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    GBT24259-2023石油天然气工业管道输送系统.docx

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    GBT24259-2023石油天然气工业管道输送系统.docx

    ICS75.200CCSE98中华人民共和家标准GB/T242592023代替GB/T242592009石油天然气工业管道输送系统Petroleumandnaturalgasindustries-Pipelinetransportationsystems(ISO13623:2017,MOD)2023-09-07发布2024-01-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会目次前言11l1范围12规范性引用文件I3术语和定义34符号45总体要求56管道系统设计67管道及主要配管设备78站场和终端设计239材料和涂层2610 腐蚀管理3111 施工3612 试压4213 预投产和投产4514运行、维护及废弃46附录A(资料性)本文件与ISO13623:2017结构编号对照一览表56附录B(资料性)本文件与ISO13623:2017技术差异及其原因一览表57附录C(资料性)记录和文件59附录D(规范性)陆上D类及E类流体管道公共安全补充要求60附录E(资料性)管道路由选择过程64附录F(资料性)选线考虑因素示例65附录G(规范性)管道的安全评估67附录H(资料性)操作、维护与应急程序的内容71参考文献73-XX.刖百本文件按照GB/TL1-2020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件代替GB/T242592009石油天然气工业管道输送系统,与GB/T242592009相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:a)更改了文件的适用范围(见第1章,2009年版的第1章);b)删除了“设计强度”“组装件”“带压开孔”“铺管线路”“管道”规定的最小抗拉强度”的术语和定义(见2009年版的第3章);c)增加了“符号”一章(见第4章);d)更改了“流体的分类”,将二氧化碳更改为有毒流体(见6.2,2009年版的5.2);e)更改了“水力分析”中的注,将其改为条文。(见6.3,2009年版的5.3);f)删除了“当国家相关公众安全和环境保护法规的要求高于本标准要求时,应按照相关国家法规执行。当没有特殊要求时,应采用本标准关于公众安全及环境保护的要求。”(见2009年版的5.6);g)增加了线路选线时应评估的因素(见7.2.1.1);h)增加了规定最高设计温度和最低设计温度的要求(见7.3.2.3);i)增加了采空载荷和冻土载荷(见7.3.3.4);j)更改了由流体压力引起的最大环向应力和等效应力的计算公式(见7.4.2.2,2009年版的6. 4.2.2);k)增加了椭圆度或不圆度的计算公式与相关解释(见7.4.2.5);1)增加了容许应变准则(见7.4.2.6);m)增加了SBD管道和焊缝材料性能(见7.4.2.7);n)增加了需要单独考虑冻胀区域的覆盖层的技术要求(见7.8.2.1);0)删除了“焊接施工应采用按照ISO13847审定的规程和资格考试合格的操作工。”(见2009年版的6.14.2);p)增加了褶皱的技术要求(见9.3.2);q)增加了“所有工艺浸湿部件(金属和非金属)应符合设计使用条件。”(见9.3.5);r)更改了单层熔结环氧树脂(FBE)涂层技术要求(见9.4.1.2,2009年版的8.4.1.2);s)增加了“海底应用的湿式保温应符合ISO12736的要求。”(见9.4.L3);D增加了“管道周边的杂散电流干扰源(如地铁、高压线等)”(见10.4.1);u)更改了“焊缝检验”(见IL4.2,2009版的10.4.2);V)增加了在引入输送流体之前对阀门进行最终测试的技术要求(见13.4);w)增加了“应完成投产前应急演练。”