工业民用输油和输气压力管道培训教材2通用PPT课件

1、工业民用输油和输气压力管道培训3.6 管道穿越工程3.7 安全与放空3.8 油、气管道施工3.6 管道穿越工程 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油气输送管道穿越工程设计规范GB50423的规定。 3.6.1 输油、输气管道通过人工或天然障碍物的 敷设设计要求穿越水域工程等级表 单位：m工程等级穿越水域的水文特征多年平均水位水面宽度相应水深度大型200 不计水深1002005中型100200540100不计水深小型40不计水深3.6.2 穿越水域工程的等级划分？ 注 （1）当采用沟埋穿越施工期间最大流速大于2m/s，中、小型工程 等级可提高一级。 （2）有特殊要求

2、工程，可提高工程等级。（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 位置调整。（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、 气象、交通、施工及管理条件进行技术经济论证确定。选择在： 1）河道或冲沟顺直、水流平缓地段； 2）断面基本对称、两岸有足够施工场地的地段； 3）岩土构成比较单一、岸坡稳定的地段。（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 的地层内。（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。（5）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

3、 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。（6）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， 保证岸坡稳定。3.6.3 管段穿越河流的位置如何选择（1）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。（2）穿越管段应垂直于水流轴向；如要斜交时，交 角不宜小于60。（3）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 道通行，并应征得航道主管部门的同意。（4）穿越管段与桥梁间距应满足下列要求规定： 3.6.4 管线穿越河流设计穿越管段与桥梁间距离（m）桥梁

4、等级大、桥中小桥间距要求100501）采用开挖管沟埋设时应满足下表规定，若采用爆破成沟应 经计算增大安全距离：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 宜小于10m并不影响墩台安全。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 安全。 （5）穿越管段与港口、码头、水下建筑物之间的距离不得小200m 桥梁上游300m范围内的穿越工程不低于该桥的设计洪水频率标准 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： 式中： 钢管计算壁厚，cm； P设计压力，MPa； DH钢管外径，cm； s钢管的最小屈服强度，MPa； F强度设计系数

5、，按下表取值； 焊缝系数； t 温度减弱系数，温度小于120时t=1。3.6.5 穿越河流管子的强度及稳定性计算强度计算系数表穿越管段规模输气管道地区等级输油管道一二三四小型冲沟、水域穿越0.720.60.50.40.72大中型水域穿越0.60.50.40.40.6穿越管段选用的钢管径厚比不应大于100（1）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。（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。3.6.6 穿越河流，水下管段稳定计算（抗漂浮校核） （抗位移校核） （管段动水上举力） （管段动水推力） （浮力系数取0.6）-（静水浮力）式中 W单位长

6、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）N/m； Fs单位长度管段静水浮力，N/m； Fdy单位长度管段动水上举力，N/m； Cy浮力系数，取0.6； Fdx单位长度管段动水推力，N/m； Cx推力系数，取1.2； D管身结构的外径，m； w 所穿水域水的重度，N/m3； 管段处设计洪水水流速度，m/s； K稳定安全系数，大、中型工程取1.3，小型工程取1.2； f管段与河床的滑动摩擦系数，按下表选取； g 重力加速度，取9.8m/s2，若是裸露弹性敷设时，还应计算弹性抗力。滑动摩檫系数（f）表钢管与管基相对状态滑动摩擦系数钢管沿软泥或淤泥滑动0.32钢管沿细纱

7、或沙砾层滑动0.380.42钢管沿致密的岩石滑动0.45钢管沿卵石面或碎石面滑动0.50（3）穿越管段沟埋敷设，应按下式进行抗漂浮核算。WKFS 式中： K稳定安全系数，对大、中型工程取 1.2，小型工程取1.2；（4）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。（5）采用隧道敷设穿越管段，不进行水下稳定计算。（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、 隧道敷设等方法。有条件的地段，也可采用裸露敷设。（2）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。（3）采用沟埋穿越管段： 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 固定

8、墩宜设在常水位水边线50m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。 2）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 规定确定。3.6.7 穿越河流的管道敷设穿越水域管顶埋深表 （m) 类别大型中型小型备注有冲刷或疏浚水域，应在设计洪水冲刷或规划疏浚线下1.00.80.5注意船锚或疏浚机具不得损伤防腐层无冲刷或疏浚水域，应在水床底面以下1.51.31.0河床为基岩时，嵌入基岩深度（在设计洪水时不被冲刷）0.80.60.5用混凝土覆盖封顶，防止淘刷 3）穿越管段的沟埋敷设，如采用自然回淤或勘察资料不能 确定冲刷范围和冲刷长度时，应进行上浮或位移

