Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 1603—2013
油气管道线路工程基于应变设计规范
Technical standard for strain-based design of oil & gas pipelines
2013-07一23发布
2013一10一01实施
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY1603-2013
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前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
般规定输入条件 5. 1 基础参数 5. 2 可调整参数及条件 6 设计应变 6. 1 设计应变计算 6.2 模型建立 6.3 管道单元选择 6. 4 管道和土壤的相互作用 6.5 管道计算模型的长度 6.6 管材的应力一应变曲线许用应变 7. 1 极限状态 7. 2 拉伸极限应变 7. 3 压缩极限应变 7. 4 极限应变的验证 7. 5 安全系数 7.6 许用应变基于应变设计地段的钢管补充技术条件
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8. 1 基本要求 8.2 化学成分 8.3 性能要求 8. 4 尺寸、重量、 长度和管端加工 8.5 外观及工艺检查基于应变设计地段的防腐层要求 9. 1 防腐层性能要求 9. 2 涂敷温度要求 9. 3 防腐层的变形要求 9. 4 其他要求 10 环焊缝性能要求
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10. 1 焊接接头力学性能 Q/SY1603—2013 10.2 断裂韧性试验 10.3 管口组对 10.4 环焊缝无损检验 11 通过强震区和活动断裂带区段管道基于应变设计 11. 1 基本要求 11.2 抗震设防要求 11.3 工程勘察及场地划分 11. 4 地震波作用下管道基于应变设计 11. 5 断裂带位移作用管道基于应变设计 11.6 管道的抗震措施 12 多年冻土区埋地管道基于应变设计 12. 1 基本要求 12. 2 冻土工程勘察及分类 12.3 多年冻土作用下的管道基于应变的设计 12. 4 多年冻土区管道防护措施 13 矿山采空区埋地管道基于应变设计 13. 1 基本要求 13.2 工程勘察 13. 3 采空区管道基于应变设计 13. 4 采空区管道防护措施 14 管道施工及验收 14. 1 基本要求 14.2 管道施工 14.3 工程验收附录A（规范性附录） 采用有限元方法的土弹簧参数附录B（规范性附录） 拉伸极限应变的定量评价方法附录C（规范性附录） 首批检验和首批出证试验附录D（规范性附录） 钢管生产过程控制试验附录E（规范性附录） 管道沿线多年冻土区分类附录F（资料性附录） 多年冻土地区埋地管道的土体冻胀量计算附录G（资料性附录） 施工检查及验收记录表附录H（资料性附录) 条文说明参考文献
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I Q/SY1603—2013
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准由中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司提出。 本标准由中国石油天然气集团公司标准化委员会石油石化工程建设专业标准化技术委员会归口
管理。
本标准起草单位：中国石油规划总院、中国石油天然气管道工程有限公司、中国石油大学（北
京）。
本标准主要起草人：王国丽、余志峰、佟雷、杜秀菊、张宏、史航、赵乐晋、高红、顾晓婷、马伟光、刘任、隋永莉、李桂芝、管伟、代以斌、张振永。
II Q/SY1603—2013
油气管道线路工程基于应变设计规范
1范围
本标准规定了受位移控制荷载作用的油气管道线路工程基于应变设计方法及其相关技术要求本标准适用于通过地震和活动断裂区段、多年冻土区段、矿山采空区段等的新建油气管道线路工
程设计，改扩建工程可参照执行。
注：本标准的条文说明见附录H。
规范性引用文件
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下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 9711 石油天然气工业管线输送系统用钢管 GB/T 21143 金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法 GB/T 23257 埋地钢质管道聚乙烯防腐层 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50251—2003 输气管道工程设计规范 GB 50253—2006 输油管道工程设计规范 GB 50324 冻土工程地质勘察规范 GB 50369 油气长输管道工程施工及验收规范 GB 50470—2008 油气输送管道线路工程抗震技术规范 SY/T 4109 石油天然气钢质管道无损检测 API Spec 5L Specificationforlinepipe（第44版）
术语和定义
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下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
基于应变设计 + strain-based design 在特定设计状态下以管道应变为判据的设计。
3. 2
设计应变 design strain 管道受某种荷载作用下按规范要求计算的管道最大应变值。
3. 3
许用应变 allowable strain 设计中允许管道承受的最大应变值。
3. 4
极限应变 strainlimit
1 Q/SY1603—2013
以某种形式破坏时，管道所能承受的最大应变值。
3. 5
拉伸极限应变tensile strainlimit 受轴向拉伸或受弯曲外侧拉伸使得管道即将失效时的应变。
3. 6
压缩极限应变 compressive strain limit 受轴向压缩或受弯曲内侧压缩使得管道即将发生屈曲时的应变。
3. 7
位移控制荷载 displacement-controlled load 结构的响应主要由施加的位移控制的情况。这种荷载由于受到相临部件或自限性结构的约束而产
生内力，但可随结构本身的屈服或屈曲或这两者的同时出现而消失。 3. 8
屈服强度yield strength 按管材规范的要求进行拉伸试验，应变0.5%所对应的强度
3. 9
RH曲线 roundhouse curve RH曲线描述的是材料的应力应变关系，该曲线抗拉强度之前的任意0.2%应变范围内，终点应
力应大于始点应力。 3. 10
硬化指数 strain hardening exponent 反映材料开始屈服以后，继续变形时材料的应变硬化情况。它决定了材料开始发生颈缩时的最大
应变。 3. 11
R一O曲线 ramberg-osgood curve 描述管材应力应变关系的一种曲线
3. 12
全应力应变曲线 fullstress-straincurve 反映管材试件从开始受拉到拉断为止全过程的应力应变关系的曲线。
3. 13
均匀伸长率 uniform elongation 管材拉伸试件在拉伸试验中即将形成缩颈时的延伸率，即对应于载荷达到拉伸强度时的延伸率。
3. 14
应力比 stress ratio 管材应力应变曲线中某两个指定应变处对应应力的比值。例如61.5/0.5指与1.5%和0.5%应变对
应的应力比值。 3. 15
断裂韧性 fracturetoughness 评价材料断裂阻抗的参数。采用使材料断裂的试验，通过测量发生断裂时的位移和需用的力或能
量，来表示材料抵抗断裂的能力。测量断裂韧性有J积分、CTOD等表示方法。 3.16
裂纹驱动力 crack driving force 裂纹扩展所需的动力。通常采用断裂力学参量J积分和CTOD值表示。
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