DM11-2 高压及次高压管道设计及施工
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地下管网及有关设施之设计、施工及维修指引 1.0 甲
-Ⅱ- 1 -
2 高压及次高压管道设计及施工
2.1 适用范围
2.1.1 本章节是为表压压力大于0.4MPa但不大于4.0MPa的燃气(不包括液态气)室外输配管道的设计和施工提供参考。
2.1.2 工程人员应具相关的资历或专业资格，以确保工程设计能为客户供应安全可靠的煤气，并提供亲切、专业和高效率的服务，同时致力保护及改善环境。
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-Ⅱ- 2 - 2.2 管道及附件材料
2.2.1 高压燃气管道应采用钢管,其管材及附件材料应符合下列要求:
1) 钢管及管道附件材料的选择,应根据管道的使用条件(设计压力、温度、介质特性、使用地区等)、材料的焊接性能等因素,经成本效益分析后确定。
2) 钢管及管道附件应根据选用的材料、管径、壁厚、介质特性、使用温度及施工环境等因素,对材料提出冲击试验和(或)落锤撕裂试验要求。
3) 当管道附件与管道采用焊接连接时，应采用相同或相近的材料。
4) 高压A钢管在四级地区或在其它重要设施，如铁路、高速路等的选材，应采用埋弧直缝钢管(如UOE)或无缝钢管(seamless)。
5) 在高压A的情况下，螺旋焊缝钢管的应用应限于一、二或三类区域。
6) 螺旋焊缝钢管的应用，应优先考虑选用经过扩径的管材，在缺乏扩径的情况下，管材供货商应提供测试结果，以证明管材的残余应力不大于其最低屈服强度的10%。
7) 管道附件不得采用螺旋焊缝钢管制作,严禁采用铸铁制作。
8) 钢管应符合有关的国家标准，如GB/T9711等，当国家标准未能涵盖时，应不低于相应的国际标准，如API 5L等。
9) 管道附件应符合有关的国家标准，如GB12459-2005，GB/T13402-1992等，当国家标准未能涵盖时，应不低于相应的国际标准，如ASME B16.5，ASME B16.9等。
10) ERW高频电阻焊管的应用应限于不高于表压0.8MPa及壁厚不大于10mm的管道。
2.2.2 钢管及管件必须附有合适的外涂层，管道也宜有内防腐层以防止在运送及储藏期间锈蚀或损害。详见第2.6节。
2.2.3 如需要检管和清管，应符合以下要求:
1) 高压管道，其弯头的弯度应按GB50251-2003的规定。次高压管道，其
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-Ⅱ- 3 - 弯头的曲率半径应不少于3D。
2) 弯头不应由钢管焊接制造(Mitre bend)。
3) 阀门必须为全通径。
4) 在支管的直径大于干管的直径25%时，三通的支管口位置应设导向杆。
2.2.4 由于0.8MPa以上的次高压或高压管道对整个输配系统极其重要，所以应尽量考虑检管要求。
2.2.5 在设计支管时，必须先考虑选用预制的管件，并具出厂合格证书。在情况不许可下，可使用直接开孔连接的方法，而有关补强的规定必须符合《城镇燃气设计规范》GB50028-2006。
2.2.6 法兰垫片必须不含石棉成份,应选用可靠的形式和材质。 如金属缠绕垫片、聚四氟乙烯垫片等。
2.2.7 燃气管道阀门的选用应符合有关国家现行标准或不低于国际标准，如ASME
B16.34，API6D,API6FA等，并选择适用于燃气介质的阀门,宜选用焊接球阀。阀门应具备双隔中疏的功能(Double Block and Bleed)，即阀门本身的上下游皆有密封面,而两个密封面中间有通道可以将气体放散，确保当阀门关闭时，上游的气体绝不会流入下游。
2.2.8 弯头的壁厚应比相连钢管厚，其厚度的计算应按GB50251-2003的规定。
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-Ⅱ- 4 - 2.3 管材及管件存放
2.3.1 管材及管件的性能及检验一般规定
用于燃气输配工程的管道、管件、辅材、焊材等，必须具有生产厂质量检验部门的产品质量检验报告和合格证，其质量不得低于国家现行标准或其它国际标准，否则不得使用。
2.3.2 管道设备的搬运和存放
1) 验收物料，应注明收到的货品的数量以及损坏的程度，如果有损坏的话，应详细报告有关资料，并应附照片以作记录。
2) 在收到提供的物料之后，应该注意所有这种物料的保安、搬运、存放和堆放。
3) 为了防止管道保护层受到破坏，管道应该用厚的木料垫高。在堆叠时，两层管道之间应放上衬垫。
4) 任何损坏或不适合使用的物料，都应有清楚的标签，并与其它适合使用的物料分开存放，避免好坏混合，防止因疏忽而误用在工程中。
5) 管道、设备搬运时，不得抛摔、拖拽和剧烈撞击。
6) 运输时的堆放高度、环境条件（湿度、温度光照等）必须符合产品的要求，应避免曝晒和雨淋。