9、核算。 可采用压石笼、加重块、复壁管灌浆或打桩等稳管措施。 4）岩石管沟的挖深应增加20cm；管沟入沟前应先填20cm厚的 砂类土或细土垫层。（4）定向钻穿越： 1）对粘土、亚粘土、砂质河床，宜采用定向钻敷设；对岩石 、流沙、卵砾石河床，不宜采用定向钻敷设。一岸应有钻 机与泥浆池、蓄水池场地，另一岸应有管线组装场地。 2）采用定向钻敷设，应根据钻机的性能选择入土角宜为8 18和出土角宜为4 12。埋深应大于设计洪水冲 刷线以下6m。穿越管段最小曲率半径宜大于1500D,且不应 小于1200D。 （5）防护工程： 1）受水流淘刷或冲蚀威胁的穿越管段应修筑护坡工程； 2）河岸：防护工程设计洪水频率

10、宜与穿越设计洪水频率相同，护岸顶高出设计洪水位0.5m，基底埋深在水床下12m，同时应满足低于设计冲刷线下1m。 3）护坡顺水流方向长度不应小于5m。（1）管道穿越铁路、公路应符合铁路或公路规划和国家有关规定（2）管道穿越铁路、公路应避开石方区、高填方区、路堑、道路两侧为坡 向的陡坡地段。（3）在穿越铁路、公路的管段上，不应设置弯头和产生水平或竖向曲线。（4）管道穿越铁路或II级以上高等级公路时，应设置保护套管。钢质套管 内径应比输送管外径大100300mm，混凝土套管内 径不宜 小于1m。 套管与输送管之间应设绝缘支撑，保持良好的绝缘性能。套管两端使 用耐久的绝缘材料密封，套管端部伸出路基坡

11、脚外路边沟外边缘不小于2m（5）采用钻孔穿越管道或套管时，其钻孔孔洞直径不应超过输送管道或套管 直径50mm。3.6.8 管道穿越铁路、公路设计有何要求（5）穿越铁路管段或套管顶距路肩下1.7m，距自然地面或边沟底 1.0m；穿越公路管段或套管距路面下1.2m，距边沟底1.0m。（6）管线与被穿铁路（公路）的夹角宜为90不宜小于30 。（7）铁路（公路）高架桥交叉时，采取防护措施后交叉角可小于 30管道防护长度在用地范围3m外。（8）油气管道不宜利用现有铁路（公路）涵洞穿越。（1）穿越I、II及高速公路、铁路（有套管）、III、IV级公路（无 套管）的油气管道设计系数比油气管道线路设计系数提高

12、一级。（2）穿越管道依据内压计算管子壁厚、外压进行强度和稳定性校核。（3）钢套管或者无套管穿越管段，应按无内压状态验算在外力作用 下管子径向变形，其水平直径方向的变形量不得超过管子外直 径的3。（4）无套管穿越管段应进行强度、疲劳、变形、稳定性计算。（5）无套管穿越管线距管顶以上50cm处应加警示带。3.6.9 穿越铁路、公路的管道强度及稳定性计算3.7 安全与放空（1）输气管道安全泄放规定： 1）输气站在应进站截断阀之前和出站截断阀之后设置泄压放空设施。 2）输气干线截断阀上下游均应设置放空管。放空管应能迅速放空两 截断阀之间管段内的气体。放空阀直径与放空管直径应相等。 3）输气站存在超压可

13、能的受压设备和容器应设置安全阀。安全泄放 的气体可引入同级压力的放空管线。（2）安全阀的定压设置规定 安全阀的定压应小于或等于受压设备和容器的设计压力。安全阀的 定压（P0）应根据管道最大操作压力（P）确定，并应符合下列要求： 1） 当P1.8MPa时，P0P+0.18MPa； 2） 当1.8MPaP7.5MPa时，P01.1P； 3） 当P7.5MPa时，P01.05P。 3.7.1 输气管道安全泄放及安全阀定压设置（1）单个安全阀的泄放管直径，应按背压不大于该阀泄放 压力的10确定，且不应小于安全阀的出口管径；（2）连接多个安全阀的泄放管直径，应按所有安全阀同时 泄放时产生的背压不大于其中

14、任何一个安全阀的泄放 压力的10确定，且泄放管截面积不应小于各支管截 面积之和。 3.7.2 安全阀泄放管直径计算要求（1）放空气体应经放空竖管排入大气，并应符合环 境保护和安全防火要求。（2）输气干线放空竖管应设置在不致发生火灾危险 和危害居民健康的地方。（3）输气站放空竖管应设在围墙外，与站场及其它 建（构）筑物的距离应符合国家标准石油和 天然气工程设计防火规范GB50183-2004的规定。 3.7.3 放空管的设置要求（4）连续放空的放空竖管口应高出20m范围内建（构）筑物 顶2m以上。间歇放空的放空竖管口应高出10m范围内建 （构）筑物2m以上。放空管应高出所在地面5m。 （5）放空

