輸氣站場鋼管壁厚計算公式選用探析

1、輸氣站場鋼管壁厚計算公式選用探析摘要：輸氣站場管道壁厚按全國壓力管道設(shè)計審 批人員培訓(xùn)教材（第二版）劃為工業(yè)管道計算存在超過鋼 管廠生產(chǎn)能力的情況，而按輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范雖不 存在超壁厚生產(chǎn)能力的情況，但不符合全國壓力管道設(shè)計 審批人員培訓(xùn)教材（第二版）壓力管道劃類的要求，兩者 存在一定的矛盾。通過對工業(yè)管道和長輸管道標(biāo)準(zhǔn)壁厚計算 公式的計算結(jié)果進(jìn)行對比，給出了推薦意見，并且闡述了對 輸氣站場管道劃類與標(biāo)準(zhǔn)銜接的建議。關(guān)鍵詞：站場；鋼管; 壁厚；計算公式；選用中圖分類號：tu392. 31概述天然氣作為一種清潔、高效、節(jié)能的綠色能源越來越受 到人們的歡迎，我國天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃要求，“

2、十 二五”期間新建天然氣管道4. 4萬公里，即每年建設(shè)近9000 公里天然氣管道。隨著天然氣長輸管道的建設(shè)，在站場管道 設(shè)計中，管道壁厚設(shè)計計算和選取直接影響到管道輸送安全 和工程投資，尤其隨著輸氣量的不斷增加，管道壓力也不斷 提高，因此站場管道壁厚的選取應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。2站場鋼管壁厚計算公式2.1目前，國內(nèi)站場鋼管的壁厚計算主要分為兩種，一 種是按工業(yè)管道計算，另一種是按輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范計 算，可依據(jù)的壁厚計算標(biāo)準(zhǔn)見表1,從表1中可以看出sh/t 3059-2012、gb 50316-2000. gb/t 20801-2006 的計算壁厚 公式基本一致，只是有些符號表示不同，并且名義

3、厚度的取 法也是一致的，即計算壁厚+鋼管的壁厚附加裕量（腐蝕裕 量、厚度負(fù)偏差和螺紋深度等）+厚度圓整值。2.2 gb50251-2003輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范的壁厚計 算公式與其他三個計算公式相差較大，其公式中f強(qiáng)度設(shè)計 系數(shù)與地區(qū)等級有關(guān)，gb50251-2003的4. 2. 4規(guī)定，輸氣站 內(nèi)管道及其上下游各200m管道，截斷閥室管道及其上下游 各50 m管道（其距離從輸氣站和閥室邊界線起算），設(shè) 計系數(shù)在一至四級地區(qū)分別為0. 5、0. 5、0. 5和0. 4o 而在實(shí)際項(xiàng)目中，輸氣站場一般不設(shè)置在四級地區(qū)，因此， 設(shè)計系數(shù)f般取0.5。3鋼管壁厚計算對比3. 1鋼管壁厚試算以西氣東輸二

4、線工程西段站場鋼管為例進(jìn)行試算，取 dn1200. dn1000、dn900三種規(guī)格，設(shè)計壓力12mpa、材質(zhì) x80m、壁厚負(fù)偏差1. 5mm、腐蝕裕量2mm,按sh/t 3059-2012 標(biāo)準(zhǔn)的計算公式計算結(jié)果見表2,按gb 50251-2003標(biāo)準(zhǔn)的 計算公式計算結(jié)果。由計算結(jié)果可以看出，同種規(guī)格的鋼管 按兩種不同的標(biāo)準(zhǔn)計算，得到的結(jié)果相差較大，按sh/t3059-2012計算的壁厚要比按gb 50251-2003計算的壁厚要 厚的多，以dn1200的鋼管為例，名義厚度相差8mmo3.2試算結(jié)果分析按全國壓力管道設(shè)計審批人員培訓(xùn)教材（第二版） 的壓力管道及類別劃分，天然氣輸氣站內(nèi)部管道

