GB 50253-2014 输油管道工程设计规范 （完整版）

1 总 则

1.0.1 为在输油管道工程设计中贯彻国家的有关法律、法规，统一技术要求，做到安全可靠、环保节能、技术先进、经济合理，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于陆上新建、扩建和改建的输送原油、成品油、液化石油气管道工程的设计。
1.0.3 输油管道工程与上下游相关企业及设施的界面划分应符合本规范附录A的规定。
1.0.4 输油管道工程设计应在管道建设、运营经验和吸收国内外先进科技成果的基础上合理选择设计参数，优化设计。

1.0.5 输油管道工程设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术 语

2.0.1 输油管道工程 oil transportation pipeline engineering
用管道输送原油、成品油和液化石油气的建设工程。一般包括输油管线、输油站及辅助设施等工程内容。

2.0.2 管道系统 oil pipeline system
各类型输油站、管线及有关设施的统称。
2.0.3 输油站 oil transportation station
输油管道工程中各类工艺站场的统称。
2.0.4 首站 initial station
输油管道的起点站。
2.0.5 末站 terminal
输油管道的终点站。
2.0.6 中间站 intermediate station
在输油首站和末站之间设有的各类站场的统称。
2.0.7 中间热泵站 intermediate heating and pumping station
在输油首站和末站之间以加热、加压设施为主的输油站。
2.0.8 中间泵站 intermediate pumping station
在输油首站和末站之间以加压设施为主的输油站。
2.0.9 中间加热站 intermediate heating station
在输油首站和末站之间以加热设施为主的输油站。
2.0.10 注入站 injection station
在管道中间某位置向管道中注入其他来源油品的站场。
2.0.11 分输站 distributing station
在输油管道沿线，为分输油品至用户而设置的站场。
2.0.12 减压站 pressure-reducing station
为降低管道由于位差过大形成过高的管道内压力而设置减压设施的输油站。
2.0.13 线路截断阀 pipeline block valve
在管道沿线设置的用于将管道分段的阀门。
2.0.14 原油 crude oil
石油采出后的液相部分。
2.0.15 成品油 products
原油经加工生产的C₅及₅以上轻质油至重质油的商品油。
2.0.16 液化石油气 liquefied petroleum gas(LPG)
以丙烷、丁烷为主要成分的液态石油产品，一般有商品丙烷、丁烷和商品丙烷、丁烷混合物。
2.0.17 顺序输送 batch transportation
多种原油或石油产品用同一条管道依次输送的方式。
2.0.18 操作压力 operating pressure
在稳态操作条件下，一个系统内介质的压力。
2.0.19 操作温度 operating temperature
在稳态操作条件下，一个系统内介质的温度。
2.0.20 最高稳态操作压力 maximum steady state operating pressure(MSOP)
管道内液体在稳态操作条件下，介质的最大压力。
2.0.21 管道设计内压力 pipeline internal design pressure
在设计温度范围内，管道系统设计计算或分析所用的内压力。
2.0.22 水击压力 surge pressure
在管道中，由于液流速度突然改变而引起管道内的压力变化现象称水击，该压力的幅值称水击压力。
2.0.23 静压力 hydrostatic pressure
管道内流体处于静止状态下，因重力而垂直作用在管道及管道附件内壁上的压力。
2.0.24 弹性弯曲 elastic bending
管道在外力或自重作用下产生的弹性限度范围内的弯曲变形。
2.0.25 管件 pipe fittings
弯头、弯管、三通、异径接头和管封头等各种管道异形连接件的统称。
2.0.26 管道附件 pipe accessories
管件、阀门及其组合件、法兰、绝缘法兰、绝缘接头、清管器收发筒等管道专用部件的统称。
2.0.27 冷弯管 cold bends
用模具将管子在不加热状态下弯制成需要角度的弯管。
2.0.28 热煨弯管 hot bends
管子加热后，在弯制机具上弯曲成需要角度的弯管。
2.0.29 公称管壁厚度 pipe nominal wall thickness
钢管标准中所列出的管壁厚度。

2.0.30 并行管道 parallel pipelines
以一定间距相邻敷设的管道。

3 输油工艺

4 线 路

5 管道、管道附件和支承件设计

6 输 油 站

7 管道监控系统

8 通 信

8.0.1 输油管道通信传输方式，可根据通信网现状、通信网规划、管道管理运营对通信的业务需求量、对数据传输质量、可靠性、时延等因素的要求，以及所经地区通信公网的条件，经技术经济比较后确定，可选用光纤通信、卫星通信、租用公网等手段。

