DEP管道工程手册.doc

《DEP管道工程手册.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DEP管道工程手册.doc（49页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、手册管道工程DEP 31.40.00.10-Gen.1993年11月（DEP通报16/00和12/02已经合并入本文档）设计和工程实施规范（DEP）本文件属保密资料。未经荷兰海牙壳牌国际石油产品公司和壳牌国际勘探与生产公司事先的书面许可，任何人不得将本文件的全部或部分向任何第三方公开。本文件的版权已授予这些公司。版权所有。未经版权所有者事先的书面同意，本文件的全部或部分都不得以任何形式或任何方式（电子、机械、复印或其它）加以复制，或在检索系统中存储或传输。前言设计和工程实施规范（DEP）出版物在出版之时，反映的是：壳牌全球解决方案公司（Shell GSI）及壳牌国际勘探和生产公司（SIEP）及

2、壳牌国际化学公司（SIC）及其它服务公司的观点它们是以在对工艺装置和设施的设计、施工、操作和维护过程中所获得的经验为基础，且以集团运营公司的经验加以补充编制出来的。在适当的地方，它们基于或参照了国际的、地方的、国家的和行业的标准。其目的是为那些操作炼油厂、气体处理装置、化学厂、油气生产设施或任何其它同类设施的集团公司为了制定良好的设计和施工标准提供推荐的标准，且据此从标准化中获取最大的技术和经济效益。这些出版物中给出的信息是提供给用户在实施时供其考虑和决定。设计和工程实施规范（DEP）中可能没有包含每个地方性的要求或条件差异，这一点特别重要。本设计和工程实施规范（DEP）系统具有充分的弹性以允

3、许单独的操作公司将本设计和工程实施规范（DEP）中给出的信息去适应其自身的环境和要求。当承包人或制造商/供应商使用设计和工程实施规范（DEP）时，他们将自行负责工程的质量和达到要求的设计和施工标准。尤其是对于那些没有特别规定的要求，业主将期望他们遵循那些能达到与设计和工程实施规范（DEP）中反映的整体性同等级别的设计和施工标准。如有疑问，承包人或制造商/供应商应在不转移其责任的情况下，同业主或其技术咨询人或行协商。设计和工程实施规范（DEP）的使用权由壳牌全球解决方案公司（Shell GSI）、壳牌国际勘探和生产公司（SIEP）或壳牌国际化学公司（SIC）授予，多数情况下是在与皇家荷兰（Roy

4、al Dutch）/壳牌集团公司和从壳牌全球解决方案公司（Shell GSI）、壳牌国际勘探和生产公司（SIEP）、壳牌国际化学公司（SIC）或另一集团服务公司接受技术咨询和服务的其它公司所签订的主服务协议下授予的。因此，设计和工程实施规范（DEP）的用户可以区分为以下三类：1)壳牌全球解决方案公司（Shell GSI）、壳牌国际勘探和生产公司（SIEP）、壳牌国际化学公司（SIC）或其它服务公司签订有服务协议的操作公司。这些操作公司对设计和工程实施规范（DEP）的使用取决于相关服务协议的条款和条件。2)在适当合同性协议下授权使用设计和工程实施规范（DEP）的其它方（不管它是否为一服务协议的当

5、事方或其它）。3)在上述1)和2)条下与用户签订的合同下，代表用户遵照相关标准进行项目投标、材料供应或-总体上-进行工作实施的承包人/分包人和制造商/供应商。在取决于与用户签订的特定协议中可能列出的任何特定条款和条件下，壳牌全球解决方案公司（Shell GSI）、壳牌国际勘探和生产公司（SIEP）和壳牌国际化学公司（SIC）放弃承担任何责任，不管它是产生于或相关于任何设计和工程实施规范（DEP）、设计和工程实施规范（DEP）组合或其中任何部分的使用、应用或实施由任何公司或任何个人所遭受的任何损失（包括伤亡）的性质如何，即使如果它是部分或全部地产生于壳牌全球解决方案公司（Shell GSI）、壳

6、牌国际勘探和生产公司（SIEP）或其它服务公司方面的疏忽。本放弃声明将全面适用于壳牌全球解决方案公司（Shell GSI）、壳牌国际勘探和生产公司（SIEP）、壳牌国际化学公司（SIC）和/或任何可发能颁发设计和工程实施规范（DEP）或要求使用设计和工程实施规范（DEP）的分公司。在不违背相关合同协议特定保密条款的前提下，如果没有壳牌全球解决方案公司（Shell GSI）和壳牌国际勘探和生产公司（SIEP）事先的书面同意，用户不得将设计和工程实施规范量（DEP） 公开给任何公司或个人，且设计和工程实施规范（DEP）仅专用于将它们提供给用户的目的。它们在使用后应归还，包括那些经壳牌全球解决方案公

