管道組成件多為按照公稱壓力、公稱管徑和壁厚系列劃分的標(biāo)準(zhǔn)件，對(duì)鋼管、法蘭、管件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的選用。目前存在 國(guó)內(nèi)外多種標(biāo)準(zhǔn)體系．這些標(biāo)準(zhǔn)中的大部分隨著近年技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了修改。同時(shí)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中大量引入了美國(guó)及歐洲標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容，與 以往的規(guī)定有了一定差異，因此在i殳計(jì)及選用時(shí)易產(chǎn)生混淆和錯(cuò)誤。本文通過對(duì)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的分析和總結(jié)，澄清了易混淆的概念，提 出鋼管壁厚、法蘭壓力等級(jí)和管件選用的推；薦作法。

為了簡(jiǎn)化管道器材規(guī)格，便于管道組成件的標(biāo)準(zhǔn)化．國(guó)內(nèi)外均將各 種管道組成件按壓力和直徑兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行分級(jí)。在壓力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定 的分級(jí)壓力稱為公稱壓力，在管徑系列標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的分級(jí)直徑稱為公稱 直徑。設(shè)計(jì)中采用的壓力管道組成件一般都是標(biāo)準(zhǔn)件，因此壓力管道組 成件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的選用。 在壓力管道設(shè)計(jì)中．一般將管道組成件的公稱壓力等級(jí)和壁厚等級(jí) 共同確定能夠反應(yīng)管道承壓特性的參數(shù)稱為管道的壓力等級(jí)。影響管 道組成件壓力等級(jí)的因素主要足設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、采用的標(biāo)準(zhǔn)體系 (在不同的標(biāo)準(zhǔn)體系中，公稱壓力等級(jí)系列不同，對(duì)應(yīng)的壓力一溫度等 級(jí)也不同)、組成件的材料類型及其壓力一溫度等級(jí)。管道組成件的允 許T作壓力一般隨溫度的升高而降低，這種壓力—溫度關(guān)系稱為壓力一 溫度等級(jí)(額定值)，也就是公稱壓力對(duì)應(yīng)的許用工作壓力和工作溫度 的參數(shù)值。 壓力管道按類別不同，分為i類：長(zhǎng)輸管道(GA)、公用管道 (GB)、-[業(yè)管道(GC)。鋼管、法蘭、管件是長(zhǎng)輸管道和工業(yè)管道 中最為常用的管道組成件。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和相碰研究資料的研 究和對(duì)比，辨析其中的內(nèi)容，在本文中將提出鋼管、法蘭和管件標(biāo)準(zhǔn)件 的選用方法及注意事項(xiàng)。

設(shè)計(jì)壓力是指進(jìn)行管道組成件設(shè)計(jì)時(shí)，在計(jì)算和分析過程中所用的 壓力。管道組成件的設(shè)計(jì)壓力，不應(yīng)低于正常操作過程中．由內(nèi)(外) 壓與溫度構(gòu)成的最苛刻條件(是指導(dǎo)致管道組成件最大壁厚或最高壓力 等級(jí)的條件)下的壓力。一般設(shè)計(jì)壓力可采用壓力容器的作法來確定， 、 即在相應(yīng)工作壓力的基礎(chǔ)上增加一個(gè)裕度系數(shù)，具體來說可認(rèn)為設(shè)計(jì)壓 力=最高操作壓力+安全余量+壓力設(shè)定值余量+操作壓力不確定的余 量。



管道組成件的設(shè)計(jì)溫度。不應(yīng)低于正常操作過程中，由壓力和溫度 構(gòu)成的最苛刻條件下的溫度。—般設(shè)計(jì)溫度的確定也可采用壓力容器的作 法，即在相應(yīng)最高1：作溫度(或最低工作溫度)的基礎(chǔ)上增加—個(gè)裕度系 數(shù)。具體數(shù)值可參照《石油化工鋼制壓力容器》SH／13074-，見表2。


管道組成件的公稱壓力是指與其機(jī)械強(qiáng)度有關(guān)的設(shè)計(jì)給定壓力，它 通常表示管道組成件在規(guī)定的基準(zhǔn)溫度下的最大允許工作壓力。隨溫度 的升高，材料的許用應(yīng)力下降，即允許工作壓力也下降。 《管道元件公稱壓力》GB／T1048中規(guī)定的公稱壓力系列包括兩種。 一是DIN系列，包括PN2．5，6，IO，16，25。40，63，100，其它非常 用公稱壓力未列入其中；二是ANSI系列。包括PN20、PN50、PNll0、 PNl50、PN260、PN420。美國(guó)ASMEBl6．5，AsMEBl6．47中規(guī)定的公稱壓 力等級(jí)包括：Class 150．300，600，900，1500，2500。 公稱壓力的基準(zhǔn)溫度國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)存在一定差異。在《鋼制管法蘭溫 度一壓力等級(jí)》GB 9131中，以100℃材料的許用應(yīng)力為基準(zhǔn)，碳素鋼、 低合金鋼、鍛鋼法蘭及閥門的公稱壓力在100。C時(shí)允許—r=作壓力和公稱 壓力相同。美圍ASME B16．5、B16．47中以Class表示的公稱壓力等級(jí)是 高溫壓力等級(jí)，除Classl50是以260。C為基準(zhǔn)外，其他各級(jí)均以454．5。C (8鮒F)為基準(zhǔn)。

