ICS 75.200 E 98
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 29167--2012/ISO 16708 :2006
石油天然气工业 管道输送系统
基于可靠性的极限状态方法
Petroleum and natural gas industries-Pipeline transportation systems--
Reliability-based limit state methods
(ISO 16708:2006,IDT)
2013-07-01实施
2012-12-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T29167—2012/ISO16708:2006
目 次
前言引言范围
I
IV
1 2 规范性引用文件 3 术语和定义
符号和缩略语设计和运行的原则 6 基于可靠性的极限状态方法 6.1一般要求 6.2设计和运行基础数据 数据收集 6.3 安全要求 目标 6.4 失效模式分析 6.5 不确定性分析 6.6可靠性分析 6.7安全和风险评价设计和运行要求·
4 5
10 10 10 10 10 11 11 11 11 12 12 13 14 14 14 14 14 15 15 15 16
7
7.1 一般要求· 7.2 设计和施工 7.3运行和维护.. 7.4再评定 7.5危害· 8验收准则和安全等级. 8.1安全要求· 8.2极限状态分级 8.3流体分类 8.4 管道地区和后果分类· 8.5·安全等级
目标安全水平和风险级别 10失效模式 10.1 概述 10.2 内部压力导致的失效模式 10.3 外部压力导致的失效模式 10.4 外部载荷效应导致的失效模式 10.5 第三方活动导致的失效
9
.
10.6 腐蚀环境导致的失效模式 10.7 组合载荷导致的失效 GB/T29167—2012/IS016708:2006
11管道运行管理 11.1 一般要求 11.21运行管理规程附录A；（资料性附录） 不确定性和可靠性分析 方法描述 A.1概述 A.2不确定性分类 A.31概率分布的确定 A.4统计不确定性的评估 A.5变量的联合描述 A.6：典型的不确定性度量 A.7；可靠性分析 A.8·可靠性计算方法 A.9结果的解释 A.10 LRFD格式中分项安全系数的校准附录B（资料性附录） 统计数据库 不确定性取值 B.1管线管基本性能 B. 2 最大内压 海洋管道（不包括陆上段） B. 3 载荷效应不确定性 海洋管道附录C（资料性附录） 目标安全水平 推荐方法 C.1 概述 C. 2 选择目标安全水平的原则 C. 3 管道失效数据 C. 4 结构设计标准中的安全水平 C. 5 推荐的目标安全水平参考文南
16
16 16 19 19 19 20 22 23 24 26 27 29 '30 34 34 37 37 40 40 40 41 42 43 46
.
1 GB/T29167—2012/IS016708:2006
前言
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准使用翻译法等同采用ISO16708：2006《石油天然气工业 管道输送系统 基于可靠性的极
限状态方法》。
本标准做了下列编辑性修改：
删除了ISO16708：2006的前言和引言；增加了本标准的前言和引言；一用“本标准”代替“本国际标准”。 本标准由全国石油天然气标准化技术委员会（SAC/TC355)提出并归口。 本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司管道分公司、中国石油天然气管道工程有限公司、
中国石油天然气集团公司北京天然气管道有限公司、中海油田服务股份有限公司物探事业部。
本标准主要起草人：苗青、闫锋、李云杰、徐波、赵子峰、董绍华、李成钢、柳建军、兰浩、王龙、李其抚，王玉彬、张静楠。 GB/T29167—2012/ISO16708:2006
引言
本标准是以GB/T24259一2009《石油天然气工业管道输送系统》为核心的管道业系列标准之 。只要满足GB/T24259一2009的最低要求，本标准允许使用创新的技术和工艺方法，如基于可靠性的极限状态方法。
本标准对应用概率方法 “基于可靠性的极限状态方法”，在给出推荐做法、指定框架和原则方面，对GB/T24259—2009提供了补充。
管道在设计和运行期间的完整性管理采用以下两种极限状态方法：十确定性方法，对特征载荷和抗力应用安全系数；
一概率方法，以对相关极限状态应用结构可靠性分析为基础，例如，基于可靠性的极限状态方法。 通常采用确定性方法（通过预校安全系数），也可明确要求采用概率方法（在实际安全水平上的直接
校核）。两种方法都满足安全要求，如图1所示。
IV GB/T29167—2012/IS016708:2006
石油天然气工业 管道输送系统
基于可靠性的极限状态方法
1范围
本标准规定了石油天然气工业中，为使用GB/T24259--2009允许的基于可靠性的极限状态方法
进行管道的设计、运行和再评定所需要的功能要求和原则。基于可靠性的极限状态方法为在设计和运行中预测管道的安全性提供了系统的方法。
