Q/SY 1672-2014 油气管道沉降监测与评价规范.pdf

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标准编号:Q/SY 1672-2014
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标准类别:机械标准
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Q/SY 1672-2014标准规范下载简介

Q/SY 1672-2014 油气管道沉降监测与评价规范.pdf简介:

"Q/SY 1672-2014 油气管道沉降监测与评价规范"是中国石油天然气集团公司发布的一部关于油气管道沉降监测与评估的技术规范。该规范主要针对油气管道在建设和运营过程中的沉降问题,提供了一套科学、系统的监测与评价方法和标准。

沉降是油气管道在建设和使用过程中常见的问题,它可能由于地质沉降、荷载沉降、温度变化等原因产生,影响管道的稳定性,甚至可能导致管道破裂。Q/SY 1672-2014 规范明确了沉降监测的周期、方法、数据处理和分析,以及沉降异常的判断标准和处理策略。它还规定了沉降监测数据的长期保存和定期回顾分析的要求,以保障油气管道的安全运行。

该规范的应用对于及时发现和预防管道沉降引发的问题,保障油气管道的正常运行,以及进行有效的维修和维护具有重要的指导意义。它适用于陆地和海底油气管道的沉降监测与评价工作。

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E.3.2.6许用弯曲应力

许用弯曲应力计算见公式(E.6):

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E.3.2.7最小管沟长度

GB∕T 39529-2020 系统门窗通用技术条件管子跨中位置达到挠度△时的管沟最小长度计算见公式(E.7)

E.3.2.8管道纵断面挠度

管沟纵断面上任一点的度计算见公式(E.8):

计算出的沉降量是为获得理想的弯曲应力分布,管道在最小管沟条件下的参考沉降量。利用公式 E.1)至公式(E.8)计算出管道相邻管段的参 考降量 所得沉降量为极限数值

根据E.3和E.4得出评价结论,再结合资料收集的内容给出可行、合理的建议措施

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埋地管道沉降计算至少包括: a)概述。 b)计算模型。 c)数据分析。 d)结论与建议

埋地管道沉降计算至少包括: a)概述。 b)计算模型。 数据分析。 d)结论与建议

包括管理部门、沉降情况描述、管材性质、管道运

地面管道沉降可简化为连续梁模型,支墩产生位移使管道发生沉降。通过材料力学连续梁的计算 方法可确定作用于管道上的力与管道沉降位移之间的关系,见公式(F.1):

中: 弯矩引起的管道轴向应力,单位为兆帕(MPa); 抗弯截面系数,单位为立方毫米(mm):

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D。—管道的外径,单位为毫米(mm); D;一—管道的内径,单位为毫米(mm)。 内压作用下管道的纵向应力L见公式(F.4):

式中: oL——内压引起的管道纵向应力,单位为兆帕(MPa); p—管道内压,单位为兆帕(MPa); 一管道壁厚,单位为毫米(mm)。 管道总轴向应力见公式(F.5):

M+P· (D。+D)=h(S,L)+P·(D+D,) =0x+OL ...·..(F. 8t W2 8t

根据收集的数据与公式(F.5)的计算理论计算的管道总轴向应力,与管道材料的许用应力作 判断管道的安全状态,

根据公式(F.5)计算结果得出评价结论,再结合资料收集的内容给出可行、合理的建议措施。

有限元模型建立至少应收集的原始资料见表G.1

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1土壤与管道原始资料

对于有限元分析需要的外载荷按D.2的要求计算,需要施加位移载荷的情况,其位移载荷监 据并结合计算条件确定

G.3单元的选择和网格划分

、弯曲和扭转变形的空间两节点线性梁 单元进行网格划分,存在支墩的可用弹簧单元代替支墩;针对埋地管道沉降的应力计算,管道可采用 管单元或壳单元进行网格划分,土壤可采用实体单元进行网格划分,之后赋予土壤属性,根据管道实 示沉降情况建立能反映影响因素引起管道沉降的管道与土壤的简化模型。根据某些问题的对称性,为 了减少计算量,可取管道的二 模型进行分析

型施加载荷和边界条件之前应定义不同的分析步

G.5施加载荷和边界条件

对于地面管道,约束管道两端自由度和不发生沉降支的接地端自由度,对支墩的沉降可采用 发墩接地端施加位移载荷;对于埋地管道约束模型底部的垂直位移和左右两端的水平位移,根据实 在测情况,在模型中相应位置给地表施加位移载荷与存在的其他外载荷。对于对称性问题,在对称 施加对称边界条件

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对于地面管道,输出结果 里中需查看管道的Mises应力云图和 最大应力值的位置;对于埋地管道,输出结果要求输出管道的应力数据或应变数据、位移数据,在后 处理中需查看管道的轴向应力云图、最大拉压应力值的位置和管道横向位移云图。