(见13.6);X)删除了“要按照下列目标建立和执行管理体系”(见2009年版的13.1.1);y)更改了运行和维护计划(见14.L2,2009年版的13.1.2);Z)增加了运行和维护程序(见14.1.3);aa)增加了“管道沿线工程施工机械(钻探、打桩、定向钻、顶管、机械挖掘等)操作手”(见14.1.7);bb)增加了“管道应按照13.6的要求充装”(见14.2.5);cc)增加了“地球物理勘查石油地震找矿(放炮)情况”(见14.3.2.2);dd)增加了“消防系统情况”“防雷防静电系统情况”(见14.3.5.8);ee)增加了“周边交通、村镇、厂区、树木、农作物等”(见14.3.7.3);ff)增加了“导致流体蒸气点燃的压缩效应”(见14.3.7.4);gg)增加了“地区等级的更改”(见14.4.7);hh)增加了“现有管道所在地区等级”(见D.7)。本文件修改采用ISO13623:2017石油天然气工业管道输送系统。本文件与ISO13623:2017相比,在结构上有较多调整,两个文件之间的结构编号变化对照一览表见附录Ao本文件与ISO13623:2017相比,存在较多技术差异,在所涉及的条款的外侧页边空白位置用垂直单线(I)进行了标示。这些技术差异及其原因一览表见附录B。本文件做了下列编辑性改动:增加了附录A(资料性)”本文件与ISO13623:2017结构编号对照一览表”;增加了附录B(资料性)”本文件与ISO13623:2017技术性差异及其原因一览表”将ISO16708替换为GB/T29167;更改了表格“陆上管道最小埋深”和“评估外腐蚀时要考虑的环境条件”的序号;一更改了“全约束的管道所承受的轴向力(F)”和“CE值”计算公式的序号。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国石油天然气标准化技术委员会(SA。TC355)归口。本文件起草单位:国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司、长江大学、中国石油天然气管道工程有限公司、中国石油大学(北京)、中海油研究总院有限责任公司、陕西延长石油(集团)有限责任公司管道运输公司、中油国际管道有限公司、中石化石油工程设计有限公司、浙江浙能技术研究院有限公司、福州大学。本文件主要起草人:苗青、闫锋、聂超飞、顾晓婷、张文伟、刘啸奔、支树洁、李其抚、王玉彬、彭世毒、刘峻峰、赵彬、朱坤峰、黄俊、李新林、袁运栋、梁海宁、李想、李大朋、滕霖、郝郁、孙士恩、周翔、魏子云、杨金威。本文件于2009年首次发布,本次为第一次修订。石油天然气工业管道输送系统1范围本文件规定了石油天然气工业中管道输送系统的设计、管道及主要配管设备、站场和终端设计、材料和涂层、腐蚀管理、施工、试压、预投产和投产、运行、维护及废弃等方面的要求。本文件适用于所有新建、改建钢制金属管道系统。本文件不适用于柔性管道或其他材料的管道,如玻璃纤维增强塑料等。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法(GB/T2292020,ISO148-1:2016,MOD)GB/T755旋转电机定额和性能(GB/T7552019,IEC60034-1:2017,IDT)GB/T3215石油、石化和天然气工业用离心泵(GB/T32152019,ISO13709:2009,MOD)GB3836.14爆炸性环境第14部分:场所分类爆炸性气体环境(GB3836.142014,IEC60079-10-1:2008,IDT)GB/T3836.15爆炸性环境第15部分:电气装置的设计、选型和安装(GB/T3836.152017,IEC60079-14:2007,MOD)GB/T97112017石油天然气工业管线输送系统用钢管(ISO3183:2012,MOD)注:GB/T97112017被引用的内容与ISO3183:2012被引用的内容没有技术上的差异。