石油天然气工业 管道输送系统用弯管、管件和法兰 第2部分：管件-编制说明

《石油天然气工业管道输送系统用弯管、管件和法兰

第2部分：管件》（征求意见稿）

编制说明

一、工作简况

1、任务来源

根据国标委发〔2022〕39号《国家标准化管理委员会关于下达2022年第三批推荐性国家标准

计划及相关标准外文版计划的通知》文件，国家标准《石油天然气工业管道输送系统用弯管、管

件和法兰第2部分：管件》以计划编号20221133-T-469下达。

2、起草单位和工作组成员

本标准由中国石油集团工程材料研究院有限公司负责制定，协作单位包括中油管道机械制造有

限责任公司、中国石油集团渤海石油装备制造有限公司等。

按照标准制修订工作程序的要求，成立了本标准起草工作组，工作组由刘迎来、王鹏、黄铎、

黄磊、池强、方伟、祝鹏、赵志伟等相关领域的专业技术人员组成。标准草案主要由刘迎来、王鹏

等完成，现场调研、本标准与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系分析等工作主要由黄

铎、黄磊、池强、方伟完成，关键技术指标实物验证、试验的分析、综述研究报告编写、技术经济

论证、预期经济效果评估及与测试样品的有关数据对比情况分析等工作主要由刘迎来、王鹏完成。

3、工作过程

在本标准的编制过程中，工作组从2022年6月～2022年12月，历时近6个月时间，完成了设

计单位、产品制造公司调研、资料收集、标准制定方案编制、标准关键技术指标实物验证、标准草

案起草等工作。

工作组对本标准草案进行了为期近一个月的内部意见征询。工作组根据各参编单位回复的意见

对标准草案进行了进一步的修改和完善。

2023年3月，管材分委会组织召开标准协调会，对标准的相关内容编写和进度进行协调安排，

根据标准协调会专家意见，标准起草工作组对标准草案进一步修改完善。

2023年5月，工作组组织并邀请国内相关制造企业召开了管件标准的讨论会，对形成的标准征

求意见稿进行了初步讨论审查，并提出了相关意见，标准起草工作组对标准文稿进一步修改完善，

形成了本标准征求意见稿。

二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容的论据

本标准以GB/T29168.1-2012《石油天然气工业管道输送系统用感应加热弯管、管件和法兰

第2部分：管件》为基础，结合ISO15590-2:2021《石油天然气工业管道输送系统用工厂弯管、

管件和法兰第2部分：管件》更新内容，同时汲取国内近二十年石油天然气管道和站场、阀室等

2

工程用管件研发、生产和批量应用实践成果，立足于满足我国石油工业发展的需要，引领和促进我

国油气管道工程用管件技术的提高，为管道高效、安全和平稳运营提供技术保障。

长输管道通常不仅穿越地域广阔，而且难免需通过许多高山峻岭、河流等地形复杂及地质条件

恶劣的地域。管道工程建设过程中，为了满足输送介质分流、变向和缓解、改善苛刻负荷下管道系

统内干线钢管所承受的异常外来负荷的作用，在管道敷设中往往需要大量的强韧性和可焊性与干线

管相匹配的三通、弯头等管道结构件。国外管道用对焊管件标准主要有ASME/ASTM系列标准，规

定了管件的型式、系列、尺寸、尺寸公差、型式试验基本要求及该类管件可采用的基本材料。ISO

于2003年首次制定了ISO15590-2:2003《石油天然气工业管道输送系统用感应加热弯管、管件和

法兰第2部分：管件》。该标准系统规定了油气输送管道用管件的设计方法、制造工艺要求以及试

验和检验方法，为管件在油气输送管道系统的采购提供了明确的技术指南。

我国的管件规范种类较多，既有GB也有HG、JB、SH及SY等，基本内容以型式尺寸要求为

主，内容不完整，且缺乏可操作性。因此，在结合多年来国内X70、X80高强度管件新产品研发和

大量工程应用实践的基础上，吸收了许多成熟的、对产品质量有重要影响的新技术要求，进一步完

善了ISO15590-2标准内容，形成适用于我国石油天然气管道系统的管件国家标准GB/T

29168.1-2012。

在结合近年来油气管道工程的应用经验基础上，ISO发布了ISO15590-2:2021Petroleumand

naturalgasindustries－Factorybends,fittingsandflangesforpipelinetransportationsystems－Part2:

Fittings，并作了多项必要的修订，如有关产品分类，增加了抗酸环境用管件。基于此，在本次标准

起草中，基于ISO15590-2:2021修改的一些重要技术条款内容，作了相应的改动。同时，近年来随

着国内中俄东线、西气东输二线、三线等重大工程的顺利建设，我国在高钢级管件、低温服役管件

以及管件的设计验证试验方面积累了大量的工程经验和科研成果，如：低温管件成分要求、管件设

计壁厚、不等壁厚连接等。将该系列成果纳入最新的国家标准，有利于简化我国油气管道用管件的

设计，拓宽管件的适用范围和服役环境，提升管件产品的质量安全。

综上所述，工作组在本标准起草中，充分研究了国外同类标准在管件关键技术指标控制方面的

最新研究发展成果，同时汲取了国内近二十余年管件制造技术和应用经验，起草的新版管件标准可

满足我国相关应用领域的技术需求。

本标准与GB/T29168.2-2012相比，主要技术变化如下：

a）增加了低温环境用管件的化学成分指标要求（见第9章）；

b）增加了DN1000Te485三通推荐壁厚要求（见附录C）；

c）增加了DN1200Te555三通推荐壁厚要求（见附录C）；

d）增加了不等壁厚连接的推荐方法（见附录D）；

e）增加了不等壁厚连接袖管材质、几何尺寸推荐要求（见附录D）；

f）增加了不等壁厚连接异径管材质、几何尺寸推荐要求（见附录D）；

g）增加了不等壁厚连接环焊缝的焊接方法推荐要求（见附录D）；

h）增加了不等壁厚连接环焊缝的无损检测要求（见附录D）。

3

三、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果

（1）管件的壁厚设计

在油气管道用管件方面，多选用热挤压成型方式生产管件。而由于其独特的结构，如拔制三通，

在设计标准中都采用等面积补强方法进行计算壁厚。而采用等面积补强方法计算的三通设计壁厚过

大，如X80钢级管径1422mm的三通，其设计壁厚要大于70mm，这已经超过了目前国内管件热加

工制造的能力范围，见表1。据文献知，国内外管件标准规定的可供设计人员自由选用的三通设计

方法有两种，即公式计算方法和爆破试验验证设计方法。第一种为公式计算法，按照此方法设计的

结果十分保守，在业界也是一个公认的事实。如用于X80输气管道的四类地区的三通，其中DN1000

×1000×1000Te48510MPa三通的设计计算最小壁厚为62mm，DN1200×1200×1200Te555三通的

设计计算壁厚为78mm。显然，这几乎已经超出了现有的热加工的能力，同时壁厚过大给管件制造

和现场焊接等带来巨大挑战。另一种设计方法为验证试验方法，即要求连接到管道系统的三通，其

承压能力不小于与所连接钢管的承压能力，ASME、ASTM、GB、JIS及SY标准均是这样规定的，

但由于多种原因，目前所拥有的高强度大口径三通设计验证试验数据十分匮乏，不足以支持三通设

计人员进行三通设计。因此，本项目针对管件设计壁厚过大的问题，结合中石油等科技项目的研究

成果，开展了设计压力10MPaX70钢级DN1000mm和设计压力12MPaX80钢级DN1200mm的设

计验证试验，提出管件的推荐设计壁厚，并将研究结果纳入标准附录C。

表1等面积补强法管件设计壁厚计算

壁厚计算1壁厚计算2

规格接管规格

设计系数腐蚀余量壁厚设计系数腐蚀余量壁厚

DN1400×140030.8/30.80.4090/720.5074/59

DN1200×120027.5/27.50.4078/620.5064/51

DN1000×100026.2/26.20.4064/510.5054/43

DN1400×100030.8/26.20.4068/540.5055/44

DN1200×90027.5/280.4060/480.5048/38

DN1000×80026.2/250.4052/420.5042/34

图1X80管件设计验证试验结果

4

（2）低温环境用(-45℃)用管件技术要求

作为石油天然气工业管道输送系统用管件，需要经历反复热加工。高强度三通的生产实际上是

对金属材料进行热塑性加工的过程，通常需将原材料加热到Ac3点以上，进行成型加工，并最终通

过淬火加回火的热处理过程获得与干线钢管相匹配的强韧性。另外热挤压三通成型期间存在的反复

热加工对材料的淬透性、热稳定性等因素要求较高。热挤压三通需要经过焊接、多次高温加热、淬

火、回火热处理等成型工艺，复杂的成型工艺易引起焊缝的组织性能发生变化，导致焊缝的强韧性

