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5，管道和管道附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5 1。管道強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算5。1,1，本條對(duì)埋地管道強(qiáng)度計(jì)算作出規(guī)定、1,本款中的永久荷載?？勺兒奢d和偶然荷載指以下內(nèi)容 1 永久荷載包括以下內(nèi)容、1,輸送天然氣的內(nèi)壓力 2，鋼管及其附件。絕緣層.保溫層,結(jié)構(gòu)附件的自重，3.輸送管道單位長(zhǎng)度內(nèi)天然氣的重量、4。橫向和豎向的土壓力。5.管道介質(zhì)靜壓力和水浮力 6，溫度作用載荷以及靜止流體由于受熱膨脹而增加的壓力、7。連接構(gòu)件相對(duì)位移而產(chǎn)生的作用力.2 可變荷載包括以下內(nèi)容，1 試壓的水重量.2 附在管道上的冰雪荷載,3.風(fēng)，波浪。水流,水涌等外部因素產(chǎn)生的沖擊力，4,車輛荷載及行人重量、5 清管荷載,6，檢修荷載。7 施工過(guò)程中的各種作用力。3，偶然荷載包括以下內(nèi)容 1、位于地震動(dòng)峰值加速度大于或等于0。1g地區(qū)的管道，由于地震引起的斷層位移，砂土液化,山體滑坡等施加在管道上的作用力,2、振動(dòng)和共振所引起的應(yīng)力.3，凍土或膨脹土中的膨脹壓力、4.沙漠中沙丘移動(dòng)的影響.5，地基沉降附加在管道上的荷載。2，本規(guī)范規(guī)定管壁厚度按第三強(qiáng)度理論計(jì)算,強(qiáng)度計(jì)算公式僅考慮管子環(huán)向應(yīng)力,當(dāng)輸送介質(zhì)溫差較大時(shí),管道應(yīng)力將會(huì)增大而且是壓應(yīng)力、因此 必須按雙向應(yīng)力狀態(tài)對(duì)組合當(dāng)量應(yīng)力進(jìn)行校核 以保證管道運(yùn)行安全，3,我國(guó)制管技術(shù)已接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平,國(guó)內(nèi)多家制管企業(yè)均能按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).石油天然氣工業(yè) 管線輸送系統(tǒng)用鋼管。GB,T。9711中的PSL2級(jí)或.管線鋼管規(guī)范，API，SPEC、5L的PSL2級(jí)有關(guān)規(guī)定制造管材.本規(guī)范第11章提出了嚴(yán)格的施工。焊接,檢驗(yàn)要求，以確保管道安全運(yùn)行,故本規(guī)范規(guī)定、不再考慮由于焊接所降低的鋼材設(shè)計(jì)應(yīng)力 規(guī)定在強(qiáng)度計(jì)算中焊縫系數(shù)為1、0、5、1，2、本條對(duì)輸氣管道強(qiáng)度計(jì)算作出規(guī)定.1，采用管材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小屈服強(qiáng)度值進(jìn)行輸氣管道強(qiáng)度計(jì)算為世界各國(guó)廣泛應(yīng)用.輸氣管道采用屈服強(qiáng)度計(jì)算法是比較穩(wěn)妥的、對(duì)于管壁厚的計(jì)算。世界各國(guó)大都采用第三強(qiáng)度理論,本規(guī)范規(guī)定采用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 輸氣和配氣管道系統(tǒng)，ASME，B31,8的直管壁厚計(jì)算公式。該公式計(jì)算簡(jiǎn)便。在輸氣管道設(shè)計(jì)中已廣泛應(yīng)用，2 3。當(dāng)溫度變化較大時(shí) 埋地受約束直管段應(yīng)考慮溫差產(chǎn)生的軸向應(yīng)力、并應(yīng)對(duì)環(huán)向應(yīng)力σh與軸向應(yīng)力σL形成的組合應(yīng)力σe進(jìn)行校核，對(duì)于管道承受內(nèi)壓和熱脹應(yīng)力的驗(yàn)算有不同的選擇、ASME。