Q/SY 06305.6-2016 油气储运工程工艺设计规范 第6部分：管道应力分析

Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY06305.6-2016
油气储运工程工艺设计规范
第6部分：管道应力分析
Code for process design of oil and gas storage and transportation project-
Part 6:Piping stress analysis

2016一12一26发布2017一04一01实施
中国石油天然气集团公司发布

1范围
Q/SY06305的本部分规定了设计阶段管道应力分析的技术要求。
本部分适用于油气储运工程中金属管道的应力分析，不适用于设备内部的管道设计。
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（包含所有的修改单）适用于本文件。
GB/T20801一2006压力管道规范工业管道
API RP 520压力泄放装置的尺寸、选择和安装(Sizing,selection,and installation of pressurerelieving devices)
API Std 560一般炼油装置用火焰加热炉(Fired heaters for general refinery services)
API Std6l0一般炼油装置用离心泵(Centrifugal pumps for general refinery service)
API Std617石油、化工和天然气工业用轴流式和离心式压缩机及膨胀式压缩机(Axial and
centrifugal compressors and expander-compressors for petroleum,chemical and gas industry services)
API Std 650钢制焊接石油储罐(Welded steel tanks for oil storage)
API Std 661一般炼油装置用空气冷却换热器(Air-cooled heat exchanger for general refinery service
API Std662一般炼油装置用板式换热器(Plate heat exchanger for general refinery service)
ASME B.31.1:2014动力管道(Power piping)
ASME B31.3:2014工艺管道(Process piping)
ASME B3l.4:20l6液态烃和其他液体管道输送系统(Pipeline transportation systems for liquid
hydrocarbons and other liquids)
ASME B31.8:2016气体输送和配气管道系统(Gas transmission and distribution piping systems)
ASME BPVC VIII Division1锅炉及压力容器规范第Ⅷ卷第1册压力容器建造规则(Rules
for construction of pressure vessels)

3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
管道系统piping system
简称管系，按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道。

3.2
管道组成件piping components
用于连接或装配成管道的元件，包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及管道特殊件等。
3.3
管道支吊架pipe supports and hangers
用于支撑管道或约束管道位移的各种结构的总称，但不包括土建的结构。
3.4
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
及厚度的直管产生疲劳损坏的最大弯曲应力的比值，称为应力增大系数。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。
3.5
柔性系数flexibility factor
表示管道元件在承受力矩时，相对于直管而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。
3.6
位移应力范围displacement stress range
由管道热胀冷缩及端点位移产生的应力称为位移应力范围。从最低温度到最高温度的全补偿值进
行计算的应力，称为计算的最大位移应力范围。
3.7
附加位移externally imposed displacement
所计算管系的端点处因设备或其他连接管的热胀冷缩或其他位移附加给计算管系的位移量。
3.8
冷紧cold spring
在安装管道时预先施加于管道的预变形，以产生预期的初始位移和应力，达到降低初始热态下管
端的作用力和力矩。

4基本要求
4.1管道的设计应具有足够的强度和合适的刚度以避免以下情况发生：
管道的应力过大或疲劳引起管道或与其相连接的支吊架连接处破坏。
管道连接处泄漏。
一管道作用在设备上的荷载过大，影响设备正常运行。
一管道作用在支吊架上的荷载过大，引起支架破坏。
管道位移量过大，引起管道自身或其他管道的非正常运行或破坏。
机械振动、声学振动、流体锤、压力脉动、安全阀泄放等动荷载造成的管道振动及破坏。

42管道应力分析应计入以下工况和荷载：试验工况、操作工况、设计工况、地震荷载、风荷载、
安全阀泄放荷载、流体脉冲荷载、往复设备的压力脉动、离心设备的谐波荷载等。
43管道上各点的应力计算值/范围应不大于所采用标准的许用应力值/范围。
4.4管道对相连设备管口的荷载应满足相关标准或设备供货商的要求。
4.5对于复杂管道，可用固定点将其划分成形状较为简单的管段再进行分析计算。确定管道固定点
的位置时，宜使两固定点间的管段能够自然补偿。
4.6当已有管道走向不能满足柔性要求时，应优先采用改变管道走向的自然补偿方法。
47在有毒及可燃介质管道中不宜采用填料函式补偿器。
4.8冷紧可降低操作时管道对连接设备或固定点的推力和力矩，但连接转动设备的管道不应采用冷紧。
4.9管道设计应尽量减少使用弹簧支吊架。通常弹簧的荷载变化率不宜大于25%。
4.10管道应力分析应计入内压对直管道位移的作用。
4.11当管道顶部与管道底部存在温差时，应计算温差导致的管道弓形弯曲效应。

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