5．1．1 输油管道、管道附件和支承件，应根据管道敷设形式、所处环境和运行条件，按下列可能同时出现的永久载荷、可变载荷和偶然载荷的组合后进行设计：
    1 永久载荷：
        1)输送油品的内压力； 
        2)钢管及其附件、防腐层、保温层、结构附件的自重；
        3)输送油品的重量；
        4)横向和竖向的土压力；
        5)管道介质静压力和水浮力；
        6)温度作用载荷以及静止流体由于受热膨胀而增加的压力；
        7)连接构件相对位移而产生的作用力。
    2 可变载荷：
        1)试压或试运行时的水重量；
        2)附在管道上的冰雪载荷；
        3)内部高落差或风、波浪、水流等外部因素产生的冲击力；
        4)车辆及行人载荷；
        5)清管载荷；
        6)检修载荷；
        7)施工过程中的各种作用力。
    3 偶然载荷：
        1)位于地震动峰值加速度大于或等于0．1g地区的管道，由于地震引起的断层位移、砂土液化、山体滑坡等施加在管道上的作用力；
        2)振动和共振所引起的应力；
        3)冻土或膨胀土中的膨胀压力；
        4)沙漠中沙丘移动的影响；
        5)地基沉降附加在管道上的载荷。

5．1．2 输油管道设计压力应符合下列规定： 
    1 管道系统任何一处的设计内压力不应小于该处的最高稳态操作压力，且不应小于管内流体处于静止状态下该处的静压力。当设置反输流程时，管道任何一处的设计内压力不应小于该处正、反输送条件下最高稳态操作压力的较高值，且不应小于该处正、反输送条件下静压力的较高值。
    2 管道及管道附件应能承受作用在其上的外压、内压、外压与内压之间最大压差。 

5．1．3 输油管道的设计温度，当加热输送时应为被输送流体的最高温度；当不加热输送时，应根据环境条件确定最高或最低设计温度。

5．1．4 管道水击和其他因素造成的瞬间最大压力值，在管道系统中的任何一点都不应超过管道设计内压力的1．1倍。

5．2．1 输油管道直管段的许用应力应符合下列规定：
    1 线路段管道的许用应力应按下式计算：

    式中：[σ]——许用应力(MPa)；
          K——设计系数，输送原油、成品油管道除穿跨越管段应按现行国家标准《油气输送管道穿越工程设计规范》GB 50423、《油气输送管道跨越工程设计规范》GB 50459的规定取值外，输油站外一般地段应取0．72，城镇中心区、市郊居住区、商业区、工业区、规划区等人口稠密地区应取0．6；输油站内与清管器收发筒相连接的干线管道应取0．6；输送液化石油气(LPG)管道设计系数应按本规范附录F的规定取值；
          σ_S——钢管的最低屈服强度(MPa)，应按表5．2．1的规定取值；
          ——焊缝系数。

表5．2．1 输油管道常用钢管钢级的最低屈服强度、最低抗拉强度和焊缝系数

    注：1 PSL1钢管的钢管等级中后缀字母P表明该钢中含有规定含量的磷。
        2 PSL2钢管的钢管等级中后缀字母R、N、Q、M表示钢管的交货状态：R为轧制；N为正火轧制、正火成型、正火或正火加回火；Q为淬火加回火；M为热机械轧制。

    2 输油站内管道的许用应力应取公式(5．2．1-2)和公式(5．2．1-3)中计算的较小值。

    式中：[σ]_t——设计温度下的许用应力(MPa)；
          σ^t_b——材料设计温度下的最低抗拉强度(MPa)；
          σ^t_S——材料设计温度下的最低屈服强度(MPa)。
    3 旧钢管，如有出厂证明及制造标准资料，经鉴定及试压合格后，可按公式(5．2．1-1、5．2．1-2、5．2．1-3)计算许用应力； 
    4 对于为了达到规定的最低屈服强度要求而进行过冷加工(控轧、冷扩)，并在其后曾经加热至大于或等于300℃(焊接除外)的钢管，其许用应力应按公式(5．2．1-1、5．2．1-2、5．2．1-3)计算值的75％取值；
    5 钢管的许用剪应力不应超过其最低屈服强度的45％；支承外载荷作用下的许用应力(端面承压)不应超过其最低屈服强度的90％。 

5．2．2 管道结构支承件和约束件所用钢材的许用拉应力和压应力不应超过其最低屈服强度的60％；许用剪应力不应超过其最低屈服强度的45％；支承应力(端面承压)不应超过其最低屈服强度的90％。

5．2．3 管道及管件强度验算的应力限用值应符合下列规定：
    1 根据设计内压力计算出的应力值不应超过钢管的许用应力；
    2 对于输送加热油品的管道，当管道轴向受约束时，其当量应力不得超过钢管最低屈服强度的90％；当管道轴向不受约束时，热胀当量应力不得超过钢管的许用应力；
    3 架空结构构件的强度验算应符合现行国家标准《油气输送管道跨越工程设计规范》GB 50459的有关规定。

