城市天然气管道工程中弯管和弯头的选用.doc

城市天然气管道工程中弯管和弯头的选用 2012-2-13朱林 杨永慧 杨炯 分享到：QQ空间新浪微博开心网人人网 摘要：分析了管道弹性敷设方式、热煨弯管、冷弯弯管的特点，探讨了压力大于1.6MPa和压力不大于1.6MPa的城市天然气管道工程中弯管和弯头的选用。 关键词：天然气管道；弯头；弹性敷设；热煨弯管；冷弯弯管 Selection of Bend and Elbow in City Natural Gas Pipeline Project ZHU Lin，YANG Yonghui，YANG Jiong Abstract：The elastic installation mode of pipeline as well as the characteristics ot hot-bending bend and cold-bending bend are analyzed.The selection of bend and elbow in city natural gas pipeline project with pressure of more than and equal to or less than 1.6MPa is discussed. Key words：natural gas pipeline；elbow；elastic installation；hot-bending bend；cold-bending bend 1 概述 随着城市天然气用气量的不断增加，为提高城市天然气输配管网的输送能力，各城市加快了天然气管道尤其是高压力大管径天然气管道的建设。GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》将燃气输配系统的压力级制分为7级，对于设计压力大于1.6MPa的天然气管道工程设计，引入了地区等级概念并规定了相应的强度设计系数，同时规定了管道附件的设计和选用要求。用来改变管道走向的弯头、弯管作为重要的管道附件，其形式、材料、强度、加工方式以及敷设方式对管道工程的设计和施工有重要影响。笔者根据GB 50028—2006的要求和实际工程经验，对管道工程中弯头、弯管的选用进行分析。 2 输送压力大于1.6MPa的天然气管道 ① 管道敷设方式 随着地形的变化，天然气管道有时需要改变走向，因此敷设管道时要相应地做竖向弯曲和平面弯曲，管道弹性敷设是改变走向的形式之一。GB 50251—2003《输气管道工程设计规范》要求，弹性敷设管道的曲率半径应满足管道强度要求，且不得小于钢管外直径的1000倍。竖直面上弹性敷设管道的曲率半径应大于管道在自重作用下产生的挠度曲线的曲率半径，其曲率半径应满足式(1)。 式中ρ——管道弹性弯曲的曲率半径，m α——管道的转角，(°) D——管道的外径，cm 管道按水平方向的弹性弯曲敷设时，管道组焊时依据设计要求形成的管道走向；管道按竖直方向的弹性弯曲敷设时，管道组焊时依据设计要求的管沟竖直曲面形成管道走向。对于城市天然气管道工程，从结构设计、施工和生产管理方面来看，弹性敷设比较经济合理，但由于曲率半径要求较大，弹性敷设的采用受制于地形，比如一般道路的曲率半径都比较大，随道路敷设的天然气管道采用弹性敷设方式能避免采用很多弯头或弯管，施工方便且节约费用。在远离主城区或规划城区的平原敷设燃气管道，采用弹性敷设一般都具备条件，但在障碍物较多的城区内或地形起伏较大的丘陵地带就较难实现，管道不能随地形做等埋深的垂直放线弯曲，造成管道悬空或局部埋深不足。为了解决这些问题必须增加土方量，这些地带可不采用弹性敷设方式，而选用热煨弯管或冷弯弯管来改变管道方向。 ② 热煨弯管 对于设计压力大于1.6MPa的天然气管道，目前热煨弯管使用较多。热煨弯管用碳钢及低合金钢无缝钢管或焊接钢管通过加热弯制工艺制作。相对于冷弯弯管，热煨弯管具有生产效率高、弯曲角度不受限制、成型质量好等优点。由于管口圆度好，必要的热处理消除了残余应力，而且壁厚减薄率可以控制到低于10%，因此保证热煨弯管的质量成为业主等关注的重点。壁厚减薄率[1]C按照式(2)进行确定。 式中C——壁厚减薄率 δ1——母管实际壁厚的最小值，mm δ2——弯管外弧侧最薄处壁厚，mm 对于设计压力大于1.6MPa的天然气管道，由于要考虑地区等级对管道壁厚的影响，有时还要考虑清管通球的需要，弯曲角度不受常规角度限制，可根据实际情况确定，按照SY/T 5257—2004《油气输送用钢制弯管》制造的弯管均能满足以上要求。热煨弯管也有一些缺点：a.制作过程中，会出现外弧侧管壁减薄的情况，因此需要增加母管的壁厚。b.部分横截面是椭圆形，弯曲段横截面圆度控制不好会影响通球。c.弯曲段和直管段之间存在加