油氣管道設計中小口徑支管連接處理方式探討

劉燕寧(中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010)

油氣管道設計中小口徑支管連接處理方式探討

劉燕寧(中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010)

本文介紹了油氣管道工程設計中常見的幾種支管連接方式，根據設計中常用的標準規范對支管連接的條件及具體要求，結合管道建設的重要性和復雜性，并根據已出臺的操作規定及文本要求，提出石油天然氣管道工程的設計意見，主要為在主管道上開口連接支管采用支管臺，從細節上確保管道系統安全平穩運行。

油氣管道設計；中小口徑；支管連接

1 油氣管道設計中小口徑支管連接概述

支管連接，是指油氣管道中從主管道引出支管的連接結構，包括整體加強管件的連接、待加強與不帶加強焊接結構的支管連接。常見的支管連接方式有標準三通件連接、焊接支管連接、半管接頭連接、支管臺連接等。

在油氣工程設計中，從主管道連接支管的主要形式采用標準三通件、特制三通件、在施工現場通過在主管上開孔焊接支管道等主要方式。具體來說，在開口焊接的支管公稱直徑不大于50毫米時，采用現場開口焊接支管操作，也稱之為無標準三通件現場開口焊接；當支管公稱直徑大于50毫米時，通常采用補強圈結構操作，采用等面積補強原則計算操作。半管承插焊接頭在油氣工程設計中應用較少，半管內螺紋結構主要用于儀表管嘴的使用等。

2 標準規范對小口徑支管連接相關要求

行業內部將支管公稱直徑不大于50毫米的支管連接稱之為小口徑支管連接。針對油氣管道設計過程中，小口徑支管連接有具體的環節標準要操作要求，具體情況如下：

2.1 油氣管道設計規范

在出臺的《輸油管道設計方案》GB50253和《輸氣管道工程設計方案》GB50251的國家油氣管道施工設計管理規定中，對小口徑支管連接做了相關要求。即直接在主管上開口與支管連接，當支管公稱直徑不大于50毫米時，可不施行補強操作。

2.2 輸氣與配氣管道系統

在出臺的1999年版本的ASME B31.8《輸氣與配氣管道系統》一書中，對支管連接做了如下所述要求：

在支管公稱直徑與主管公稱直徑比值不大于25%的條件下，要根據主管設計環向應力與規定最低屈服強度的比值比例不同，對支管連接采取的方式也不同。

（1）當主管設計環向應力與規定最低屈服強度的比值比例不大于20%時，支管連接操作時，主管道開孔處不一定采取補強操作，要視情況而定，當在壓力超過689.476kPa的特殊情況出現時，使用薄壁管或承受嚴重外載荷時，則必須進行補強操作。

（2）當主管設計環向應力與規定最低屈服強度的比值比例處于（25%，50%］區間支管連接操作時，對于開孔直徑小于等于50毫米的操作，無需進行補強操作計算，但應適當采取保護促使，使得小孔開孔操作可以承受施工振動與其他外力。

（3）當主管設計環向應力與規定最低屈服強度的比值比例大于50%時，支管連接操作，對于開孔直徑小于等于50毫米的操作，可不進行補強計算，但應適當采取保護促使，使得小孔開孔操作可以承受施工振動與其他外力。當開孔直徑大于50毫米時，應當進行補強操作，補強件可謂全包式、環形、鞍形或焊接式出口管件，補強件的邊緣應拔接至匯管的厚度。具體操作時，建議連接補強件與匯管的角焊縫焊腿不超過匯管的厚度。

2.3 工業金屬管道設計規范

在出臺的《工業金屬管道設計規范》GB50316中規定，當設計施工壓力超過6.3MPa的管道主支管為異徑時，此時不建議采用施工現場制作的焊接支管，而應該采用三通管件或在主管上實施開孔操作并焊接支管臺。

當采用半管接頭實施支管連接操作時，公稱直徑應小于等于50毫米，在有振動的管道可采用三通、支管臺或嵌入式支管實施操作。

當采用半管接頭時，對半管直徑的要求是不大于公稱直徑50毫米和主管公稱直徑的四分之一，設計壓力不大于10MPa時，接頭端部處最小厚度大于等于下表所列厚度：

半管接頭端部厚度公稱直徑DN（單位mm）15 20 25 32 40 50厚度t（最小值mm）4．1 4．3 5．0 5．3 5．5 6．0

螺紋連接接頭，不得用于有分析腐蝕的流體施工狀況中，在劇烈流動循環條件下，螺紋連接僅僅限于溫度計套管與測溫元件的連接。

2.4 相關設計建議

在油氣管道工程設計過程中，通常要在站場與線路閥室設計中實施在主管道開孔焊接支管操作作業。在設計處理過程中，要對公稱直徑大于50毫米支管采用加補強圈補強或特制三通處理方式；在主管道開口焊接公稱直徑處于25至50毫米區間時，建議采用直焊發貨時，不進行補強操作。

綜上所述，在輸油輸氣管道工程設計規范中，當支管公稱直徑不大于50毫米時，可直接在主管道上開口直接焊接支管，不采取補強操作，當支管公稱直徑小于或等于50毫米時，不用補強操作，但應當滿足操作附加條件，當設計壓力大于6.3MPa時，不建議采用現場制作的焊接支管操作，建議采用支管臺，當使用半管接頭時，端部最小壁厚必須滿足標準要求，不另行進行補強操作的條件更加嚴格。未來在大型的油氣管道中進行中小口徑支管連接操作時，要不斷積累實際操作經驗，實現高標準的操作，保證管道的平穩運行。

[1]諶貴宇.國內油氣管道設計中小口徑支管連接處理方式及發展趨勢研究[J].天然氣與石油,2006(24)．

劉燕寧（1985-），女，遼寧盤錦人，工程師碩研，主要從事油氣田地面工程及油氣管道設計與研究。