基于有限元评价的管道沉降计算至少包括: a) 概述。 b) 计算原理。 数据分析。 d) 评价结果。 e) 结论与建议措施。

基于有限元评价的管道沉降计算至少包括: a) 概述。 b) 计算原理。 C) 数据分析。 d) 评价结果。 e)结论与建议措施

G.7.3. 1问题描述

G.7.3.2有限元模型

考虑因素包括:混凝土层的质量、自然地坪基础上回填土的质量以及物料的质量。具体参数如下:混 疑土层密度为2400kg/m²,弹性模量为20GPa,回填土体密度为1800kg/m²,弹性模量为10MPa, 管道钢为X70,外径为1016mm,壁厚为17.5mm,管道内压取为4MPa,物料对混凝土层分布压力 设为25× 7X9.8=0.172(MPa)

G.7.3.3结果分析

由分析可知,管道应力最大区域分布在物料台边界处,即管道一侧受物料台载荷而有下沉的 而另一侧未受到外载,因此该边界处可能因为相对错动而产生应力集中,该区域应力分布情况见

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图G.2土体和管道的Mises应力云图

管道在物料台边界处的应力分布云图见图G.3, 由此可见,最大应力区域位于边界处左侧管项 侧管底,这是由于管道受到内压影响,而另一方面又受到地基下沉而错动,因此产生该应力集中

3管道的Mises应力云日

管道内压4MPa、物料高度7m时,管顶和管底沿管道方向的Mises应力分布见图G.4。从图 G.4可知,最大Mises应力为202MPa

图G.4管顶和管底沿管道应力分布

不同物料高度对应管道的最大 不存物料时,管道最大应力大约 为110MPa,这是由于管道存在4MPa的内压所致,随着物料高度的增加,管道的最大Mises应力也 随之增加。可以从图G.5看出,物料的存放量对管道的应力影响较为明显,当物料高度在限定高度 m范围内时,管道的应力在200MPa以内

图G.54MPa内压下管道的最大Mises应力随物料高度变化趋势

当管道内压为6MPa、物料高度为7m时, 管底应力分布见图G6 管道内压为8MPa、物料高度为7m时,沿管线方向的管顶、管底应力分布见图G.7。

图G.6管顶和管底沿管道应力分布

图G.7管顶和管底沿管道应力分布

7管顶和管底沿管道应

图G.8管顶和管底沿管道应力分布

当管道在无内压、物料高度为7m时,沿管线方向的管顶、管底应力分布见图G.9,管道受物料 堆积和物料台自重影响产生最大129MPa的Mises应力

图G.9管顶和管底沿管道应力分布

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按照规定,应校核无内压、物料高度 7m时管道的变形,管道的下沉量见图G.10。

图G.10管顶和管底沿管道下沉量

对于停放载重货车对管道的影响,可以根据上述有限元计算结果做出推算,上述计算中,物料密 度为2.5t/m²,堆积高度为7m,则每平方米堆积物料为17.5t,在此情况下,管道的应力情况如上所 述,而载重货车最大载荷为90t,将货车重量按货车占地面积平均计算,则每平方米地面承重将小于 7.5t,即载重货车对管道的影响将小于7m高度的物料对管道的影响。

G.7.4结论和建议措施

G. 7. 4. 1结论

根据上述分析,按照“×××天然气管道交叉施工保护方案”,物料台修建后,当管道内压为设 十压力10MPa、物料高度为7m时,管道最大应力为320MPa农业产业园建设项目工程量清单,小于X70的屈服应力485MPa,物料 及重车对管道产生的应力和变形在材料的弹性安全范围内

G.7.4.2建议措施

虑到下埋高压、大口径天然气管道,其安全性十分重要,提出建议: 管道上方应有足够的抢修通道。 此物料场所有停放载重汽车,应比照管道穿越公路设计。 考虑该段维抢修的特定方案,现行施工方案下,应注意以下事项: 1)应保证0.3m厚度混凝土物料台的完整性,管道上方完整的混凝土物料台可以分散上面 物料的重量,进而避免管道上方局部集中受压,如果混凝土物料台破碎,上方物料或载 重货车的重量直接压在管道上,极易造成管道损坏 2)应注意管道的疲劳现象,管道经过货车的多次碾压可能会出现此方面问题。 建议在物料台做出管线走向标记,避免或减少货车经过或停放在管道上方

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1JGB/T 50539 2]柳金海等,不良条件管道工程设计与施工手册,北京:中国物价出版社,1992

DB43/T 1848-2020 发动机铸造制芯自动化生产线通用技术要求.pdf中国石油天然气集团公司 企业标准 油气管道沉降监测与评价规范 Q/SY 1672—2014 石油工业出版社出版 (北京安定门外安华里二区一号楼) 北京中石油彩色印刷有限责任公司排版印剧 (内部发行) 880×1230毫米16开本2印张53千字印1—800 2014年9月北京第1版2014年9月北京第1次印刷 书号:155021·17862定价:24.00元 版权专有不得翻印

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