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5 ? 管:道,。。和管道附件的结构】设计
》。。
《
?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,
?
《 ? 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GB/T 9【711中的PSL2!级或管线《钢,管规范API S】PEC 5L—的PSL《2级有关规定制【造管材本规范第1】1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 B31》.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
!。
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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ASM!E B31.4液态!烃和其他液体管线输!送系统采《用第三强度理论【即
《
》
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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】σs在满足σ—h<[σ]的—条,件下σe=》。σh:+σmax≤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
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? 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
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5.—1.3 《 输气管道的最小壁!。厚一:般认为D/δ>1】40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100】的情况?;②美国《管道安全法规4【9,CFR 1》92.?112钢管利用最】。大允许操作》压力设计要》求径厚比不应—大于10《。0;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?.5mm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?4.5mm钢—管外径与壁厚之比】不应大于100【
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(?IOWA《)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℃~3【。20℃出现一个大的!。相组织变化》而在4?80:℃~485》℃,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%~30》%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75—%是合理的》
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