7、司（Shell GSI）、壳牌国际勘探和生产公司（SIEP）或壳牌国际化学公司（SIC）明确地书面同意后由用户拷贝的复印件。设计和工程实施规范（DEP）的版权归壳牌全球解决方案公司（Shell GSI）和壳牌国际勘探和生产公司（SIEP）所有。用户应安排对其进行妥善的保管，且壳牌全球解决方案公司（Shell GSI）、壳牌国际勘探和生产公司（SIEP）或壳牌国际化学公司（SIC）可能随时要求他们满意的信息以确认用户如何实施本要求。所有管理询问应直接与壳牌全球解决方案公司（Shell GSI）内的设计和工程实施规范（DEP）管理员联系。目 录1 简介41.1 范围41.2 发行、使用及调节事项5

8、1.3 定义51.4 缩略语91.5 相互参照条目92 规范和集团标准的应用102.1 ASME规范102.2 SHELL集团标准103 设计113.1 概述113.2 管道风险133.3 管道选线143.4 管道强度要求173.5 穿越223.6 埋地原则/管道保护223.7 稳定性233.8 腐蚀保护和监测243.9 内涂层253.10 清管措施263.11 管线分段及紧急关闭273.12 超压保护293.13 支管接头和管件303.14 通讯313.15 记录314. 材料采购324.1 概论324.2 材料的重复使用324.3 备用材料324.4 管线管材料334.5 管件和特殊部件3

9、34.6 防腐涂层334.7 混凝土覆盖层344.8 记录345 施工345.1 概述345.2 管道安装355.3 施工静水压试验365.4 记录375.5 安全和环保386 预试运387 交付文本388 参考文献39附件42 图45附 件附件1 建筑物邻近距离42附件2 管道应力441 简介1.1 范围这是一个全新的DEP，该DEP给出了用于碳氢化合物输送以及石油、天然气和石化工业中输送其它流体的陆上和海上管道设计、材料采购、施工以及试运行的最小技术要求和推荐作法。对某些流体而言，特别是那些具有不稳定或有毒特性的流体，本DEP中未包括对其的附加要求。本DEP是对ANSI/ASME B31.

10、4和B31.8，1992版的补充和改进。应当承认在一些国家中由于国家规定迫使某些规范与ASME规范有所不同。在这种情况下，本DEP给出了SHELL对管道工程设计推荐最小要求的底线。虽然本DEP主要涉及金属管道材料，但也包括了非金属材料（即，玻璃钢），钢和塑料的混合物（软管），或带聚乙烯衬里的钢材。在本DEP中，管线的定义是：在井口设施，生产装置，增压站，处理厂或储存设施之间（但不包括装置）以液相或气相，或者同时两种相态输送流体的管道系统。该定义也适用于清管器接收器到清管器接收器（包括清管器接收器及相关管网和阀门）的延伸段，或者，如果未安装清管器接收器，则可延伸至陆上装置或海上装置范围内的第一个

11、隔离阀。穿越较大河流和港湾的管段不能按地面管道的方式施工，而应按照海上管道的施工方法施工。穿越海岸或较大河流/港湾管段的陆上和海上之间的转换点假定为最高水位处。连接厂外井口区或井口平台至处理设施的采出管路也被看作管线，因此也包括在本DEP的范围中。本DEP不包括北极地区中的管道设计。这些管道需要强调特殊的注意事项，即，环境敏感性和永久冻土带因数，而且还应得到专家的建议。指状液体段塞捕集分离器也包括在本DEP的范围中。图1给出了管道范围界线的示意图。1.2 发行、使用及调节事项除非有SIPM的授权，否则本DEP的发行仅限于皇家荷兰/壳牌集团公司的组成公司或由集团公司管理的公司以及由他们指定的承包

12、商（即，发行代码为“C”，见DEP 00.00.05.05-Gen的详细说明）。本DEP用于集团公司中涉及管道设计，材料采购和施工的所有行为。如果国家和/或地方规定中的某些要求可能比本DEP还要严格的话，则承包商应在充分考虑安全、环境、经济和法律方面的基础上仔细审查以确定哪一种要求更严格以及哪种要求是可接受的。在任何情况下，为遵守国家和/或地方规定，承包商都有必要将任何与本DEP的要求不一致的情况通知委托方（甲方）。然后，委托方（甲方）应与所涉及对象的有关当局协商以便获得批准尽可能遵守本DEP的要求。1.3 定义1.3.1 一般定义承包商是指执行全部或部分设计、采购、施工、试运行或工程管理或设

