Q∕SY 06007.1-2016 油气田地面工程静设备设计规范 第1部分：通则

1、O/SY中国石油天荫賴飼企业标准Q/SY 06007. 12016油气田地面工程静设备设计规范第1部分：通则Specification for static equipment designof oil and gas field surface engineeringPart 1: General principle2016-01-27 发布2016-04-01 实施中国石油天然气集团公司发布Q/SY 06007. 12016Q/SY 06007. 12016目 次 TOC o 1-5 h z mTW ni棚i2规范性引用文件1术语和定义 1总则2浦5结构设计77强度计算78制造、检验与验收

2、 89保温及防腐K)10涂敷和运输包装10Q/SY 06007. 12016Q/SY 06007. 12016Q/SY 06007油气田地面工程静设备设计规范是油气田地面工程设计系列标准之一。该标准 分为以下7个部分：第1部分：通则；第2部分：卧式容器；第3部分：立式容器；第4部分：球形储罐；第5部分：加热设备；一第6部分：换热设备；一第7部分：立式圆筒形储罐。本部分为Q/SY 06007的第1部分。本部分按照GB/T 1. 1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写给出的规则 起草。本部分由中国石油天然气集团公司工程建设分公司、中国石油天然气股份有限公司勘探与生产分 公司提出。本

3、部分由中国石油天然气集团公司标准化委员会石油石化工程建设专业标准化技术委员会归口。 本部分起草单位：中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司。本部分主要起草人：唐昕、刘文广、罗张东、刘萍萍、仇本东、李刚。Q/SY 06007. 12016 Q/SY 06007. 12016 油气田地面工程静设备设计规范第1部分：通则1范围Q/SY 06007的本部分规定了油气田地面建设工程中静设备设计的基本要求。本部分适用于陆上油气田、滩海陆采油气田和海上油气田陆岸终端地面工程新建及改扩建项目。 2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不

4、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 150. 1-150. 4 压力容器GB/T 196普通螺纹基本尺寸GB/T 197普通螺纹公差GB/T 9019压力容器公称直径GB/T 9115-9125钢制管法兰、紧固件GB/T 25198压力容器封头GB 50128立式圆筒形钢制焊接储罐施工规范GB 50341立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范HG/T 20580钢制化工容器设计基础规定HG/T 20583钢制化工容器结构设计规定HG/T 20592-20635钢制管法兰、垫片、紧固件JB/T 4711压力容器涂敷与运输包装JB/T 4712. 1-4712. 4 容器支

5、座JB 4732钢制压力容器分析设计标准1钢制焊接常压容器承压设备用碳素钢和合金钢锻件 低温承压设备用低合金钢锻件承压设备用不锈钢和耐热钢锻件 （所有部分）承压设备无损检测JB/T 4736补强圈钢制压力容器用封头NB/T 47003.NB/T 47008NB/T 47009NB/T 47010NB/T 47013NB/T 47020-47027压力容器法兰、垫片、紧固件TSG R0004固定式压力容器安全技术监察规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。1静设备 static equipment没有驱动机带动的非转动和非移动的设备，本标准中指油气田地面建设工程常用的卧式容器、立 式容器、球

6、形储罐、加热设备、换热设备、立式圆筒形储罐。2设计压力 design pressure设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为容器的基本设计条件，其值不低于工作 压力。3.3设计温度 design temperature容器在正常工作情况下，设定的元件金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）、设计温度与设 计压力一起作为设计载荷条件。4规则设计 routine design按GB 150.3进行的压力容器设计方法，基于弹性失效准则，认为容器内某最大应力点一旦进入 塑性即为失效。规则设计只考虑单一的最大载荷工况，按一次施加的静力载荷处理，不考虑交变载 荷，不涉及容器的疲劳寿命问题。5分析

