5.2 许用应力

5.2.1 输油管道直管段的许用应力应符合下列规定：
    1 线路段管道的许用应力应按下式计算：

式中：[σ]——许用应力(MPa)；
           K——设计系数，输送原油、成品油管道除穿跨越管段应按现行国家标准《油气输送管道穿越工程设计规范》GB 50423、《油气输送管道跨越工程设计规范》GB 50459的规定取值外，输油站外一般地段应取0.72，城镇中心区、市郊居住区、商业区、工业区、规划区等人口稠密地区应取0.6；输油站内与清管器收发筒相连接的干线管道应取0.6；输送液化石油气(LPG)管道设计系数应按本规范附录F的规定取值；
          σ_S——钢管的最低屈服强度(MPa)，应按表5.2.1的规定取值；
            ——焊缝系数。

表5.2.1 输油管道常用钢管钢级的最低屈服强度、最低抗拉强度和焊缝系数

 注：1 PSL1钢管的钢管等级中后缀字母P表明该钢中含有规定含量的磷。
        2 PSL2钢管的钢管等级中后缀字母R、N、Q、M表示钢管的交货状态：R为轧制；N为正火轧制、正火成型、正火或正火加回火；Q为淬火加回火；M为热机械轧制。

    2 输油站内管道的许用应力应取公式(5.2.1-2)和公式(5.2.1-3)中计算的较小值。

 式中：[σ]_t——设计温度下的许用应力(MPa)；
           σ^t_b——材料设计温度下的最低抗拉强度(MPa)；
           σ^t_S——材料设计温度下的最低屈服强度(MPa)。
    3 旧钢管，如有出厂证明及制造标准资料，经鉴定及试压合格后，可按公式(5.2.1-1、5.2.1-2、5.2.1-3)计算许用应力；
    4 对于为了达到规定的最低屈服强度要求而进行过冷加工(控轧、冷扩)，并在其后曾经加热至大于或等于300℃(焊接除外)的钢管，其许用应力应按公式(5.2.1-1、5.2.1-2、5.2.1-3)计算值的75％取值；
    5 钢管的许用剪应力不应超过其最低屈服强度的45％；支承外载荷作用下的许用应力(端面承压)不应超过其最低屈服强度的90％。
5.2.2 管道结构支承件和约束件所用钢材的许用拉应力和压应力不应超过其最低屈服强度的60％；许用剪应力不应超过其最低屈服强度的45％；支承应力(端面承压)不应超过其最低屈服强度的90％。
5.2.3 管道及管件强度验算的应力限用值应符合下列规定：
    1 根据设计内压力计算出的应力值不应超过钢管的许用应力；
    2 对于输送加热油品的管道，当管道轴向受约束时，其当量应力不得超过钢管最低屈服强度的90％；当管道轴向不受约束时，热胀当量应力不得超过钢管的许用应力；
    3 架空结构构件的强度验算应符合现行国家标准《油气输送管道跨越工程设计规范》GB 50459的有关规定。
5.2.4 管道及管件由于永久载荷、可变载荷所产生的轴向应力之和，不应超过钢管的最低屈服强度的80％，但不应将地震作用和风载荷同时计入。
 

条文说明
 

5.2.1 本条说明如下：
    1 本条中设计系数K值的选取参考了美国国家标准ASME B31.4-2012的相关规定，本次修改中增加了人口稠密地区(城镇中心区、市郊居住区、商业区、工业区、规划区等)K值取0.6的规定，主要是结合近年来输油管道沿线情况越来越复杂，人口密度增加，管道一旦破坏发生泄漏，影响较大，降低K值以提高管道壁厚，目的是为了增加管道安全。输油站内与清管器收发筒相连接的管道按照线路段设计，K值取0.6。结合国内多年的实践经验以及参照壳牌DEP 31.10.00.10-Gen的相关条款制定了本款。
    表5.2.1根据现行国家标准《石油天然气工业 管线输送系统用钢管》GB／T 9711相关内容进行了调整。
5.2.1～5.2.4 输油站内管道钢管的许用应力的计算方法，参考了美国国家标准《Process Piping》ASME B31.3-2012选取。5.2.1条中第4、5款及5.2.2条、5.2.3条、5.2.4条参考了美国国家标准ASME B31.4-2012的相关规定。对于架空管道还应符合我国有关行业标准。