06-05压力管道审批人员教材(石油)

全国压力管道设计审批人员培训教材中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司2008年10月—输油和输气管道宣贯提纲3.1管道线路设计3.2管道敷设3.3管材和管道附件的选用3.4管道穿越工程3.5站场管道3.6油、气管道施工管道线路设计3.1.1输油输气管道设计常用标准、规范（1）GB50251-2003《输气管道工程设计规范》；（2）GB50253-200６《输油管道工程设计规范》；（3）GB50183-2004《石油、天然气设计防火规范》；（4）GB9711.1.2.3-1999《石油、天然气输送钢管交货技术条件》；（5）GB50423-2007《石油输送管道穿越工程设计规范》；（6）SY/T0015.2-98《原油和天然气输送钢管穿跨越工程设计规范跨越工程》；（7）SY/T0450-2004《输油（气）埋地钢质管道抗震设计规范》；（8）GB/T21447-2008《钢质管道外腐蚀控制规范》。3.1.2输油、输气管道线路工程选线原则是什么？1、必须通过任务要求确定线路起、终点及气体接收、分输点。2、线路走向应根据沿线地形条件、地质条件、环境条件通过勘察在确保安全前提下，经技术经济对比后确定采用绕避或处理方案。3、线路应避开军事、危险品仓库、车站、码头、居民密集区和自然保护区等。4、线路走向应考虑沿线的水、电、讯、公路情况及居住区、城市规划要求，选择方便施工和运行方案。5、符合相关规范要求。3.1.3输气管道设计的安全原则是什么输气管道的安全是通过严格控制管道及其构件的强度和严密性，并贯穿到设计、设备材料选用、施工、生产、维护到更新改造的全工程。用控制管道的强度来保证管线系统的安全，从而对周围构筑物提供安全保证。地区等级的划法是根据通过地区按沿线居民户数和建筑物的密集程度划分四个等级，其划分方法是沿管道中心线两侧各200m范围内，任意划分长度为2km并能包括最大聚居住户数的若干地段，在划定的管段区域内计算供人居住独立建筑物（户）数目。3.1.4输气管道线路设计的地区等级如何划分居民楼四级区200m200m80m120m2000m二级区定为该地区域居民密度指数，以此确定地区等级及对应的强度设计系数（F）见表3.1.4：3.1.5埋地输油管道同建、构筑物的最小间距是多少输油管道除按《输油管道工程设计规范》进行强度设计和选择管材外，还应与周围建构筑物保持一定距离，符合下列规定：1、与城镇居民点或人群密集的村庄、学校的距离，不宜小于15m；2、与飞机场、海（河）港码头、大中型水库和水工建、构筑物，工厂的距离不宜小于20m；3、与高速公路、一、二级公路平行敷设时，其距离不宜小于10m；4、与铁路平行敷设时，管道应敷设在距离铁路用地范围边线3m以外；5、同军工厂、军事设施、易燃易爆仓库、国家重点文物保护单位的最小距离应同有关部门协商解决。3.1.6管道外壁防腐绝缘层设计有什么要求油气管道外壁防腐蚀技术主要是外壁防腐绝缘层加阴极保护联合防腐措施。管道外壁防腐绝缘层基本性能要求如下：1、高的绝缘性；2、足够的机械强度（粘结性、针入度、抗冲击性、耐磨性等）3、良好的稳定性（耐大气老化、化学稳定性吸水率、耐高、低温性能好等）；4、具有一定的耐阴极剥离强度的能力；5、抗微生物腐蚀性能好；6、防腐层破损后易于修补；3.1.7管道阴极保护设计原理是什么？阴极保护方法有哪几种1、阴极保护原理给金属通以阴极电流，使金属表面阴极极化，抑制表面上阳极区金属的电子释放，从根本上防止了金属的腐蚀。2、阴极保护方法有以下两种：1）强制电流阴极保护利用外部直流电源，取得阴极极化电流，以防止金属遭受腐蚀的方法称强制电流阴极保护或外加电流阴极保护。2）牺牲阳极保护牺牲阳极保护实质上是应用了不同金属间电极电位差的电化学原理来实现阴极保护。当钢铁管道与电位更负的金属电气连接，并且两者处于同一电解质溶液中（如土壤、海水）则电位更负的金属作为阳极在腐蚀过程中向管道提供阴极保护电流，实现管道的阴极保护。