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G》B／T 9》711中的P—SL2级或管线钢管！规范API —SPE？C 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，AS：ME 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AS—ME ？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σs在满足【σh＜[σ]的【条，件，下σe＝σh＋σ】。max？≤σs 】     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 971—1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＜14》0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10》0的情？况；②美国管道安全！法规：49CFR —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《100；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℃～】320℃出现—一个大？的相组织变化而在】480℃～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(300—℃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20％》～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 《 ，