大口徑高強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法
【專利摘要】一種大口徑高強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法，大口徑高強(qiáng)度三通管件壁厚的計(jì)算，公式如下：等徑三通主管壁厚：t主≥tP/K1異徑三通主管壁厚：t主≥tP/K2所述大口徑高強(qiáng)度三通管件壁厚計(jì)算公式適用于通過熱拔制成型的所有X70和X80級高鋼級別的大口徑熱拔制三通管件的制作要求。本發(fā)明為用這種基于站場鋼管的三通壁厚計(jì)算方法可回避繁冗復(fù)雜的三通面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算分析工作，計(jì)算結(jié)果用于確定三通最小壁厚，實(shí)現(xiàn)管道系統(tǒng)鋼管與三通的等強(qiáng)度聯(lián)接，滿足石油、天然氣管道工程建設(shè)對高強(qiáng)度大口徑三通的需求。
【專利說明】大口徑高強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸油氣設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種大口徑高強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長輸油氣管道工程建設(shè)中，為了滿足分輸、變向、計(jì)量等需要，站場、閥室及壓氣站等現(xiàn)場施工常常需要大量的彎頭、三通等大口徑管件產(chǎn)品。對于三通管件，由于其支管與主管根部獨(dú)特的圓弧過渡結(jié)構(gòu)，使得三通的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度強(qiáng)烈地依賴于支管與主管根部曲率半徑R和肩部壁厚t，其開孔補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)力計(jì)算分析十分復(fù)雜，很難求得精確的方程解。盡管工程技術(shù)人員結(jié)合三通具體的制造工藝方法和特定的邊界條件提出了多種補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算公式，但就國內(nèi)、外標(biāo)準(zhǔn)所推薦的熱拔制三通的設(shè)計(jì)方法主要有兩種:其一為驗(yàn)證試驗(yàn)法，該方法雖然較為可靠，但因?qū)嵤┏杀竞芨叨槐粡V泛使用；其二為面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法，即AJAfA3 ^ Ae,見圖1。大量的工程實(shí)踐表明:按照后者所確定的三通壁厚，其結(jié)果十分保守，不僅生產(chǎn)成本高，且技術(shù)難度因此大大增加，并且兩種方法所確定的最終結(jié)果偏離較大，難以較好地滿足管道工程建設(shè)對大口徑高強(qiáng)度三通的設(shè)計(jì)要求。例如，某管線工程設(shè)計(jì)壓力12MPa，材質(zhì)為X80，規(guī)格為 01219mmX1219mmX 1219mm和 Φ 1219mmX 1219mmX 900mm 的三通，按照面積補(bǔ)強(qiáng)公式計(jì)算所需要三通最小壁厚達(dá)78mm和60mm，遠(yuǎn)超出現(xiàn)有三通生產(chǎn)技術(shù)水品，而按照實(shí)物驗(yàn)證試驗(yàn)方法所確定的最小壁厚僅有為48mm和40mm。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種大口徑高強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法，解決上述問題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種大口徑高強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法，大口徑高強(qiáng)度三通管件壁厚的計(jì)算，公式如下:
[0006]等徑三通主管壁厚
【權(quán)利要求】
1.一種大口徑高強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法，其特征在于，大口徑高強(qiáng)度三通管件壁厚的計(jì)算，公式如下:
、 PD 等徑二通主管壁厚:t主> tp/Ki — ~；

IasPKlFt

PD 異徑三通主管壁厚:t主≤tp/K2 >~-

2σ3φΚ2Ρ? 其中， K1—等徑三通成型過程中，支管端部壁厚相對于毛坯管壁厚的形變系數(shù)； K2—異徑三通成型過程中，支管端部壁厚相對于毛坯管壁厚的形變系數(shù)； -主管壁厚(mm)；
, ,PD tp-支管連接管壁厚(mm) ,tp =、； P——設(shè)計(jì)壓力(MPa)； D—連接鋼管外徑(mm)； σ s——材料的最小屈服強(qiáng)度(MPa)； Φ-焊縫系數(shù)； t——溫度折減系數(shù)； F——設(shè)計(jì)系數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)條件選取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑高 強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法，其特征在于，所述大口徑高強(qiáng)度三通管件壁厚計(jì)算公式適用于通過熱拔制成型的所有X70和X80級高鋼級大口徑熱拔制三通管件的制作要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑高強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法，其特征在于，通過熱拔制成型的大口徑三通管件的力學(xué)性能測試必須滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑高強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法，其特征在于，還包括后續(xù)步驟，對通過理論計(jì)算得到的三通管件進(jìn)行爆破試驗(yàn)研究，驗(yàn)證滿足油氣輸送管道建設(shè)要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑高強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法，其特征在于，K范圍取0.545~0.565。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑高強(qiáng)度油氣輸送管道用熱拔制三通壁厚計(jì)算方法，其特征在于，K2范圍取0.65~0.75。
【文檔編號】F16L41/02GK103542214SQ201210243066
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】劉迎來, 吳宏, 齊麗華, 王高峰, 郭志梅, 李云龍, 王長安 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所, 中國石油天然氣股份有限公司管道建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理部, 北京隆盛泰科石油管科技有限公司