开孔补强

说明： （1）采用标准三通，当不能采用三通时补强件 应将主管的整个圆周包围住。 （）可采用全包式补强构件、补强圈、鞍形板 或焊接出口式管件（如支管台）。采用角焊缝将补强 件焊接到主管上之前，应先将补强件边缘削薄，使其 不超过主管的壁厚。且主管上连接支管的开孔直径不 应超出支管外径的 6 mm。 （）主管上连接支管开孔直径不大于 50 mm 则 不必补强。 （）开孔补强不是强制性要求，但在有严重外 载荷时仍需考虑补强。
参考资料
保护装置检验”中是非常重要的。
[ 1 ] 劳动部职业安全卫生锅炉压力容器监察局，压力管道安全
2 结束语
管理与监察规定 [S]. [ ] 国家质量监督检验检疫总局，在用工业管道定期检验规程
宏观检验是定期检验中最常用的，是检验人员 司空见惯的，也可能是检验人员易忽视的检验方法。 其实对宏观检验的把握水平，最能体现出检验人员的
第 9 卷第 期 01 年 6 月
·管道与管件·
化 工 设 备 与 管 道 PROCESS EQUIPMENT & PIPING
压力管道开孔补强设计
刘欣，王新华，李显达，宋金凤
（中国石油工程设计有限责任公司华北分公司，河北 任丘 0655）
Vol. 9 No. Jun. 01
和接管处将产生大的应力集中，此外还有材质和制造
与 缺陷等各种因素的综合作用，使得管线的失效往往发 ww 管 生在开孔接管附近 [1]。因此，在接管区采取有效地补 w 强措施来降低应力集中，具有重要的工程应用价值。 .t 道 1 开孔补强设计原则 ce 》 管线开孔的补强设计计算方法有很多种。当前 d 国内外有关规范中的开孔补强设计计算方法主要有 .c 两种，即以 ASME 规范为代表的等面积法和以欧盟 o 标准 EN 15 为代表的压力面积法 []。石油天然气 m 管线开孔补强大多采用等面积法进行计算。等面积补
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化 工 设 备 与 管 道
第 9 卷第 期
表5 工况二的基础数据
材质 设计压力/
主管参数
MPa 主管外径/mm 计算厚度/mm 名义厚度/mm 负偏差，%
0#钢
10
5
11.5
16
10
支管外径/mm
支管参数
计算厚度/mm 名义厚度/mm
1.1
5
负偏差，% 10
腐蚀裕量 /mm
《化 Brief Discussion of Importance of Macro Inspection Used in Periodical 工 Inspection for Industrial Piping 设ZHENG Lian-xue
备 （Wuhan Boiler & Pressure Vessel Inspection Institute，Wuhan 00, China） ww 与管 Abstract: Current situation of industrial piping application was analyzed in this article. Based on the analysis of defects, which were w formed in fabrication and installation, found in periodical inspection in recent years and corrosion, fatigue, wear and deterioration of . 道 material occurred in usage, six aspects, including visual examination, material appearance discrimination, determination of location tc 》 for thickness measurement, selection of location for insulation uncovering, selection of location for NDT and safety protective unit, e were summarized. Then, from these six aspects, the importance of periodical inspection for industrial piping was indicated. Keywords: industrial piping; macro inspection; periodical inspection
只有0.5，0.75，1，1.5英寸四种规 格，适应性差。
ww 管 3 各种补强方式在某储气库管道上的应用 w. 道 某储气库是陕京二线配套储气库，是北京供气 tc 》 的重要保障，对满足京津地区的季节调峰和应急供气 e 将起到重要作用，其安全生产运行，具有较高的经 d. 济和社会效益。站内工艺管线种类较多且压力较高， c 除放空、排污和辅助系统等低压工艺管线外，其余工
[ ] 王磊 . 压力容器开孔补强设计方法比较 [J]. 石油化工设计，
50 mm 时，先在文献 [11] 中选择与之相接近的标准管 件，然后用异径接头过渡；支管公称直径＜ 50 mm 时， 在主管开口用对焊接管台（焊台）连接支管，含硫介 质管线焊台材质选用 0# 钢 ；其他管线焊台材质选用
00，19():17-19. [ ] 王焕强 . 浅析钢管开孔补强 [J]. 鞍山钢铁学院学报，1996，
收稿日期：011-09-0 作者简介：刘欣（198—），男，甘肃省张掖市人，工程师。主
要从事油气田地面工程设计工作。
01 年 6 月
刘欣，等. 压力管道开孔补强设计
· 65 ·
有的管线都能采用标准三通，对不能采用标准三通的 开口位置的补强，到底采用补强板、焊台还是非标补 强管，国内石油行业尚未形成通用的做法，各家设计
16(6):-5. [ 5 ] 裴召华 . 压力容器厚壁管补强 [J]. 石油化工设备，009(B08):
1-15.