8.0.2 输油管道通信传输方式选用光纤通信时，其光缆宜与输油管道同沟敷设。光纤容量除应满足实际工程需求外，还应考虑同路由其他油气管道工程的需求以及今后业务发展的需要，应预留适当的容量。光缆的安装敷设应符合现行行业标准《输油(气)管道同沟敷设光缆(硅芯管)设计及施工规范》SY／T 4108的相关规定。
8.0.3 根据生产需求，通信站点的位置宜设在管道各级生产部门、输油站及其他沿管道的站点。
8.0.4 输油管道管理部门宜设具有自交换功能的电话交换设备。输油站可采用电话接入网关或远端用户电话方式。监控阀室宜设置电话单机。
8.0.5 管道通信业务可根据输油工艺、站控制系统与SCADA系统数据传输和生产管理运行需要，设置会议电视、行政电话、工业电视、周界防范、巡线和应急通信、企业办公网络通信等。
8.0.6 输油管道应设调度电话系统。调度电话系统可与行政电话系统、会议电话系统共用一套电话交换系统，也可独立设置。
8.0.7 输油管道管理部门和输油站宜引入当地公网电话。
8.0.8 输油站消防值班室应设火警电话，火警电话宜为公网直拨电话或消防部门专用火警系统电话。
8.0.9 输油站变电所应设置可与上级电力部门联系的电力调度电话，无专用变电所值班室时，应将该调度电话并接到站控制室。
8.0.10 管道巡线、维修和事故抢修部门宜设无线通信设施。
8.0.11 SCADA数据传输信道应符合下列规定：
1 数据信号速率不宜小于9600bps；
2 传输误码率不应大于10^-6；
3 时延率应满足SCADA数据传输要求。
8.0.12 输油站与调控中心之间的数据通信宜设置备用通信信道。

8.0.13 通信机房可与自动化、阴极保护设备共用机房，机房内可采用防静电活动地板。

9 管道的焊接、焊接检验与试压

附录A 输油管道工程与上下游相关企业及设施的界面划分

A.0.1 输油管道工程与上下游相关企业及设施的界面划分如下图所示。

图A.0.1 输油管道工程与上下游相关企业及设施的界面划分

附录B 原油一般物理性质测定项目

B.0.1 原油一般物理性质测定项目如下表所示。

表B.0.1 原油一般物理性质测定项目

注：1 原油作为内燃机燃料时，应化验残炭和微量金属钠、钾、钙、铅、钒的含量。
2 石蜡基原油黏度、倾点及凝点按本表测定，其他原油应在倾点、凝点和初馏点之间，每间隔5℃测定不同温度点的黏度。

附录C 原油流变性测定项目

C.0.1 原油流变性测定项目如下表所示。

表C.0.1 原油流变性测定项目

附录D 水力摩阻系数Λ计算

D.0.1 水力摩阻系数λ应按表D.0.1中的雷诺数Re划分流态范围，选择相应公式计算。

表D.0.1 雷诺数Re划分范围及水力摩阻系数λ计算

注：1 当2000＜Re＜3000时，可按水力光滑区计算；
2 Re₁——由水力光滑区向混合摩擦区过渡的临界雷诺数；
3 Re₂——由混合摩擦区向粗糙区过渡的临界雷诺数；
4 e——管内壁绝对(当量)粗糙度，直缝钢管，e取0.054mm；无缝钢管；e取0.06mm；螺旋缝钢管，DN250～DN350，e取0.125mm，DN400以上，e取0.10mm。

D.0.2 输油平均温度下管内输送牛顿流体时的雷诺数Re应按下式计算：

式中：q_V——输油平均温度下的体积流量(m³／s)；
ν——输油平均温度下的运动黏度(m²／s)；
d——输油管道的内直径(m)。

附录E 幂律流体管段沿程摩阻计算

E.0.1 幂律流体的雷诺数应按下式计算：

式中：Re_MR——幂律流体管段流动的雷诺数；
n——幂律流体的流变指数；
K_m——幂律流体的稠度系数(Pa·Sⁿ)；
ρ——输油平均温度下的幂律流体密度(kg／m³)；
V——幂律流体管段管内的流速(m／s)。