常用的牺牲阳极有镁和镁合金、锌及锌合金以及铝合金三大类。3.1.8输气管道线路截断阀的设置有什么要求输气管道应设置线路截断阀。线路截断阀位置应选择在交通方便、地形开阔、地势较高的地方。截断阀最大间距应符合下列规定：1）以一级地区为主的管段不宜大于32km；2）以二级地区为主的管段不宜大于24km；3）以三级地区为主的管段不宜大于16km；4）以四级地区不为主的管段宜大于8km。截断阀可采用自动或手动阀门，并能通过清管器或检测仪器。3.1.9输气管道标志设置有什么要求1、输气管道沿线应设置里程桩、转角桩、交叉和警示牌等永久性标志。2、里程桩应沿气流前进方向左侧从管道起点至终点，每公里连续设置。阴极保护测试桩可同里程桩结合设置。3、埋地管道与公路、铁路、河流和地下构筑物的交叉两侧应设置标志桩（牌）。4、对易于遭到车辆碰撞和人畜破坏的管段，应设置警示牌，并应采取保护措施。管道敷设3.2.1输气管道敷设的一般要求是什么细土20cm沟底宽B细土可回填土、砂、小于10cm碎石覆土厚30cm30cm油管＞1m气管＞2D且≮0.5m油管＞1.0m气管＞0.6m1、输气管道应采用埋地方式敷设，特殊地段也可采用土堤、地面等形式敷设。2、埋地管道覆土层最小厚度应符合表3.2.1的规定。3.2.2输油管道敷设的一般要求是什么1、输油管道应采用地下埋设方式。局部地段可采用土堤埋设或地上敷设。2、埋地输油管道的埋设深度一般情况下管顶的覆土层厚度不应小于0.8m。岩石地区的管道埋设深度，应根据输送油品的性质和管道埋设稳定性要求，分析其可能出现的问题，经计算或测试比较后确定。3.2.3埋地管道管沟开挖有什么要求1、管沟沟底宽度应根据管道外径、开挖方式、组装焊接工艺及工程地质等因素确定。深度在5m以内时，沟底宽度应按下式确定：B=D＋K式中：B—沟底宽度，m；D—管子外径，m；K—沟底加宽裕量，m，（见下表）2、当管沟深度大于5m时，应根据土壤类别及物理力学性质确定沟底宽度。3.2.4岩石、砾石区的管道敷设有什么要求沟底应比土壤区管沟挖深0.2m，并用细土或砂将挖深部分垫平后方可下管。3.2.5沼泽、水网（含水田）地区的管道敷设应采取什么措施当沟埋管道覆土层厚度不足以克服管子浮力时，应采用稳管措施。3.2.6输油管道锚固墩如何设置1、当输油管道的设计温度同安装温度之差较大时，宜在管道出土端、弯头、管径改变处以及管道同清管器收发装置连接处根据计算设置锚固设施。2、当管道翻越高差较大的长陡坡时，应根据计算，在稳定的位置设置固定墩。3.2.7埋地输油、输气管道与其它管道、通信电缆交叉敷设的一般要求是什么1、外加电流阴极保护管道与其他地下管道交叉时，二者间的净垂直距离不应小于0.3m。当小于0.3m时，两者之间必须设有坚固的绝缘隔离物，确保交叉两管不接触。同时两管道在交叉点两侧各延伸10m以上的管段上应做特加强及防腐层。2、外加电流阴极保护管道与电缆交叉时，相互间的净垂直距离不应小于0.5m。同时在交叉点两侧各延伸10m以上的管段和电缆上应做特加强及防腐层。3.2.8输油、输气管道选用的弯头、弯管有什么要求1、弯头的曲率半径应大于或等于外直径的4倍，并应满足清管器或检测仪器能顺通过的要求。2、现场冷弯弯管的最小曲率半径应符合表3.2.8的规定。3、弯管和弯头的任何部位不得有裂纹和其他机械损伤，其两端的椭圆度应小于或等于2.0％；其他部位的椭圆度不应大于2.5％。4、弯头和弯管不得使用皱褶弯和虾米弯。管子对接偏差不得大于3°5、弯管上的环向焊缝应进行X射线检查。3.2.9输油、输气管道采用弹性敷设有什么要求1、弹性敷设管道与相邻的反向弹性弯曲管道之间及弹性弯曲管段和人工弯管之间，应采用直管段连接；直管段长度不应小于管子外径值，且不应小于500mm。2、弹性敷设管道的曲率半径应满足管子强度要求，且不得小于钢管外直径的1000倍。