油气管道设计中小口径支管连接处理方式探讨

刘燕宁(中油辽河工程有限公司，辽宁 盘锦 124010)

油气管道设计中小口径支管连接处理方式探讨

刘燕宁(中油辽河工程有限公司，辽宁 盘锦 124010)

本文介绍了油气管道工程设计中常见的几种支管连接方式，根据设计中常用的标准规范对支管连接的条件及具体要求，结合管道建设的重要性和复杂性，并根据已出台的操作规定及文本要求，提出石油天然气管道工程的设计意见，主要为在主管道上开口连接支管采用支管台，从细节上确保管道系统安全平稳运行。

油气管道设计；中小口径；支管连接

1 油气管道设计中小口径支管连接概述

支管连接，是指油气管道中从主管道引出支管的连接结构，包括整体加强管件的连接、待加强与不带加强焊接结构的支管连接。常见的支管连接方式有标准三通件连接、焊接支管连接、半管接头连接、支管台连接等。

在油气工程设计中，从主管道连接支管的主要形式采用标准三通件、特制三通件、在施工现场通过在主管上开孔焊接支管道等主要方式。具体来说，在开口焊接的支管公称直径不大于50毫米时，采用现场开口焊接支管操作，也称之为无标准三通件现场开口焊接；当支管公称直径大于50毫米时，通常采用补强圈结构操作，采用等面积补强原则计算操作。半管承插焊接头在油气工程设计中应用较少，半管内螺纹结构主要用于仪表管嘴的使用等。

2 标准规范对小口径支管连接相关要求

行业内部将支管公称直径不大于50毫米的支管连接称之为小口径支管连接。针对油气管道设计过程中，小口径支管连接有具体的环节标准要操作要求，具体情况如下：

2.1 油气管道设计规范

在出台的《输油管道设计方案》GB50253和《输气管道工程设计方案》GB50251的国家油气管道施工设计管理规定中，对小口径支管连接做了相关要求。即直接在主管上开口与支管连接，当支管公称直径不大于50毫米时，可不施行补强操作。

2.2 输气与配气管道系统

在出台的1999年版本的ASME B31.8《输气与配气管道系统》一书中，对支管连接做了如下所述要求：

在支管公称直径与主管公称直径比值不大于25%的条件下，要根据主管设计环向应力与规定最低屈服强度的比值比例不同，对支管连接采取的方式也不同。

（1）当主管设计环向应力与规定最低屈服强度的比值比例不大于20%时，支管连接操作时，主管道开孔处不一定采取补强操作，要视情况而定，当在压力超过689.476kPa的特殊情况出现时，使用薄壁管或承受严重外载荷时，则必须进行补强操作。

（2）当主管设计环向应力与规定最低屈服强度的比值比例处于（25%，50%］区间支管连接操作时，对于开孔直径小于等于50毫米的操作，无需进行补强操作计算，但应适当采取保护促使，使得小孔开孔操作可以承受施工振动与其他外力。

（3）当主管设计环向应力与规定最低屈服强度的比值比例大于50%时，支管连接操作，对于开孔直径小于等于50毫米的操作，可不进行补强计算，但应适当采取保护促使，使得小孔开孔操作可以承受施工振动与其他外力。当开孔直径大于50毫米时，应当进行补强操作，补强件可谓全包式、环形、鞍形或焊接式出口管件，补强件的边缘应拔接至汇管的厚度。具体操作时，建议连接补强件与汇管的角焊缝焊腿不超过汇管的厚度。

2.3 工业金属管道设计规范

在出台的《工业金属管道设计规范》GB50316中规定，当设计施工压力超过6.3MPa的管道主支管为异径时，此时不建议采用施工现场制作的焊接支管，而应该采用三通管件或在主管上实施开孔操作并焊接支管台。

当采用半管接头实施支管连接操作时，公称直径应小于等于50毫米，在有振动的管道可采用三通、支管台或嵌入式支管实施操作。

当采用半管接头时，对半管直径的要求是不大于公称直径50毫米和主管公称直径的四分之一，设计压力不大于10MPa时，接头端部处最小厚度大于等于下表所列厚度：

半管接头端部厚度公称直径DN（单位mm）15 20 25 32 40 50厚度t（最小值mm）4．1 4．3 5．0 5．3 5．5 6．0

螺纹连接接头，不得用于有分析腐蚀的流体施工状况中，在剧烈流动循环条件下，螺纹连接仅仅限于温度计套管与测温元件的连接。

2.4 相关设计建议

在油气管道工程设计过程中，通常要在站场与线路阀室设计中实施在主管道开孔焊接支管操作作业。在设计处理过程中，要对公称直径大于50毫米支管采用加补强圈补强或特制三通处理方式；在主管道开口焊接公称直径处于25至50毫米区间时，建议采用直焊发货时，不进行补强操作。

综上所述，在输油输气管道工程设计规范中，当支管公称直径不大于50毫米时，可直接在主管道上开口直接焊接支管，不采取补强操作，当支管公称直径小于或等于50毫米时，不用补强操作，但应当满足操作附加条件，当设计压力大于6.3MPa时，不建议采用现场制作的焊接支管操作，建议采用支管台，当使用半管接头时，端部最小壁厚必须满足标准要求，不另行进行补强操作的条件更加严格。未来在大型的油气管道中进行中小口径支管连接操作时，要不断积累实际操作经验，实现高标准的操作，保证管道的平稳运行。

[1]谌贵宇.国内油气管道设计中小口径支管连接处理方式及发展趋势研究[J].天然气与石油,2006(24)．

刘燕宁（1985-），女，辽宁盘锦人，工程师硕研，主要从事油气田地面工程及油气管道设计与研究。