采用焊接连接时，两者材质应相同或相近。（）弯管不得采用螺旋焊接

42、钢管制作。（）弯管不得采用螺旋焊接钢管制作。（）钢制锻造法兰及锻件应符合现行国家标准（）钢制锻造法兰及锻件应符合现行国家标准“压力容器用碳素钢压力容器用碳素钢和和 低合金钢锻件低合金钢锻件”的规定。的规定。.2管道附件选用要求管道附件选用要求全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （1 1）钢管在运输、安装或修理中造成壁厚减薄时，管壁上任一点的）钢管在运输、安装或修理中造成壁厚减薄时，管壁上任一点的 厚度不应小于计算确定钢管壁厚的厚度不应小于计算确定钢管壁厚的9090。（2 2）凿痕、槽痕应打磨光滑；对被电弧烧痕所造成的）凿痕、槽痕应打磨光滑；对被电弧

43、烧痕所造成的“冶金学上的冶金学上的 刻痕刻痕”应打磨掉。打磨后的管壁厚度小于计算壁厚的应打磨掉。打磨后的管壁厚度小于计算壁厚的9090时应时应 将管子受损部分整段切除，严紧嵌补。将管子受损部分整段切除，严紧嵌补。（3 3）在纵向或环向焊缝处影响钢管曲率的凹痕深度，当钢管公称直）在纵向或环向焊缝处影响钢管曲率的凹痕深度，当钢管公称直 径小于或等于径小于或等于300mm300mm时，不应大于时，不应大于6mm6mm；当钢管公称直径大于；当钢管公称直径大于 300mm300mm时，不应大于钢管公称直径的时，不应大于钢管公称直径的2 2。当凹痕深度不符合要。当凹痕深度不符合要 求时，应将管子受损部分整

44、段切除，严禁嵌补或将凹痕敲臌。求时，应将管子受损部分整段切除，严禁嵌补或将凹痕敲臌。 3.5.3 3.5.3 钢管表面的有害缺陷的处理如何要求钢管表面的有害缺陷的处理如何要求全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 直接在主管上开孔与支管连接或自制三通，其开孔直接在主管上开孔与支管连接或自制三通，其开孔消弱部分可按等面积补强，当支管的公称直径小于或等消弱部分可按等面积补强，当支管的公称直径小于或等于于50mm50mm时，可不补强。当支管外径大于或等于时，可不补强。当支管外径大于或等于1/21/2主管内主管内径时，宜采用标准三通件或焊接三通件。径时，宜采用标准三通件或焊接

45、三通件。 3.5.4 3.5.4 输油、输气管道用三通设计有何要求输油、输气管道用三通设计有何要求全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 3.6 3.6 管道穿越工程管道穿越工程全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 输油、气管道通过水域、冲沟、铁路、公路等设计，输油、气管道通过水域、冲沟、铁路、公路等设计，应遵守国家现行标准应遵守国家现行标准油气输送管道穿越工程设计规范油气输送管道穿越工程设计规范GB50423GB50423的规定。的规定。 3.6.1 3.6.1 输油、输气管道通过人工或天然障碍物的输油、输气管道通过人工或天然障碍物的 敷

46、设设计要求敷设设计要求全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 穿越水域工程等级表穿越水域工程等级表 单位：单位：m m工程等级工程等级穿越水域的水文特征穿越水域的水文特征多年平均水位水面宽度多年平均水位水面宽度相应水深度相应水深度大型大型200200 不计水深不计水深10010020020055中型中型1001002002005 54040100100不计水深不计水深小型小型4040不计水深不计水深3.6.2 3.6.2 穿越水域工程的等级如何划分？穿越水域工程的等级如何划分？注注 （1 1）当施工期间最大流速大于）当施工期间最大流速大于2m/s2m/s，中、小型工程

47、等级可提高一级。，中、小型工程等级可提高一级。 （2 2）有特殊要求工程，可提高工程等级。）有特殊要求工程，可提高工程等级。全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （1 1）穿越位置应符合线路总走向。对于大、中型穿越工程线路局部走向应按所选穿越）穿越位置应符合线路总走向。对于大、中型穿越工程线路局部走向应按所选穿越 位置调整。位置调整。（2 2）大、中型穿越工程的方案与位置，应根据水文、地质、地形、水土保持、环境、）大、中型穿越工程的方案与位置，应根据水文、地质、地形、水土保持、环境、 气象、交通、施工及管理条件进行技术经济论证确定。选择在：气象、交通、施工及管理条件

