船舶與導管架式海洋平臺管道壁厚計算比較分析

李雙勝，劉寧春

（1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300000；2.海洋石油工程股份有限公司，上海 200000）

船舶與導管架式海洋平臺管道壁厚計算比較分析

李雙勝1，劉寧春2

（1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300000；2.海洋石油工程股份有限公司，上海 200000）

管道的壁厚計算作為管道設計的基礎，其重要性不言而喻。在船舶與導管架式海洋平臺的設計中，由于二者采用的標準規范不同，其計算公式也存在些許差異，因此，采用二種標準計算出來的結果也是有差異的。本文將就二者之間的差異進行比較。

船舶；導管架式海洋平臺；管道壁厚計算

1 管材的比較

由于管道材料有很多種，而無縫鋼管是最常用管材，故本文中只對無縫鋼管進行比較。

目前，國內入級CCS船級社的船舶的管材一般選用GB/ T 8163中的10#/20#鋼管[2]，而導管架式平臺一般采用美標的ASTM A106 Gr.B，對于這三種材質，其化學成份和力學性能如表1所示：

表1 化學成分

表2 力學性能

2 管道壁厚計算公式比較

CCS船級社管道壁厚計算公式和ASME B31.3的管道壁厚計算公式如表3所示。

表3 壁厚計算公式

式中：

δ，tm：最小壁厚

δ0，t：基本計算壁厚

b：管子彎曲附加余量；

c：腐蝕余量

p：設計壓力，MPa；

D：管子外徑，mm；

[σ]，S：鋼管許用應力

e，W：焊接有效系數，通常取1；

E：質量系數，通常取1；

Y：系數，通常取1；

故，經簡化后，按CCS規范計算的壁厚公式為：

而ASME B31.3的計算公式經簡化后可知：

經比較發現，按CCS船級社計算的管道壁厚比按ASME B31.3規范計算的壁厚主要是多一個管子彎曲附加余量。這是因為船舶管道的彎頭通常不采用定型彎頭，而是采用彎管機加工管道，所以在設計時需要考慮該余量[3]。

3 管子腐蝕余量比較

對于船舶管子的腐蝕余量，CCS船級社規范上有個推薦值，具體見表4。

表4 鋼管腐蝕余量C

而對于導管架式海洋平臺上的管子腐蝕余量，目前沒有標準規范明確給出推薦值，具體如下：

1）公用系統：如公用儀表風、柴油系統管子，一般按經驗取值1.5～3mm腐蝕余量；

2）工藝系統：如原油系統，燃料氣系統，濕氣壓縮機系統等，管子腐蝕余量通常需要根據每個油氣田的具體物流組分，按照腐蝕模擬軟件進行計算，一般碳鋼系統需要添加緩蝕劑來減緩和降低腐蝕，緩蝕效率為80%～90%，根據計算結果，緩蝕劑添加以后腐蝕余量在3～6mm考慮碳鋼材質，若緩蝕劑添加以后腐蝕余量大于6mm，一般考慮選擇不銹鋼管子[4]。

4 結束語

通過以上對比分析可知，對于船舶和導管式海洋平臺的管道壁厚計算的主要區別如下：

1）管材選用標準不同，管材的力學性能不同。

2）根據兩規范的壁厚計算公式可知，船舶管道壁厚在計算時主要比導管架式海洋平臺。管道壁厚計算時多考慮了管子彎曲附加余量；

3）在管子腐蝕余量的取值也是不同的。

[1]中國船級社.鋼質海船入級規范[S].北京：人民交通出版社，2014.

[2]GB/T 8163—2008輸送流體用無縫鋼管[S].2008.

[3]The american society of mechanical engineers.asme b31.3-2012 process piping.asme code for pressure piping，b31[S].2012.

[4]Astm.a106-99 standard specification for seamless carbon steel pipe for high-temperature service[S].1999.

Pipes Wall Thickness Calculation Contrast Analysis Between Ship and Offshore Jacket Platform

Li Shuang-sheng，Liu Ning-chun

The calculation of pipe wall thickness is the basis of pipeline design，and it's importance is self-evident.In the design of ships and offshore jacket platform，due to adopt different standards，the calculation formula also exist some differences，therefore，the calculation result is different.This article will coMPare the differences between them.

ships；offshore platform jacket；pipe wall thickness calculation

U656.6

B

1003–6490（2016）04–0070–02

2016–03–20

李雙勝（1980—），男，河北滄州人，工程師，主要從事海洋石油平臺設計工作。