GB/T18253钢及钢产品检验文件的类型(GB/T182532018,ISO10474:2013,IDT)GB/T20173石油天然气工业管道输送系统管道阀门(GB/T201732013,ISO14313:2007,MOD)GB/T20972(所有部分)石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料1S015156(所有部分)注:GB/T20972.1-2007石油天然气工业油气开采中用于含破化氢环境的材料第1部分:选择抗裂纹材料的一般原则(ISo15156-1:2001,IDT)GB/T20972.2-2008石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第2部分:抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁(ISO15156-2:2003,MOD)GB/T20972.3-2008石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第3部分:抗开裂耐蚀合金和其他合金(ISO15156-3:2003,MOD)GB/T29168.1-2021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1部分:感应加热弯管(ISo15590-1:2009,MOD)注:GB/T29168.12021被引用的内容与ISO15590T:2009被引用的内容没有技术上的差异GB/T29168.2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(GBT29168.22012,ISO15590-2:2003,MOD)GB/T29168.3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3部分:法兰(GB/T29168.32012,ISO15590-3:2004,MOD)GB/T34391石油、石化和天然气工业用往复泵(GB/T343912017,ISo13710:2004,IDT)ISO3977(所有部分)燃气轮机采购(GaSProcurement)注:GB/T14099(所有部分)燃气轮机采购ISO3977(所有部分)ISO10439(所有部分)石油、石化和天然气工业轴流式和离心式压缩机和膨胀机(Petroleum,petrochemicalandnaturalgasindustriesAxialandcentrifugalcompressorsandexpander-compressors)ISO12736石油和天然气工业管道、流线、设备和海底结构的湿绝热涂层(PetroIeUmandnaturalgasindustrisWelthermalinsulationcoatingsforpipelines,flowLines,equipmentandsubseastructures)IS013707石油和天然气工业往复式压缩机(PelroIeUmandnaturalgasindustriesReciprocatingcompressors)ISO13847石油和天然气工业管道输送系统管道的焊接(PetroIeUmandnaturalgasindustries一Pipelinetransportationsystems-Weldingofpipelines)ISO14723石油和天然气工业管道输送系统海底管道阀门(PCtroICUrnandnaturalGasIndustries一PipelinetransportationsystemsSubseapipelinevalves)ISO15589.1石油、石化和天然气工业输送管道系统的阴极防护第1部分:陆上管线(Petro-lcum,petrochemicalandnaturalgasindustriesCathodicprotectionofpipelinesystemsPart1inlandpipelines)ISO15589.2石油、石化和天然气工业输送管道系统的阴极防护第2部分:海上管线(Peiro-leum,petrochemicalandnaturalgasindustriesCathodicprotectionofpipelinetransportationsystems一Part2:Offshorepipelines)ISO15649石油和天然气工业配管(PetrOIeumandnaturalgasindustries一Piping)ISO16440石油天然气工业管道输送系统钢制管道的设计、施工与维护(PCtroleUmandnaturalgasindustriesPipelinetransportationsystemsDesign,constructionandmaintenanceofsteelcasedpipelines)ISO21809.1-2018石油天然气工业管道输送系统用埋地和水下管道的外涂层第1部分:聚烯烧涂层(3层PE和3层PP)(PetrOIeUmandnaturalgasindustriesExternalcoatingsforburiedorsubmergedpipelinesusedinpipelinetransportationsystems-PartIiPolyoIefincoatings(3-layerPEand3-layerPP)ISO21809.2-2014石油天然气工业管道输送系统用埋地和水下管道的外涂层第2部分:单层熔接环氧涂层(PetrOleUmandnaturalgasindustriesExternalcoatingsforburiedorsubmergedpipelinesusedinpipelinetransportationsystems-Part2:Singlelayerfusion-bondedepoxycoatings)ISO21809.3-2016石油天然气工业管道输送系统用埋地和水下管道的外涂层第3部分:现场接头涂层(PetroleumandnaturalgasindustriesExternalcoatingsforburiedorsubmergedpipelinesusedinpipelinetransportationsystems-Part3:Fieldjointcoatings)ISO21809.4-2009石油天然气工业管道输送系统用埋地和水下管道的外涂层第4部分:聚乙烯涂层(2层PE)(PetrOleUmandnaturalgasindustriesExternalcoatingsforburiedorsubmergedpipelinesusedinpipelinetransportationsystems-Part41Polyethylenecoatings(2-laycrPE)ISO21809.5-2017石油天然气工业管道输送系统用埋地和水下管道的外涂层第5部分:第5部分:外部混凝土涂层(PetroIeUmandnaturalgasindustriesExternalcoatingsforburiedorsubmergedpipelinesusedinpipelinetransportationsystems-Part5:Externalconcretecoatings)APIStd620大型焊接低压储罐的设计与建造(DeSignandconstructionoflarge,welded,low-pressurestoragetanks)APIStd650钢制焊接石油储罐(Weldedtanksforoilstorage)ASMEB16.5管法兰和法兰管件(PiPeflangesandflangedfittings-NPS1/2throughNPS24)ASMEBPVC.VIILl锅炉及压力容器规范第八章压力容器建造规则第1部分,压力容器建造规则ASMEBoilerandpressurevesselcode,sectionV,division1,rulesforconstructionofpressureVessels(BPVC)MSSSP-25阀门、管件、法兰及活接头用标准标号系统(Standardmarkingsystemforvalves,fittings,flanges,andunions)MSSSP-44钢制管道法兰(Steelpipelineflanges)NFPA30易燃和可燃液体防火规范(Flarnmableandcombustibleliquidscode)NFPA220房屋结构类型标准(Standardontypesofbuildingconstruction)3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1投产commissioning与管道系统最初充装流体有关的活动。