SY.T 0325—2001 钢质管道穿越铁路和公路推荐作法

凭知识开道，驭规范前行—————燃规在线欢迎指导本电子版仅供参考，请购买原书籍作为设计、施工等指导！钢质管道穿越铁路和公路推荐作法钢质管道穿越铁路和公路推荐作法钢质管道穿越铁路和公路推荐作法钢质管道穿越铁路和公路推荐作法前言本标准是将APIRP1102《钢质管道穿越铁路和公路推荐作法》(第6版)进行转化，按照GB/T1．1《标准化导则第1单元：标准的起草与表述规则第一部分：标准编写的基本规定》的要求编写的，作为我国石油天然气行业推荐性标准。本标准在技术内容上与APIRP1102等效，在编写规则上与之等同。由于将APIRP1102等效转化为我国石油天然气行业标准时，应符合GB/T1．1的规定，故原标准的章节有所变动，增加了第2章“引用标准”，而从APIRP1102第2章开始的每一章编号都加1，即APIRP1102第2章改成本标准第3章，依次类推；各章中的条号和内容不变或稍有改变。根据我国石油天然气行业标准实际应用情况，将APIRP1102第8章“参考文献”取消，保存附录A、附录B、附录C；其中附录A、附录c作为标准的附录，附录B作为提示的附录。根据GB／T1．1的要求，本标准目次中只列出APIRP1102目次中章的标题，取消了APIRP1102中的特别说明，保留了APIRP1102的前言，同时增加了本标准的“前言”。根据GB／T1．1的要求，本标准中一律采用国家颁布的法定计量单位。本标准由中国石油天然气集团公司提出。本标准由中国石油天然气集团公司石油工程建设施工专业标准化委员会归口。本标准起草单位：四川石油管理局油气田建设工程总公司、四川石油勘察设计院。本标准主要起草人郑玉刚叶学礼朱正诚本标准委托四川石油勘察设计院负责解释设计部分；四川石油管理局油气田建设工程总公司负责解释施工部分。API前言需要一部穿越铁路的管线安装工业推荐作法，是在1934年由美国石油学会(API)规程26的出版而首先加以确认的。这本规程体现了管道工业与铁路工业之间就当时使用较多的小管径管道的安装问题上的相互理解。1946年后，随着采用大口径管于的管线系统的迅速发展，导致对API规程26的重新评价和修订，将管线的设计准则纳入规程。在1949年至1952年间作了一系列修改，最后在1952年制定了APIRP1102。APIRP1102(1952)包括预计节省费用的公路穿越，这种节省主要来自正在施工的国防州际公路系统中薄壁套管的采用。APIRP1102(1968)容纳了从无套管输送管与套管设计中的已知数据和受静载、活载以及内压的无套管输送管的运行中获得的知识。使用Spangler的Iowa公式进行的大量计算机分析来确定无套管输送管的管子应力和在需安装套管情况下套管的壁厚。自1934年以来，按照API规程26和APIRP1102安装的无套管与有套管的输送管的穿越管线的运转一直是很好的。在石油工业中，穿越铁路或公路的输送管道或套管，没有因土壤和动载荷的作用而发生结构破坏。关于这一点，在管线公司依照第49号美国联邦法规第195篇给美国运输部的报告中得以证实。无套管输送管和套管的良好运转情况可能部分地是由于设计工艺所确定的所需壁厚的缘故。通过对使用以前的APIRP1102设计准则实际安装的套管和输送管的测量证明，过去的设计方法是保守的。1985年美国康奈尔大学天然气研究所(GRI)出资研究开发设计了无套管输送管穿越铁路和公路的改进方法，该项研究范围包括铁路和公路穿越作法和运转情况的目前技术水平评价，铁路和公路下无套管输送管三维有限元模型以及全面仪器监测管线的大范围的现场试验。这项研究成果为本版APIRP1102中规定的无套管输送管的设计新方案提供了依据。GRI的总结报告(《管道穿越铁路和公路技术总结和基本数据指南》，Ingraffeaetal著)，包括了数字模型结果、本推荐作法中采用的设计曲线的全面推导以及在试验管线上所做的现场测试基本数据。