16Mn。管线压力等级≥ Class 500，焊台压力等级选
[ 6 ] 唐 玉 江 . 中 低 压 容 器 开 孔 补 强 结 构 比 较 [J]. 化 工 设 计，
用 6000 psi ；管线压力等级＜ Class 500，焊台压力等 级选用 000 psi。
2 开孔补强设计方式比较[4-8]
强法是以拉伸的开孔大平板为计算模型的，即仅考虑 壳体中存在的拉伸薄膜应力，且以补强壳体的一次总 体平均应力作为补强准则 []。当管线开孔较小时，开 孔边缘的局部应力是以薄膜性质的应力为主，适用于 等面积补强法。
开孔补强设计原则：油气集输管线开孔补强的 设计应符合表 1 的规定及（1）、（）、（）和（）说 明的最低要求。
摘 要：压力管线开孔接管和补强结构作为管道系统中常用的结构方式，在石化领域广泛应用。在对国内
外开孔补强设计的主要原则进行分析后，对几种常用的补强方式进行了对比研究，主要包括补强板、补
强管和焊台补强三种形式。对某储气库中各种工况下应用的各种开孔补强方式进行了实例分析，最终确 定了该工程各种工况下适用的开孔补强方式，对其他工程具有借鉴意义。
《 关键词：开孔补强；等面积法；补强圈；厚壁管 化 中图分类号：TQ 050.；TH 1 文献标识码：A 文章编号：1009-81(01)0-006-0
工 随着现代石油化工的发展，管线开孔接管及补强 设 结构已成为管道系统中最常用的结构方式。管线开孔 备 后，由于器壁削弱且结构的连续性遭到破坏，在开孔

在主管上开孔并焊接支管台。当主支管为等径时宜采 对于站内工艺管线开孔补强原则见表 7。
用三通。
表6 工况二的计算结果
文献 [10] 规定：采用补强圈结构时，容器设计
项目
A
A1
A
A
压力要小于 6. MPa。
计算面积/mm 8
10
8
0
根据规范限定及补强公式验算（详见计算示例），
表7 站内工艺管线开孔补强原则
《 管线压力（P）/MPa
支管规格
化 P≤1.6
任意
工 1.6＜P≤6.
DN＜50 mm DN≥50 mm
设 P＞6.
DN＜50 mm DN≥50 mm
备 注：表中√表示可选补强方式。
直接开孔 √ √
标准三通
√ √ √ √
补强方式 补强板/鞍板
√ √
支管台 √ √
非标管件 √
与 4 结束语 ww 管 经计算，该工程规定主管上连接支管时，开口 w. 道 的设计原则如下： t （1）低压排污、放空、乙二醇再生、丙烷系统、 c 》 导热油系统、低压油气水系统等管线接异径支管时， e 主管上直接开口焊接支管。 d. （）上述以外的工艺管线连接支管时，按照文献 c [11] 直接选取标准三通（等径或异径），如果不能直接 om 选取到标准三通时按以下原则执行 ：支管公称直径≥
而降低孔边的应力集中。
度计和高压注醇管线接口处。
结构简单，制作方便，成本低，技术成熟。
可以根据实际工况做出任意支管的 标准管件、易购买、尺寸小，方便
补强管，可以与主管形成整体，抗 安装。 疲劳性提高，可避免温差应力[6]。
1、补强圈焊接属于搭焊结构，其抗疲劳性较差； 1、需单独出图加工，成本高； 、对焊接工艺有很高的要求，且容易产生新的应 、尺寸较大，不利于配管安装。 力集中； 、只适用于操作压力小于6. MPa的工况[7-8]。
[S]. [ ] JB/T 70.—005，承压设备无损检测 [S]. [ ] 王非，林英 . 化工设备设计全书 - 化工设备用钢 [M]. 北京：
化学工业出版社，00.
综合能力。以上六个方面内容，均是笔者在工业管道 定期检验中的检验案例，因此，切身体会到宏观检验
[ 5 ] 沈松泉，黄振仁，顾竟成 . 压力管道安全技术 [M]. 南京： 东南大学出版社，000.