3.2设计寿命designlife设计预计的有效使用年限。3.3设计压力designpressure按照本文件设计的管道系统承压部件的最大内压力。3.4流体fluid通过管道系统输送的介质。3.5在役管道in-servicepipeline已经投产用于输送流体的管道。3.6地区等级locationclass按照以人口密度和人类活动为基础划分等级的地理区域。3.7维护maintenance为保持管道系统的正常运行而进行的检测、调查、试压、维修、更换、修复等有计划的活动。3.8最大允许操作压力maximumallowableoperationpressure;MAOP管道系统或其部件允许操作的最大压力。注:根据试验期间达到的最大压力确定MAOP.3.9近海管道OffShorepipeline铺设在高水位海域和河流入海口处的管道。3.10陆上管道pipelineonland铺设在地上或埋地的管道。注:陆上管道包括铺设在内陆水域下的管道。3.11管道系统pipelinesystem用于输送、分配、汇合、分离、排放、计量、控制或缓冲流体的管子、管件、法兰、紧固件、垫片、阀门和其他组成件及支承件的集成。注:管道系统也包括管道支承元件,但不包括结构框架和地基等支承结构。3.12配管piping站场和终端内的管子、管件和部件。注:配管不属于管道线路的一部分。3.13主要配管primarypiping输送或储存管道所输流体的配管。3.14管道通行带right-of-way管道运营商有权按照与土地所有者所签订的协议而开展活动的土地通道。3.15M官riser从海床延伸至近海设施管道终点的部分管道。3.16辅助配管secondarypiping用于输送管道和主要配管所输流体以外流体(如燃料气、水或润滑油等)的配管。3.17规定的最小屈服强度specifiedminimumyieldstrength;SMYS材料依据规范或标准中要求的最小屈服强度。3.18站场station用于增压、减压、储存、过滤、计量、加热、冷却或隔离所输流体的设施。4符号下列符号适用于本文件。A;管道内部横截面积Ao管壁横截面积D规定直径(外径或内径)Dmx最大实测直径(外径或内径)Dmin最小实测直径(外径或内径)D0公称外径E弹性模量fen等效设计系数f、环向应力设计系数(对于陆上管道,见表2,对于近海管道,见表3)。£温度折减系数K安全系数O椭圆度或不圆度P设计压力P最小外部静水压力T1安装温度T2运行期间的最高或最低温度tmin规定的最小壁厚线性热膨胀系数e管道容许应变ecit管道极限应变ea管道设计应变泊松比op设计强度O等效应力oh环向应力Ohp由流体压力引起的环向应力Oi轴向应力0,规定的最小屈服强度r剪切应力5总体要求5.1 健康、安全与环境本文件的目的是确保石油天然气工业管道系统的安全性,包括设计、材料、施工、试压、运行、维护及废弃等,并符合健康、安全和环保要求。5.2 资质保证与管道系统的设计、施工、测试、运行、维护和废弃相关的所有工作应由有资质的人员执行。5.3 一致性宜实施质量保证体系以保证所做工作符合本文件要求。注:ISO/TS29001文件提供了与各类质量管理体系相关的行业指南。5.4 记录应保存和维护管道系统在整个生命周期内的有关记录。记录及文件编制指南见附录C。6管道系统设计6.1 系统确定宜以文件形式记录管道系统范围、功能要求、适用的法规和标准规范等。宜通过对系统的描述定义其范围,包括各种设施、总体位置以及与其他设施的划分和界限。宜确定设计寿命和设计条件。在明确设计条件时,宜包含未来可预见的正常、极端和关闭(例如当管道系统被隔离时)运行条件,以及流量、压力、温度、流体组成及流体性质等方面的可能变化范围。6.2 流体的分类根据公共安全潜在危害程度,应将流体按照表1进行分类。