B31,4、液態(tài)烴和其他液體管線輸送系統(tǒng)、采用第三強(qiáng)度理論,即，加拿大、日本采用第四強(qiáng)度理論,即。一般來(lái)說(shuō) 第四強(qiáng)度理論較準(zhǔn)確地反映彈塑性材料產(chǎn)生破壞的條件。而按第三強(qiáng)度理論驗(yàn)算一般稍偏安全,為與管子壁厚計(jì)算一致.本規(guī)范推薦采用第三強(qiáng)度理論驗(yàn)算.4。本條第四款系采用原華東石油學(xué)院蔡強(qiáng)康教授,呂英民教授.埋地?zé)彷敼芫€的內(nèi)力和應(yīng)力計(jì)算.一文提出的彎頭強(qiáng)度校核方法，該方法是令由熱脹和內(nèi)壓共同引起危險(xiǎn)點(diǎn)的計(jì)算應(yīng)力σe小于材料的屈服極限σs 在滿足σh，σ.的條件下,σe，σh.σmax σs、對(duì)于熱脹彎矩值的計(jì)算,可按華東石油學(xué)院崔孝秉,埋地長(zhǎng)輸管道水平彎頭的升溫載荷近似分析.蔡強(qiáng)康,呂英民,埋地?zé)彷敼芫€的內(nèi)力和應(yīng)力計(jì)算，機(jī)械系力學(xué)教研室 埋地?zé)彷敼芫€的強(qiáng)度研究,等有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)算或采用軟件計(jì)算.5、本款列出的常用鋼管的屈服強(qiáng)度值是從現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).石油天然氣工業(yè).管線輸送系統(tǒng)用鋼管。GB.T,9711中摘錄了部分與設(shè)計(jì)計(jì)算有關(guān)的數(shù)據(jù).5.1。3,輸氣管道的最小壁厚.一般認(rèn)為D、δ。140時(shí)才會(huì)在正常的運(yùn)輸 鋪設(shè).埋管情況下出現(xiàn)圓截面的失穩(wěn)。其中，D為管子外徑，δ為管子壁厚，根據(jù)國(guó)外研究表明、D,δ，140時(shí)。正常情況下不會(huì)出現(xiàn)剛度問(wèn)題,本條考慮到.近年的輸氣管道工程建設(shè)中未發(fā)現(xiàn)徑厚比大于100的情況、美國(guó)管道安全法規(guī)49CFR 192、112鋼管利用最大允許操作壓力設(shè)計(jì)要求徑厚比不應(yīng)大于100 徑厚比過(guò)大,管子的現(xiàn)場(chǎng)吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)、布管等易發(fā)生管子的端口圓度變化.不利于保證施工質(zhì)量.在以往建設(shè)的輸氣管道工程中。除站場(chǎng)小口徑管道外 壁厚小于4,5mm的情況極少,因此。本規(guī)范規(guī)定輸氣管道工程用鋼管的最小管壁厚度不應(yīng)小于4，5mm 鋼管外徑與壁厚之比不應(yīng)大于100.5,1.4。當(dāng)管道埋設(shè)較深或外載荷較大時(shí),需進(jìn)行管子圓截面失穩(wěn)校核、鋼管的徑向穩(wěn)定本規(guī)范推薦采用依阿法。IOWA 公式計(jì)算管子變形、變形量不超過(guò)管子外徑的3、5 1.5。無(wú)論是根據(jù)應(yīng)變硬化現(xiàn)象還是形變熱處理理論及實(shí)驗(yàn).都說(shuō)明冷加工能提高屈服強(qiáng)度20。30。管材鋼級(jí)不同有一定差別，由于變形提高的屈服強(qiáng)度值.也包括其他性能 將隨最終回火溫度的提高而逐漸消失,一般在300、320.出現(xiàn)一個(gè)大的相組織變化,而在480。485 強(qiáng)化的效果將基本消失,因?yàn)檫^(guò)高的最終回火溫度.或者雖然溫度較低.300.左右。但過(guò)長(zhǎng)的保溫時(shí)間。將使金屬晶粒錯(cuò)位結(jié)構(gòu)遭到破壞。在本條指出的兩個(gè)溫度及時(shí)間條件下,原來(lái)符合規(guī)定的最小屈服的管子將喪失應(yīng)變強(qiáng)化性能、即屈服強(qiáng)度降低20.30。所以本條規(guī)定管子允許承受的最高壓力不應(yīng)超過(guò)按式、5 1.2 計(jì)算值的75、是合理的、