降低，焊绛成为三通本体的强韧性薄弱部分。大量试验结果表明，三通级向焊接接头焊缝中心和热

影响区，在-45℃及更低温度下，试样的冲击韧性不足或不稳定，难以满足低温环境服役油气管道用

管件的焊缝设计韧性(CVN)指标。

根据合金元素分析、标准对比分析和试制产品评价分析结果，项目组确定中俄东线天然气管道

工程站场低温环境(-45℃)用D14221219X80三通专用板材成分形成-45℃用X80三通专用板材成分

设计技术。中俄东线天然气管道工程站场低温环境(-45℃)用D14221219X80三通专用板材成分设

计见表2。课题完成中俄东线天然气管道工程站场低温环境(-45℃)用D14221219X80三通专用板材

成分设计，形成-45℃用X80三通专用板材成分设计技术。针对三通低温韧性要求，创新了适用于多

次调质热处理工艺的X80钢级DN1400mm三通用钢板合金体系设计，通过成分设计保证了厚壁三

通钢板的淬透性，使壁厚中心位置的强度满足要求，同时兼顾材料韧性，产品-45℃母材冲击均值达

到160J以上。

表2低温环境(-45℃)用三通专用板材成分要求

最大质量分数，%

Q245PF

化学元素

Q360PFQ485PFQ555PF

Q415PF

Ca0.180.180.18

Mna1.601.601.85

Si0.400.400.40

P0.0250.0150.015

S0.0100.0050.005

Vb0.130.100.10

Nbb0.100.100.10

Cr0.250.350.45

Mo0.300.500.50

Ni0.501.01.0

Cu0.350.350.35

B0.00050.00050.0005

CEPcm0.210.230.25

5

CEIIW0.430.450.53

a碳含量比规定最大质量分数每降低0.01％，则允许锰含量比规定最大质量分数增加0.05％，但对于不同强

度级别Mn元素上限要求见APISpec5L要求。

bV+Nb+Ti不应超过0.15%。

经业主同意，可采用其他成分设计。

四、采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况，或与测试

的国外样品、样机的有关数据对比情况

本标准修改采用ISO15590-2:2021《石油天然气工业管道输送系统用工厂弯管、管件和法兰

第2部分：管件》，并在此基础上增加了近年来的最新研究成果。

本标准与ISO15590-2:2021的技术差异及其原因如下：

——更改了部分规范性引用文件，以适应我国的技术条件；

——更改了管件夏比冲击吸收能量技术指标、试验温度确定等要求，以使管件产品等级与ISO

3183相对应；

——增加了对测温热电偶的安装和鉴定要求，考虑到油气输送管道工程用管件热加工时工艺参

数窗口较窄，工艺执行对设备要求较高等特点；

——增加了相关的ASTM标准，与ISO标准并行，为了与钢管在检测标准方面相统一。

——增加了三通推荐壁厚附录要求；

——增加了不等壁厚连接附录要求；

——增加了低温服役环境用管件材料性能要求。

本标准与现行国际、国外同类标准相比，达到了国际先进水平。

五、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系

本标准与现行法律、法规、政策及相关标准没有冲突和矛盾。

六、重大分歧意见的处理经过和依据

无。

七、国家标准作为强制性国家标准或推荐性国家标准的建议

建议本标准作为推荐性国家标准。

八、贯彻国家标准的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过渡办法等内容）

国内目前现有管件标准不能完全满足油气管道工程的需要。建议尽快推广到行业内机构和企业

实施本标准，在使用过程中应加强标准宣贯力度，严格执行标准要求。并将实施过程中出现的问题

和好的改进建议反馈起草组以便进一步对本标准修订完善。

九、废止现行有关标准的建议

6

本标准自实施之日起，代替GB/T29168.2-2012《石油天然气工业管道输送系统用感应加热弯

管、管件和法兰第2部分：管件》。

十、其他应予说明的事项

本标准是GB/T29168《石油天然气工业管道输送系统用弯管、管件和法兰》的第2部分。GB/T

29168已经发布了以下部分：

——第1部分：感应加热弯管；

——第2部分：管件；

——第3部分：法兰。

标准起草工作组

2023年5月12日

7

国家标准

《石油天然气工业管道输送系统用弯管、管件

和法兰第2部分：管件》

编制说明