15、竖管的设置应符合下列规定： 1）放空竖管直径应满足最大的放空量要求； 2）严禁在放空竖管顶端装设弯管； 3）放空竖管底部弯管和相连接的水平放空引出管必须 埋地弯管前的水平埋设直管段必须进行锚固； 4）放空竖管应有稳管加固措施。3.8 油、气管道施工（1）当管道环向应力大于或等于20屈服强度时，其焊接接头应采用无损探 伤法进行检验，或将完工的焊接接头割下后做破坏性试验。（2）焊接接头无损探伤检验应符合下列规定： 1）所有焊接接头应进行全周长100无损探伤检验。射线照相和超声波 探伤是首选无损探伤的检验方法。焊缝表面缺陷可进行磁粉或液体渗漏 检验。 2）当采用超声波探伤仪对焊缝进行无损探伤检验时，

16、应采用射线照相 对所选取的焊缝全周长进行复验，其复验数量为每个焊工或流水作业焊 工组当天完成的全部焊缝中任意选取不小于下列数目的焊缝进行： 一级地区取缝的5； 二级地区取缝的10； 三级地区取缝的15； 四级地区取缝的20。3.8.1 输气管道焊缝质量检验规定 3）输气站内管道和穿跨越水域、公路、铁路的管道焊缝， 弯头与直管段焊缝以及未经试压的管道碰口焊缝，均应进行 100射线照相检验。（3）当射线照相复验时，如每天的焊口数量达不到上述复验比例 要求时，可以以每公里为一个检验段，并按规定的比例进行 复验。（4）用手工超声波探伤检验的焊缝，其质量的验收标准应按现行 国家标准钢焊缝手工超声波探伤方

17、法和探伤结果分级 GB11345执行，I级为合格。（5）用射线照相检验的焊缝，其质量的验收标准应按现行国家标 准钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB3323执行， II级为合格。（6）用破坏性试验检验的焊接接头，其取样、试验项目和方法、 焊接质量要求应按现行国家标准 现场设备、工业管道焊 接工程施工及验收规范GB50236的规定执行。（7）管道焊前、焊接过程中间、焊后检查、焊接缺陷的清除和返 修、焊接工程交工检验记录、竣工验收要求等。应按现行国 家标准 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50236的规定执行。（1）输气管道试压前应采用清管器进行清管，并不应少于两次。（2）清管扫线

18、应设临时清管器收发设施和放空口，并不应使用站内设施。 3.8.2 输气管道清管扫线规定（1）输气管道必须分段进行强度试验和整体严密性试验。（2）经试压合格的管段间相互连接的焊缝经射线照相检验 合格，可不再进行试压。（3）输气站和穿（跨）越大中型河流、铁路、二级以上公里、 高速公里的管段，应单独进行试压。 3.8.3 输气管道试压规定3.8.4 输气管道强度和严密性试验规定（1）强度试验压力应符合下列要求： 1）一级地区内的管段不应小于设计压力的1.1倍； 2）二级地区内的管段不应小于设计压力的1.25倍； 3）三级地区内的管段不应小于设计压力的1.4倍； 4）四级地区内的管段和输气站内的工艺管

19、道不应小于设计压力的1.5倍。（2）强度试验介质应符合下列要求： 1）位于一、二级地区的管段可采用气体或水作试验介质； 2）位于三、四级地区的管段及输气站内的工艺管道应采用 水作试验介质； 3）当具备下表全部各项条件时，三、四级地区的管段及 输气站内的工艺管道可采用空气试压。 三、四级地区的管段及输气站内的工艺管道空气试压条件表试压时最大环向应力最大操作压力不超过现场最大试验压力的80所试验的是新管子，并且焊缝系数为1.0三级地区四级地区50s40s （3）用水作为试压介质时，每段自然高差保证最低点管道环向应力不大于0.9。水质为无腐蚀性洁净水。试压宜在环境温度5以上进行，否则应采取防冻措施。

20、注水宜连续，排除管线内的气体。水试压合格后，必须将管段内积水清扫干净。（4）试验的稳压时间不应小于4h。（5）严密性试验应在强度试验合格后进行；用气体作为试验介质时，其试验压力应为设计压力并以稳压24h不泄漏为合格（1）输气管道试压、清管结束后宜进行干燥。管道干燥可采用干空气、真空法、干燥剂干燥法，站场管道干燥宜用氮气干燥法。（2）管道干燥可采用上述一种或几种相结合的方法。干燥方法应因地制宜、技术可行、经济合理、方便操作、对环境的影响最小。（3）干燥验收： 1）当采用干燥气体吹扫时，可在管道末端配置水露点分析仪，干燥后排出气体水露点应连续4h比管道输送条件下最低环境温度至少低50C、变化幅度不大于30C为合格；3.8.5 输气管道干燥要求 2）当采用真空法时，选用的真空表精度不小于1级，干燥后 管道内气体水露点应连续4h低于-20 ，相当于100Pa（绝）气压为合格； 3）当采用甘醇类吸湿剂时，干燥后管道末端排出甘醇含水量的质量百分比应小于20为合格。（4）管道干燥结束后，如果没有立即投入运行，宜充入干燥氮 气，保持内压大于0.20.