SYT-《油气输送管特殊性能试验方法 第3部分：全尺寸弯曲试验编制说明》

《油气输送管特殊性能试验方法第3部分：全尺寸弯曲试验》

（征求意见稿）

编制说明

一、工作简要过程

1、任务来源

根据国能综通科技〔2023〕***号《国家能源局综合司关于下达2023年能源领域行业标

准制修订计划及外文版翻译计划的通知》的要求，石油天然气行业标准《油气输送管特殊性

能试验方法第3部分：全尺寸弯曲试验》以项目编号***下达。

2、起草单位及工作组成员

按照标准制修订工作程序的要求，成立了以中国石油集团工程材料研究院有限公司为负

责单位，中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司、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、陕西省特种设备检验检测研究院、中国特种设备检测研究院、

青岛海洋工程水下设备检测有限公司等参加起草的标准起草工作组。工作组由杨坤、陈宏远、

高雄雄、王磊、王俊、杨耀彬、王鹏、侯晓东、张晓明、王秉武、王富祥、杨辉、刘长征、

王宪安、李森等组成，工作组成员来自于油气输送管道运营单位、全尺寸弯曲试验及装备技

术服务机构和设备标准检测部门的专业技术人员。工程材料研究院负责标准草案的修改整理、

核对、起草，主要工作由杨坤、陈宏远、高雄雄、王磊、王俊、杨耀彬、王鹏完成；中油国

家油气钻井装备工程技术研究中心负责四点弯曲试验方法分析、调研，主要工作由侯晓东、

王秉武完成；国家管网研究总院负责试验内容分析、试验结果对比等，主要工作由王富祥完

成；陕西省特种设备检验检测研究院负责草案文本的修改、校对，主要工作由张晓明完成；

中国特种设备检测研究院负责标准草案的分析、修改，主要工作由刘长征完成；青岛海洋工

程水下设备检测有限公司负责四点弯曲试验装备的调研、分析，主要工作由王宪安、李森完

成。

3、工作过程

工作组从2022年1月至2023年6月，完成了资料收集、标准草案编制、征求意见稿编

制等工作。简要过程如下：

（1）资料收集：在2022年1月-6月期间，项目组调研了四点弯曲试验的试验方式、

试验流程、设备特点以及试验结果等内容。

（2）四点弯曲试验方式及内容的确定：在2022年7月-9月，项目组通过对比四点弯

曲与力臂式弯曲加载的特点，包括加载方式、试验流程、设备特点以及试验结果等，结合原

标准，提出文本修改的原则，为本标准草案的编制提供了支撑。

（3）标准草案编制：在2022年10月-2023年3月期间，工作组在SY/T7318.3-2017

的基础上，就标准内容进行了详细讨论，并起草了标准草案。2022年3月10日，石油管材

专标委组织召开标准协调会，对标准的相关内容和进度进行了协调安排，根据标准协调会专

家意见，标准起草组对标准草案进一步修改完善。

（4）征求意见稿的编制：在2023年3月-2023年5月，根据工作组内部多次讨论形成

的修改意见，并于6月12日召开标准工作组会议，根据会议讨论意见修改完善标准草案，

编制形成了征求意见稿。

二、行业标准编写原则和主要内容

使用机械加载的方式模拟油气管道在弯曲变形过程中的屈曲行为，是基于应变设计管道

获取屈曲应变的最直观的方法，也是研究管道变形行为的重要试验手段。中国石油集团工程

材料研究院于2017年牵头制定行业标准SY/T7318.3－2017《油气输送管特殊性能试验方法

第3部分：全尺寸弯曲试验》，主要考虑了力臂式加载方法的全尺寸弯曲试验测试，没有考

虑四点弯曲式加载方法的全尺寸弯曲试验，试验装备的涵盖范围不够全面。随着试验技术的

发展，国内外多家研究机构先后筹建了全尺寸弯曲试验装备，具备了开展试验的能力，而试

验装备主要以力臂式和四点弯曲两种加载方式。目前除上述标准外，尚未发布涉及全尺寸弯

曲试验的其他标准和规范。而在已发布的标准中主要基于力臂式加载的全尺寸弯曲试验，没

有考虑四点弯曲式的加载方式，具有一定的局限性，存在不同研究机构试验结果难以对比、

试验数据的通用性差等问题。基于上述因素，需要对现有行业标准进行修订和完善，进一步

提高标准的通用性和规范性，对测试钢管的屈曲变形能力、保证油气管道安全运行具有重要

的意义。

本标准代替SY/T7318.3－2017。与SY/T7318.3－2017相比，除编辑性修改外，主要修

订内容如下：

1.范围

修改了适用的加载条件，增加“四点弯曲加载”。

修改理由：原标准主要考虑了力臂式加载方法的全尺寸弯曲试验测试，没有考虑四点弯

曲式加载方法的全尺寸弯曲试验，试验装备的涵盖范围不够全面，建议增加此类加载方式的

试验。

2.试验钢管

1)5.2.2明确了力臂式加载时的安装条件。

修改理由：由于增加了“四点弯曲加载”的试验方式，这里建议明确不同加载方式的安

装条件。

2)增加5.2.3“四点弯曲加载”时的安装条件。

修改理由：“四点弯曲加载”与力臂式加载的安装条件不同，建议单独进行说明。

3.试验装置

1)增加“四点弯曲加载”的结构原理图。

修改理由：在原有力臂式加载系统的基础上补充了“四点弯曲加载”的结构原理图，进