（征求意见稿）

中国石油集团工程材料研究院有限公司

2023年5月

《石油天然气工业管道输送系统用弯管、管件和法兰

第2部分：管件》（征求意见稿）

编制说明

一、工作简况

1、任务来源

根据国标委发〔2022〕39号《国家标准化管理委员会关于下达2022年第三批推荐性国家标准

计划及相关标准外文版计划的通知》文件，国家标准《石油天然气工业管道输送系统用弯管、管

件和法兰第2部分：管件》以计划编号20221133-T-469下达。

2、起草单位和工作组成员

本标准由中国石油集团工程材料研究院有限公司负责制定，协作单位包括中油管道机械制造有

限责任公司、中国石油集团渤海石油装备制造有限公司等。

按照标准制修订工作程序的要求，成立了本标准起草工作组，工作组由刘迎来、王鹏、黄铎、

黄磊、池强、方伟、祝鹏、赵志伟等相关领域的专业技术人员组成。标准草案主要由刘迎来、王鹏

等完成，现场调研、本标准与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系分析等工作主要由黄

铎、黄磊、池强、方伟完成，关键技术指标实物验证、试验的分析、综述研究报告编写、技术经济

论证、预期经济效果评估及与测试样品的有关数据对比情况分析等工作主要由刘迎来、王鹏完成。

3、工作过程

在本标准的编制过程中，工作组从2022年6月～2022年12月，历时近6个月时间，完成了设

计单位、产品制造公司调研、资料收集、标准制定方案编制、标准关键技术指标实物验证、标准草

案起草等工作。

工作组对本标准草案进行了为期近一个月的内部意见征询。工作组根据各参编单位回复的意见

对标准草案进行了进一步的修改和完善。

2023年3月，管材分委会组织召开标准协调会，对标准的相关内容编写和进度进行协调安排，

根据标准协调会专家意见，标准起草工作组对标准草案进一步修改完善。

2023年5月，工作组组织并邀请国内相关制造企业召开了管件标准的讨论会，对形成的标准征

求意见稿进行了初步讨论审查，并提出了相关意见，标准起草工作组对标准文稿进一步修改完善，

形成了本标准征求意见稿。

二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容的论据

本标准以GB/T29168.1-2012《石油天然气工业管道输送系统用感应加热弯管、管件和法兰

第2部分：管件》为基础，结合ISO15590-2:2021《石油天然气工业管道输送系统用工厂弯管、

管件和法兰第2部分：管件》更新内容，同时汲取国内近二十年石油天然气管道和站场、阀室等

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工程用管件研发、生产和批量应用实践成果，立足于满足我国石油工业发展的需要，引领和促进我

国油气管道工程用管件技术的提高，为管道高效、安全和平稳运营提供技术保障。

长输管道通常不仅穿越地域广阔，而且难免需通过许多高山峻岭、河流等地形复杂及地质条件

恶劣的地域。管道工程建设过程中，为了满足输送介质分流、变向和缓解、改善苛刻负荷下管道系

统内干线钢管所承受的异常外来负荷的作用，在管道敷设中往往需要大量的强韧性和可焊性与干线

管相匹配的三通、弯头等管道结构件。国外管道用对焊管件标准主要有ASME/ASTM系列标准，规

定了管件的型式、系列、尺寸、尺寸公差、型式试验基本要求及该类管件可采用的基本材料。ISO

于2003年首次制定了ISO15590-2:2003《石油天然气工业管道输送系统用感应加热弯管、管件和

法兰第2部分：管件》。该标准系统规定了油气输送管道用管件的设计方法、制造工艺要求以及试

验和检验方法，为管件在油气输送管道系统的采购提供了明确的技术指南。

我国的管件规范种类较多，既有GB也有HG、JB、SH及SY等，基本内容以型式尺寸要求为

主，内容不完整，且缺乏可操作性。因此，在结合多年来国内X70、X80高强度管件新产品研发和

大量工程应用实践的基础上，吸收了许多成熟的、对产品质量有重要影响的新技术要求，进一步完

善了ISO15590-2标准内容，形成适用于我国石油天然气管道系统的管件国家标准GB/T

29168.1-2012。

在结合近年来油气管道工程的应用经验基础上，ISO发布了ISO15590-2:2021Petroleumand

naturalgasindustries－Factorybends,fittingsandflangesforpipelinetransportationsystems－Part2:

Fittings，并作了多项必要的修订，如有关产品分类，增加了抗酸环境用管件。基于此，在本次标准

起草中，基于ISO15590-2:2021修改的一些重要技术条款内容，作了相应的改动。同时，近年来随

着国内中俄东线、西气东输二线、三线等重大工程的顺利建设，我国在高钢级管件、低温服役管件

以及管件的设计验证试验方面积累了大量的工程经验和科研成果，如：低温管件成分要求、管件设

计壁厚、不等壁厚连接等。将该系列成果纳入最新的国家标准，有利于简化我国油气管道用管件的

设计，拓宽管件的适用范围和服役环境，提升管件产品的质量安全。

综上所述，工作组在本标准起草中，充分研究了国外同类标准在管件关键技术指标控制方面的

最新研究发展成果，同时汲取了国内近二十余年管件制造技术和应用经验，起草的新版管件标准可

满足我国相关应用领域的技术需求。

本标准与GB/T29168.2-2012相比，主要技术变化如下：

a）增加了低温环境用管件的化学成分指标要求（见第9章）；

b）增加了DN1000Te485三通推荐壁厚要求（见附录C）；

c）增加了DN1200Te555三通推荐壁厚要求（见附录C）；

d）增加了不等壁厚连接的推荐方法（见附录D）；

e）增加了不等壁厚连接袖管材质、几何尺寸推荐要求（见附录D）；

f）增加了不等壁厚连接异径管材质、几何尺寸推荐要求（见附录D）；

g）增加了不等壁厚连接环焊缝的焊接方法推荐要求（见附录D）；

h）增加了不等壁厚连接环焊缝的无损检测要求（见附录D）。

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三、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果

（1）管件的壁厚设计

在油气管道用管件方面，多选用热挤压成型方式生产管件。而由于其独特的结构，如拔制三通，

在设计标准中都采用等面积补强方法进行计算壁厚。而采用等面积补强方法计算的三通设计壁厚过

大，如X80钢级管径1422mm的三通，其设计壁厚要大于70mm，这已经超过了目前国内管件热加

工制造的能力范围，见表1。据文献知，国内外管件标准规定的可供设计人员自由选用的三通设计

方法有两种，即公式计算方法和爆破试验验证设计方法。第一种为公式计算法，按照此方法设计的

结果十分保守，在业界也是一个公认的事实。如用于X80输气管道的四类地区的三通，其中DN1000

×1000×1000Te48510MPa三通的设计计算最小壁厚为62mm，DN1200×1200×1200Te555三通的

设计计算壁厚为78mm。显然，这几乎已经超出了现有的热加工的能力，同时壁厚过大给管件制造

和现场焊接等带来巨大挑战。另一种设计方法为验证试验方法，即要求连接到管道系统的三通，其

承压能力不小于与所连接钢管的承压能力，ASME、ASTM、GB、JIS及SY标准均是这样规定的，

但由于多种原因，目前所拥有的高强度大口径三通设计验证试验数据十分匮乏，不足以支持三通设

计人员进行三通设计。因此，本项目针对管件设计壁厚过大的问题，结合中石油等科技项目的研究

成果，开展了设计压力10MPaX70钢级DN1000mm和设计压力12MPaX80钢级DN1200mm的设

计验证试验，提出管件的推荐设计壁厚，并将研究结果纳入标准附录C。

表1等面积补强法管件设计壁厚计算

壁厚计算1壁厚计算2

规格接管规格

设计系数腐蚀余量壁厚设计系数腐蚀余量壁厚

DN1400×140030.8/30.80.4090/720.5074/59

DN1200×120027.5/27.50.4078/620.5064/51

DN1000×100026.2/26.20.4064/510.5054/43

DN1400×100030.8/26.20.4068/540.5055/44

DN1200×90027.5/280.4060/480.5048/38

DN1000×80026.2/250.4052/420.5042/34

图1X80管件设计验证试验结果

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（2）低温环境用(-45℃)用管件技术要求

作为石油天然气工业管道输送系统用管件，需要经历反复热加工。高强度三通的生产实际上是

对金属材料进行热塑性加工的过程，通常需将原材料加热到Ac3点以上，进行成型加工，并最终通

过淬火加回火的热处理过程获得与干线钢管相匹配的强韧性。另外热挤压三通成型期间存在的反复

热加工对材料的淬透性、热稳定性等因素要求较高。热挤压三通需要经过焊接、多次高温加热、淬

火、回火热处理等成型工艺，复杂的成型工艺易引起焊缝的组织性能发生变化，导致焊缝的强韧性

降低，焊绛成为三通本体的强韧性薄弱部分。大量试验结果表明，三通级向焊接接头焊缝中心和热

影响区，在-45℃及更低温度下，试样的冲击韧性不足或不稳定，难以满足低温环境服役油气管道用

管件的焊缝设计韧性(CVN)指标。

根据合金元素分析、标准对比分析和试制产品评价分析结果，项目组确定中俄东线天然气管道

工程站场低温环境(-45℃)用D14221219X80三通专用板材成分形成-45℃用X80三通专