7、设计 design by analysis基于塑性失效准则、弹塑性失效准则的压力容器设计方法，认为如果结构是稳定与安全的，则允 许结构出现局部塑性区，可考虑交变载荷，涉及容器的疲劳寿命。6湿 H2S 腐蚀环境 wet H2S corrosion service当容器接触的介质同时符合下列各项条件时，即为湿H2S腐蚀环境：a）H2S分压大于或等于0. 0003MPa。b）介质中含有液相水或处于水露点温度以下。c）pH值小于7。7低温压力容器 low temperature pressure vessel用于设计温度低于-2（rc的碳素钢、低合金钢制压力容器和用于设计温度低于-196C的奥氏体 型

8、不锈钢制压力容器。4 总则1 基本要求1. 1压力容器的规则设计应符合GB 150. 1-150. 4的规定，分析设计应符合JB 4732的规定。1. 2常压容器的设计应符合NB/T 47003. 1的规定。1. 3立式圆筒形储罐的设计应符合GB 50341的规定。4.1.4压力容器的设计、制造、检验和验收应符合TSG R0004的规定。4.1.5 m类压力容器的设计应出具包括失效模式和风险控制等内容的风险评估报告。4. 2设计压力4.2.1容器上装有安全泄放装置时，设计压力应为：a）若泄放装置为安全阀，则设计压力不低于安全阀开启压力。b）若泄放装置为爆破片，则设计压力不低于爆破片设计爆破压力

9、加制造范围上限，具体数值参照GB 150. 12011的附录B。4.2.2当泄放装置为安全阀时，设计压力宜按表1确定。表1内压容器设计压力最高工作压力/w，MPa设计压力p，MPapw 1 - 6p /w + （）. 161. 6w6. 3 1- 1 pw/w6. 3p . 05py/2. 3负压容器有安全泄放装置时，设计外压应取1. 25倍最大内外压力差或-0. lMPa两者中的小 值；真空容器无安全泄放装置时，应取-0. lMPa。4.2.4由2个或2个以上压力室组成的容器，如夹套容器，应分别确定各压力室的设计压力；确定 公用元件的计算压力时，应考虑相邻室之间的最大压力差。4.2.5对带夹

10、套的真空容器，容器壳体的计算外压应等于设计外压加夹套内的设计内压，且应校核 在夹套试验压力（外压）下容器壳体的稳定性。2. 6常温储存液化石油气体的压力容器设计压力应按TSG R0004的规定。2. 7常压容器设计压力应按NB/T 47003. 1的规定。4.2.8立式圆筒形储罐设计压力应按GB 50341的规定。4. 3设计温度4.3.1容器在正常操作情况下，受压元件的设计温度宜按表2确定。表2设计温度最高或最低工作温度，Ca设计温度t,C艺 w _ 15取最低工作温度或t二tw - 5-15fw15? = iw - 5 （最低取 _20C）15（w350t = tw（155）a最高或最低工

11、作温度是指容器在正常工作过程中，壳壁或元件金属实际达到的最高或最低温度，同时应注意 环境温度的影响。4.3.2容器的不同部位可取不同的设计温度。对于多腔容器，宜按各腔分别确定设计温度。4. 4设计使用年限和厚度附加量4. 4.1静设备的设计使用年限宜参照HG/T 20580,并按工程设计使用年限、介质腐蚀情况等综合 选取。4. 4.2疲劳分析设计的容器，应在设计图样中注明设计使用年限内交变载荷的循环次数。4.4.3容器各元件腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量。4. 4.4厚度附加量C应按公式（1）确定：C = C, + C2 （1）式中：C.钢板或钢管的厚度负偏差，mm；C2腐蚀裕量，mm。

12、4.5许用应力4.5. 1压力容器用材的许用应力应按GB 150. 2选取。4.5.2设计温度低于2（C时，应取2（C时的许用应力。4. 5. 3常压容器用材的许用应力应按NB/T 47003. 1选取。4.5.4立式圆筒形储罐用材的许用应力应按GB 50341选取。4.6焊接接头系数4.6.1压力容器规则设计焊接接头系数应根据容器受压部分的焊接型式和无损检测要求选取，焊接 接头系数彡宜按以下情况选取：a）双面焊和相当于双面焊的全焊透对接接头：1）100%无损检测 = 1.（）（）2）局部无损检测#=（.85。b）单面焊的对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）：1）100%无损检测 =