垂直面上弹性敷设管道的曲率半径尚应大于管子在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径，其曲率半径应按下式计算：管材和管道附件的选用3.3.1输气管道钢管、管道附件的选用有什么要求1、输气管道所用钢管、管道附件应根据使用压力、温度、介质特性、使用地区等因素，经技术经济比较后确定。采用的钢管和钢材，应具有良好的韧性和可焊性。2、输气管道选用国产钢管，应符合现行国家标准《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》GB/T9711、《高压锅炉用无缝钢管》GB/T5310、《化肥设备用高压无缝钢管》GB6479的有关规定。3、输气管道所采用钢管和管道附件应对材料提出韧性要求。4、管道附件严禁使用铸铁件。5、管件的制作应符合国家现行标准《钢板制对焊管件》GB/T13401、《钢制对焊无缝管件》GB12459、《钢制对焊管件》SY/T0510的规定。6、清管器收发筒、汇管、组合件的制作参照执行现行国家标准《钢制压力容器》GB150的规定。7、当管道附件与管道采用焊接连接时，两者材质应相同或相近。8、承受较大疲劳载荷的弯管，不得采用螺旋焊接钢管制作。9、进行现场强度试验时，不应发生泄漏、破坏、塑性变形。10、管道附件与没有轴向约束的直管连接时，应进行承受热膨胀的强度校核。3.3.2输油管道钢管、管道附件的选用有什么要求1、输油管道所采用的钢管、管道附件的材质选择，应根据设计压力、温度和所输液体的物理化学性质等因素，经技术经济比较后确定。采用的钢管和钢材应具有良好的韧性和可焊性。2、输油管道所选用的钢管，应符合现行国家标准《石油、天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分：A级钢管》GB9711.1或《石油、天然气工业输送钢管交货技术条件第二部分：B级钢管》GB9711.2的规定；站内管道采用油气输送钢管有困难时，也可采用现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T8163。3、管道附件和钢管材料应采用镇静钢。4、当施工环境温度低于-200C时，应对钢管和管道附件材料提出韧性要求5、钢制锻造法兰及其他锻件，应符合现行国家标准《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》JB4726的规定。对于形状复杂的特殊管道附件，可采用铸钢制作。6、管道附件应按设计压力、最高设计温度和最低环境温度选择和设计。7、输油站内管道与管道之间和管道与设备之间，当操作压力不同时，应按最高的操作压力选择和设计管道附件。8、管道附件的非金属镶装件、填料、密封件，应选择耐油、耐温的材料。9、管道附件不宜采用螺旋焊缝钢管制作。10、管道附件不得采用铸铁件。3.3.3钢管表面的有害缺陷如何处理1、钢管在运输、安装或修理中造成壁厚减薄时，管壁上任一点的厚度不应小于计算确定钢管壁厚的90％。2、凿痕、槽痕应打磨光滑；对被电弧烧痕所造成的“冶金学上的刻痕”应打磨掉。打磨后的管壁厚度小于计算壁厚的90％时应将管子受损部分整段切除，严紧嵌补。3、在纵向或环向焊缝处影响钢管曲率的凹痕深度，当钢管公称直径小于或等于300mm时，不应大于6mm；当钢管公称直径大于300mm时，不应大于钢管公称直径的2％。当凹痕深度不符合要求时，应将管子受损部分整段切除，严禁嵌补或将凹痕敲臌。3.3.4油、气管道直管段壁厚计算1、输气管道壁厚取决于内压及管道所经地区人口密度，管壁厚度按下式计算：FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ2FtPDsφσδ23.3.5输油管道直管段的许用应力如何计算3.3.6弯头和弯管的管壁厚如何计算3.3.7输油、气管道用三通设计有什么要求直接在主管上开孔与支管连接或自制三通，其开孔消弱部分可按等面积补强，当支管的公称直径小于或等于50mm时，可不补强。当支管外径大于或等于1/2主管内径时，宜采用标准