5．2．4 管道及管件由于永久载荷、可变载荷所产生的轴向应力之和，不应超过钢管的最低屈服强度的80％，但不应将地震作用和风载荷同时计入。

5．3．1 输油管道所采用的钢管、管道附件的材质选择应根据设计压力、温度和所输介质的物理性质，经技术经济比较后确定。采用的钢管和钢材应具有良好的韧性和可焊性。

5．3．2 输油管道线路用钢管应采用管线钢，钢管应符合现行国家标准《石油天然气工业 管线输送系统用钢管》GB／T 9711的有关规定；输油站内的工艺管道应优先采用管线钢，也可采用符合现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB／T 8163规定的钢管。

5．3．3 管道附件和其他钢管材料应采用镇静钢。

5．3．4 当钢管储存、运输、施工的环境温度或运行温度低于0℃时，应对钢管和管道附件材料提出韧性要求。

5．3．5 液化石油气管道及管道附件，应考虑低温下的脆性断裂和运行温度下的塑性止裂性能。

5．3．6 钢制锻造法兰及其他锻件，应符合国家现行标准《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》NB／T 47008、《低温承压设备用碳素钢和合金钢锻件》NB／T 47009和《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》NB／T 47010的有关规定。

5．4．1 输油管道直管段的钢管管壁厚度应按下式计算：

    式中：δ——直管段钢管计算壁厚(mm)；
          P——设计内压力(MPa)；
          D——钢管外直径(mm)；
          [σ]——钢管许用应力(MPa)，应按本规范第5．2．1条的规定选用。

5．4．2 弯管的壁厚应按下列公式计算：

    式中：δ_H——弯管的外弧侧壁厚最小值(mm)；
          δ_i——弯管的内弧侧壁厚最小值(mm)；
          δ——弯管所连接直管段的计算壁厚(mm)；
          m——弯管的壁厚增大系数；
          R——弯管的曲率半径(mm)；
          D——弯管的外径(mm)。

5．4．3 弯管的母管壁厚应按下式计算：

    式中：δ_b——弯管母管计算壁厚(mm)；
          δ——弯管所连接直管段的计算壁厚(mm)；
          C——弯管弯制允许最大壁厚削薄率。

5．4．4 输油站间的管道可按设计内压力分段设计管道的管壁厚度。

5．4．5 钢制管件应符合下列规定：
    1 冷弯管、热煨弯管宜采用与直管段相同的钢级材料制作；
    2 制作冷弯管的钢管管型宜与两侧连接的直管段相同，热煨弯管不宜采用螺旋焊缝钢管制作；
    3 用为了达到规定的最低屈服强度而进行过冷加工(控轧、冷扩)的母管制作的热煨弯管，其许用应力应按本规范第5．2．1条第4款的规定取值。
    4 钢制管件的制造、检验、试验、标志和验收应符合国家现行标准《钢制对焊无缝管件》GB 12459、《优质钢制对焊管件规范》SY／T 0609、《钢制对焊管件规范》SY／T 0510和《油气输送用钢制感应加热弯管》SY／T 5257的有关规定。管件与直管段不等壁厚的焊接应符合本规范附录G的规定。

5．4．6 当管道及管件的壁厚极限偏差符合现行国家标准的规定时，在无其他特殊要求情况下，可不再增加管壁的裕量。

5．4．7 管道附件设计应符合下列规定：
    1 管道附件应按设计内压力、设计温度和最低环境温度选择和设计，并应按本规范第5．1．2条第2款规定进行核算；
    2 管道附件的非金属镶装件、填料、密封件，应选择耐油、耐温的材料。

5．4．8 钢制异径接头的设计应符合现行国家标准《压力容器》GB 150的有关规定。无折边异径接头的半锥角应小于或等于15°，异径接头的材质宜与所连接钢管的材质相同或相近。

5．4．9 钢制平封头或凸封头的设计应符合现行国家标准《压力容器》GB 150的有关规定。

5．4．10 绝缘接头、绝缘法兰的设计应符合现行行业标准《绝缘接头与绝缘法兰技术规范》SY／T 0516的有关规定。公称压力大于5MPa，直径大于300mm的输油管道宜采用绝缘接头。