13、 0. 90o2）局部无损检测 = 0. 8（。4.6.2压力容器分析设计的焊接接头系数应取1.（）。4. 6. 3常压容器焊接接头系数应按NB/T 47003. 1的规定选取。4. 6. 4立式圆筒形储罐焊接接头系数应按GB 50341的规定选取。4. 7设计载荷4.7.1设计时应至少包括以下载荷：a）内压、外压或最大压差。b）液体静压力。c）容器自重（包括内件等）以及正常工作条件下或试验状态下内装物料的重力载荷。d）附属设备、平台、隔热材料和衬里等集中及均布的局部重力载荷。e）由于内件或外部附件（或设备）的质心偏离容器壳体中心线而引起的偏心载荷。f）风载荷、雪载荷和地震载荷。g）支座的作用

14、反力。h）由于热膨胀引起的支座摩擦力及其他作用力。i）连接管道和其他部件的作用力，包括压力急剧波动的冲击载荷。j）冲击反力，如由流体冲击引起的反力等。k）压力及温度变化的影响，温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力。l）循环载荷，承受压力循环载荷及热应力循环作用。m）在吊装、运输中承受的作用力。4.7.2载荷组合形式应按相应设计标准执行。4.7.3操作温度或操作压力有周期性变化的容器，应在设计文件给出载荷工况。5材料5. 1 基本要求5.1.1静设备用钢应按容器的操作条件（如设计压力、设计温度、介质特性）、材料的焊接性能、冷 热加工性能、热处理、容器的结构以及经济合理性等综合选取。5.1.2压力容

15、器受压元件用钢的选材原则、钢材标准、热处理状态及许用应力值应符合TSG R0004 和GB 150. 2或JB 4732的规定。碳当量CE不应超过下列值：a）碳钢和低合金钢：CE0. 43%, CE = C +。Ob）低合金高强钢：CE0.45%，CE = C + n+Cr + Mo+V+N1+Cu65155.1.3低温压力容器受压元件所采用的钢材，应是氧气转炉或电炉冶炼的镇静钢，采用炉外精炼工 艺，并应按GB 150. 2或JB 4732的规定，进行夏比（V型缺口）低温冲击试验。5.1.4常压容器的选材原则、钢材标准、热处理状态及许用应力值应符合NB/T 47003. 1的规定。 5.1.5

16、立式圆筒形储罐的选材原则、钢材标准、热处理状态及许用应力值应符合GB 50341的规定。 5.1.6非受压元件用钢应是已列人国家行业材料标准的钢材。当作为焊接件时，应采用焊接性能良 好且不会导致被焊件性能降低的钢材。对焊接在压力容器壳体上的重要内件、加强圈等非受压元件用 钢应符合GB 150. 2的规定。5.1.7压力容器受压元件采用国外材料时，应符合TSG R0004的规定。5.2钢板5.2.1下列压力容器用碳素钢和低合金钢钢板，应在正火状态下使用：a）用于多层容器内筒的Q245R和Q345R。b）用于规则设计的壳体的厚度大于36mm的Q245R和Q345R。c）用于分析设计的壳体的厚度大于

17、25mm的Q245R和Q345R。d）用于其他受压元件（法兰、管板、平盖）的厚度大于50mm的Q245R和Q345R。e）在湿H2S腐蚀环境中，与介质接触的受压元件用Q245R和Q345R钢板。2. 2对厚度大于36mm的调质状态使用的钢板和厚度大于80mm的正火或正火加回火状态使用的 钢板，宜增加一组在钢板厚度1/2处取样的冲击试验。5.2.3厚度大于100mm的壳体用钢板及焊接接头，应规定较严格的冲击试验要求，宜按GB150. 22011中表1的数据提高冲击功数值或降低冲击试验温度，对厚度大于36mm的标准抗拉强度 下限值大于或等于540MPa的钢板和用于设计温度低于_40C的钢板，可附加