一步完善了弯曲试验的类型。

2)进一步对试验内压提出要求，试验中内压波动不超过设定压力的15%。

修改理由：该要求的提出可使试验过程与油气管道实际服役工况更为贴近，可进一步提

高试验结果的可靠性。

4.试验方法

1)明确了力臂式加载时试验钢管的安装要求。

修改理由：由于补充“四点弯曲加载”的试验方式，应明确不同试验方式中钢管的安装

要求。

2)增加了“四点弯曲加载”时钢管的试验要求，根据试验钢管外径选择对应规格的压

头，加载时压头移动方向应与试验钢管轴向垂直。

修改理由：根据“四点弯曲加载”的试验特点对试验钢管的安装及压头加载方向提出了

规定。

3)明确了力臂式加载试验钢管通过堵头焊接安装而四点弯曲加载则通过封头连接密

封。

修改理由：对于不同试验方式，明确了安装和密封的方式。

4)明确了力臂式加载时试验钢管的定位要求。

修改理由：对于试验方式差异，明确了该试验方式时的钢管定位要求。

5)明确了“四点弯曲加载”时试验钢管的定位要求。

修改理由：对于试验方式差异，明确了该试验方式时的钢管定位要求。

5.数据处理

补充了“四点弯曲加载”时的载荷位移关系是通过压头的移动与载荷值获得。

修改理由：根据“四点弯曲加载”的试验特点而确定，规定该试验下的载荷位移关系获

取的要求。

三、主要试验验证情况和预期达到的效果

本标准适用于采用力臂式、四点弯曲式加载方法测量钢管（包括带环焊缝钢管）在静态

单调加载条件下的弯曲行为，适用于受到弯曲或压缩载荷（及内压）作用下的管线压缩应变

容量验证及屈曲应变行为的研究。本标准发布以来，针对不同性能、规格的管线钢管开展全

尺寸弯曲试验研究，获得了满足压缩应变容量的管线钢管规格及材料参数的要求，从而为制

定产品规范，选用钢管提供直接依据。如西气东输四线等重大管道工程中大应变地区用管材

的开发及关键技术指标的制定（图1-图3，2022年10月完成），均参考或借鉴了本标准，

通过全尺寸弯曲试验的结果对开发产品的技术指标进行验证和修正，具有较好的应用效果。

图1西四线大应变管道的全尺寸弯曲试验（四点弯曲）

600

550

500

450

400

350

/T

300

载荷250

200

150

100左缸

右缸

50平均值

0

050100150200250300350400450500

位移/mm

图2西四线大应变管道的全尺寸弯曲试验的载荷位移关系

图3全尺寸弯曲试验压缩应变结果与计算结果对比

在管道失效评估领域，由于现有管道环焊缝的失效评估模型，主要是在小试样及宽板拉

伸试验基础上建立的。而小试样无法充分考虑管道结构、几何、残余应力、加载方式、约束

条件等诸多因素对管道结构失效行为影响，不能真实的反映全尺寸管道的真实服役状态。近

年来，随着试验技术的进步，基于全尺寸弯曲试验技术的管道失效评估方法逐渐发展起来，

工程材料研究院、国家管网、青岛海检、四川德源等单位和机构均先后通过开展含缺陷环焊

缝管道的全尺寸弯曲试验，对管道的应变能力进行了评估和验证（图4、表1）。在如中缅

7.2、6.10等重大管道事故失效分析中，利用全尺寸弯曲试验进行了研究和分析，对整个事

故过程进行了反演，并对环焊缝的承载能力进行了评估，取得了良好的应用效果。

图4弯曲加载时的环焊缝泄漏及断裂

表1全尺寸弯曲时的轴向应变及平均应变

通道5253545657平均值

应变0.18730.17950.18450.18230.1655

通道71727475760.18

应变0.16040.17730.17740.18430.1835

本标准在油气管道新产品开发、安全风险控制、失效事故分析、环焊缝质量提升等方面

应用广泛、使用频次高，具有较好的经济和社会效益。

四、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况

中国石油集团工程材料研究院于2017年牵头制定行业标准SY/T7318.3－2017《油气输

送管特殊性能试验方法第3部分：全尺寸弯曲试验》、2014年牵头制定标准QSY-TGRC

100.2-2014《石油管材试验方法第2部分：管线钢管全尺寸弯曲试验》，主要考虑了力臂式

加载方法的全尺寸弯曲试验测试，没有考虑四点弯曲式加载方法的全尺寸弯曲试验。

国内外，多家研究机构具备开展全尺寸弯曲试验的能力，主要包括力臂式加载以及三、

四点弯曲加载两种试验方式，除上述两个标准外，尚未发布涉及全尺寸弯曲试验的标准及规

范。

本标准在SY/T7318.3－2017《油气输送管特殊性能试验方法第3部分：全尺寸弯曲试

验》的基础上进行修订。

五、与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性

本标准有关内容与现行方针、政策、法律、法规和强制性标准协调一致。

中国石油集团工程材料研究院于2017年牵头制定行业标准SY/T7318.3－2017《油气输

送管特殊性能试验方法第3部分：全尺寸弯曲试验》、2014年牵头制定标准QSY-TGRC

100.2-2014《石油管材试验方法第2部分：管线钢管全