凭知识开道，驭规范前行—————燃规在线欢迎指导本电子版仅供参考，请购买原书籍作为设计、施工等指导！本推荐作法包括需要安装套管时套管壁厚的表列数值，所采用的载荷值，铁路为cooperE—80，175％的冲击载荷；公路为每一双轴轮荷载．10000lb(44．5kN)，150％的冲击载荷。应当注意作用于挠性管子上的外部载荷能引起管子压曲损坏。当竖向直径经受18％～22％的变形时才产生压曲，尽管金属承受的压力远远超出它的弹性极限，但由压曲造成的损坏并不会导致管壁的破裂。与厚肇刚性结构相反。APIRP1102(1993)认可适当安装挠性套管这种作法，其设计准则是以最大垂直变形等于竖向直径的30％为基础。对采用APIRPll02(1981)设计准则实际安装的套管的测定表明，Iowa公式是非常保守的，而且在大多数情况下，测量的长期垂直变形一直是竖向直径的0．65％或更小一些。APIRP1102现已进行了多次修订和改进，在此过程中。充分利用了对测量在各种环境条件下受外载荷作用的无套管管线实际性能的最新研究与经验以及自APIRP1102上一次修订以来所开发的新材料和新施工技术。现行的APIRP1102(1993)是第六版，它反映了最新的设计准则和施工技术。APIRP1102(1993)第六版由API管道输送中心委员会及其设计施工委员会应用了负责全国石油管道设计、施工、操作及维修的有资格的工程师们的丰富知识和经验而修订的，API对他们所做的贡献表示诚挚的谢意。API对GRI为本推荐作法所做的贡献在此给予表彰，同时感谢其在提供最新管线设计技术上的大力合作。API出版物可供愿意执行的任何人使用，学会所做的不懈的努力是为了保证本推荐作法中所使用数据的准确性和可靠性。但是，学会不代表、保证或担保本出版物，并明确表示，对因使用本出版物而导致的损失或损坏，或由于本出版物可能与任何联邦、州的或市的法规有矛盾而违反了这些法规，API均不承担任何义务和责任。欢迎对本推荐作法的各种改进建议，并请将建议提交美国石油学会制造、分配和市场部(1220LStreet．N．WWashingtonD．C．20005)。1范围1．1概述本推荐作法主要规定了公共安全方面的条款。其内容包括确保钢质管道安全穿越铁路和公路所需的设计、安装、检验和试验方面的要求，主要适用于穿越铁路和公路的焊接钢质管道的设计与施工。本推荐作法的条款的目的是为保护被管道穿越的设施以及为管线的安全安装与操作提供满足要求的设计而制定的。1．2应用本推荐作法适用于管道穿越铁路和公路的施工，同时也适用于铁路或公路施工越过现有管道时对管道的调整。本推荐作法不应用于追溯既往，不应把本推荐作法应用于本版生效日或其以前签订施工合同的管道；不适用于定向钻曲线穿越和公用隧道中安装的管道。1.3管道类型本推荐作法适用于焊接钢质管道。1．4公共安全条款本推荐作法主要强调公共安全。本推荐作法中所提出的条款，足以保证管道及管道设施在正常条件下的安全。对于非正常或罕见条件下的要求未作具体的规定，也未规定设计与施工的所有细节。在管道设计与施工中应遵守相应的国家、地方和行业的规定以及对被穿越设施有管辖权的规章制度。1．5穿越的认可在管线穿越施工前，应与被穿越设施的主管部门达成协议。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时。所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。①GB/T9711．1—1997石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：A级钢管②GB50251—94输气管道工程设计规范凭知识开道，驭规范前行—————燃规在线欢迎指导本电子版仅供参考，请购买原书籍作为设计、施工等指导！