18、落锤试验。2. 4当腐蚀速率大于0.25mm/年时，宜选用耐蚀材料，壳体用耐蚀合金钢板厚度大于12mm时， 宜采用衬里、复合、堆焊等结构形式。5.2.5下列碳素钢和低合金钢钢板，应逐张进行拉伸和夏比V型缺口常温或低温冲击试验：a）调质状态供货的钢板。b）多层包扎压力容器的内筒钢板。c）用于规则设计的容器筒体厚度大于或等于60mm的钢板。d）用于分析设计的容器筒体厚度大于或等于50mm的钢板。5.2.6下列碳素钢和低合金钢钢板，应逐张按GB 150. 2或JB 4732的要求进行超声检测：a）用于规则设计的壳体用调质状态厚度大于16mm的钢板，合格级别应不低于I级；用于分 析设计的壳体用调质状态

19、的钢板，合格级别应不低于I级。b）用于规则设计多层容器的内筒厚度大于或等于12mm的钢板，合格级别应不低于I级；用 于分析设计多层容器的内筒钢板，合格级别应不低于I级。c）用于规则设计的容器壳体厚度大于30mm的钢板，合格级别应不低于IH级；用于分析设计 的容器壳体厚度大于2（）mm的钢板，合格级别应不低于DI级。d）介质毒性程度为极度或高度危害或在湿H2S腐蚀环境中使用或设计压力大于或等于lOMPa 的用于容器壳体厚度大于12mm的钢板，合格级别应不低于II级。e）用于低温压力容器壳体的16MnDR、Ni系低温钢（调质状态除外）厚度大于20mm的钢板， 合格级别应不低于n级。f）用于容器壳体

20、的Q370R、Mn-M o系、Cr - M o系、Cr Mo V系厚度大于25mm的钢板， 合格级别应不低于n级。5.3钢管碳钢和低合金钢钢管使用温度小于或等于-2（C时，优先选用Q345系列钢管，使用状态及最低 冲击试验温度应按GB 150. 2的规定选取。5.4锻件4.1压力容器用锻件的制造、检验和验收应符合NB/T 47008, NB/T 47009, NB/T 47010的 规定。5.4.2用于压力容器壳体的筒形、环形、碗形的锻件应选用m级或IV级。5.4.3公称厚度大于300mm的低合金钢锻件应选用IH级或IV级。4. 4标准抗拉强度下限值大于或等于54（）MPa且公称厚度大于200

21、mm的合金钢锻件应选用DI级 或W级。5.4.5低温压力容器用锻件公称厚度大于200mm时，应选用IH级或IV级。5.4.6介质毒性程度为极度和高度危害时，容器用锻件应选用IH级或IV级。4.7 法兰选用的锻件等级应按HG/T 20592-20635及NB/T 47020-47027的规定。5.5紧固件5.5.1螺栓/螺柱的硬度应比螺母稍高，可通过选用不同强度级别的材质或不同的热处理工艺实现。 5.5.2压力容器用碳素钢螺柱用毛坯应进行正火热处理，低合金钢螺柱用毛坯应进行调质热处理。压力容器用公称直径大于M36的螺柱和螺母除应符合相应的标准要求外，还应满足以下 要求：a）螺纹基本尺寸与公差分别

22、按GB/T 196和GB/T 197的规定。b）螺孔的螺纹精度一般为中等精度，或按相应标准选取。c）有热处理要求的螺柱，其试样与试验按GB 150. 2的有关规定。d）热处理后应做硬度试验。e）NB/T 47013进行表面检测，I级合格。设计压力大于lOMPa的承压螺栓/螺柱，应逐件进行渗透或磁粉检测。5.5.5低温压力容器用螺栓/螺柱、螺母应按GB 150. 2的规定选取，不应采用铁素体商品紧固件。 5.5.6法兰垫片不宜采用石棉或含石棉的制品。5.5.7设计温度低于-4（C的密封垫片用金属材料，应采用奥氏体不锈钢、铜、铝等在低温下无明 显转变特性的金属材料，密封垫片用非金属材料应采用非石棉

