输气管道工程设计规范 GB 50251-2015 [Code for design of gas transmission pipeline engineering] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司 编

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• 输气管道
• 管道工程
• 设计规范
• GB50251-2015
• 天然气
• 工程建设
• 规范标准
• 石油天然气
• 管道设计
• 安全规范

出版社： 中国计划出版社

ISBN：9158024270402

版次：1

商品编码：11757006

包装：平装

外文名称：Code for design of gas transmission pipeline engineering

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：186

字数：158000

编辑推荐

中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第734号
住房城乡建设部关于发布国家标准
《输气管道工程设计规范》的公告
现批准《输气管道工程设计规范》为国家标准,编号为
GB50251—2015,自2015 年10 月1 日起实施。其中, 第
3.2.9、3.4.3、3.4.4、4.2.4、6.3.4、7.2.1 (4)、7.2.2 (6)
条(款)为强制性条文,必须严格执行。原国家标准《输气管道
工程设计规范》GB50251—2003同时废止。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2015年2月2日

内容简介

本规范适用于陆上新建、扩建和改建输气管道工程设计。

内页插图

目录

1 总 则
2 术 语
3 输气工艺
4 线 路
5 管道和管道附件的结构设计
6 输气站
7 地下储气库地面设施
8 仪表与自动控制
9 通 信
10 辅助生产设施
11 焊接与检验、清管与试压、干燥与置换
附录A 输气管道工艺计算
附录B 受约束的埋地直管段轴向应力计算和当量应力校核
附录C 受内压和温差共同作用下的弯头组合应力计算
附录D 敷管条件的设计参数
附录E 管道附件由膨胀引起的综合应力计算
附录F 三通和开孔补强的结构与计算
附录G 压缩机轴功率计算
附录 H 管端焊接接头坡口型式
附录J 输气站及阀室爆炸危险区域划分推荐做法
附录K 埋地管道水压强度试验推荐做法
本规范用词说明
引用标准名录
附:条文说明