③GB50253—94输油管道工程设计规范④SY0401—98输油输气管道线路工程施工及验收规范⑤SY／T4103—1995钢质管道焊接及验收⑥SY／T6064—94管道干线标记设置技术规定⑦APIRP1117放低不停输管线(1995年版)⑧APISpec5L管线钢管规范(2000年版)⑨APIStd1104管道焊接及有关设备(1999年版)⑩APIRP1109标记液体石油管线设施(1993年版)(11)ASMEB31．4烃类：液化石油气、无水氨及醇类、液体输送管线系统(1992年版)(12)ASMEB31．8石油管道规范输气和配气管线系统(1999年版)注：以上⑦、⑧、⑨、⑩、(11)、(12)项，在使用本标准时可参考采用。3符号、公式及定义3．1符号Ap：轮荷载作用接触而，m2；Bd：穿越钻孔直径，mmBe：土荷载引起的环向应力埋深系数；D：管子外径，mm；E：纵向焊缝系数；E’：土壤反作用模量，MPa；Ee：土荷载引起的环向应力挖掘系数；Er：土壤弹性模量，MPa；Es：钢杨氏模量，kPa；F：按照标准作法或规程要求选择的设计系数；Fi：冲击系数；GHh：公路车辆荷载引起的周期环向应力几何系数；GHr：铁路荷载引起的周期环向应力几何系数；GLh：公路车辆荷载引起的周期轴向应力几何系数；GLr：铁路荷载引起的周期轴向应力几何系数；H：管顶埋深，m；HVL：易挥发液；KHe：土荷载引起的环向应力刚性系数；KHh：公路车辆荷载引起的周期环向应力刚性系数；KHr：铁路荷载引起的周期环向应力刚性系数；KLh：公路车辆荷载引起的周期轴向应力刚性系数；KLr：铁路荷载引起的周期轴向应力刚性系数；L：公路轴组合系数；LG：穿越管线环焊缝离轨道中心线距离，m；MAOP：气体最大允许操作压力，kPa；MOP：液体最大操作压力，kPa；NH：周期环向应力双轨系数；NL：周期纵向应力双轨系数；N1：穿越铁路处轨道数；P：轮荷载，kN；凭知识开道，驭规范前行—————燃规在线欢迎指导本电子版仅供参考，请购买原书籍作为设计、施工等指导！Ps：单轴轮荷载，kN；Pt；双轴轮荷载，kN；pi：管道内压，kPa；R：公路路面类型系数：RF：疲劳轴向应力折减系数；Seff：总有效应力，kPa；SFG；环焊缝抗疲劳性。kPa；SFL：纵焊缝抗疲劳性，kPa：SHe：土荷载引起的环向应力，kPa；SHi：用平均直径计算的内压引起的环向应力，kPa：SHi(Berlow)：用Barlow公式计算的内压引起的环向应力。kPa；S1，S2，S3:管子主应力，kPa；S1——最大环向应力；S2——最大轴向应力：S3——最大径向应力；SMYS：规定的最小屈服强度，kPa；T：温度折减系数；T1，T2：温度，℃tw：管子壁厚，mm；W：外加设计表面压力，kPa：αT：热膨胀系数，℃-1：γ；土壤单位质量，kN／m3；△SH：周期环向应力，kPa；△SHh：公路车辆荷载引起的周期环向应力，kPa；△SHr：铁路荷载引起的周期环向应力，KPa；SL：周期纵向应力，kPa△SLh：公路车辆倚载引起的周期轴向应力，kPa；△SLr：铁路荷载引起的周期轴向应力，kPa；Vs：钢泊松比。3．2公式注：下列所有应力单位为kPa。凭知识开道，驭规范前行—————燃规在线欢迎指导本电子版仅供参考，请购买原书籍作为设计、施工等指导！3．3定义本推荐作法采用下列定义。3．3．1输送管：输送气体或液体的钢质管道。3．3．2带套管管道：用套管穿越铁路或公路，在套管中安装输送管的管道。3．3．3套管：输送管可安装在其中的管子。3．3．4弹性套管：可最受永久变形或改变形状而管壁不破裂的套管。如钢管。3．3．5弹性路面；用牯性沥青材料铺设的公路表层。3．3．6环焊缝：连接两相邻管段的全周向对接焊接接头。3．3．7易挥发液(HVL)：是一种排放至大气会生成蒸气。在37．8℃时其蒸气压力超过276kPa的危险液体。凭知识开道，驭规范前行—————燃规在线欢迎指导本电子版仅供参考，请购买原书籍作为设计、施工等指导！3．3．8公路；作为通道频繁使用，供机动车辆行驶的任