23、橡胶板、膨胀（柔性）石墨、聚四氟乙 烯等在低温下呈良好弹塑性状态的材料。6结构设计1容器公称直径宜符合GB/T 9019的规定。2容器的封头宜按GB/T 25198的规定选用。6.3容器的人、手孔设置宜按HG/T 20583的规定执行。6.4鞍式支座宜按JB/T 4712. 1的规定选用，腿式支座宜按JB/T 4712. 2的规定选用，耳式支座宜 按JB/T 4712. 3的规定选用，支承式支座宜按JB/T 4712. 4的规定选用。6.5当压力容器开口接管同时满足下列条件时，可按JB/T 4736的规定选补强圈进行补强：a）容器设计压力小于6. 3MPa。b）容器设计温度小于350C。c）容

24、器壳体开孔名义厚度小于38mm。d）容器壳体钢材的标准抗拉强度下限值小于54（）MPa。e）补强圈厚度应不大于1. 5倍壳体开孔处的名义厚度。6.6压力容器开口接管符合下列条件之一者，宜采用加厚接管或厚壁管整体补强：a）设计压力大于或等于6. 3MPa。b）设计温度大于或等于350C。c）开孔内径大于或等于0. 5倍主管内径。d）壳体开孔处名义厚度大于或等于38mm。e）壳体钢材的标准抗拉强度下限值大于或等于54（MPa。f）盛装毒性为极度危害与高度危害介质的容器。g）设计温度低于-40C的低温压力容器。h）需进行疲劳分析设计的容器。6.7 管法兰和紧固件、垫片宜按HG/T 20592-206

25、35或GB/T 91159125的规定选用，法兰的螺 栓孔宜跨中布置。6.8容器内介质毒性为极度危害、高度危害或者有强渗透性的中度危害和介质为液化石油气时，接 管的法兰应采用带颈对焊型管法兰。低温压力容器、高温容器、疲劳容器以及m类压力容器的接管法 兰宜采用带颈对焊型管法兰。6.9内填柔性石墨的缠绕垫，在下列情况下，凹凸面应带内加强环，突面应带内外加强环：a）垫片尺寸大于或等于DN150mm。b）垫片使用温度大于或等于425C。c）法兰为PN5. 0及以上压力等级。6.10容器上的接管除应能承受设计温度下的设计压力外，还应考虑承受外部管道的力和力矩。6.11容器应设置静电接地板。7强度计算1

26、基本要求7.1.1压力容器受压元件的强度计算应按GB150.3或JB 4732的规定，常压容器、立式圆筒形储罐 的强度计算应按相应的标准规定。7.1.2装设安全阀、爆破片的压力容器，设计文件中应包括压力容器安全泄放量、安全阀排量和爆 破片泄放面积的计算书。7.2压力容器规则设计7.2.1受压元件的强度计算应按GB 150.3的规定。7.2.2压力容器本体的开孔及补强计算，主要有等面积法和分析法，适用范围和计算方法应按GB 150.3的规定。当开孔直径超出GB150.3规定执行的范围时，可采用数值分析法。7.2.3采用GB 150. 1-150.4进行规则设计的压力容器，局部可采用分析设计，但许

27、用应力的取值 应按GB 150. 2的规定。7.3压力容器分析设计7.3. 1受压元件的强度计算应按JB 4732的规定。7.3.2压力容器分析设计的方法主要有应力数值计算法、实验应力测试法和解析法。7.3.3分析设计应力数值计算法中模型的建立宜和实际的容器一致，可采用对称性、反对称性和圣 维兰原理对模型进行适当的简化，但不能改变模型的最终受力状况。7.3.4分析设计应力数值计算法中应力线性化处理的网格划分宜注意以下事项：a）大的单元不应直接和小的单元相连，相邻单元的大小比例不超过2:1。b）宜选择高阶单元和四边形单元。c）模型的不连续处应设置至少2个以上单元。d）进行线性化处理的局部区域网格