本标准适用于石油天然气工业中陆上和海上刚性金属管道。 本标准是对GB/T24259—2009的补充，在GB/T24259一2009没有提供明确规定和可以应用极
限状态方法的情况下采用，如下列情况（但不限于这些）
对新概念的评定，如使用新技术或对于行业经验不足的设计；一由于设计基础改变而进行的对管道的再评定，如服役期延长，其可以包括由于完整性监测的改
进和运行经验的增加而带来的不确定性的降低；在深水外部压力下的失稳；极端载荷，如地震载荷（如断层通过处）、冰载荷（如来自大型冰凌的冲击）；基于应变的准则可以适用的场合。
2规范性引用文件
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/T24259—2009石油天然气工业管道输送系统（ISO13623：2000，MOD)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
基本变量basicvariable 引人极限状态函数中的载荷或抗力变量，包括说明极限状态函数自身模型不确定性的变量。
3. 2
特征载荷characteristicload 用于确定载荷效应的载荷的名义值。 注：特征载荷一般是根据载荷分布函数上侧定义的一个分位数来确定的。
3.3
特征抗力characteristicresistance 用于确定承受能力的强度参数的名义值。 注：特征抗力一般是根据抗力分布函数下侧定义的一个分位数来确定的。 GB/T29167—2012/ISO16708:2006
3. 4
特征值characteristicvalue 表征随机变量量级的名义值。 注：特征值通常定义为变量概率分布的一个分位数。
3.5
投产 commissioning 与管道系统最初充装管输流体有关的活动。 [GB/T24259—2009]
3. 6
施士 construction 安装、试压和投产的过程。
3.7
设计寿命designlife 确认可更换或永久性部件在预期服役期内适用而选择的时间段。 ［GB/T24259—2009]
3.8
设计点 design ipoint 当失效发生时基本变量最可能的结果。 注：设计点是极限状态面上具有最高概率密度的点。 设计值designvalue 在确定性设计方法中使用的值，即：特征值乘以安全系数。
3. 9
3. 10
失效 failure 部件或系统完成其所要求功能的能力的丧失。
3.11
流体类别fluidcategory 按照潜在危害性对所输流体进行的分类。
3. 12
重要性因子importancefactor 描述某随机变量对整体不确定性贡献的无量纲数，在0～1之间取值。
3. 13
检查 inspection 确定管道系统或装置的各项状态并与其应用要求相对比的过程。 例如！检查可以通过测量、检验、试验、计量或其他方法进行。
3. 14
极限状态limitstate ·旦超出，管道便不再满足设计要求的状态。 注：管道极限状态的类别包括适用性极限状态(SLS)和最终极限状态(ULS)。
3.15
极限状态设计limit-statedesign 与实际案例相关的具体极限状态已明确定义时的结构设计。 注：极限状态设计可采用确定性方法或概率方法（当不确定性可通过模型描述时)校核。
2 GB/T29167—2012/ISO16708:2006
3. 16
极限状态函数limit-statefunction 基本变量的函数，其在结构失效时取负值，在结构安全时取正值。
3. 17
载荷load 所有引起管道变形、位移和运动等的作用。
3. 18
载荷组合loadcombination 同时作用的一组载荷。
3. 19
载荷效应loadeffect 作用于管道上的单一载荷或载荷组合引起的效应。 例如：载荷效应包括应力、应变、变形和位移等。
3.20
地区等级 locationclass 基于人口密度和人类活动划分的地区等级。 [GB/T24259——2009]
3.21
维护maintenance 为保持管道系统处于正常运行而实施的所有活动。 ［GB/T24259—2009] 注：这些活动包括检查、勘查、试验、维修、更换、补救工作及修理等。
3.22
最大允许偶然压力maximumallowableincidentalpressure；MAIP 管道或管段的偶然操作引起的最大允许内压。
3.23
最大允许操作压力maximumallowableoperationpressure;MAOP 操作过程中管道系统或其部分允许达到的最大允许压力。 [GB/T24259—2009]
3.24
均值meanvalue 所考虑变量的概率分布函数的一阶统计矩。
3.25
工厂试验压力 mill testpressure 在工厂制造和组装完成的管接头和管件的试验压力。
3. 26
模型不确定性modeluncertainty 当所有输入参数的精确值已知时，对于所选择的计算模型仍然存在的预测结果的不确定性。 例如：管道的载荷模型、强度模型和功能模型等。
3.27
公称壁厚nominalwallthickness 管子的规定壁厚，等于最小设计壁厚加上制造负偏差以及腐蚀裕量。 ICS 75.200 E 98
