油气管道弯管的压力设计及加工规范差异分析

刘瑞宇

中国石油工程项目管理公司天津设计院，天津300457

在石油天然气压力管道设计中，对于基于内压的弯管的压力设计及加工制作，有关规范要求千差万别。本文分别对油气站场内工业金属管道、长输管道、集输管道、海底管道中弯管的压力设计及加工制作上的差异进行对比，指出需要注意的问题，便于设计师合理设计及采购工程师准确采购。

1 站场内工业金属管道弯管压力设计

1.1 国际项目站场内工业金属管道

对于国际项目站场内工业金属管道弯管的压力设计，通常首选ASME B31.3 作为其设计标准规范。

（1） 弯管的压力设计。2000 年之前的ASME B31.3 版本中，对于基于内压的弯管压力设计只是简单要求弯管在弯曲成形后其壁厚至少等于直管所要求的最小壁厚。对于壁厚t ＜D/6 的直管，计算最小壁厚的劳伦茨（Lorenz） 公式[1]为：

而2000 年版修订了劳伦茨公式，并修改了弯管压力设计的计算公式。劳伦茨公式本质上是圆环公式。如果弯管内弧侧和外弧侧厚度相同，则内弧侧所承受的环向应力会高于直管，而外弧侧所承受的环向应力会低于直管[1]。对弯管而言，劳伦茨公式[1-2]为：

式中：P 为设计内压（表压），MPa；D 为管外径，mm；S 为许用应力，MPa；E 为焊件的纵向焊接接头系数或铸件质量系数；W 为焊接接头高温强度降低系数；I 为弯管与直管相比时两者由内压引起环向应力差值的应力指数；Y 为计算系数。

弯管的内弧侧的应力指数[1-2]：

式中：R1为弯管半径，mm。

在弯管一侧，即中心突出部分处，I=1.0，亦即其环向应力和直管相同。……