13、备运行的一方。委托方应承担全部或部分承包商的责任。制造商/供货商是指制造或提供设备和服务以履行承包商提供的职责的一方。委托方（甲方）是指工程发起并最终为工程的设计和施工付款的一方。技术要求通常由委托方（甲方）规定。委托方（甲方）可授权一个代理商或顾问代理和代表自己。单词“应该”意思是要求。单词“可以”意思是建议。1.3.2 特殊定义集合件是指管子和部件（如：跨接管，清管器接收器，截断阀站或立管）的配置。隔栅三通是指带有横过支管内径的棒状物的T形部件，用以防止进入清管器。截断阀是指中断流体或关闭管道截面的阀门。截断阀通常全开或全关。支管是指使用T形部件连接相同或较大直径管线的管子。冷弯管是指由管

14、线用管制成，在环境温度下，通常在施工现场采用机械弯管机制造的弯管。试运行是指将流体首次引入管线进行输送的行为。结果是指对人员安全、环境破坏以及经济损失的事件的后果。设计系数是指设计压力产生的环向应力和管材的SMYS的比率。设计压力是指在确定管线壁厚要求时使用的内部管道压力。紧急关闭阀是指装置范围内在紧急情况下隔离管线与装置的阀门。易燃流体是指闪点低于100的易燃流体，参见EP-55000第40章第一部分。采出管线是指输送未经处理的碳氢化合物和其他储层流体的管道。流体是指通过管道以气相或液相，或者同时两种相态输送的一种物质。热弯管是指在工厂中通过高温加工钢坯、钢板或管子制造的弯管。伴随压力是指在

15、有限的时间周期内发生在管道中的频率有限的压力。如果未发生有效的时间区划，则伴随压力包括冲击压力和热压力。注入管线是指用于向单井或多井中进行注入的管道，该管道可输送气体、水或其它流体。隔离阀是指用于隔离管道和与之相连的装置的阀门。管线充填量在输气系统中，管线充填量是指超过系统中气体存量的气量。该气量用于补充输送量。管线充填量可在上游供气中断后连续输送一段时间。持液率是指两相管道中的液体量。装载管线是指陆上设施和海上装载设施之间的管道，即，单点系泊。最大允许伴随压力是指ANSI/ASME B314/8许可的，在有限的时间周期内发生在管道中的频率有限的最大压力。最大允许操作压力是指按照ANSI/AS

16、ME B314/8，在稳定状态工艺条件下允许管道进行操作的最大压力。最大操作温度是指在正常的操作期间，（包括启动和关闭操作，但异常情况除外，如火灾），管道或管段出现的最大温度。最小操作温度是指在正常的操作期间，（包括启动和关闭操作，受控泻压，但异常情况除外，如管道破裂），管道或管段出现的最小温度。厂外是指指定的装置界区外的位置。排出管线是指输送来自较大管线流体的管道。厂内是指指定的装置界区内的位置。运行范围是指在管线运行期间必须遵守的一组规定关键参数或参数范围以避免技术整体性的破坏。过压保护阀是指保护管道防止过压的阀门，用于避免管道中压力的升高。清管器是指通过液体流动可在管道中推进的一种装置，

17、通常用于管道的清洗、定量、检查或其它活动。清管器接收器是指管道设备的一种辅助装置，与管网和阀门相连，用于将清管器引入管道或从管道中取出清管器。管线是指用于装置之间（但不包括装置）输送流体的管道系统及其组件。清管器接收器到清管器接收器（包括清管器接收器）的延伸段，或者，如果未安装清管器接收器，则延伸至装置界区内的第一个隔离阀或更里面的阀门也属于管线范畴。管道规范是指为管道设计、施工和运行而编写的行业或国家规范。管端管汇（PLEM）是指一种海底设备，由管道系统和阀门组成，位于管道末端，与单点系泊软管相连。管道泄漏是指管道中流体的非受控释放。装置是指诸如井口、工艺设施、增压站、储罐、海上平台、炼油厂