表1根据公共安全潜在危害程度对流体的分类类别公共安全潜在危害程度A类水基不可燃流体B类在环境温度及标准气压下是液态的易燃和/或有毒流体,例如石油及石油产品C类在环境温度下及大气压力条件下是气态的无毒非易燃流体,例如氮气、缸气及空气D类无毒、单相的天然气E类在环境温度及大气压力下是气体,并可以作为气体和/或液体,或超临界流体形式输送的易燃和/或有毒流体,例如氢气、二氧化碳、天然气(属于D类的除外)、乙烷、乙烯、液化石油气(如丙烷和丁烷)、液化天然气、氨和氯气表1中未明确说明的气体或液体宜将其与潜在危险性相似的流体归为一类。如果分类仍不够明确,则该流体归到危害性较大的类别中。6.3 水力分析为使管道系统能按6.1规定的设计条件安全输送流体,宜分析管道系统的水力状况,包括稳态和瞬态工况。识别和确定管道运行中的约束条件和要求,包括:水击压力允许值;一一水合物形成和结蜡引起堵塞的预防措施;在较低操作温度下由于较高黏度引起的无法接受的压力损失的允许值;一在多相流体输送中控制液体段塞体积的措施;一控制流体内腐蚀、冲蚀速率和避免管道的不满流流态的措施。6.4 压力控制和超压保护若管道系统中任一位置的操作压力超过最大允许操作压力,则应安装压力控制阀或自动关闭增压设备,或执行相应的控制程序,防止操作压力超过正常稳态条件下的最大允许操作压力(MAOP)。如有必要防止管道系统中任一位置的意外压力超过7.3.2.2中规定的极限值,则应设置泄压阀或气源点截断阀等超压保护设施。6.5 运行和维护要求应明确管道系统的运行及维护要求,并形成文档,以便在设计、编制运行规程和维护时使用。要求包括以下方面: 对管道、站场及所输送流体的识别;一一系统控制原则,包括员工水平和检测仪表; 控制中心的位置及级别:语音及数据通信; 腐蚀管理: 工况监视;一一泄漏检测; 清管方法; 用于运行、维护及更换管道的通道、分段及隔离: 与上下游设施的接口;紧急关闭; 减压放空和/或排放;停输和再启动;一一根据水力分析确定的要求。6.6 公众安全与环境保护D类和E类流体的陆上管道系统应至少符合附录D中有关公共安全的要求。7管道及主要配管设备7.1 设计原则和要求设计范围及细节应表明在设计寿命期限内符合本文件要求的完整性和适用性。载荷及承载能力的代表值应根据工程经验选取。分析的方法可基于解析、数值、经验模型或综合采用上述方法。如果考虑所有相关的极限和适用性极限状态,则可采用基于可靠性极限状态的设计原理。应评估载荷及抗载荷力不确定性的所有相关因素,并应有统计数据表征该不确定性。基于可靠性的极限状态的设计方法不能替代表2和表3中对流体压力引起的最大允许环向应力的要求。注1:极限状态一般伴随结构失去完整性,例如破裂、断裂、疲劳或失稳等,而超出了适用性的极限状态会阻止管道按预定要求运行。注2:GB/T29167提供了基于可靠性的极限状态设计指南。表2陆上管道的环向应力设计系数(f.)位置环向应力设计系数-般路线0.77穿越和平行占用“次要道路0.77穿越和平行占用“主要公路、铁路、运河、河流、防洪堤和湖泊0.67清管器收发筒及多管塞捕集器0.67主要配管0.67特殊结构(如预制组件以及桥上管道)0.67按附录D的要求设计的D类和E类管线应采用表D.2中的环向应力系数上述系数适用于水试压管道。当用空气试压时,可能有必要降低设计系数。对于在人类活动稀少和无永久人类居住地区(如荒漠及冻.土地带)的输送A类、C类和D类流体的管道,环向应力系数可以增大到0.83O“关于穿越和平行占用的描述,见7.9。表3近海管道的环向应力设计系数位置环向应力设计系数一般路线”0.77航道、指定的抛锚区域和海港入口0.77登陆点0.67清管器收发筒及管束式段塞流捕集器0.67立管和主要配管0.67输送A类、C类和D类流体的管道,环向应力可增大到0.83。7.2 线路选择7.3 2.1需要考虑的事项7.2.1.1 总体要求线路选择应评估本文件要求的设计、施工、运行、维护及废弃等方面的内容。为了最大程度地降低未来改线和出现各种限制的可能性,应评估城市和工业未来的发展。选线时应评估的因素包括以下方面: 公众和在管道上及附近作业人员的安全;一一文物保护; 环境保护:一一其他财产和设施;一第三方活动; 岩土、腐蚀性和水文等条件;一一线路上的主要穿越工程: 施工、运行和维护的要求;一一国家和/或地方要求;未来的勘测。