天然气管线的壁厚选择

1、天然气管线的壁厚选择1.石油天然气站场及集输管线1管线选择有关标准?高压化肥设备用无缝钢管?GB6479-2000?高压锅炉用无缝钢管?GB531O-输送流体用无缝钢管?GB/T8163-1999?流体输送用不锈钢无缝钢管?GB/T14976-20022管线壁厚计算直管段钢管壁厚根据?油气集输设计标准?GB50350-2005 第8.1.4条的规定计式中：钢管计算壁厚, mm ;p-设计压力,MPa ;D-管道外径,mm ;6s-钢管最低屈服强度,MPa ;F设计系数-一焊缝系数取1;C-腐蚀裕量附加值,mm根据?油气集输设计标准?第828条：油气集输管道处于野外地区时,设计系数 F取0.72

2、;处于居住区、站场内部或传跨 越铁路、公路、小河渠时,设计系数取 0.60o小河渠指多年平均水位水面宽度小于20m 的河渠.油气集输管道的腐蚀裕量C,对于稍微腐蚀环境不应大于1mm,对于较严 重腐蚀环境 应根据实际情况确定.GB50251 中根据?油气集输设计标准?第& 3.7条：天然气集输管道设计系数根据现行国家标准?输气管道工程设计标准? 的有关规定取值,当管道输送含有 H2s等酸性天然气时,F取值不得 低于二级；腐蚀裕量附加值C,当管道输送含有水和H、CO2等酸性介质时,根据腐蚀程度及 采取防腐举措,其余情况下不计腐蚀裕量附加值.根据?天然气脱水设计标准?7.0.2条对酸性天然气或CO2

3、分压大于0.021MPa 的湿天然气,且会引起电化学腐蚀时,设备必须采取防腐举措.硫化氢分压的计算方法应符合?天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求?SY/T0599的有关规定.3弯头弯管壁厚计算根据?油气集输设计标准?GB 50350-2005中第&6.11条的规定,弯头、弯管壁厚 计算公式如下：S b = S Xmm= 4R-D / 4R-2D 式中：弯头或弯管计算壁厚,mm:6 弯头或弯管所连接的同材质直管的计算壁厚,mm ；m弯头或弯管壁厚增大系数；弯头或弯管的曲率半径mm ,为弯头或弯管外直径的倍数；D-弯头或弯管外径, mm o2.天然气长输管道及其站场1管线选择有关标准天然气

4、长输管道的线路用管一般执行?石油天然气工业输送钢管交货技术条件第二 局部:B级钢管?GB/T9711.2O2管线壁厚计算公式根据?输气管道工程设计标准?GB50251-2003 第5.1.2条的壁厚计算公式进 行管道 壁厚计算计算所得的管壁厚度应向上圆整至钢管的壁厚611 :PD2as /Ft式中：6钢管计算壁厚 cm :P-设计压力(MPa);D-钢管外径(cm);6s-钢管的最小屈服强度(MPa);强度设计系数按标准中表423和4.2.4选的一焊缝系数；卜-温度折减系数.当温度小于120 C日t,t值取l.Oo输气管道的强度设计系数:表2-1强度设计系数地区等级强度设计系数F一级地区0.7

5、2二级地区0.6三级地区0.5四级地区0.4表2-2穿越铁路、公路及输气站内管道的强度设计系数管道及管段地区等级? *二三四强度设计系数F与套管穿越三、四级公路的管道0.720.60.50.4无套管穿越三、四级公路的管道0.60.50.50.4与套管穿越一、二级公路、高速公路、铁路的管道0.60.60.50.4输气站内管道及其上、下游各 200m管道,截断阀室 管 道及其上、卞游各50m管道(其距离从输气站和 阀室边界 线起算)0.50.50.50.4人群聚集场所的管道0.50.50.50.4最小管壁厚度mm输气管道的最小壁厚应符合下表:钢管公称宜径最小壁厚钢管公称宜径最小壁厚100、 150

6、2.5600. 650、7006.52003.5750、800、850、9006.52504.0950. 10008.0表1-33004.51050.1100.1150.12009.0350、400、4505.01300、140011.5500、5506.01500、160013.03弯头弯管的壁厚计算冷弯弯管曲率半径一般取40D,采用与线路相同的防腐管制作.热煨弯头曲率半径一般为 Rli=6Do艰据?输气管道工程设计标准?GB 50251-2003中第5.3.3条的规定,弯头 弯管壁厚计算公式如下:m= (4R-D) / (4R-2D )式中:弯头或弯管计算壁厚,mm;6弯头或弯管所连接的同

7、材质直管的计算壁厚,nun ;m 一弯头或弯管壁厚增大系数;弯头或弯管的曲率半径mm ,为弯头或弯管外直径的倍数;D弯头或弯管外径,mm4管道校核1强度校核在埋地直管段中可产生因泊松效应应力,温度应力以及由内压产生的轴向力引起的轴向应力,必须进行当量应力校核,受约束的埋地直管段轴向应力计算和当量应力校核.按?输气管道工程设计标准?GB50251-2003中附录B的公式 计算.由内压和温度弓I起的轴向应力按下式计算:6 讦 u 6 h+E a (tx-t :)Pd bh = 25 式中：6 i 管道的轴向应力,拉应力为正,压应力为负MPa;U 泊桑比,取0.3 ;6h 由内压产生的管道环向应力M