18、，等。 具有规定的界区，通常不向公众开放。预试运行是指为管道运行所做的一系列准备活动，包括清洗和可能的烘干。压力平衡管线是指带阀门的小孔径管道，可使较大阀门上的压力平衡以防止对其底座的损坏。泻压安全阀是指通过释放管道中的流体来保护管道避免过压的一种阀门。远程放空管线是指向大气中排放轻气态流体的管道。立管竖直的或接近竖直的管段。风险是指事件发生的可能性以及事件发生时产生的后果。分段截断阀是指在管道泄漏或破裂时限制管道释放量，分段截断管道的主阀门。岸上引管是指穿过海岸或主要河流/港湾岸的管段，包括破浪区并延伸至最高水位处。单点系泊（SPM）是指系泊船只并在管道和船只之间转运流体的一种装置。液体段塞

19、捕集分离器是指位于两相管道下游端的一种装置，用于初步分离液相和气相并且临时存放由于清管和瞬变流动产生的液体。有两种类型的液体段塞捕集分离器：容器型和指型。规定最小屈服应力（SMYS）是指产生0.5%总张力的应力等级（API定义）。该应力由委托方（甲方）规定并由制造商/供货商保证。隔离球是指一种球形清管器，用于定量和两相管道中积聚液体的排除。通球形三通是指有带孔内管的加套T形管件，用于防止隔离球进入支管。支线是指输送流体进入较大管线的管道。稳定流体参考EP-55000第40章第一部分，稳定流体的NFPA反应级数为零。地面安全阀是指一种阀门，是井口集合件的一部分，如采出管线和井口之间的隔离阀。冲击

20、压力是指由于操作行为，即，阀门关闭，泵关闭或启动，造成质量流速发生变化而产生的压力。技术完整性是指在规定操作条件下完成的设施的技术完整性，没有危及人员、环境或财产安全的可预见故障风险。实验压力是指管道即将或已经进行的强度实验的压力。热压力是指在堵塞管道或管段中由于流体的热效应而产生的压力。毒性流体参考EP-55000第40章第一部分，毒性流体包括轻微毒性、有毒性及严重毒性类型中的所有流体。干线是指可连接支管和排除管的主输送管道。两相管道是指在管道压力和温度条件下同时输送液相和气相流体的管道。1.4 缩略语CP 阴极保护DN 公称直径EIA 环境影响评价ESD 紧急关闭GRP 强化玻璃钢ARE

21、玻璃纤维增强环氧树脂HIPS 高度整体保护系统（防止过压）LPG 液化石油气MAOP 最大允许操作压力MESC 材料和设备标准及规范NFPA 美国国家防火协会NGL 天然气液态产物（液化天然气）PE 聚乙烯PLEM 管端管汇PSE SHELL生产安全和环境保护委员会QRA 定量风险评估SMYS 规定最小屈服应力1.5 相互参照条目当出现参照本DEP的其它部分的条目时，参照部分号见括号中所示。本DEP参考的其它文件见（8）条中所列。2 规范和集团标准的应用2.1 ASME规范管道中输送的流体应按其潜在危险分为以下四类：l A类：在主要环境温度和大气压力加0.5巴条件下，即，环境温度下蒸汽压力低于

22、1.5巴（abs），呈液态的不燃、稳定和无毒的流体，例如：水、泥浆。l B类：在主要环境温度和大气压力加0.5巴条件下，即，环境温度下蒸汽压力低于1.5巴（abs），呈液态的易燃、不稳定和有毒的流体，例如：稳定原油、瓦斯油。l C类：在主要环境温度和大气压力加0.5巴条件下，即，环境温度下蒸汽压力高于1.5巴（abs），呈气态或气液混和态的不燃、稳定和无毒的流体，例如：氮气、二氧化碳。l D类：在主要环境温度和大气压力加0.5巴条件下，即，环境温度下蒸汽压力高于1.5巴（abs），呈气态或气液混和态的易燃、不稳定和有毒的流体，例如：天然气、液化石油气、氨。易燃性、稳定性和有毒性见（1.3.2）

23、条规定。输送A类和B类流体的管道应按照ANSI/ASME B31.4和本DEP的附加要求进行设计和施工。输送C类和D类流体的管道应按照ANSI/ASME B31.8和本DEP的附加要求进行设计和施工。注：ANSI/ASME B31.4中包括的液化石油气和无水氨归入到D类，因此，输送这种流体的管道应按照ANSI/ASME B31.8的要求进行设计。2.2 SHELL集团标准有关管道系统设计、材料采购、施工及试运行和SHELL集团标准参见本DEP（8.1）条。对集团标准中未专门涉及的问题，承包商可在与委托方（甲方）协商并取得同意后采用ANSI/ASME B31.4和B31.8中参考的其它外部标准。