选线工作规划指南见附录E。在考虑7.2.L17.2.1.7提出的要求时,宜考查的因素见附录F。7. 2.1.2公共安全输送B类、C类、D类及E类流体的管道,宜避开建筑物聚集的地区或人类活动频繁的地区。如果国家无相关公共安全要求,则应按照附录G的要求对下列管道进行安全评估:一多层建筑物居多、交通拥堵或繁忙地区和地下可能有众多其他设施地区用于输送D类流体的管道;输送E类流体的管道。7.2.1.3环境环境影响评估至少应包含以下情况:施工、维修和改造期间的临时工程:管道的长期运行;一一潜在的流体泄漏。7.2.1.4其他设施宜识别可能影响管道的沿线设施,并与当地政府主管部门及设施的管理者进行协商,以评估沿线设施对线路选择的影响。7.2.1.5第三方活动应识别沿线的第三方活动,并与当地政府主管部门及第三方进行协商,以评估沿线第三方活动对线路选择的影响。7.2.1.6岩土、水文和气象条件应明确对管道工程不利的岩土工程和水文条件,并确定减轻危害的措施。对于极地条件等特殊工况,有必要考查气象条件。7.2.1.7施工、试压、运行和维护线路应提供施工、试压、运行和维护(包括管道更换)所需的通道及作业施工带,还宜审查施工、运行和维护所必需设施的可用性。2 .2.2陆上管道的勘察应开展线路和地质勘察,识别和探测相关地貌、地质、岩土、腐蚀性、地形及环境的特点,以及其他可能影响管道线路选择的设施(如其他管道、电缆和障碍物等)。7 .2.3近海管道的勘察应对拟定路线开展线路和地质勘察,以识别和定位以下方面:地质特征和自然灾害;一一管道、电缆及井口装置;障碍物,如沉船残骸、矿井及其他残骸;岩土性质。应搜集设计和施工计划所需的气象和海洋地理方面的数据。这类数据可能包括:a)海洋测深;b)海风;c)海潮;d)海浪;e)海流;f)大气条件;g)水文条件(如温度、含氧量、PH值、电阻率、生物活性、盐度等);h)海洋生物;i)土壤沉积和侵蚀。1 .3载荷7 .3.1通用要求应在设计中识别并包括可能导致管道失效或管道故障的载荷。在强度设计中,载荷应划分为:功能性载荷;环境载荷;施工载荷;偶然载荷。7.3.2功能性载荷7.3.2.1 分类使用中产生的载荷和其他来源的残余载荷应归类为功能性载荷.注:以下三类均属于功能性载荷:一管道(包括部件和流体)的质量以及由于压力和温度产生的载荷;预应力、残余安装应力、土壤覆盖层、外部静水压力、海洋生物、沉降和不均匀沉降、冻胀和融沉,以及由结冰引起的持续载荷:由功能性载荷引起的支撑反作用力、由持续位移引起的载荷、支撑的转动或反输变化产生的作用力。7.3.2.2 设计压力管道系统中任意一点的设计压力应不小于最大允许操作压力(MAoP)。流体静压头引起的压力应计入稳态压力。瞬变条件下压力的频率和持续时间有限,且瞬变压力的超压值不大于MAoP的10断寸,则瞬变压力允许超过MAOPo注:因水击、压力控制设备失效引起的压力以及超压保护设备启动过程中产生的累积压力均属于瞬时压力。如果关断不是一种常规操作行为,封闭静止流体加热产生的压力也属于瞬时压力。7.3.2 .3潟度确定温度载荷时,应包括正常操作和预计气体放空条件下的流体温度范围。应规定设计温度的最高值和最低值。7.3.3 环境载荷7.3.3.1 分类由环境产生的载荷应归类为环境载荷,需要视为功能性载荷(见7.3.2)或由于发生概率很低而作为偶然载荷(见7.3.5)的情况除外。注:海浪、海流、海潮、风、舌、冰、地震、交通、捕鱼及采矿等引起的载荷,设备振动及地面或海床上的结构引起的位移均属于环境载荷。7 .3.3.2水动力载荷施工阶段的水动力载荷重现期宜根据计划施工工期、施工季节和与超出重现期相关的载荷所产生的后果确定。正常运行阶段的设计重现期宜为100年。确定水动力载荷时,宜考虑极端风、浪和水流的量级和方向以及它们同时出现的概率。应包含由于海洋生物或结冰而使暴露面积增大的影响。对于跨越和水下悬空管段,应包含由涡激振动引起的载荷。8 .3.3.3地震载荷抗震设计时应包含以下因素:断层位移的方向、错动量及加速度;在设计条件下,管道适应位移的柔性;一一操作条件下的力学性能;发生断层位移时,由于土壤特性对埋地穿越管段产生的附加应力以及惯性效应对地上跨越管段产生的附加应力;一一地震引起的各种效应(如土壤液化、滑坡等)。