E.0.2 当幂律流体的雷诺数Re_MR≤2000时，幂律流体处于层流状态，管段的沿程摩阻h_r应按下式计算：

式中：h_r——幂律流体管段的沿程水力摩阻，油柱(m)；
d——输油管道的内直径(m)；
L——计算管段长度(m)。

E.0.3 当幂律流体的雷诺数Re _MR＞2000时，幂律流体处于紊流状态，管段的沿程摩阻h _r应按下列公式计算：

式中：q_V——流体平均温度下的体积流量(m³／s)；
λ_τ——幂律流体管段的水力摩阻系数；
f——范宁(fanning)摩阻系数。

附录F 液化石油气(LPG)管道强度设计系数

F.0.1 液化石油气(LPG)管道通过地区等级划分及强度设计系数应符合表F.0.1的规定。
地区等级划分为沿管道中心线两侧各200m范围内，任意划分成长度为2km并能包括最大聚居户数的若干地段，按划定地段内的户数划分为四个等级。在农村人口聚集的村庄、大院、住宅楼，应以每一独立户作为一个供人居住的建筑物计算。

表F.0.1 地区等级及强度设计系数K

F.0.2 液化石油气(LPG)穿越铁路、公路和人群聚集场所的管段以及管道站内管段的强度设计系数应符合表F.0.2的规定。

表F.0.2 穿越铁路、公路、人群聚集场所及LPG站内的管段强度设计系数

附录G 两个壁厚不等管端的对焊接头

附录H 挠性系数和应力增强系数

H.0.1 构件平面内、平面外的挠性系数和应力增强系数可按表H.0.1计算得出，也可根据表H.0.1计算出特征系数h后，直接从图H.0.1查出。

表H.0.1 挠性系数和应力增强系数

图H.0.1 特征系数和挠性系数、应力增强系数的关系曲线

注：1 对于管件，表中的挠性系数k和应力增强系数i适用于任意平面内的弯曲，但其值均不应小于1.0；对于扭转，则挠性系数k和应力增强系数i为1.0，这两个系数适用于弯头、弯管的整个有效弧长(图中以粗黑中心线表示)和三通的交接口上。
2 R——焊接管头和弯管的弯曲半径(mm)。
r——所接钢管的平均半径(mm)。
δ——公称壁厚(mm)。对于弯头、弯管，为其本身的壁厚；对于拔制三通、焊制三通或焊接支管，为所接钢管的壁厚。但当焊制三通主管壁厚大于所接钢管的壁厚，且加厚部分伸出支管外壁的长度大于支管外径1倍时，指主管壁厚(mm)；
M——补强圈的厚度(mm)。

H.0.2 当补强圈的厚度M大于1.5δ时，特征系数h应按下式计算：

H.0.3 对于大口径薄壁弯头和弯管，挠性系数k和应力增强系数i应分别除以修正系数a、b，修正系数a、b应按下列公式计算：

式中：E——钢材的弹性模量(MPa)；
P——管道附件承受的内压力(MPa)。

附录J 钢管径向变形计算

J.0.1 钢管在外载荷作用下的径向变形，可按下列公式计算：

式中：△X——钢管水平径向的最大变形(m)；
D_m——钢管平均直径(m)；
W——作用在单位管长上的总竖向荷载(N／m)；
W₁——单位管长上的竖向永久荷载(N／m)；
W₂——地面可变荷载传递到管道上的荷载(N／m)；
Z——钢管变形滞后系数，取1.5；
K——基床系数，可按表J.0.1选取；
E——钢材的弹性模量(N／m²)；
I——单位管长截面惯性矩(m⁴／m)；
δ_n——钢管公称壁厚(m)；
E_S——土壤变形模量(N／m²)，E_S值应采用现场实测数。当无实测资料时，可按表J.0.1选取。

表J.0.1 土壤变形模量

J.0.2 埋设在管沟内的管道单位长度上的竖向土荷载应按下式计算：

式中：W_e——单位管长上的竖向土荷载(MN／m)；
γ——土壤容重(MN／m³)；
D——钢管外直径(m)；
H——管顶回填土高度(m)。

J.0.3 埋设在土堤内的管道单位管长的竖向土荷载应为管顶上土壤单位棱柱体的重量。

J.0.4 隧道内管道覆土埋设并在上方通车时，管道应进行径向变形校核，其地面可变荷载宜按小型越野车的参数考虑。

附录K 埋地输油管道开始失稳时的临界轴向力和弯曲半径计算