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 29167--2012/ISO 16708 :2006
石油天然气工业 管道输送系统
基于可靠性的极限状态方法
Petroleum and natural gas industries-Pipeline transportation systems--
Reliability-based limit state methods
(ISO 16708:2006,IDT)
2013-07-01实施
2012-12-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T29167—2012/ISO16708:2006
目 次
前言引言范围
I
IV
1 2 规范性引用文件 3 术语和定义
符号和缩略语设计和运行的原则 6 基于可靠性的极限状态方法 6.1一般要求 6.2设计和运行基础数据 数据收集 6.3 安全要求 目标 6.4 失效模式分析 6.5 不确定性分析 6.6可靠性分析 6.7安全和风险评价设计和运行要求·
4 5
10 10 10 10 10 11 11 11 11 12 12 13 14 14 14 14 14 15 15 15 16
7
7.1 一般要求· 7.2 设计和施工 7.3运行和维护.. 7.4再评定 7.5危害· 8验收准则和安全等级. 8.1安全要求· 8.2极限状态分级 8.3流体分类 8.4 管道地区和后果分类· 8.5·安全等级
目标安全水平和风险级别 10失效模式 10.1 概述 10.2 内部压力导致的失效模式 10.3 外部压力导致的失效模式 10.4 外部载荷效应导致的失效模式 10.5 第三方活动导致的失效
9
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10.6 腐蚀环境导致的失效模式 10.7 组合载荷导致的失效 GB/T29167—2012/IS016708:2006
11管道运行管理 11.1 一般要求 11.21运行管理规程附录A；（资料性附录） 不确定性和可靠性分析 方法描述 A.1概述 A.2不确定性分类 A.31概率分布的确定 A.4统计不确定性的评估 A.5变量的联合描述 A.6：典型的不确定性度量 A.7；可靠性分析 A.8·可靠性计算方法 A.9结果的解释 A.10 LRFD格式中分项安全系数的校准附录B（资料性附录） 统计数据库 不确定性取值 B.1管线管基本性能 B. 2 最大内压 海洋管道（不包括陆上段） B. 3 载荷效应不确定性 海洋管道附录C（资料性附录） 目标安全水平 推荐方法 C.1 概述 C. 2 选择目标安全水平的原则 C. 3 管道失效数据 C. 4 结构设计标准中的安全水平 C. 5 推荐的目标安全水平参考文南
16
16 16 19 19 19 20 22 23 24 26 27 29 '30 34 34 37 37 40 40 40 41 42 43 46
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1 GB/T29167—2012/IS016708:2006
前言
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准使用翻译法等同采用ISO16708：2006《石油天然气工业 管道输送系统 基于可靠性的极
限状态方法》。
本标准做了下列编辑性修改：
删除了ISO16708：2006的前言和引言；增加了本标准的前言和引言；一用“本标准”代替“本国际标准”。 本标准由全国石油天然气标准化技术委员会（SAC/TC355)提出并归口。 本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司管道分公司、中国石油天然气管道工程有限公司、
中国石油天然气集团公司北京天然气管道有限公司、中海油田服务股份有限公司物探事业部。
本标准主要起草人：苗青、闫锋、李云杰、徐波、赵子峰、董绍华、李成钢、柳建军、兰浩、王龙、李其抚，王玉彬、张静楠。 GB/T29167—2012/ISO16708:2006
引言
本标准是以GB/T24259一2009《石油天然气工业管道输送系统》为核心的管道业系列标准之 。只要满足GB/T24259一2009的最低要求，本标准允许使用创新的技术和工艺方法，如基于可靠性的极限状态方法。
本标准对应用概率方法 “基于可靠性的极限状态方法”，在给出推荐做法、指定框架和原则方面，对GB/T24259—2009提供了补充。
管道在设计和运行期间的完整性管理采用以下两种极限状态方法：十确定性方法，对特征载荷和抗力应用安全系数；
一概率方法，以对相关极限状态应用结构可靠性分析为基础，例如，基于可靠性的极限状态方法。 通常采用确定性方法（通过预校安全系数），也可明确要求采用概率方法（在实际安全水平上的直接
校核）。两种方法都满足安全要求，如图1所示。
IV GB/T29167—2012/IS016708:2006
石油天然气工业 管道输送系统
基于可靠性的极限状态方法
1范围
本标准规定了石油天然气工业中，为使用GB/T24259--2009允许的基于可靠性的极限状态方法