7.3.3.4土壤载荷和冰载荷设计沙层载荷时应包含以下效应:一一沙丘移动; 沙层侵蚀。设计冻土载荷时应包含以下效应:差异性冻胀;一一差异性融沉; 边坡热融滑移,包含顺坡滑移、空间滑移。设计采空载荷时应包含以下效应:一一连续地面移动变形; 非连续地面移动变形。设计冰载荷时应包含以下效应:a)在管道或支撑结构上的结冰;b)冰层底部的冲刷;c)浮冰;d)冰融引起的冲击力;e)冰膨胀引起的冲击力;D由于暴露面积增大而产生较高的水动力载荷;g)可能产生的涡激振动效应。7.3.3.5公路和铁路交通应按照交通管理部门的规定确定最大车辆轮轴载荷和频率,并了解现有和预测的住宅、商业级工业的发展情况。7.3.3.6捕鱼应根据所采用的捕捞技术确定捕鱼活动产生的载荷及频率。733.7采矿应包含由于爆破而产生的地面震动引起的载荷。采矿活动引起的地层沉降产生的载荷应归类为功能性载荷。7.3.4施工载荷安装和调试所需载荷应归类为施工载荷。在适当的情况下,应包含施工船只及设备产生的动态效应。注:安装包括运输、搬运、储存、安装及试压。压力灌浆产生的外部压力增长或由于放空和真空干燥产生的低于大气压的内压,同样会造成施工载荷的增大。铺管船的移动产生的动态效应对于近海管道也是需要加以考虑的施工载荷。7.3.5偶然载荷不在计划之列,但可能在意外条件下出现的施加在管道上的载荷应作为偶然载荷。当确定管道针对偶然载荷进行设计时,宜考虑该偶然载荷发生的概率及可能导致的后果。注:偶然载荷包括由火灾、爆炸、突然减压、物体坠落、滑坡过程中的瞬变条件、第三方设备(如挖掘机或船舶的锚)、施工机械失去动力和相碰撞引起的载荷。7.3.6组合载荷计算等效应力或应变时(见7.4.1.2),应评估可预测到同时发生的功能性载荷、环境载荷、施工载荷及偶然载荷的最不利组合。如果运行原则是在极端环境下减少或停止作业,则应包含以下载荷的组合:没计环境载荷加适当降低的功能性荷载:设计功能性载荷和同时发生的最大环境载荷。除非有依据预计它们会同时发生,否则没必要考虑偶然载荷间的组合或偶然载荷同极端环境载荷的组合。7.4强度要求7.4.1应力计算7.4.1.1由流体压力引起的环向应力仅由流体压力引起的环向应力(OmP),应按照公式(1)进行计算:Djz%L(PlPQX式中:a由流体压力引起的环向应力,单位为兆帕(MPa);P设计压力,单位为兆帕(MPa);Pa最小外部静水压力,单位为兆帕(MPa);D0公称外径,单位为亳米(mm);tmin规定的最小壁厚,单位为亳米(mm)。注:规定最小壁厚为公称壁厚减去制管标准规定的制管公差及腐蚀裕量。对于有衬层或衬里的管道(见9.2.3),衬层或衬里的强度贡献一般不包括在内。7. 4.1.2其他应力计算环向、轴向、剪切和等效应力时,应包含由所有相关功能、环境和施工荷载引起的应力。应按7.3.5的规定确定偶然载荷。应包含管道的所有部件和所有约束如支撑、导向结构及摩擦力等的作用。计算柔性时,还应包含管道附属设备的线性位移和角位移。计算时应确定除直管以外的部件的柔性及应力集中系数。柔性计算应基于公称尺寸及适当温度下的弹性模量。等效应力(Om)应按公式(2)VonMises公式进行计算:Gem=(o+o-dhai+3r2)(2)式中:m等效应力,单位为兆帕(MPa);n环向应力,单位为兆帕(MPa);O1轴向应力,单位为兆帕(MPa);r剪切应力,单位为兆帕(MPa)。可基于公称直径及壁厚计算等效应力,当径向应力不显著时可忽略不计。7. 4.2强度标准8. 4.2.1总体要求管道应按照下列力学失效模式及变形设计:屈服;屈曲;疲劳;一一椭圆度。7.4. 2.2屈服由流体压力引起的最大环向应力(。),应按照公式(3)确定:hpfi×f×oy式中:f环向应力设计系数,陆上管道按照表2的规定取值,近海管道按照表3的规定取值;f1温度折减系数(温度低于50时,为1.0);g规定的最小屈服强度(SMYS),单位为兆帕(MPa)。采用L555等级以上钢材的管道宜根据

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