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(dǎo)管架式海洋平臺(tái)管道壁厚計(jì)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(jì)算作為管道設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻。在船舶與導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)的設(shè)計(jì)中，由于二者采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不同，其計(jì)算公式也存在些許差異，因此，采用二種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果也是有差異的。本文將就二者之間的差異進(jìn)行比較。

船舶；導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)；管道壁厚計(jì)算

1 管材的比較

由于管道材料有很多種，而無(wú)縫鋼管是最常用管材，故本文中只對(duì)無(wú)縫鋼管進(jìn)行比較。

目前，國(guó)內(nèi)入級(jí)CCS船級(jí)社的船舶的管材一般選用GB/ T 8163中的10#/20#鋼管[2]，而導(dǎo)管架式平臺(tái)一般采用美標(biāo)的ASTM A106 Gr.B，對(duì)于這三種材質(zhì)，其化學(xué)成份和力學(xué)性能如表1所示：

表1 化學(xué)成分

表2 力學(xué)性能

2 管道壁厚計(jì)算公式比較

CCS船級(jí)社管道壁厚計(jì)算公式和ASME B31.3的管道壁厚計(jì)算公式如表3所示。

表3 壁厚計(jì)算公式

式中：

δ，tm：最小壁厚

δ0，t：基本計(jì)算壁厚

b：管子彎曲附加余量；

c：腐蝕余量

p：設(shè)計(jì)壓力，MPa；

D：管子外徑，mm；

[σ]，S：鋼管許用應(yīng)力

e，W：焊接有效系數(shù)，通常取1；

E：質(zhì)量系數(shù)，通常取1；

Y：系數(shù)，通常取1；

故，經(jīng)簡(jiǎn)化后，按CCS規(guī)范計(jì)算的壁厚公式為：

而ASME B31.3的計(jì)算公式經(jīng)簡(jiǎn)化后可知：

經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，按CCS船級(jí)社計(jì)算的管道壁厚比按ASME B31.3規(guī)范計(jì)算的壁厚主要是多一個(gè)管子彎曲附加余量。這是因?yàn)榇肮艿赖膹濐^通常不采用定型彎頭，而是采用彎管機(jī)加工管道，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮該余量[3]。

3 管子腐蝕余量比較

對(duì)于船舶管子的腐蝕余量，CCS船級(jí)社規(guī)范上有個(gè)推薦值，具體見(jiàn)表4。

表4 鋼管腐蝕余量C

而對(duì)于導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)上的管子腐蝕余量，目前沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范明確給出推薦值，具體如下：

1）公用系統(tǒng)：如公用儀表風(fēng)、柴油系統(tǒng)管子，一般按經(jīng)驗(yàn)取值1.5～3mm腐蝕余量；

2）工藝系統(tǒng)：如原油系統(tǒng)，燃料氣系統(tǒng)，濕氣壓縮機(jī)系統(tǒng)等，管子腐蝕余量通常需要根據(jù)每個(gè)油氣田的具體物流組分，按照腐蝕模擬軟件進(jìn)行計(jì)算，一般碳鋼系統(tǒng)需要添加緩蝕劑來(lái)減緩和降低腐蝕，緩蝕效率為80%～90%，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，緩蝕劑添加以后腐蝕余量在3～6mm考慮碳鋼材質(zhì)，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(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)比分析可知，對(duì)于船舶和導(dǎo)管式海洋平臺(tái)的管道壁厚計(jì)算的主要區(qū)別如下：

1）管材選用標(biāo)準(zhǔn)不同，管材的力學(xué)性能不同。

2）根據(jù)兩規(guī)范的壁厚計(jì)算公式可知，船舶管道壁厚在計(jì)算時(shí)主要比導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)。管道壁厚計(jì)算時(shí)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(guó)船級(jí)社.鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2014.

[2]GB/T 8163—2008輸送流體用無(wú)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(tái)設(shè)計(jì)工作。