8、Pa;P管道设计内压力 MPa;管子内径cm;Sn一一管子公称壁厚cm;E钢材弹性模量MPa ,对碳钢2.06X10la钢材的线膨胀系数0 1C,对碳钢1X103tx 一一管道下沟回填时温度0 G取30 ;t：一管道的工作温度 C,取15.受约束热胀直管段,按最大剪应力强度理论计算当量应力,并应符合以下 表达式 的要求：6 e 二 6 厂 6 lo. 9 6 s式中：6e 当量应力MPa;6s管子的最低屈服强度MPa;对一种规格的钢管,只需要对最小的壁厚进行稳定性校核即可.2径向稳定性校核管子需要有一定的刚度,否那么在施工中会造成管子变形,由于管子的刚性 与材料 强度无关,而与材料的弹性模量、

9、直径与壁厚比有关,因各种等级钢号的 弹性模量相同, 故只考虑直径与壁厚比即可.一般情况下只对外径与壁厚比大于 140的管道和埋设超过 2.5m深或外荷载较大的管道才应进行稳定性校核.根据标准5.1.4条,当管道埋设较深或外荷载较大时,管道的径向稳定性应按无内压状态校核：AX0.03D竺_ 2W8E/ + O.O61E0JW=Wi+W 21=6?/12AX 钢管水平方向最大变形量m;Dm钢管平均直径m;W作用在单位管长上的总竖向荷载N/m ;Wi单位管长上的竖向永久荷载 N/m ;W2地面可变荷载传递到管道上的荷载N/m ;Z钢管变形滞后系数,宜取1.5.K基床系数.根据附录D,取0.103 ;

10、管材弹性模量N/m?;I单位管长截面惯性矩nf/m ;6n钢管公称壁厚m;Es 土壤变形模量N/nf ,根据附录D,取2.8.3,城镇燃气站场及输配气管线1管道设计压力分级表3T城镇燃气管道设计压力表压分级名称压力(MPa)高压燃气管道A2.5PC4.0B1.6VPW2.5次高压燃气管道A0.8VPW1.6B0.4VPW0.8中压燃气官道A0.2VPW0.4B0.01WPW0.2低压燃气管道P0.012管线选择的有关标准聚乙烯燃气管道应符合?燃气用埋地聚乙烯管材?GB1555和?燃气用埋 地聚乙烯管件?GB15558.2 ;机械接口球墨铸铁管道应符合?水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件? G

11、B/T 13295 ;钢骨架聚乙烯塑料复合管道应符合?燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管?CJ/T 125和?燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管件?CJ/T 126 ;钢管采用焊接钢管、镀锌钢管或无缝钢管,应分别符合?低压流体输送用焊接钢管?GB/T3091、?输送流体用无缝钢管?GB/T8163 ;高压、次高压燃气管道应采用钢管,其管材管件应符合?石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一局部：A级钢管?GB/T9711.1 L175级钢管除外、?石 油天然 气工业输送钢管交货技术条件第二局部：B级钢管?GB/T9711.2、?输送流体用无缝钢管?GB/T8163,或不低于以上三种标准相应要求的其它钢管.三

12、、四级地区高压燃气管道管材不应低于L245 o地下次高压B燃气管道也可采用Q235B焊接钢管.3)管线的壁厚计算次高压钢制燃气管道直管段计算壁厚应按标准根据?城镇燃气设计标准?GB50028-2006 第6.4.6条的壁厚计算公式进行管 道壁 厚计算：式中：6钢管计算壁厚(cm);P设计压力(MPa);D钢管外径(cm);6s-钢管的最小屈服强度(MPa);F强度设计系数按标准中表6.4.8和6.4.9选取；-焊缝系数.燃气管道的强度设计系数：表3-2强度设计系数地区等级强度设计系数F一级地区0.72二级地区0.6三级地区0.4四级地区0.3表3-3穿越铁路、公路人员聚集场所的管道以及门站、储

13、配站、调压站内管道的强度设计系数管道及管段地区等级? *二三2L强度设计系数F与套管穿越III、IV级公路的管道0.720.60.40.3无套管穿越III、IV级公路的管道0.60.5与套管穿越I、I【级公路、高速公路、铁路的管道0.60.6门站、储配站、调压站内管道及其上、 下游各200m管道, 截断阀室管道及其上、卞游各50m管道其距离从站和阀 室边界线起算0.50.5人员聚集场所的管道0.40.4表3-4钢管公称宜径DN mm公称壁厚mmDN100 ? 1504.0DN200 ? 3004.8DN350 ? 4505.2DN500 ? 5506.4DN600 ? 7007.1DN750-9007.9DN950 ? 10008.7DN10509.53管线的强度、稳定性等校核按?输气管道工程设计标准?GB50251的相 应规定进行4.输油管道1管道壁厚计算1 PD0=K钢管计算壁厚mm;P设计内压力MPa;D-钢管外直径mm;o-钢管许用应力MPa;K设计系数,输送C5及C5以上的液体管道除穿跨越管段按 ?原油和天然 气输送 管道穿跨越工程设计标准?SY/