油气长输管道工程设计分析

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油气长输管道工程设计新方法的出现主要是针对传统油气长输管道工程设计方法中的一些缺陷进行调整，并通过新的设计理念的运用，对设计进行不断地完善，从而提高油气长输管道工程的质量与运行效率，延长管道工程的使用寿命，并实现效益的提升。

1油气长输管道工程设计新方法与传统设计方法的区别

油气长输管道工程本身具有着线路长、跨度大、途径地形复杂等特点，在工程施工过程中很多因素都会导致管道受损，在传统油气长输管道工程设计方法中，由于设计方法灵活性不足，对于管道工程受不同环境、地质条件的影响因素考虑不足，在管道接口设计方面较为薄弱，调度的灵活性也较为缺乏，无法充分保障管道油气输送的安全性。新的设计方法针对这一不足做出了相应的改进，通过提高管道工程的应变灵活性，有效的减少管道损伤，从而提高了管道工程的运行效率与安全性。在传统管道设计方法中对管道使用寿命的评估缺乏重视，管道寿命延长及评估方面也缺少相应的方法，无法充分保障管道工程的使用寿命。新设计方法中引入了管道全寿命设计的理念，更加注重对管道使用寿命的准确全面评估，能够有效的延长管道的使用寿命，进而实现对管道工程成本的有效控制，并提高工程的整体效益及创造的价值。

2基于缺陷评估的设计方法

2.1基于裂纹缺陷评估的设计方法

这种设计方法着重考虑油气管道的裂纹缺陷，将剩余强度评估分析与剩余寿命评估分析作为设计依据，合理确定可接受裂纹尺寸。这一设计方法主要包括以下四项内容：

2.1.1初始裂纹的确定初始裂纹缺陷是指开始计算寿命时的最大原始裂纹尺寸，可以通过无损探伤方法检测。条件允许时可以在破坏试验或从零部件缺陷处取样时，对疲劳断口作金相或电镜分析，运用概率统计方法确定初始裂纹尺寸。

2.1.2临界裂纹的确定临界裂纹主要指管道正常受力情况下，不导致泄漏、断裂等情况发生，所容许的最大裂纹缺陷尺寸。

2.1.3剩余强度分析剩余强度是指带有裂纹的管道在正常使用过程中随时可以达到的静强度值。对剩余强度的分析可以有效的掌握剩余强度随裂纹增长的变化规律，并确定裂纹扩展寿命计算所需的最终裂纹长度。除此之外，剩余强度分析还可以通过裂纹扩展规律，得出剩余强度的时间历程，并根据剩余强度要求决定结构的寿命。

2.1.4剩余寿命分析剩余寿命分析主要是通过对裂纹初始尺寸以及临界尺寸的明确，结合裂纹扩展规律，计算出裂纹管道使用的剩余寿命。

2.2基于腐蚀缺陷评估的设计方法

这种设计方法主要是通过对管道腐蚀缺陷的分析，以及相应腐蚀模型的建立，结合设计寿命进行防腐蚀措施的选定与腐蚀裕量的确定。该设计方法的实际应用中，首先，要明确油气长输管道受腐蚀后，能够满足正常工作压力下安全运行的最小厚度；其次，要根据腐蚀缺陷的发展规律建立腐蚀模型；最后，以腐蚀模型与设计寿命作为基础，设计防腐措施与方案，明确腐蚀裕量。

3基于应变的设计方法

这一设计方法主要是针对传统应力设计中的不足进行的调整与改进，与基于应力设计方法相比，这一设计方法在地质灾害多发区的管道设计中有着明显的优势。基于应变的设计方法，主要是针对地震及其他地质灾害高发区的输气管道进行设计与改良的方法，主要的方式是通过分条件假设的方式获得相关数据，可通过一系列地质资料以及模拟实验对管道的应变能力进行分析和设计。这一方法应用的关键在于对试验管道在各类地质灾害中的应变与所承受的应变极限的确定。该设计方法中还包括对管道应变预防措施与规范的设计，如管道建设施工线路设计应尽可能避开地质活动及位移频繁的区域。

4全寿命设计方法

全寿命设计方法主要将管道的使用寿命作为设计的重点考虑因素，通过实验的方式，确定管道使用的最佳外部环境，将延长管道寿命作为根本出发点，对管道的结构、材料、环保、管护等方面内容进行综合的优化设计。这一设计方法的主要内容包括：使用寿命设计、性能设计、环境生态设计、施工过程控制设计、运营期监测与维护设计以及全寿命周期成本控制方案设计等。全寿命设计方法在管道工程中的应用主要通过三个阶段来实现。

（1）施工可行性研究阶段。

（2）初步设计阶段。

（3）施工图设计阶段。总结：油气长输管道工程作为我国西气东输工程的重要组成部分，对于我国的经济发展与油气能源的有效利用都有着重要的意义。油气长输管道工程设计新方法的应用，结合了油气长输管道施工建设与运行的实际特点，通过对传统实际方法的完善以及新的技术与理念的融入，大大提高了管道工程设计的完善性，对于我国长输管道工程建设的发展有着积极的意义。

作者：陶园 单位：中油辽河工程有限公司