24、图2为集团有关管道的现有及计划标准的等级结构图。3 设计3.1 概述3.1.1 简介管道应按照ANSI/ASME B31.4/8中相关部分及本章（3）的补充要求进行设计。管道的设计应考虑整个计划寿命周期内（包括最后报废）的操作条件和要求，即，最大计划生产能力和调节，输送流体的特性，压力和温度要求，运行模式，地理位置以及环境条件。3.1.2 水力设计为确定管道运行参数的大致范围，应进行水力分析。对给定管子尺寸、流体特性和流速，水力分析应提供稳定状态和瞬时条件下沿管道的压力和温度剖面。管道整个运行寿命期间可能的流速和运行模式的变化也应充分考虑。水力分析应提供数据说明：液体管线关闭期间的冲击压力，调

25、节范围和限制或防止蜡或氢氧化合物沉积的绝缘要求，流动条件对缓蚀剂效率的影响，两相管道下游端的液体捕集和段塞控制要求。液体管道的正常流速范围为12m/s，气体管道为510m/s。应避免液体连续运行高于4m/s，气体高于20m/s。在出现侵蚀情况而规定了最大流速时，含固体颗粒的流体流速可适当降低。注：含有单独水相（即使量很少，即1%的含水量）的液体管线不能以太低的速度运行（低于1m/s），这可防止会导致腐蚀的水漏失的产生。对液体管线来说，有时可方便地调节沿管线的设计压力，这取决于液静压力和摩擦压力损失的模式。在规定不同的管段和相关设计压力时应注意确定在任何运行条件下是否存在有相邻管段可能对某一管段

26、造成过压的情况出现。对气体管线来说，一般不建议降低管段的设计压力，因为微小的成本收益不可能抵消管线充填（输气量）优势的损失以及由此产生的系统利用率的降低。3.1.3 管材选择管材类型的选择是管道工程的概念设计阶段要确定的基础问题。金属是使用频率最多的管材。非金属材料（即，GRP/GRE，软管）在特殊应用中，特别是流体具有腐蚀性的情况下，是很经济的。工艺条件的变化可以影响内腐蚀的出现及其腐蚀率。包括：l 流体的腐蚀性，特别是由于存在水与硫化氢（酸腐蚀）、二氧化碳（无硫腐蚀）或氧的结合，温度和压力对腐蚀率有很大的影响。l 流速确定管道流动状态。在管道中，输送流体含水，太低的流速会导致水的沉积，这会

27、造成管底的内腐蚀；太高的流速又会增大总腐蚀率从而破坏任何保护性水锈或缓蚀剂膜。l 固体沉积物可破坏缓蚀剂的充分保护，并且产生适于硫化物生长的厌氧条件，从而减少了细菌。在设计中（3.8条）应考虑到潜在的长期腐蚀影响，并且应证明在管道的整个寿命期内能保持其可用性。当预见会出现酸性条件时，根据NACE MR0175的规定，不用考虑流体是否要脱水，管线用管材均应规定能耐酸。碳钢管线用管材可用于“轻度”无硫腐蚀条件（不用缓蚀剂腐蚀率不超过0.5mm/年），且具有适当的腐蚀裕度和缓蚀剂注入口，可进行定期高分辨率清管监视并且应严格控制操作条件。没有腐蚀专家的详细分析则不应考虑超过3的腐蚀裕度。抗无硫腐蚀的材

28、料包括二联不锈钢和带奥氏体包层的碳钢。完整的防腐不能依赖于内涂层。内部防腐可使用内衬里（即，聚乙烯）（3.8.2条）。应避免产生能造成管壁侵蚀的条件。3.1.4 操作方法对预计的寿命周期，设计上应充分考虑操作、检查和维护要求，并且在事先与管道运行负责人员协商前提下指定操作方法和作法。这包括操作的人员配备，管道系统的整体监控和维护，通讯要求和遥控操作以及进入陆上路权的方法，等。连续运行管道的设计应强调组件需定期维护时对旁通的要求。操作方法和方式的总指南见EP 87-1009。3.2 管道风险3.2.1 概述管道风险，如人员安全、环境破坏以及经济损失等，取决于预计的故障频率极其相关后果，而这又与输