前言/序言

《输气管道工程设计规范 GB 50251-2015》内容概述 引言 《输气管道工程设计规范 GB 50251-2015》是由中华人民共和国住房和城乡建设部发布的国家标准，旨在为输气管道工程的设计提供科学、统一的技术要求，确保工程的安全、经济、可靠和环保。本规范适用于新建、改建、扩建的各类输气管道工程，包括天然气、液化石油气、煤层气等气体的输送。作为中国输气管道工程领域的重要技术指导文件，它凝聚了国内众多专家多年的实践经验和研究成果。 一、总则 本章是规范的基础，确立了输气管道工程设计的总体原则和基本要求。 设计依据与原则： 明确了设计应遵循国家相关法律法规、技术标准以及工程可行性研究报告等文件。设计原则强调安全性、经济性、可靠性、适用性、环保性以及与相关工程的协调性。 适用范围： 界定了本规范所涵盖的输气管道类型、输送介质、设计压力、设计温度等参数的范围，为工程设计提供了明确的边界条件。 工程分类： 根据输送介质的性质、输送压力、输送距离等因素，对输气管道工程进行分类，不同类别的管道在设计和选材等方面会有相应的差异化要求。 基本术语： 规范中使用的关键术语进行统一解释，确保设计人员和相关方对专业词汇的理解一致，避免歧义。 二、管道系统的设计 本章详细阐述了输气管道系统的各个组成部分的具体设计要求。 管材选择： 钢管： 详细规定了适用于输气管道的碳钢、低合金钢等材质的要求，包括化学成分、力学性能、冲击韧性、低温性能等。特别强调了根据设计压力、输送介质腐蚀性、环境温度等因素选择适宜钢级的钢管。 非金属管道： 针对特定应用场景，规定了聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等非金属管道的性能要求、接口连接方式以及适用范围，通常用于较低压力或腐蚀性强的介质输送。 其他材料： 提及了在特殊条件下可能使用的其他管道材料，并提出了相应的技术考量。 管道尺寸设计： 公称尺寸与壁厚： 依据设计压力、管材强度、连接方式、腐蚀裕量以及施工安装要求，计算确定管道的公称尺寸（直径）和最小壁厚。 管段长度： 规定了管段的最大允许长度，以及根据地形、设备连接等因素划分管段的要求。 管道布局与路由选择： 选线原则： 强调了管道路由选择应避开人口稠密区、重要建筑物、地下管线、水源保护区、地震断裂带等不利地段。优先选择地形平坦、地质条件稳定、便于施工和管理的区域。 安全距离： 详细规定了管道与建筑物、构筑物、道路、河流、铁路、其他管线以及高压电线等之间的最小安全距离，这是保证管道运行安全的关键。 跨越与穿越： 对河流、湖泊、沼泽、道路、铁路、沟谷等特殊地段的跨越和穿越设计提出了具体要求，包括水下管道、顶管、定向钻穿越等施工方法的选择和技术要点。 管道附件设计： 阀门： 规定了不同类型阀门（如球阀、闸阀、止回阀等）的选择原则、安装位置、操作要求以及防腐要求。 补偿器： 针对管道因温度变化产生的热胀冷缩，规定了膨胀节、波纹管等补偿器的选型、布置和计算要求，以防止管道产生过大的应力。 固定支撑与吊架： 详细规定了管道固定支撑和吊架的设计要求，以承受管道自重、介质压力、风雪荷载以及其他外部作用力，并保证管道的稳定运行。 压力容器与储罐设计： 压力容器： 针对过滤器、分离器、调压器站内的储气罐等压力容器，规定了设计、制造、检验和安装的要求，遵循国家相关压力容器设计标准。 储罐： 对液化石油气等储罐的设计，从储罐选型、材料、尺寸、安全附件等方面提出了具体要求。 三、管道强度与稳定性设计 本章是输气管道工程设计的核心部分，直接关系到管道的安全运行。 设计压力与设计温度： 明确了管道设计应采用的最大工作压力和设计温度，通常考虑了最高运行压力、压力波动以及介质特性。 管道强度计算： 内压强度： 根据设计压力、管材许用应力、管径、壁厚等因素，计算管道承受内部压力的强度是否满足要求。 外压强度： 对埋地管道，考虑土壤压力、车辆荷载等外部压力对管道强度的影响。 轴向应力与环向应力： 分析管道在内压、外压、热应力、弯曲应力等作用下产生的各种应力，并确保其不超过管材的许用应力。 管道稳定性校核： 抗失稳设计： 对于架空管道、浅埋管道或穿越薄弱地基的管道，需要校核其在各种荷载作用下的稳定性，防止管道发生屈曲、变形或倾覆。 地质稳定分析： 对穿越滑坡、泥石流、软土等不良地质区域的管道，进行地质稳定性分析，并采取加固措施。 管道抗震设计： 地震区划： 根据工程所在地的地震烈度，确定管道的设计地震动参数。 抗震措施： 规定了在地震区管道的特殊构造要求，如增加管道柔性、设置地震监测装置、加强固定支撑等，以提高管道的抗震能力。 四、腐蚀防护设计 腐蚀是导致管道失效的主要原因之一，因此腐蚀防护设计至关重要。 腐蚀性介质分析： 对输送介质的成分进行分析，评估其对管道材料的腐蚀性，如含硫、含CO2、含水等。 