GB 50253-2014 輸油管道工程設計規(guī)范 （完整版）
1 總 則
1.0.1 為在輸油管道工程設計中貫徹國家的有關法律、法規(guī)，統一技術要求，做到安全可靠、環(huán)保節(jié)能、技術先進、經濟合理，制定本規(guī)范。
1.0.2 本規(guī)范適用于陸上新建、擴建和改建的輸送原油、成品油、液化石油氣管道工程的設計。
1.0.3 輸油管道工程與上下游相關企業(yè)及設施的界面劃分應符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定。
1.0.4 輸油管道工程設計應在管道建設、運營經驗和吸收國內外先進科技成果的基礎上合理選擇設計參數，優(yōu)化設計。
1.0.5 輸油管道工程設計除應符合本規(guī)范外，尚應符合國家現行有關標準的規(guī)定。
2 術 語
2.0.1 輸油管道工程 oil transportation pipeline engineering
用管道輸送原油、成品油和液化石油氣的建設工程。一般包括輸油管線、輸油站及輔助設施等工程內容。
2.0.2 管道系統 oil pipeline system
各類型輸油站、管線及有關設施的統稱。
2.0.3 輸油站 oil transportation station
輸油管道工程中各類工藝站場的統稱。
2.0.4 首站 initial station
輸油管道的起點站。
2.0.5 末站 terminal
輸油管道的終點站。
2.0.6 中間站 intermediate station
在輸油首站和末站之間設有的各類站場的統稱。
2.0.7 中間熱泵站 intermediate heating and pumping station
在輸油首站和末站之間以加熱、加壓設施為主的輸油站。
2.0.8 中間泵站 intermediate pumping station
在輸油首站和末站之間以加壓設施為主的輸油站。
2.0.9 中間加熱站 intermediate heating station
在輸油首站和末站之間以加熱設施為主的輸油站。
2.0.10 注入站 injection station
在管道中間某位置向管道中注入其他來源油品的站場。
2.0.11 分輸站 distributing station
在輸油管道沿線，為分輸油品至用戶而設置的站場。
2.0.12 減壓站 pressure-reducing station
為降低管道由于位差過大形成過高的管道內壓力而設置減壓設施的輸油站。
2.0.13 線路截斷閥 pipeline block valve
在管道沿線設置的用于將管道分段的閥門。
2.0.14 原油 crude oil
石油采出后的液相部分。
2.0.15 成品油 products
原油經加工生產的C5及5以上輕質油至重質油的商品油。
2.0.16 液化石油氣 liquefied petroleum gas(LPG)
以丙烷、丁烷為主要成分的液態(tài)石油產品，一般有商品丙烷、丁烷和商品丙烷、丁烷混合物。
2.0.17 順序輸送 batch transportation
多種原油或石油產品用同一條管道依次輸送的方式。
2.0.18 操作壓力 operating pressure
在穩(wěn)態(tài)操作條件下，一個系統內介質的壓力。
2.0.19 操作溫度 operating temperature
在穩(wěn)態(tài)操作條件下，一個系統內介質的溫度。
2.0.20 最高穩(wěn)態(tài)操作壓力 maximum steady state operating pressure(MSOP)
管道內液體在穩(wěn)態(tài)操作條件下，介質的最大壓力。
2.0.21 管道設計內壓力 pipeline internal design pressure
在設計溫度范圍內，管道系統設計計算或分析所用的內壓力。
2.0.22 水擊壓力 surge pressure
在管道中，由于液流速度突然改變而引起管道內的壓力變化現象稱水擊，該壓力的幅值稱水擊壓力。
2.0.23 靜壓力 hydrostatic pressure
管道內流體處于靜止狀態(tài)下，因重力而垂直作用在管道及管道附件內壁上的壓力。
2.0.24 彈性彎曲 elastic bending
管道在外力或自重作用下產生的彈性限度范圍內的彎曲變形。
2.0.25 管件 pipe fittings