28、至少应有三层。e）宜选择网格变化平滑的单元进行分析。7.3.5压力容器的疲劳分析应按JB 4732的规定。8制造、检验与验收8.1压力容器的制造、检验与验收应按GB 150. 4的规定，常压容器的制造、检验与验收应按NB/T 47003. 1的规定，立式圆筒形储罐的制造、检验与验收应按GB 50341和GB 50128的规定。8.2压力容器的组焊至少应符合以下要求：a）不应采用十字焊缝。相邻筒节A类接头和封头A类拼接接头、封头上嵌入式接管A类接 头、与封头相邻筒节的A类接头间的外圆弧长均应大于钢材厚度的3倍，且不小于100mmob）不允许强力组装。c）在容器上焊接的临时吊耳和拉筋的垫板等，应采

29、用与容器壳体相同的材料，并用相适应的焊 材及焊接工艺进行焊接。临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊疤必须打磨平滑，并进行渗 透或磁粉检测，确保表面无裂纹等缺陷。打磨后的厚度不应小于该部位的设计厚度。d）受压元件之间或受压元件与非受压元件组装时的定位焊，若保留成为焊缝金属的一部分， 则应按受压元件的焊缝要求施焊。e）低温压力容器、壳体材料标准抗拉强度下限值大于540MPa的容器及存在疲劳工况的压力容 器焊缝表面不得咬边。8.3压力容器的A类和B类焊接接头及封头的焊接接头，应采用全熔透的焊接接头型式。筒体内径 大于或等于6（）（）mm时，宜采用双面焊。压力容器的焊缝结构宜按GB 150. 3或JB

30、4732的规定选用。 8.4压力容器宜避免异种钢焊接。8.5需进行疲劳分析设计的容器，A类和B类焊接接头表面应与母材表面齐平，不允许保留余高。 8.6需进行焊后热处理的容器受压壳体上如需焊接平台梯子、管线支架用垫板，应在热处理前焊接 完毕，最终热处理后不得在壳体上施焊。8.7容器制造过程中应避免钢板表面的机械损伤，对尖锐伤痕应进行修磨并使修磨范围内的斜度至少为1 : 3。8.8符合下列条件之一者，均需进行整体消除应力热处理：a）TSG R0004和GB 150. 4中规定应进行热处理的。b）处于湿H2S腐蚀环境的压力容器，应进行消除应力热处理，且热处理后应对接触介质侧的 对接焊接接头进行硬度检

31、测，满足HB小于或等于200。c）储存碱液的碳素钢容器，当介质为胺液，pH值大于或等于10、温度大于或等于90C和温度 高于表3中相应浓度的对应值，或内设有加热盘管时，焊后须进行热处理。表3碱液容器进行热处理的条件浓度，510152030405()6070温度，c857670655448434338d）液化石油气储罐。e）钢板厚度大于16mm的碳素钢和低合金钢制低温压力容器应进行消除应力热处理。8.9压力容器焊缝的无损检测凡符合下列条件之一者，A类和B类焊接接头应进行100%射线或超 声检测，并在图中注明。a）GB 150. 4和TSG R0004规定的全部射线或超声检测的。b）m类压力容器。

32、c）设计压力大于或等于2. OMPa、介质为湿H2S腐蚀环境的。d）未设置检查孔的容器。e）图纸注明盛装介质为易燃或毒性为极度、高度危害介质的容器。f）液化气介质，且容积大于lm3的中压容器。g）设计选用焊接接头系数为1. 0的容器。h）设计温度低于-40C的或者焊接接头厚度大于25mm的低温压力容器。i）进行气压或气液组合耐压试验的容器。j）嵌人式接管与圆筒或封头对接连接的A类焊接接头。k）以开孔中心为圆心，1.5倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊接接头，以及公称直径不小于 250mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的B类焊接接头。l）凡被补强圈、支座、垫板、内构件等所覆盖的焊接接头，以及先拼焊后成形的封头上的所有 拼焊焊接接头。m）GB 150. 4中规定不适用本部分的仍必须进行100%射线或超声检测。8. 1