48、进行技术经济论证确定。选择在： 1 1）河道或冲沟顺直、水流平缓地段；）河道或冲沟顺直、水流平缓地段； 2 2）断面基本对称、两岸有足够施工场地的地段；）断面基本对称、两岸有足够施工场地的地段； 3 3）岩土构成比较单一、岸坡稳定的地段。）岩土构成比较单一、岸坡稳定的地段。（3 3）穿越位置不宜选在地震活动断层上，不宜将穿越管段埋在地震时易发生土壤液化）穿越位置不宜选在地震活动断层上，不宜将穿越管段埋在地震时易发生土壤液化 的地层内。的地层内。（4 4）穿越位置不宜选在河道经常疏浚深、岸蚀严重或浸滩冲淤变化强烈地段。）穿越位置不宜选在河道经常疏浚深、岸蚀严重或浸滩冲淤变化强烈地段。（5 5）水

49、库地区宜避开库区与尾水区。若在水库下游穿越，应选在水坝下游集中冲刷影）水库地区宜避开库区与尾水区。若在水库下游穿越，应选在水坝下游集中冲刷影 响区之外。位于水库下游的穿越工程，必须取得水库泄洪时的局部冲刷与清水冲响区之外。位于水库下游的穿越工程，必须取得水库泄洪时的局部冲刷与清水冲 刷资料。刷资料。（6 6）水域穿越位置应选在岸坡稳定地段）水域穿越位置应选在岸坡稳定地段 ，否则两岸应做护坡、丁字坝等调治工程，否则两岸应做护坡、丁字坝等调治工程， 保证岸坡稳定。保证岸坡稳定。3.6.3 3.6.3 管段穿越河流的位置如何选择管段穿越河流的位置如何选择全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设

50、计审批人员培训教材 （1 1）大型穿越工程应按百年一遇洪水设计，中型穿）大型穿越工程应按百年一遇洪水设计，中型穿 越工程应按五十年，小型穿越工程应按二十年。越工程应按五十年，小型穿越工程应按二十年。（2 2）穿越管段应垂直于水流轴向；如要斜交时，交）穿越管段应垂直于水流轴向；如要斜交时，交 角不宜小于角不宜小于6060。（3 3）在通航河流上的穿越管段埋深，应防止被船锚或）在通航河流上的穿越管段埋深，应防止被船锚或 疏航机具损坏。穿越工程的各项措施不得影响航疏航机具损坏。穿越工程的各项措施不得影响航 道通行，并应征得航道主管部门的同意。道通行，并应征得航道主管部门的同意。（4 4）穿越管段与桥

51、梁间距应满足下列要求规定：）穿越管段与桥梁间距应满足下列要求规定： 3.6.4 3.6.4 管线穿越河流设计管线穿越河流设计全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 穿越管距桥小于300m按穿越管线穿越管线桥设计洪水位设计穿越管道距港口等不小于200m港口码头水下建筑桥管线距大中桥100m管线距小桥50m全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 穿越管段与桥梁间距离（穿越管段与桥梁间距离（m m）桥梁等级桥梁等级大、桥中大、桥中小桥小桥间距要求间距要求10010050501 1）采用开挖管沟埋设时应满足下表规定，若采用爆破成沟应）采用开挖管沟埋设

52、时应满足下表规定，若采用爆破成沟应 经计算增大安全距离：经计算增大安全距离：2 2）采用水平定向钻敷设时穿越管段距桥梁墩台冲刷坑边缘外不）采用水平定向钻敷设时穿越管段距桥梁墩台冲刷坑边缘外不 宜小于宜小于10m10m并不影响墩台安全。并不影响墩台安全。3 3）采用隧道穿越时，隧道的埋深及边缘至墩台距离不影响墩台）采用隧道穿越时，隧道的埋深及边缘至墩台距离不影响墩台 安全。安全。 （5 5）穿越管段与港口、码头、水下建筑物之间的距离不得小）穿越管段与港口、码头、水下建筑物之间的距离不得小200m200m 桥梁上游桥梁上游300m300m范围内的穿越工程不低于该桥的设计洪水频率标准范围内的穿越工程

53、不低于该桥的设计洪水频率标准全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 水下穿越输送管先用内压计算壁厚，再用所承受的荷载和作水下穿越输送管先用内压计算壁厚，再用所承受的荷载和作用力进行强度校核。管子壁厚计算公式：用力进行强度校核。管子壁厚计算公式： 式中：式中： 钢管计算壁厚，钢管计算壁厚，cmcm； PP设计压力，设计压力，MPaMPa； D DH H钢管外径，钢管外径，cmcm； s s钢管的最小屈服强度，钢管的最小屈服强度，MPaMPa； FF强度设计系数，按表强度设计系数，按表.5取值；取值； 焊缝系数；焊缝系数； t t 温度减弱系数，温度小于温

54、度减弱系数，温度小于120120时时t=1t=1。3.6.5 3.6.5 穿越河流管子的强度及稳定性如何计算穿越河流管子的强度及稳定性如何计算全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 强度计算系数表强度计算系数表穿越管段规模穿越管段规模输气管道地区等级输气管道地区等级输油管道输油管道一一二二三三四四小型冲沟、水域穿越小型冲沟、水域穿越0.720.70.720.72大中型水域穿越大中型水域穿越0.6全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （1 1）水下穿越