彎頭、彎管、三通、異徑接頭和管封頭等各種管道異形連接件的統稱。
2.0.26 管道附件 pipe accessories
管件、閥門及其組合件、法蘭、絕緣法蘭、絕緣接頭、清管器收發(fā)筒等管道專用部件的統稱。
2.0.27 冷彎管 cold bends
用模具將管子在不加熱狀態(tài)下彎制成需要角度的彎管。
2.0.28 熱煨彎管 hot bends
管子加熱后，在彎制機具上彎曲成需要角度的彎管。
2.0.29 公稱管壁厚度 pipe nominal wall thickness
鋼管標準中所列出的管壁厚度。
2.0.30 并行管道 parallel pipelines
以一定間距相鄰敷設的管道。
3 輸油工藝
4 線 路
5 管道、管道附件和支承件設計
6 輸 油 站
7 管道監(jiān)控系統
8 通 信
8.0.1 輸油管道通信傳輸方式，可根據通信網現狀、通信網規(guī)劃、管道管理運營對通信的業(yè)務需求量、對數據傳輸質量、可靠性、時延等因素的要求，以及所經地區(qū)通信公網的條件，經技術經濟比較后確定，可選用光纖通信、衛(wèi)星通信、租用公網等手段。
8.0.2 輸油管道通信傳輸方式選用光纖通信時，其光纜宜與輸油管道同溝敷設。光纖容量除應滿足實際工程需求外，還應考慮同路由其他油氣管道工程的需求以及今后業(yè)務發(fā)展的需要，應預留適當的容量。光纜的安裝敷設應符合現行行業(yè)標準《輸油(氣)管道同溝敷設光纜(硅芯管)設計及施工規(guī)范》SY／T 4108的相關規(guī)定。
8.0.3 根據生產需求，通信站點的位置宜設在管道各級生產部門、輸油站及其他沿管道的站點。
8.0.4 輸油管道管理部門宜設具有自交換功能的電話交換設備。輸油站可采用電話接入網關或遠端用戶電話方式。監(jiān)控閥室宜設置電話單機。
8.0.5 管道通信業(yè)務可根據輸油工藝、站控制系統與SCADA系統數據傳輸和生產管理運行需要，設置會議電視、行政電話、工業(yè)電視、周界防范、巡線和應急通信、企業(yè)辦公網絡通信等。
8.0.6 輸油管道應設調度電話系統。調度電話系統可與行政電話系統、會議電話系統共用一套電話交換系統，也可獨立設置。
8.0.7 輸油管道管理部門和輸油站宜引入當地公網電話。
8.0.8 輸油站消防值班室應設火警電話，火警電話宜為公網直撥電話或消防部門專用火警系統電話。
8.0.9 輸油站變電所應設置可與上級電力部門聯系的電力調度電話，無專用變電所值班室時，應將該調度電話并接到站控制室。
8.0.10 管道巡線、維修和事故搶修部門宜設無線通信設施。
8.0.11 SCADA數據傳輸信道應符合下列規(guī)定：
1 數據信號速率不宜小于9600bps；
2 傳輸誤碼率不應大于10-6；
3 時延率應滿足SCADA數據傳輸要求。
8.0.12 輸油站與調控中心之間的數據通信宜設置備用通信信道。
8.0.13 通信機房可與自動化、陰極保護設備共用機房，機房內可采用防靜電活動地板。
9 管道的焊接、焊接檢驗與試壓
附錄A 輸油管道工程與上下游相關企業(yè)及設施的界面劃分
A.0.1 輸油管道工程與上下游相關企業(yè)及設施的界面劃分如下圖所示。
圖A.0.1 輸油管道工程與上下游相關企業(yè)及設施的界面劃分
附錄B 原油一般物理性質測定項目
B.0.1 原油一般物理性質測定項目如下表所示。
表B.0.1 原油一般物理性質測定項目
注：1 原油作為內燃機燃料時，應化驗殘?zhí)亢臀⒘拷饘兮c、鉀、鈣、鉛、釩的含量。
2 石蠟基原油黏度、傾點及凝點按本表測定，其他原油應在傾點、凝點和初餾點之間，每間隔5℃測定不同溫度點的黏度。
附錄C 原油流變性測定項目
C.0.1 原油流變性測定項目如下表所示。
表C.0.1 原油流變性測定項目
附錄D 水力摩阻系數Λ計算
D.0.1 水力摩阻系數λ應按表D.0.1中的雷諾數Re劃分流態(tài)范圍，選擇相應公式計算。
表D.0.1 雷諾數Re劃分范圍及水力摩阻系數λ計算
注：1 當2000＜Re＜3000時，可按水力光滑區(qū)計算；
2 Re1——由水力光滑區(qū)向混合摩擦區(qū)過渡的臨界雷諾數；
3 Re2——由混合摩擦區(qū)向粗糙區(qū)過渡的臨界雷諾數；
4 e——管內壁絕對(當量)粗糙度，直縫鋼管，e取0.054mm；無縫鋼管；e取0.06mm；螺旋縫鋼管，DN250～DN350，e取0.125mm，DN400以上，e取0.10mm。