在石油行業(yè)的長(zhǎng)輸管道和工業(yè)管道類項(xiàng)目中，常用的設(shè)計(jì)規(guī)范包 括：《輸氣管道T程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50251—2003；《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī) 范》GB 50253—2003；《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50350-2005；《工業(yè)金 屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》GBS0316-2000。 在以上規(guī)范中，對(duì)于鋼管設(shè)計(jì)壁厚的確定均采用公式計(jì)算，在公式 中反應(yīng)管道壓力、溫度、材質(zhì)等對(duì)鋼管選用的影響。以上四個(gè)規(guī)范對(duì) 于管道直管段鋼管壁厚計(jì)算的規(guī)定基本相同，并且與《輸氣和配氣管道 系統(tǒng)》ASME B31．8、《液態(tài)烴和其他液體管線輸送系統(tǒng)》ASME B31．4、 《工藝管線》ASME B31．3中的規(guī)定也基本相同，都是采用第二強(qiáng)度理 論。計(jì)算公式的基本模式如下：


鋼管的許用應(yīng)力是由材料的強(qiáng)度指標(biāo)在考慮相應(yīng)的安全系數(shù)后得到 的。材料的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度、強(qiáng)度極限、蠕變極限、疲勞極限等， 這些指標(biāo)反映了不同狀態(tài)下材料失效的極限值。
在中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中以鋼管壁厚尺寸表示壁厚系列，中國(guó)石化《石油 化T企業(yè)鋼管尺寸系列》(SH3405)和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASME B36．IOM《焊接和 無縫鍛軋鋼管》、ASIDE B36．19M《不銹鋼管》按管表號(hào)表示壁厚系列。
鋼管壁厚選用的方法首先根據(jù)規(guī)范中規(guī)定的公式確定鋼管的設(shè)計(jì)壁 厚，而后對(duì)照鋼管的壁厚系列對(duì)設(shè)計(jì)壁厚向上進(jìn)行圓整即可確定鋼管的 壁厚等級(jí)(郎標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的壁厚尺寸或管表號(hào))。
輸氣管道、輸油管道及油氣集輸管道設(shè)計(jì)規(guī)范中確定材料許用應(yīng)力 的方式基本相同，而在，I：業(yè)金屬管道中則略有不同。下面將分別進(jìn)行詳 細(xì)分析，提出推薦的各種數(shù)據(jù)、系數(shù)的選用方法。

在鋼制對(duì)焊管件的中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼制對(duì)焊無縫管件》GB／T 12459、《鋼板制對(duì)焊管件》GB廠r 13401，中國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼 制對(duì)焊管件》sY廠r05lo。中國(guó)石油化工總公司標(biāo)準(zhǔn)《鋼制對(duì)焊無縫管 件》SH／T3408、《鋼板制對(duì)焊管件》SH／T 3409，美國(guó)工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 《工廠制造的鍛鋼對(duì)焊管件》ASME B16．9、《鍛軋鋼制對(duì)接焊小彎曲 半徑彎頭和180n彎頭》ASME B16．28中。管件的壁厚等級(jí)均通過管表號(hào) (Sch，也叫壁厚系列號(hào))值來表示。

需注意的問題
1)通過對(duì)國(guó)內(nèi)外規(guī)范的研究和對(duì)比，可以知道在輸油、輸氣和集 輸管道直管段壁厚計(jì)算公式的設(shè)計(jì)系數(shù)中已考慮了規(guī)范中準(zhǔn)用材料標(biāo)準(zhǔn) 中提供的壁厚負(fù)偏差和最大允許缺陷深度等因素，并為此增加了裕量。 因此在確定管道擘厚時(shí)，不需考慮壁厚負(fù)偏差等因素。
2)由于國(guó)內(nèi)規(guī)范中未提供各種材料鋼管對(duì)應(yīng)的溫度折減系數(shù)，且 此種計(jì)算公式主要用于常溫管道(不高于120。C)，因此建議當(dāng)輸油、 輸氣、油氣集輸場(chǎng)站的站內(nèi)管道設(shè)計(jì)溫度超過120℃時(shí)。其管道壁厚宜 按工業(yè)金屬管道中的規(guī)定計(jì)算。氣處理類設(shè)施的站內(nèi)管道，管道壁厚宜 按工業(yè)金屬管道中的規(guī)定計(jì)算。