55、管段不得产生漂浮和移位。如有可能发生漂浮）水下穿越管段不得产生漂浮和移位。如有可能发生漂浮 和移位时，必须采用稳管措施。和移位时，必须采用稳管措施。（2 2）裸露敷设的管段应按下列公式进行抗漂浮和抗移位计算。）裸露敷设的管段应按下列公式进行抗漂浮和抗移位计算。3.6.6 3.6.6 穿越河流，水下管段稳定如何计算穿越河流，水下管段稳定如何计算全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 dysFFKW（抗漂浮校核） dysdxFFfFKWgDCFwydy2/2gDCFwxdx2/2（抗位移校核） （管段动水上举力） （管段动水推力） 4/2DrFms（浮力系数取0.6）-（

56、静水浮力）全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 式中式中 WW单位长度管段的总重力单位长度管段的总重力 （包括管身结构自重、保护层重、加重层重，不含管内介质重）（包括管身结构自重、保护层重、加重层重，不含管内介质重）N/mN/m； FsFs单位长度管段静水浮力，单位长度管段静水浮力，N/mN/m； FdyFdy单位长度管段动水上举力，单位长度管段动水上举力，N/mN/m； CyCy浮力系数，取浮力系数，取0.60.6； FdxFdx单位长度管段动水推力，单位长度管段动水推力，N/mN/m；全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 Cx Cx推

57、力系数，取推力系数，取1.21.2； DD管身结构的外径，管身结构的外径，m m； w w 所穿水域水的重度，所穿水域水的重度，N/m3N/m3； 管段处设计水流速度，管段处设计水流速度，m/sm/s； KK稳定安全系数，大、中型工程取稳定安全系数，大、中型工程取1.31.3，小型工程取，小型工程取1.21.2； ff管段与河床的滑动摩擦系数，按下表选取；管段与河床的滑动摩擦系数，按下表选取； g g 重力加速度，取重力加速度，取9.8m/s9.8m/s2 2，若是裸露弹性敷设时，还应计，若是裸露弹性敷设时，还应计算弹性抗力。算弹性抗力。全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员

58、培训教材 滑动摩檫系数（f）表钢管与管基相对状态钢管与管基相对状态滑动摩擦系数滑动摩擦系数钢管沿软泥或淤泥滑动钢管沿软泥或淤泥滑动0.320.32钢管沿细纱或沙砾层滑动钢管沿细纱或沙砾层滑动0.380.380.420.42钢管沿致密的岩石滑动钢管沿致密的岩石滑动0.450.45钢管沿卵石面或碎石面滑动钢管沿卵石面或碎石面滑动0.500.50全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （3 3）穿越管段沟埋敷设，应按下式进行抗漂浮核算。）穿越管段沟埋敷设，应按下式进行抗漂浮核算。WKFWKFS S 式中：式中： KK稳定安全系数，对大、中型工程取稳定安全系数，对大、中型工程

59、取 1.21.2，小型工程取，小型工程取1.21.2；（4 4）采取定向钻敷设或顶管敷设穿越管段，可不进行）采取定向钻敷设或顶管敷设穿越管段，可不进行 抗漂浮核算。抗漂浮核算。（5 5）采用隧道敷设穿越管段，不进行水下稳定计算。）采用隧道敷设穿越管段，不进行水下稳定计算。全国压力管道设计审批人员培训教材全国压力管道设计审批人员培训教材 （1 1）根据水文、地质条件，穿越管段可采用挖沟埋设、定向钻、顶管、）根据水文、地质条件，穿越管段可采用挖沟埋设、定向钻、顶管、 隧道敷设等方法。有条件的地段，也可采用裸露敷设。隧道敷设等方法。有条件的地段，也可采用裸露敷设。（2 2）水域大型穿越工程，输油管道

60、两岸应设置截断阀，输气管道可不）水域大型穿越工程，输油管道两岸应设置截断阀，输气管道可不 设截断阀。设截断阀。（3 3）采用沟埋穿越管段：）采用沟埋穿越管段： 1 1）穿越管段在常水位浸淹部位不宜设置弯头和固定墩；弯头和）穿越管段在常水位浸淹部位不宜设置弯头和固定墩；弯头和 固定墩宜设在常水位水边线固定墩宜设在常水位水边线50m50m以外。确需在常水位范围内设以外。确需在常水位范围内设 弯头或固定墩时则必须将其埋设在洪水冲刷线以下稳定层中。弯头或固定墩时则必须将其埋设在洪水冲刷线以下稳定层中。 2 2）采用沟埋穿越管段，）采用沟埋穿越管段， 挖深应根据工程等级与冲刷情况按下表挖深应根据工程等级