外防腐蚀： 防腐层材料： 规定了常用的外防腐层材料，如环氧煤沥青、聚乙烯、聚氨酯等，以及它们的技术性能要求。 防腐层施工： 详细规定了防腐层的涂敷、缠绕、粘接等工艺要求，以及质量检验方法。 阴极保护： 针对埋地管道，规定了阴极保护的设计、安装和运行要求，包括牺牲阳极和强制电流阴极保护方案的选择和参数确定。 内防腐蚀： 内涂层： 对于输送腐蚀性介质或需要保持气体纯度的管道，规定了内涂层材料的选择和施工要求。 缓蚀剂： 提出在特定情况下使用缓蚀剂的建议和技术要求。 腐蚀监测： 规定了腐蚀监测点的设置、腐蚀速率的测量以及定期检查的要求。 五、站场设计 站场是输气管道系统的重要组成部分，承担着气体的压缩、过滤、调压、计量、储配等功能。 站场选址： 综合考虑安全性、便利性、环保要求以及与管道系统的衔接。 主要工艺设备： 压缩机站： 规定了离心式、往复式等压缩机的选型、布置、控制系统以及附属设备的安装要求。 调压站： 规定了调压阀组、过滤器、旁通管等设备的设计、布置和安全要求。 计量站： 规定了流量计、压力计、温度计等计量设备的选择、安装和校准要求。 储气设施： 针对储气罐、地下储气库等，规定了设计、安全防护和运行要求。 站场安全设施： 包括防火、防爆、防雷、通风、泄压、消防等系统设计。 站场公用工程： 如电力供应、供水、供暖、通讯等系统的设计。 六、管道的安装与焊接 本章重点关注管道施工的技术要求。 施工准备： 包括场地清理、管材检验、焊接工艺评定等。 管道敷设： 架空敷设： 规定了支架、支撑的设计与安装，以及管道的固定与活动要求。 埋地敷设： 规定了沟槽开挖、管材下沟、回填土等要求，以及管道回填土的密实度。 焊接工艺： 焊接方法： 规定了手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等适用的焊接方法。 焊工资格： 要求焊工必须经过培训并取得相应资格证书。 焊缝质量： 规定了焊缝外观质量、无损检测（如射线探伤、超声波探伤）的要求和评定标准。 管道试压： 水压试验： 规定了试压介质（通常为水）、试验压力、试验周期以及泄压过程中的注意事项。 气压试验： 在特定情况下，如水压试验不便或不适用时，规定了气压试验的流程和安全措施。 管道吹扫与置换： 规定了清除管道内杂物、水分和空气，以及置换为设计介质的工艺要求。 七、管道的检测与检验 本章强调了工程质量控制的重要环节。 材料检验： 对进场管材、管件、焊材等进行化学成分、力学性能、尺寸精度等方面的检验。 焊接检验： 包括焊前检查、焊中检查和焊后检查，采用外观检查、无损检测等方法。 防腐层检验： 包括防腐层厚度、附着力、致密性等指标的检测。 试压检验： 对管道进行水压或气压试验，验证管道的强度和密封性。 竣工验收： 规定了工程竣工验收的程序、标准和文件要求。 八、管道的运行与维护 本章涉及管道投产后的长期安全运行。 运行监测： 强调对管道压力、流量、温度、泄漏等参数的实时监测。 定期巡检： 规定了地面巡检、空中巡检、管道监测系统等的巡检内容和周期。 设备维护： 对站场设备、阀门、补偿器等进行定期的检查、保养和维修。 腐蚀防护维护： 检查阴极保护系统运行状况，修复损坏的防腐层。 应急响应： 制定泄漏、火灾等事故的应急预案，并进行演练。 管道更新改造： 规定了管道劣化后的评估、维修和更换原则。 九、附录 通常包含一些辅助性的技术表格、计算公式、标准图集等，用于支持规范条文的实施。 结语 《输气管道工程设计规范 GB 50251-2015》是一部系统、全面、实用的国家标准，它不仅为输气管道工程的设计提供了坚实的技术支撑，也为保障国家能源安全、促进经济发展和保护生态环境发挥着至关重要的作用。本规范的实施，必将进一步提升中国输气管道工程的设计水平和安全运行能力。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，那种沉稳的深蓝配上烫金的书名，透着一股专业和权威感。当我初次翻开它时，被其中清晰的章节划分和详实的技术图表所吸引。虽然我不是纯粹的管道工程师，但作为项目管理人员，我需要对设计规范有一个宏观的把握，而这本规范在结构上就做得非常到位。它不像某些标准那样堆砌晦涩的术语，而是通过逻辑清晰的条文组织，让读者能顺藤摸瓜地找到所需的信息点。特别是对于不同压力等级和输送介质的区分，在章节的开头部分做了非常细致的概括性描述，这对于快速定位到我们项目实际情况对应的设计要求，极大地节省了时间。而且，规范中引用的许多国际标准和行业经验的融合，也体现了其与时俱进的特点。我特别欣赏它在引用案例时所采用的图标和流程图，那种视觉上的直观性远胜于纯文字的描述，让人对复杂的工程步骤有了一个清晰的认知框架。总而言之，从阅读体验的角度来说，它是一本设计精良、易于检索的行业参考手册。