29、送流体的类型和管道位置的敏感度有直接的关系。在本文中，管道故障定义为其密封度的损坏。应对潜在管道故障的原因和后果进行调查并在设计和操作方法中加以考虑。可对管道技术完整性造成破坏的最常见的威胁如下：- 内腐蚀和氢致开裂- 内侵蚀- 外腐蚀和碳酸氢盐应力腐蚀开裂- 机械冲击，外部干扰- 疲劳- 液体动力- 岩土力学力- 管材缺陷的发展- 过压- 热膨胀力尽管ANSI/ASME B31.4/8和本DEP有要求，但还是要对整个管道寿命（包括报废）期间的公共安全和环境保护因数进行分析。应尽可能合理可行的降低管道风险并且要有防止泄漏的明确目标。风险等级可随时间而发生变化，并且有可能随着管道的老化而增加。通

30、用安全设计见EP 55000第21部分。3.2.2 安全风险评估陆上管道在以下情况下应进行正式的定量风险评估（QRA），地区等级见（3.3.3）的规定：l 3级和4级位置中的B类和C类流体。l 所有等级位置中的D类流体。该评估应证实所用的设计系数（3.4.1）和接近距离（3.3.4）是适当的。海上管道与永久性有人职守海上综合平台相连的管道应进行正式的定量风险评估（QRA），但输送A类流体的管道除外。应从该评估中派生出必要的立管保护和安全系统。风险首先取决于由于内外腐蚀，外部负载（即，冲击，沉降差异，自由跨度），材料和结构缺陷以及操作失误，等造成的预计故障频率。其次取决于故障的后果，而这些故障后

31、果又是基于流体可燃性、稳定性、毒性、污染影响以及管道位置是否靠近火源、人口稠密区和有人的建筑以及主要的气候条件。预计的故障频率和可能的后果是随时间变化的，应在管道的整个寿命期间对其进行分析。通过采用较低的设计系数（即，较大的壁厚或强度更大的钢），重新定线，对管道进行附加保护，使用可将任何流体泄漏量降至最小的设备以及受控的操作、维护和检查方法，等措施可以降低风险水平。注：壁厚小于10的管道容易被穿透，即使是很小的机械挖掘机也会对其造成损坏。此外，第三方的外部干扰也是造成管道故障的一个主要原因。应制定防止这类危险的专门预防措施，特别要针对输送C类和D类流体的陆上管道。定量风险评估的方法见EP 55

32、000第18部分。3.2.3 环境影响评估所有管道或管组应进行环境影响评估（EIA）。见SHELL PSE EIA 指南。EIA的作用是确定工程可能对环境造成的影响以及这些影响的有效性，并且制定方法和措施消除和尽量减少不利的影响。EIA应考虑到管道每一寿命周期内管道和环境之间的相互作用。环境特性会影响管道的设计、施工方法、修复技术以及操作方式。3.2.4 经济风险经济风险与收益延迟、维修成本以及其它成本（如公共债务）和清洁成本有关。在管道运行的每一阶段都应对经济风险进行评估，并且经济风险还应与委托方（甲方）的总目标一致。3.3 管道选线3.3.1 简介选线时应充分考虑相关风险（3.2条），特别

33、是安全和环境风险，以及便于维护和检查及正常的直接成本。3.3.2 勘察在完成管道选线并进行详细的设计之前应获得详细的勘察数据，这些数据包括：陆上管道l 编制地区等级（3.3.3条）的人口和建筑密度,有人居住建筑物的位置,并考虑到将来的土地开发计划。l 地形数据，河流、道路和铁路的位置，包括交通类型和密度。l 施工完成后需修复的现有特殊地形的记录。l 基础设计（埋地和/或支架设计）和沉降区（即，由采矿作业造成）的土壤调查。l 用于阴极保护设计的土壤电阻系数。l 环境数据（气候、洪水、地震、塌方、穿越河流的水流量、植被和动物群）。海上管道l 海床地形数据，岩石/珊瑚露头的位置。l 基础和海床稳定性

34、设计的土壤调查。l 渔业、海运（以及其它海洋用户）活动数据。l 环境数据（气候、水流、海浪、深海测量、地震和塌方）l 第三方设施以及租借区。3.3.3 陆上管道地区等级的编制以勘察数据为基础，根据ANSI/ASME B31.8第840.2条的要求，应对管道线路沿线的适当地区等级进行确定以便输送C类和D类流体。输送A类和B类流体的管道没有特殊要求，但施工和维护期间以及运行中的紧急情况下的进出要求除外。ANSI/ASME B31.8规定了4个地区等级，范围从地区等级1（人口稀少区）到等级4（人口稠密区）。由于采用地区等级来确定设计系数（3.4.1条），选线时应充分考虑较高种类的地区等级（即，3类和

