输送管线基于应变的设计方法在我国的前景与展望.pdfVIP

· 62· 焊管 ．第33卷第4期．2010年4月 ●管道 建 设 输送管线基于应变的设计方法 在我国的前景与展望 马小芳，谢文江 (中国石油天然气集团公司管材研究所，西安710065) 摘 要 ：介绍了输送管线基于应变设计方法的应用，讨论 了基于应变设计的一些主要 问题 ，如 地理条件、应变极限、管线钢材料的力学性能等。并根据我国的地理条件和管线建设的现状， 讨论了管线基于应变的设计方法在我国的发展前景。 关键词：管线；基于应变设计；地层运动；地理条件；应变极限 中图分类号：TE973．1 文献标志码：B 文章编号：1001—3938(2010)04—0062—04 TheProspectofTransferPipelineBasedonStrainDesigninChina MAXiao—fang，XIEWen-jiang (TubularGoodsResearchCenterofCNPC，Xi’an710065，China) Abstract：Thisarticledescribestheapplicationofpipelinebasedonstraindesign．Somemajorissuesinbasedon straindesign are discussedIsuch asgeologicconditions，strainlimit，materialmechanicalperformance ofpipeline steel，etc．．TheprospectofpipelinesteelbasedonstraindesignmethodinChinaisdiscussedaccordingtoChinesege— ologicconditionsandthecurrentstatus． Keywords：pipeline；basedonstraindesign；stratum movement；geologicconditions；strainlimit 0 前 言 形。为了确保管线安全和完整，保证项 目的经济 性，需要使用建立在应变基础上的设计方法。该 近年来，随着石油和天然气需求的急剧上升， 方法以基于极限状态为设计原则，适用于以位移 管线建设正处于一个快速发展的时期。管线在各 控制载荷为主要设计条件的设计情况。基于应变 种地层运动，如斜坡、地震引起的滑坡，黄土塌陷， 设计的应用可以完全实现管线的安全和完整，并 采矿沉降，冻结抬升和融化沉降过程中会产生受 降低管线建设、运营及维护的成本。 位移控制的塑性应变。常规的基于应力的管线设 计方法一般根据规定最小屈服强度 (SMYS)，并 1 基于应变设计的应用情况 考虑设计系数来限制管壁应力。就失效风险而 言，实际的安全因素在大多案例里并不非常明确。 1．1 概 况 基于应力设计方法作为管线设计的一般性方法已 安全和传统的基于应力设计方法是建立在限 经被纳入规范，并广泛使用多年。对于位移控制 制管壁环向应力的基础上，并广泛用于管线设计。 或部分位移控制的载荷 (如地层运动等)来说，基 在最近的lO多年里，管线设计规范由于极限状态 于应力方法是不能完全满足设计要求的。地层运 设计观念的引进而发生重要改变。这种观念明确 动对输送管线和设施的设计、建造和运行构成重 了管线的失效方式，这些失效方式几乎都很严重 大威胁。例如边坡失稳，地震侧滑，湿陷性黄土塌 或具有很高的发生概率。这些失效方式一般取决 陷、沉降、冻胀和冻土融化会使管线产生大量变 于环境的恶劣程度、失效发生的可能性以及引起 第3