5.3 管道附件

5.3.1  管道附件几何形状各异，使用时产生的应力比较复杂，是输气管道结构中的薄弱环节。因此，应从管道结构的整体出发，对其所用材料、强度、严密性、保持几何形状的能力、制作质量等提出基本要求。

5.3.2  管道系统中，当直管段没有轴向约束时，由于流体压力作用和热膨胀作用会使管道附件产生一定的力和力矩。因此，设计时需对上述的管道附件按附录E规定的方法进行强度校核。附录E中所列的方法，是参照美国国家标准ASME B31.8中的规定给出的。

5.3.3  弯管在流体压力作用下，产生的环向应力沿弯管截面的分布是很不均匀的。原四川石油设计院与原华东石油学院曾根据理论推导并经试验验证，推荐用“环管公式”来计算弯管或弯头各点环向应力。产生的最大环向应力在弯头的内凹点，这个应力比直管产生的环向应力大，其增加系数的倍数m称为在内压作用下弯管的增大系数。这个系数是R/D。(弯管或弯头的曲率半径R与其外径D_o的比值)的函数，R/D_o愈大，m愈小。因此，要尽可能增大凸率半径R，“环管公式”中m＝(4R—D_o)/(4R—2D_o)。

    线路管道所使用的热煨弯管通常与直管段材质是相同的，但也有不同材质的特殊情况，如X65的线路管道使用X70的热煨弯管。本条公式中的δ指弯管与所连接的直管段材质相同时的直管段壁厚的计算厚度。如果弯管与所连接的直管段材质不相同，则按弯管材质计算所需的直管段壁厚(δ)值来确定热煨弯管的壁厚。线路直管段的壁厚计算与地区等有关.，直管段的壁厚按本规范式(5.1.2)计算。

5.3.4  近年来管道技术进步，输气管道上引接支管通常采用三通或凸台补强的方式，现场开孔采用补强圈补强的支管连接方式已很少使用，为保证结构安全，本规范规定不宜在主管上开孔直接焊接支管。

    当需要直接在主管上开孔与支管焊接连接或自制焊接三通时，开孔削弱部分的补强设计计算方法有多种，当前各国有关规范中的开孔补强设计计算方法主要有等面积法、极限分析法、安全性理论等。本规范附录F规定的方法是根据美国国家标准《输气和配气管道系统》ASME B31.8的补强型式和用等面积法进行补强计算确定的。

5.3.5  管子和异径接头相接，产生结构的不连续性，必然使连接处产生过大的局部应力。异径接头的锥角愈大，其局部应力也愈大。从流体力学的观点看，锥角愈小流体阻力也愈小，因此希望锥角要小。异径接头的强度计算应按现行国家标准《压力容器》GB 150.1～GB 150.4执行。

5.3.6  输气管道工程中，管封头主要用于站场或阀室的预留接口端部以及汇管的两端部，管道分段试压也用封头。在近年的输气管道工程中，平封头已很少使用或不用。因此，本规范规定应采用椭圆形封头，并应按现行国家标准《压力容器》GB 150.1～GB 150.4的规定进行椭圆形封头设计和计算。

5.3.8  在防爆区内的阀门在使用软密封结构时需考虑其耐火性能。所谓阀门的耐火性能主要是指软密封材料因火灾破坏以后，该阀门仍然具有相当好的密封性能。关于阀门的耐火性能要求可按照《阀门耐火试验规范》API 6FA或国家现行相关标准执行。在防爆区如出现明火或火花，又遇天然气泄漏，可能导致爆炸或火灾，为消除安全隐患，本规范规定在防爆区内采用的设备应具有相应的防爆能力，这些设备包括自控、通信、电气、工艺等。

5.3.10  近几年有的工程项目出现了站场工艺系统强度试验压力不匹配的问题，主要表现在：站场工艺管道系统要求按1.5倍设计压力进行强度试验，而系统中的分离器等压力容器按现行国家标准《压力容器》GB 150.1～GB 150.4的试验压力为1.25倍设计压力，使管道和压力容器构成的系统相互之间的强度试验压力不匹配，如将压力容器与工艺管道隔离试验又很困难。为使输气站的压力容器、设备和工艺管道能一并系统试压提出本条规定。