7) 运输时应逐层堆放，捆扎、固定牢靠，避免相互碰撞。堆放处不应有可能损伤材料、设备的尖凸物。
8) 避免接触可能损伤管道、设备的油类、酸、碱等物质。
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-Ⅱ- 5 - 2.4 地区等级
2.4.1 燃气管道通过的地区，按沿线建筑物的密度可划分为四个地区等级，并依从所归类的地区等级作出相应的管道设计。
2.4.2 燃气管道地区等级的划分应符合下列规定:
沿管道中心线两侧各200m范围内,任意划分为1.6km长并能包括最多供人居住的独立建筑物数量的地段,按划定地段内的房屋建筑密集程度,划分为四个等级。
注:
在多单元住宅建筑物内,每个独立住宅单元按一个供人居住的独立建筑物计算。
1) 地区等级的划分:
a) 一级地区:有12个或12个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。
b) 二级地区:有12个以上,80个以下供人居住建筑物的任一地区分级单元。
c) 三级地区:介于二级和四级之间的中间地区。有80个和80个以上供人居住建筑物的任一地区分级单元;或距人员聚集的室外场所90m内铺设管线的区域。
d) 四级地区:地上4层或4层以上建筑物普遍且占多数的任一地区分级单元(不计地下室层数)。
2) 二、三、四级地区的长度可按如下规定调整:
a) 四级地区的边界线与最近地上4层或4层以上建筑物相距200m。
b) 二、三级地区的边界线与该级地区最近建筑物相距200m。
3) 确定燃气管道地区等级应为该地区今后发展留有余地，宜按城市规划划分地区等级。
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-Ⅱ- 6 - 2.5 管壁计算及设计系数
2.5.1 燃气管道的设计强度，应根据管段所处地区等级和运行条件,按可能同时出现的永久载荷和可变载荷的组合进行设计。特殊情况下(例如当有巨大温差，预计沉降或其它负荷等)，管道设计应考虑进行详细的应力分析，以确保管道所承受的载荷。
2.5.2 设计钢管时，应考虑因高压或次高压系统每天压力循环所产生的金属疲劳效应。
2.5.3 钢质燃气管道的设计公称壁厚，应先按式(2.5.3)计算其直管段计算壁厚，其后按钢管标准规格选取不小于直管段计算壁厚的公称壁厚。最小公称壁厚不应小于表2.5.4的规定。
FPDs2 (式2.5.3)
式中: δ-- 钢管计算壁厚(mm);
P-- 设计压力(MPa);
D-- 钢管外径(mm);
sσ-- 钢管的最低屈服屈强(MPa);
F-- 强度设计系数,按表2.5.5和表2.5.6选取。
φ-- 焊缝系数。 当采用符合GB50028第5.9.4条规定的钢管标准时取1.0。
2.5.4 钢质燃气管道最小公称壁厚 表2.5.4
钢管公称直径(mm) 公称壁厚(mm)
DN100-DN150 4.0
DN200-DN300 4.8
DN350-DN450 5.2
DN500-DN550 6.4
DN600-DN900 7.1
DN950-DN1000 8.7
DN1050 9.5
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-Ⅱ- 7 - 2.6 设计要求
2.6.1 本指引的气体体积的标准参比条件是101.325kPa,0℃。
2.6.2 在运行的压力和温度条件下,燃气的烃露点应比最低环境温度低5℃,燃气中不应有固态、液态或胶状物质。
2.6.3 在运行的压力和温度条件下, 燃气的水露点应比最低环境温度低5℃。
2.6.4 流速不宜大于20m/s。
2.6.5 管网的规划应配合用户的分布,并尽量形成环状以加强供气的可靠性。
2.6.6 管道路线的选择，应考虑以下主要因素：
1) 地区等级与最高设计压力的规定
2) 间距的规定
3) 城镇规划/土地用途可能对管道的影响
4) 管线的长度、设计、施工及运作的要求及有关的造价
5) 对环境或文物的影响
6) 相邻设施及周边环境对管道可能造成的风险。地下燃气管道不可在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越,并不宜与其它管道或电缆同沟敷设。如需要同沟敷设时,必须采取防护措施。
2.6.7 地下燃气管道埋设的最小覆土厚度(路面至管顶)应符合下列要求:
1) 埋设在车行道下时,不得小于0.9m;
2) 埋设在非车行道(含行人道)下时, 不得小于0.6m;
3) 埋设在水田下时, 不得小于0.8m。
2.6.8 埋地管道的连接应尽量避免使用法兰。
2.6.9 输送湿燃气的管道,应埋设在土壤冰冻线以下。
2.6.10 地下燃气管道地基宜为原土层。凡可能引起管道不均匀沉降的地段,其地基应进行处理。
2.6.11 管道与建筑物、构建物或相邻设施的水平及垂直间应符合GB50028的要求。如强度设计系数不大于0.3及管壁厚度不少于11.9mm，所需的水平净距为不少于3m。
