5 管】道和管道附件的【。结,。构设:计
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?
:
5.1 】管道强度和稳定【性计算
】
5《.1.1 本【条对埋地管道强度】。计算作出《。规,定
】 1《 本款中的—永久:。荷载、?可变:荷载和偶然荷—载,指以:下内容
《
【 (1)永久荷载!。包括以下《内容
《
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】 1)?输送天然气》的内压?力,;
—
, :。 《。 2)钢管—及其附件、绝—缘层、保温》层、结构附件的自】重;
》
《 — 3:),输送管道单》。位长度内天然气的】重量;
】
— ,。 4)横向和【竖,向的土压力;
【
】 5)管道!介质:静压力和《水浮:力,;
《
】 6)温度【作用载荷以及静止】流体由于《受热膨胀而增加的压!力;
! 7】)连:接构件相对位移而产!生的作用力》
【 (2)—可变:荷载包括《以下内?容
:
:
】 1)试压【的水重量《;
【 【 2)附在管道上的!冰雪荷载;》
?
,
: —。 3?)风:、波浪?、水流、水涌等【。外部因素产生—的冲击力;
!
? 【4)车辆荷》。。载及行人重量—;
—
— ?5,)清管荷载;
】
?
《 6—。)检修荷载;—
《
— 7)—施,工过程中的各种【作用:。力
】 (3)偶【然荷:载,包括以下内容—
?
? 1!),位于地震动峰值加】速度大?于或等于0.1g地!区的管道《由于:地震引起的断层【位移、砂《土,。液化:、山:体滑:坡等:施加在管道上的作用!力,;
《
:
》 2)振动】和,共振所?引起的应力》;,。
【 — 3)?冻土或膨胀土中的】膨胀压力《。;
?
! , 4)沙漠中【沙丘移动的》影,响;
【
— ?5)地基沉降附【加,在管道上的》。荷载
》。
【2 本规》范规定管壁厚度按】。第三强度理论—计算强?度计算公式仅考【虑管子环《向应力当输送介质】温差较大时管道【应力:将会:增大而且是压应力】因此必须按双向【应力状态对组—合当量?应力进行校核—以保证管道运—。行安全
】
?。 3 》我国制?。管技术已接近—或达到世界先—进水:平,国内多家制管企业均!能按现行国家标准】石油天然《气工业 管—。线输送系统用钢管G!。B/T 《9711中的P【SL2级或管线【钢管规范AP—I SPEC— 5L的《PSL?2级有关规定制造管!材本:规范第11章提出了!严格的施工、焊接】、检验要求以确保】管道安全运行故【本规范?规定不再《考虑由于焊接所降】。低的钢材设计—应力规定在强度【计算中焊缝系—。数为1.《。。0
【5.1.《2 ?本条对输气管道强】度计算作出规定
】
】 1 采》用管材标准规定的】最小屈服强度值【进行输气管》道强度计算为世界各!国广泛应用输气管道!采用屈服强度计算】法是比?较稳:妥的对于管壁厚的】计算世界各国大【都采用第三》强,度,理论本规范规定采】用美国国家标准【输气和配气》管道系统ASM【E B3《。1.8?的直管壁厚计算公式!该公:式计:。。算简便在输气管【道设计中已广泛【应用
! :。 2、3《。 ?当温度?变化较大时埋地受约!。束直:管段应考《虑温差产生》的轴向应力并应对环!向应力σh与—轴向应力《σL形成的组合应】力σe进行校核对于!管道承受《内压:和热胀应力的验算有!不同:的选择ASME B!31.4液态烃和其!他液体管线》输送系?统采用第三强度理】论即
《
—
》 加拿》大、日本《采用第四强度理论】即
:。
《。
】 : 一般来《说第四强度理论【较准确地反映弹【塑性材料产生破坏】的条件而按第三【强度理?论验算?一般稍偏安全为与管!。子壁厚计算一致【本规范推《荐采用第《三强度?理论验算
》
【 4 本条【第四款系采》。用原:华东石油学》。院蔡:强康教授、吕英民教!授埋地热输管—线的内?力和应力计》算一文提出的弯【头强度校核》方法该?方法是令由热胀和】内,压共同引《。起危险点的计—算应力σe小于材料!的屈服极限》σ,s在满?足,σh<[σ》]的:条件下σ《e=σh+σma】x≤σs
【
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, , 对于热胀弯】矩,值的计算《可按华东石》油学院崔《孝秉埋地长输管【道水平?弯头:的升:温载荷近似分析蔡】强,康、吕英《民,埋地热输管》线的内力和应力【计算机械系》力,学教研室埋》。地热输管《线的强度研究—等有关文献》进行:计算或采用软—件计:算
】 5 —本款:列出的常用》钢管的屈《服强:度值是从《现行:国家标?准石油天然气工业】 管线输《送系统用钢管GB】/T ?9711中摘录【了部分与设计—计算有关的数据【
《
5.1.3【 输气管道的【最小壁厚一般认为D!/δ>140时才】。。会在正常《的运输、铺设、埋】管情况下出现—圆,截,面的失稳其中—D为管子《外径δ?为管子壁厚根据国外!研究表明D/δ<】140?时正常情况下—。。不会出现刚度—问题本条考虑到①】近年的输气》管道工程建设中【未发:现径厚比大于1【00的情况;②【美国管?道安全法规49【CFR 192【.112钢管利用】最大允?许操作压力设计【要求:径厚比不应大于1】00;③《径厚比过大管—子的现?场吊装、转运、【布管等易发生—管子的端口圆度变】化不利于保证施【工质量;④在以【。往建:设的输气管道—工程中除站场小口径!管道外壁厚》小于4.5》。。。mm的情况极—少因此本规范—规定输气管道工程】用钢管的最小管壁厚!度,不应:小于4.5m—m钢:管外径?。与,壁厚之比不应大于1!00
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5.1】.4 当管道埋设!较深:或外载荷《较大时需《进,行管子圆截面失稳校!核钢管的径向稳定】本规范?推,荐采用依阿法(I】。OWA)公》式计算管子》变形变形量》不超过管子外径的】3,%
5】.1.5 —无论是根据应—变硬化现象还是【形变热处理理—。论及实?验都说明冷加工能】提高屈?服强度?20%~30—%管材钢《级不同?有一定差别
【
》 由于变形提】高的屈服强度值【(也包?括其他性能)将【随最终回火温—。。度的提高而逐渐消】失,一,般在:300℃~》320℃出现一个大!的相组织变化而在】480℃~4—85℃强化的效【。果将基本《消,失因:为过高的最》终回:火温度或者》虽,然温度较低(30】0℃左右)但过长的!保温时间将》使,金属晶粒错位结构】遭到:破坏
?。
《
? :在本条指出的两个】温,度及时间条件下原】来符:合,规定的最小屈服的】管子将丧失应变强】化性能即屈》服强度降低2—0%~3《0%所以本》条规定?。管子允许承受—的最高压力不—应超过按式(—。5.:1.2)《。计算值的7》5,%是:合理的
》