Q/SY 06005.5-2016 油气田地面工程天然气处理设备布置及管道设计规范 第5部分：管道柔性

Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY06005.5-2016
油气田地面工程天然气处理设备布置及管道设计规范第5部分：管道柔性
Specification for natural gas processing equipment layout and pipe design of oil and gas field surface engineering-Part 5:Piping flexibility
2016一01一27发布2016一04一01实施
中国石油天然气集团公司发布

1范围
Q/SY06005的本部分规定了管道柔性设计的一般要求、计算参数的确定、设计方法的确定及评定准则。
本部分适用于陆上油气田、滩海陆采油气田和海上油气田陆岸终端地面工程新建及改扩建项目，不适用于长输管道、加热炉炉管和设备内部管道的柔性设计。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB50009建筑结构荷载规范
GB50011建筑抗震设计规范
GB50316工业金属管道设计规范
API RP520压力泄放装置的尺寸确定、选型和安装(Sizing,selection and installation of pressure-relieving devices)
API Std61O石油、石化和天然气工业用离心泵(Centrifugal pumps for petroleum,petrochemical and natural gas industry)
API Std617轴流、离心压缩机及膨胀机一压缩机(Axia）and centrifugal compressors and expander-compressors)
API Std661石油、化学和气体工业用空冷器(Petroleum,petrochemical and natural gas industries-air-cooled heat exchangers)
ASME B31.3工艺管道Process piping
NEMA SM23机械驱动用汽轮机(Steam turbines for mechanical drive service)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
静力分析static analysis
在静力荷载的作用下对管道进行力学分析，并进行相应的安全评定，使之满足标准规范要求。
3.2
动力分析danamic analysis
往复压缩机和往复泵管道的振动分析、管道的地震分析、水锤和冲击荷载作用下管道的振动分析。
3.3
一次应力primary stress

由于压力、重力和其他外力荷载的作用所产生的应力。
3.4
二次应力secondary stress
由于热胀，冷缩、端点位移等位移荷载的作用所产生的应力。
3.5
应力增大系数stress intensification factor
受弯矩的作用，在非直管的组成件中，产生疲劳损坏的最大弯曲应力与承受相同弯矩、相同直径及厚度的直管产生栽劳损环的最大弯曲应力的比值。因弯矩与管道组成件所在平面不同，有平面内及平面外的应力增大系数。
3.6
柔性系数flexibility factor
表示管道元件在承受力矩时，相对于直管面言其柔性增加的程度。即在管道元件中由给定的力矩产生的每单位长度元件的角变形与相同直径及厚度的直管受同样力矩产生的角变形的比值。
3.7
附加位移externally imposed displacement
所计算管系的增点处因设备或其他连接管的热账冷缩或其他位移附加给计算管系的位移量。
3.8
循环当量数cyclic equivalent numher
管道系统在顶期的寿命期明内全位移循环的当量数。
4一般规定
4.1管道柔性设计应保证整个管道系统在各种工况条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、端点附加位移和管道支吊架设置不当等原因造成以下问题：
a)管道一次应力过大引起管道塑性变形。
b)管道二次应力过大引起管道被劳葭坏。
c)管道连接处产生泄漏。
d)管道推力或力矩过大，使与其相连的设备管口产生过大的应力和变形，影响设备正常运行。
e)管道推力或力矩过大引起管道支吊架破坏。
4.2在管道柔性设计中，除考虑管道本身的热胀冷缩外，还应考虑下列管道端点的附加位移：
a)静设备热张冷缩时对连接管道施加的附加位移。
b)转动设备热账冷第在连接管口处产生的附加位移。
c)几台设备互为备用时，不操作管道对操作管道的影响。
d)储罐等设备基础沉降在连接设备管口处产生的附加位移。
e)不和主管一起分析的支管，应将分支点的位移作为支管蜡点的附加位移。
4.3管道柔性设计中，不仅应考形正常操作工况，还应考虑蒸汽吹扫、开车、停车、两相流、安全到泄故、事故放空、交变操作等工况。
4.4管道柔性设计计算应考虑以下重量荷载：
a)管道及其元件的自重。
b)管道输送的介质的重量。
c)保祖（保冷）材料重量《含防护层)。
d)水压试验或管路清洗时的介质重量。
e)管道或管道隔热层外表面温度小于20℃的室外管道受到的雪荷载。

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