35、4类）对管段成本的影响。3.3.4 与有人居住建筑的距离（陆上管道）与输送A类和B类流体的管道相比，输送C类和D类流体的管道会对附近的人员造成较高的潜在危险。ANSI/ASME B31.4/8中没有这方面的规定，但（3.3.3条）中规定的仅强调人口密度的地区等级除外。对于首次定线，附录1给出了制定管道与有人居住建筑的最小距离的指南，这取决于流体类型、管径及其最大操作压力。最终定线应根据管道安全评估（3.2.2条）制定。3.3.5 与其它设施的距离对B、C、D类流体来说，管道（包括清管器接收器）与工厂围墙内的其它设施或海上平台之间的间距应符合EP 55000第21部分的要求。对于管道周围的区域分

36、级的确定参见石油协会安全做法示范规范第15部分。3.3.6 选线的特殊注意事项在确定管线的走向时，应适当考虑拟采用的安装技术，这对海上管道尤其重要。陆上管道所有管道均应有永久性的道路用地：对小于和等于DN150的管道为4m；对大于和等于DN600的管道为10m。管道路线应位于道路用地的中央。沿路线的管道基础的弯曲半径不应小于500D，D指管道直径。当需要较小的数值时应采用热弯管或现场弯管。当同一管沟内安装有几条管道时，2条相邻管道之间的间距至少应为0.3。在现有埋地管道旁的单独管沟中安装管道的最小距离为：对小于和等于DN150的管道为2m；对大于和等于DN600的管道为5m。穿越现有管道、电缆

37、、电线、公路、铁路以及水路的角度应在60度至90度之间。当沿电力线路安装管道时，与任意电缆和电杆的水平距离为：对小于110kv的电力线路为4m；对大于和等于110kv的电力线路为10m。海上管道沿路线的管道的弯曲半径不应小于2000D，D指管道直径。当需要较小的数值时应对铺设期间管道的侧向稳定性进行详细分析。靠近海上平台的管道应尽可能按走廊式铺设以方便支援船只的锚固及将来平台上的施工活动。管道的直线长度通常必需方便启动。立管应加以保护以避免受平台周围海上活动的影响，并且输送A类流体的立管还应离开生活区。应以直角穿越现有管道和海底电缆。如果这样必须额外增加管线长度的话，则可以采用较小的穿越角度，

38、但不能小于30度。平行管道之间的距离不应小于10米，或者与安装设备相一直，取其大者。3.4 管道强度要求3.4.1 设计系数（用于环向应力范围）设计系数应用于管道公称壁厚，但不包括任何腐蚀裕度。陆上管道表1中给出的用于计算公称壁厚的推荐设计系数取自ANSI/ASME B31.8表841.114B并且有所扩展。海上管道表2中给出的用于计算公称壁厚的推荐设计系数取自ANSI/ASME B31.8表842.22并且有所扩展。注: 表1和表2在ANSI/ASME B31.4/8的基础上给出了用于设计的推荐设计系数。它们不能用来替代国家标准的要求，这会影响基于最小壁厚（而非公称壁厚）的不同设计系数和/或

39、环向应力计算。这些表强调了关键的区域并且应对照所给出的值与国家要求相比较进行评估。在任何情况下，只要管道沿线任意点的风险水平保持在可接受的的范围内（3.2），委托方（甲方）就应视其为合格的。表1 陆上钢管的设计系数流体种类A和BC和D应用规范B31.4(注1)B31.8地区等级1，2，3，41234管道0.720.720.600.500.40穿越(注2)私人道路未利用的公共道路公路、高速路、街道和铁路河流、沙丘和海滩0.720.600.600.600.720.600.600.600.600.600.600.600.500.500.500.500.400.400.400.40平行占用(注3)私人

40、道路未利用的公共道路公路、高速路、街道和铁路0.720.720.720.720.600.600.600.600.600.500.500.500.400.400.40装配组件(注4)0.600.600.600.500.40桥上管道0.600.600.600.500.40靠近人员集中区域0.720.50(注5)0.50(注5)0.500.40工厂围墙内的管道,截断阀站及清管器接收站(注6)0.600.600.600.500.5注1：ANSI/ASME B31.4不使用除0.72以外的设计系数，这对于关键区域（即，工厂围墙内的穿越）和装配组件是不适和的。在这些情况下，建议采用ANSI/ASME B3