5、類別為工業(yè) 管道2,按此要求則應(yīng)取sh/t 3059-2012的壁厚計算公 式，但從計算結(jié)果看，dn1200的鋼管壁厚取值為38mm,而 目前國內(nèi)x80m鋼管壁厚最大只能做到33mm,鋼廠x80m中厚 板最大厚度見表4o因此，西氣東輸二線顯然不是按工業(yè)管 道來進(jìn)行計算的。gb 50251-2003標(biāo)準(zhǔn)"6.8站內(nèi)管線”中要求“鋼管強(qiáng) 度及穩(wěn)定計算，應(yīng)符合本規(guī)范第5. 1節(jié)的有關(guān)規(guī)定。”第5. 1 節(jié)即表1中列出的gb50251-2003計算公式。也就是說gb 50251-2003標(biāo)準(zhǔn)要求站內(nèi)鋼管壁厚計算按照gb 50251-2003 標(biāo)準(zhǔn)的公式，西氣東輸二線項(xiàng)目站內(nèi)鋼管壁厚選取也是符

6、合 gb 50251-2003的要求。同時也有文獻(xiàn)介紹站內(nèi)鋼管壁厚選 取“管道的計算壁厚向上圓整至相近的公稱厚度，即得到鋼 管的選用壁厚【4】” o3.3關(guān)于鋼管壁厚負(fù)偏差和腐蝕裕量sh/t 3059-2012. gb 50316-2000、 gb/t 20801-2006 的 鋼管壁厚計算中都明確規(guī)定了鋼管壁厚負(fù)偏差和腐蝕裕量， 而ge 50251-2003則沒有明確給出，其壁厚計算公式采用的 是asme b31.8的公式，按asme b31. 8 "在確定設(shè)計系數(shù)f 的數(shù)值時，對管子材料標(biāo)準(zhǔn)所列的，并由本規(guī)范批準(zhǔn)使用的 各種壁厚負(fù)公差，已適當(dāng)考慮，并且加了裕量”。gb 50251

7、-2003的第3. 1.4條“當(dāng)輸氣管道及其附件已按國家現(xiàn) 行標(biāo)準(zhǔn)鋼制管道及儲罐腐蝕控制工程設(shè)計規(guī)范sy 0007 和埋地鋼質(zhì)管道強(qiáng)制電流陰極保護(hù)設(shè)計規(guī)范sy/t 0036 的要求采取了防腐蝕措施時，不應(yīng)再增加管壁的腐蝕裕 量。”同時條文說明中也明確指出輸氣管道一般不允許采用 增加腐蝕裕量的方法來解決管壁內(nèi)腐蝕問題。管道采取防腐 蝕措施后，確定管壁厚度時可不考慮腐蝕裕量。前文提到的 文獻(xiàn)中站內(nèi)鋼管壁厚計算也未提及鋼管的壁厚負(fù)偏差和腐 蝕裕量，其給出的計算實(shí)例也沒單獨(dú)考慮壁厚負(fù)偏差和腐蝕 裕量。因此，如不考慮腐蝕裕量及厚度負(fù)偏差，表3中所取 的名義厚度還應(yīng)減小。4結(jié)束語綜上所述，按gb 50251-2003壁厚計算公式選取的壁厚經(jīng)濟(jì)性更為明顯，也能解決鋼廠壁厚生產(chǎn)能力達(dá)不到的問 題，并且有西氣東輸二線等工程項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)可以吸收、 借鑒，而全國壓力管道設(shè)計審批人員培訓(xùn)教材（第二版） 中的管道類別劃分卻限制了 gb 50251-2003壁厚計算公式的應(yīng)用，因此建議國家相關(guān)技術(shù)管理部門盡快協(xié)調(diào)處理壓力管 道管理規(guī)定和長輸管道標(biāo)準(zhǔn)的銜接問題，以便于統(tǒng)一設(shè)計計算方法和壓力管道的管理。參考文獻(xiàn)：1 gb50251-2003輸氣管道