D.0.2 輸油平均溫度下管內輸送牛頓流體時的雷諾數Re應按下式計算：
式中：qV——輸油平均溫度下的體積流量(m3／s)；
ν——輸油平均溫度下的運動黏度(m2／s)；
d——輸油管道的內直徑(m)。
附錄E 冪律流體管段沿程摩阻計算
E.0.1 冪律流體的雷諾數應按下式計算：
式中：ReMR——冪律流體管段流動的雷諾數；
n——冪律流體的流變指數；
Km——冪律流體的稠度系數(Pa·Sn)；
ρ——輸油平均溫度下的冪律流體密度(kg／m3)；
V——冪律流體管段管內的流速(m／s)。
E.0.2 當冪律流體的雷諾數ReMR≤2000時，冪律流體處于層流狀態(tài)，管段的沿程摩阻hr應按下式計算：
式中：hr——冪律流體管段的沿程水力摩阻，油柱(m)；
d——輸油管道的內直徑(m)；
L——計算管段長度(m)。
E.0.3 當冪律流體的雷諾數Re MR＞2000時，冪律流體處于紊流狀態(tài)，管段的沿程摩阻h r應按下列公式計算：
式中：qV——流體平均溫度下的體積流量(m3／s)；
λτ——冪律流體管段的水力摩阻系數；
f——范寧(fanning)摩阻系數。
附錄F 液化石油氣(LPG)管道強度設計系數
F.0.1 液化石油氣(LPG)管道通過地區(qū)等級劃分及強度設計系數應符合表F.0.1的規(guī)定。
地區(qū)等級劃分為沿管道中心線兩側各200m范圍內，任意劃分成長度為2km并能包括最大聚居戶數的若干地段，按劃定地段內的戶數劃分為四個等級。在農村人口聚集的村莊、大院、住宅樓，應以每一獨立戶作為一個供人居住的建筑物計算。
表F.0.1 地區(qū)等級及強度設計系數K
F.0.2 液化石油氣(LPG)穿越鐵路、公路和人群聚集場所的管段以及管道站內管段的強度設計系數應符合表F.0.2的規(guī)定。
表F.0.2 穿越鐵路、公路、人群聚集場所及LPG站內的管段強度設計系數
附錄G 兩個壁厚不等管端的對焊接頭
附錄H 撓性系數和應力增強系數
H.0.1 構件平面內、平面外的撓性系數和應力增強系數可按表H.0.1計算得出，也可根據表H.0.1計算出特征系數h后，直接從圖H.0.1查出。
表H.0.1 撓性系數和應力增強系數
圖H.0.1 特征系數和撓性系數、應力增強系數的關系曲線
注：1 對于管件，表中的撓性系數k和應力增強系數i適用于任意平面內的彎曲，但其值均不應小于1.0；對于扭轉，則撓性系數k和應力增強系數i為1.0，這兩個系數適用于彎頭、彎管的整個有效弧長(圖中以粗黑中心線表示)和三通的交接口上。
2 R——焊接管頭和彎管的彎曲半徑(mm)。
r——所接鋼管的平均半徑(mm)。
δ——公稱壁厚(mm)。對于彎頭、彎管，為其本身的壁厚；對于拔制三通、焊制三通或焊接支管，為所接鋼管的壁厚。但當焊制三通主管壁厚大于所接鋼管的壁厚，且加厚部分伸出支管外壁的長度大于支管外徑1倍時，指主管壁厚(mm)；
M——補強圈的厚度(mm)。
H.0.2 當補強圈的厚度M大于1.5δ時，特征系數h應按下式計算：
H.0.3 對于大口徑薄壁彎頭和彎管，撓性系數k和應力增強系數i應分別除以修正系數a、b，修正系數a、b應按下列公式計算：
式中：E——鋼材的彈性模量(MPa)；
P——管道附件承受的內壓力(MPa)。
附錄J 鋼管徑向變形計算
J.0.1 鋼管在外載荷作用下的徑向變形，可按下列公式計算：
式中：△X——鋼管水平徑向的最大變形(m)；
Dm——鋼管平均直徑(m)；
W——作用在單位管長上的總豎向荷載(N／m)；
W1——單位管長上的豎向永久荷載(N／m)；
W2——地面可變荷載傳遞到管道上的荷載(N／m)；
Z——鋼管變形滯后系數，取1.5；
K——基床系數，可按表J.0.1選??；
E——鋼材的彈性模量(N／m2)；
I——單位管長截面慣性矩(m4／m)；
δn——鋼管公稱壁厚(m)；
ES——土壤變形模量(N／m2)，ES值應采用現場實測數。當無實測資料時，可按表J.0.1選取。
表J.0.1 土壤變形模量
J.0.2 埋設在管溝內的管道單位長度上的豎向土荷載應按下式計算：
式中：We——單位管長上的豎向土荷載(MN／m)；
γ——土壤容重(MN／m3)；
D——鋼管外直徑(m)；
H——管頂回填土高度(m)。
J.0.3 埋設在土堤內的管道單位管長的豎向土荷載應為管頂上土壤單位棱柱體的重量。
J.0.4 隧道內管道覆土埋設并在上方通車時，管道應進行徑向變形校核，其地面可變荷載宜按小型越野車的參數考慮。