41、1.8一级地区的设计系数。注2：ANSI/ASME B31.8要区分带套管和不带套管的穿越。由于缺乏带套管穿越的经验（即，环状腐蚀），建议不管是否有套管均采用相同的设计系数。还提供ANSI/ASME B31.8中未包括的河流、沙丘和海滩穿越的设计系数注3：平行占用定义为：与现有道路或铁路平行运行且至少相距50米的管段。注4：装配组件包括清管器接收器，阀站，管汇，指形液体段塞捕积分离器，等。注5：人员集中区域见ANSI/ASME B31.8第840.3条的定义。注6：增加ANSI/ASME B31.8中未专门规定的这一类型用于增强安全性。表2 海上钢管的设计系数流体A、B、C、D管道0.72海上

42、平台的管道部分0.50立管(注1)0.50装配组件(注2)0.50海岸引管段0.60注1：由于操作/施工活动，管道会更接近平台。因此，建议海床上靠近平台与水深相等的管段采用立管设计系数。注2：装配组件包括平台及其紧邻部分中（即，在与水深相等的距离范围内）的清管器接收器、阀门组件、管汇、指形液体段塞捕积分离器、海底组件，等。3.4.2 钢的质量管道通常由API 5L标准规定的X42至X65级钢制造。在某些情况下也可使用较低的等级，如B级，以及较高的等级。目前SHELL使用的最高等级为X70级，使用再高的等级会遇到困难（由阴极保护、可焊接性以及所需张力与屈服值的比率所造成的氢脆变）。目前应避免使用

43、X80及以上等级。根据ANSI/ASME B31.8中表841.116A的要求，对高温下运行的管道应采用适当的额定值降低系数。注：表841.116A适用于碳钢材料（在高于120时要求额定值降低）。对二联不锈钢来说，一般在较低的温度时才要求额定值降低（大约50）。对可能暴露在储油池着火或喷火下的管段，为了降低高屈服值材料的强度特性，材料等级不应超过X52级。如果采用较高等级的话，应使用X52的屈服强度，除非采取避免管段暴露在火焰（储油池着火或喷火）下的保护措施。应注意气体管道管材的断裂韧度特性以避免出现长且连续断裂的可能性。这对降压站下游和地面出现低温时特别重要。3.4.3 最小壁厚所有管道的公

44、称壁厚不应小于4.8。陆上管道除非能证明较大的直径与壁厚比率不会对施工和管道的现场完整性产生不利影响，否则，直径与壁厚之比不应超过96。海上管道除非能证明较大的直径与壁厚比率不会对施工和管道的现场完整性产生不利影响，否则，直径与壁厚之比不应超过60。3.4.4 等效应力从基于设计系数（3.4.2条）的环向应力中初步推导出的壁厚应为：管壁中的纵向、剪切及等效应力在操作和环境负荷下不应超过确定的值。这在ANSI/ASME B31.4第419.6条和ANSI/ASME B31.8第833/A842.2条有规定。由于这些条款中的要求互不相同，因此，对所有管道建议采用以下详述的一种单一方法。l 两种负荷

45、的定义见ANSI/ASME B31.8的规定：a） 操作负荷（见A841.32条定义）b） 环境负荷（见A841.33条定义）l 等效应力确定如下：Seq = （Sh2+SL2-ShSL+3Ss2）1/2 （Von Mises公式）Seq = 等效应力Sh = 环向应力（由压力造成）SL = 纵向应力（由压力、热膨胀和弯曲造成）Ss = 复合剪切应力（由力矩和剪切力造成）Sh、SL和Ss的公式见附录2。l 等效应力不应超过彪中给出的值。运行阶段的应力计算应采用不含腐蚀裕度的公称壁厚。如果要考虑得更恰当的话，可采用基于应变的依据来替代上述等效应力依据（见3.4.6条）。表3 允许等效应力（规定最小屈服应力的百分数）操作负荷+环境负荷安装（注1，2）96静水压实验（注1）100操作90注1：对于安装和静水压实验条件，环境负荷可基于1年的回复期。注2：当管壁的屈服点是系统的一个完整组成部分（即，卷管、安装在J形管子上的立管）时不适用于安装方法。3.4.5 陆上管道的外部塌陷管道壁厚应为：在预计弯曲和张力大于实际净外部压力的条件下，外部压力可导致管道弯折。管道应在计算的外部压力（该压力会导致弯折扩展）低于实际净外部压力的位置上安装止屈器（通常是每隔10个接头）。3.4.6 基于应变的设计在管道施工期间，