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这本书的内涵深度，简直可以称得上是输气管道设计领域的一部“百科全书”。我曾花了好几天时间，仔细研读了其中关于应力分析和材料选择的章节。书中对不同环境条件下（如冻土、活动断层带）管道的埋深、坡度控制的论述，细致到令人惊叹。举个例子，它对于如何精确计算管道在热胀冷缩和外部荷载叠加作用下的最大允许应力范围，给出了非常详尽的数学模型和校核步骤，这远超出了我过去接触到的一些通用设计指南。更值得称道的是，规范中对非金属材料在管道系统中的应用限制和性能衰减预测，提供了严谨的实验数据支撑，这对于追求长期安全运行的项目来说，无疑是至关重要的安全冗余保障。在某些涉及复杂流体动力学计算的部分，虽然涉及高阶数学，但编撰者巧妙地通过简化假设和实际工程参数的代入，将理论与实践紧密结合起来，使得一线工程师也能理解并应用这些尖端的技术要求。可以说，这本书并非简单地罗列“是什么”，而是深入剖析了“为什么必须这样做”。

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这本书的语言风格和技术表达方式，相较于一些陈旧的国标，显得更加现代和国际化，这对于参与国际合作项目的工程师来说，是一个巨大的福音。它在阐述原理时，常常能将复杂的物理现象转化为简洁的工程语言，既保持了科学的严谨性，又避免了过度学术化带来的阅读障碍。例如，在介绍管道材料疲劳寿命预测时，它采用了成熟的S-N曲线分析框架，并结合了中国特定工况下的修正系数，这种“本土化+国际接轨”的处理方式非常高明。此外，规范的排版逻辑也极为高效，很多关键公式和参数表格被独立框出，使得在现场快速查阅和对比数据时，能够迅速聚焦核心信息。虽然技术规范通常被视为枯燥的参考资料，但这本规范在知识的传递效率和阅读的友好性上，做到了很好的平衡，它真正体现了作为一本“设计工具书”的价值所在，即帮助工程师更高效、更安全地解决实际问题。

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我个人对这本规范中关于施工和验收标准的部分给予了高度评价，这部分内容往往是工程实践中“掉链子”的高发区，但这本书处理得非常周到和务实。它对焊接质量的无损检测（NDT）要求，特别是对超声波探伤和射线检测的覆盖率和判读标准，规定得异常严格且具有可操作性。书中对管道下沟、回填压实过程中的土壤承载力控制，以及管道沉降监测的频率和允许偏差值，都给出了清晰的量化指标，这使得质检和监理工作有了明确的依据，极大地减少了模糊地带。我记得有一段描述，专门针对大口径高压管道的试压方案，详细列举了不同介质（水或惰性气体）下的压力升高速率和保压时间要求，并强调了关键节点的人员安全防护措施，这种对细节的把控体现了编写团队对生命财产安全的极端重视。读完这部分，感觉像是有一位经验丰富的总工程师在旁边亲自指导施工流程，让人倍感踏实。

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翻阅全书，我最大的感受是它对环境影响和长期服役安全性的前瞻性考量。特别是在管线穿越复杂地质区域，如采空区或水下区域的设计章节中，规范并没有止步于基础的结构强度，而是引入了大量的风险评估和缓解策略。例如，对于穿越河流的管道，它不仅规定了最小覆土深度，还详细阐述了冲刷速率的计算方法，以及如何通过设计保护层来应对长期的水流侵蚀。这种将设计目标从“一次性通过验收”提升到“全寿命周期可靠性”的思维转变，是现代基础设施建设的核心要求。书中关于腐蚀防护的章节，对阴极保护系统的设计参数、牺牲阳极的寿命预测以及绝缘层的电阻要求，都给出了非常细致的工程指导，让人深刻理解到，管线工程的质量，往往体现在那些看不见的“皮肤”和“铠甲”之中。这本规范无疑是引领行业迈向更高安全标准的有力工具。

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