进行管道的设计、运行和再评定所需要的功能要求和原则。基于可靠性的极限状态方法为在设计和运行中预测管道的安全性提供了系统的方法。
本标准适用于石油天然气工业中陆上和海上刚性金属管道。 本标准是对GB/T24259—2009的补充，在GB/T24259一2009没有提供明确规定和可以应用极
限状态方法的情况下采用，如下列情况（但不限于这些）
对新概念的评定，如使用新技术或对于行业经验不足的设计；一由于设计基础改变而进行的对管道的再评定，如服役期延长，其可以包括由于完整性监测的改
进和运行经验的增加而带来的不确定性的降低；在深水外部压力下的失稳；极端载荷，如地震载荷（如断层通过处）、冰载荷（如来自大型冰凌的冲击）；基于应变的准则可以适用的场合。
2规范性引用文件
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/T24259—2009石油天然气工业管道输送系统（ISO13623：2000，MOD)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
基本变量basicvariable 引人极限状态函数中的载荷或抗力变量，包括说明极限状态函数自身模型不确定性的变量。
3. 2
特征载荷characteristicload 用于确定载荷效应的载荷的名义值。 注：特征载荷一般是根据载荷分布函数上侧定义的一个分位数来确定的。
3.3
特征抗力characteristicresistance 用于确定承受能力的强度参数的名义值。 注：特征抗力一般是根据抗力分布函数下侧定义的一个分位数来确定的。 GB/T29167—2012/ISO16708:2006
3. 4
特征值characteristicvalue 表征随机变量量级的名义值。 注：特征值通常定义为变量概率分布的一个分位数。
3.5
投产 commissioning 与管道系统最初充装管输流体有关的活动。 [GB/T24259—2009]
3. 6
施士 construction 安装、试压和投产的过程。
3.7
设计寿命designlife 确认可更换或永久性部件在预期服役期内适用而选择的时间段。 ［GB/T24259—2009]
3.8
设计点 design ipoint 当失效发生时基本变量最可能的结果。 注：设计点是极限状态面上具有最高概率密度的点。 设计值designvalue 在确定性设计方法中使用的值，即：特征值乘以安全系数。
3. 9
3. 10
失效 failure 部件或系统完成其所要求功能的能力的丧失。
3.11
流体类别fluidcategory 按照潜在危害性对所输流体进行的分类。
3. 12
重要性因子importancefactor 描述某随机变量对整体不确定性贡献的无量纲数，在0～1之间取值。
3. 13
检查 inspection 确定管道系统或装置的各项状态并与其应用要求相对比的过程。 例如！检查可以通过测量、检验、试验、计量或其他方法进行。
3. 14
极限状态limitstate ·旦超出，管道便不再满足设计要求的状态。 注：管道极限状态的类别包括适用性极限状态(SLS)和最终极限状态(ULS)。
3.15
极限状态设计limit-statedesign 与实际案例相关的具体极限状态已明确定义时的结构设计。 注：极限状态设计可采用确定性方法或概率方法（当不确定性可通过模型描述时)校核。
2 GB/T29167—2012/ISO16708:2006
3. 16
极限状态函数limit-statefunction 基本变量的函数，其在结构失效时取负值，在结构安全时取正值。
3. 17
载荷load 所有引起管道变形、位移和运动等的作用。
3. 18
载荷组合loadcombination 同时作用的一组载荷。
3. 19
载荷效应loadeffect 作用于管道上的单一载荷或载荷组合引起的效应。 例如：载荷效应包括应力、应变、变形和位移等。
3.20
地区等级 locationclass 基于人口密度和人类活动划分的地区等级。 [GB/T24259——2009]
3.21
维护maintenance 为保持管道系统处于正常运行而实施的所有活动。 ［GB/T24259—2009] 注：这些活动包括检查、勘查、试验、维修、更换、补救工作及修理等。
3.22
最大允许偶然压力maximumallowableincidentalpressure；MAIP 管道或管段的偶然操作引起的最大允许内压。
3.23
最大允许操作压力maximumallowableoperationpressure;MAOP 操作过程中管道系统或其部分允许达到的最大允许压力。 [GB/T24259—2009]
3.24
均值meanvalue 所考虑变量的概率分布函数的一阶统计矩。
3.25
工厂试验压力 mill testpressure 在工厂制造和组装完成的管接头和管件的试验压力。
3. 26
模型不确定性modeluncertainty 当所有输入参数的精确值已知时，对于所选择的计算模型仍然存在的预测结果的不确定性。 例如：管道的载荷模型、强度模型和功能模型等。
3.27
公称壁厚nominalwallthickness 管子的规定壁厚，等于最小设计壁厚加上制造负偏差以及腐蚀裕量。