5．4．11 管道和管道附件的开孔补强应符合下列规定：
    1 在主管上直接开孔焊接支管，当支管外径小于0．5倍主管外径时，可采用补强圈进行局部补强，也可增加主管和支管管壁厚度进行整体补强。支管和补强圈的材料，宜与主管材料相同或相近。
    2 当相邻两支管中心线的间距小于两支管开孔直径之和，但大于或等于两支管开孔直径之和的2／3时，应进行联合补强或加大主管管壁厚度。当进行联合补强时，支管两中心线之间的补强面积不得小于两开孔所需总补强面积的1／2。当相邻两支管中心线的间距小于两支管开孔直径之和的2／3时，不得开孔。
    3 当开孔直径小于或等于50mm时，可不补强。
    4 当支管外径大于或等于0．5倍主管外径时，应采用三通或采用全包型补强。
    5 三通和主管开孔宜采用等面积补强，等面积补强的有效范围见图5．4．11，等面积补强按照下列公式校核计算：

    式中：A_R——需要的补强面积(mm²)；
          A₁——主管补强面积(mm²)；
          A₂——支管补强面积(mm²)；
          A₃——补强圈、焊缝等所占补强面积(mm²)，对于拔制三通A₃＝0；
          d——支管内径(mm)；
          δ_h——按公式(5．4．1)计算的主管管壁厚度(mm)；
          δ_H——主管的公称管壁厚度(mm)；
          δ_b——按公式(5．4．1)计算的支管管壁厚度(mm)；
          δ_B——支管的公称管壁厚度(mm)；
          L——取2．5δ_H或2．5δ_B＋M之较小值(mm)，对于拔制三通L＝0．7。
          M——补强圈厚度(mm)；

图5．4．11 等面积补强的有效范围

    注：图中双点划线框内为可提供补强的范围。
    6 开孔边缘距主管焊缝宜大于主管管壁厚的5倍。

5．4．12 当输油管道采用弯头或弯管时，其所能承受的温度和内压力，应不低于相邻直管段所承受的温度和内压力。

5．4．13 冷弯管的任何部位不得出现明显褶皱、裂纹及其他机械损伤，弯管两端的圆度不得大于2％，其他部位不得大于2．5％。

5．4．14 地面管道的管架、支承件和锚固件的设计应符合下列规定：
    1 被支承的钢管不应产生过大的局部应力、轴向和侧向摩擦力；
    2 管道运行时可能发生振动处，可采用支柱或防振装置，但不应改变设计的管道约束形式；
    3 钢管上的支承件，可采用不与钢管焊接成一体的部件的管夹或“U”形管卡；
    4 当设计的管道是在其许用应力或接近其许用应力的情况下运行时，焊接在钢管上的连接件应是一个环抱整个钢管的单独的圆筒形加强件。加强件与钢管的焊接应采用连续焊。

5．5．1 输油管道应计算由设计内压力、外部载荷和温度变化所产生的应力，并应使其小于管道、管道附件及所连接设备的安全承受能力。

5．5．2 穿越管段的强度验算应符合现行国家标准《油气输送管道穿越工程设计规范》GB 50423的有关规定。

5．5．3 埋地输油管道的直管段和轴向变形受限制的地上管段的轴向应力应按下列公式计算：

    式中：σ_a——由于内压和温度变化产生的轴向应力(MPa)，负值为轴向压应力，正值为轴向拉应力；
          E——钢材的弹性模量，可取2．05×10⁵MPa；
          α——钢材的线膨胀系数，可取1．2×10^-5℃^-1；
          t₁——管道安装闭合时的环境温度(℃)；
          t₂——管道内被输送介质的温度(℃)；
          μ——泊桑比，宜取0．3；
          σ_h——由内压产生的环向应力(MPa)；
          p——管道的设计内压力(MPa)；
          d——管道的内直径(m)；
          δ——管道的公称壁厚(m)。
    按内压计算的环向应力应小于或等于许用应力[σ]，许用应力[σ]应符合本规范第5．2．1条的规定。

5．5．4 埋地管道的弹性敷设管段和轴向受约束的地上架空管道，在轴向应力中均应计入横向弯曲产生的应力。轴向受约束的地上架空管道横向弯曲引起的轴向应力计算应符合现行国家标准《油气输送管道跨越工程设计规范》GB 50459的相关规定。弹性敷设管段的弯曲应力应按下式计算：

    式中：σ_d——弹性敷设产生的弯曲应力，负值为轴向压应力，正值为轴向拉应力(MPa)；
          D——钢管外直径(m)；
          R——弹性敷设曲率半径(m)。

5．5．5 对于受约束管道应按最大剪应力破坏理论计算当量应力，当σ_a为压应力(负值)时，应满足下式要求：

   式中：σ_e——当量应力(MPa)；
         σ_S——钢管的最低屈服强度(MPa)。

5．5．6 对于轴向不受约束的架空敷设管段、埋地管道出土端未设固定墩的管段，热膨胀当量应力应按下列公式计算，且计算值不应大于钢管的许用应力[σ]。

    式中：σ_t——最大运行温差下热膨胀当量应力(MPa)；
          σ_b——最大运行温差下热膨胀合成弯曲应力(MPa)；
          M_i——构件平面内的弯矩，对于三通，总管和支管部分的力矩应分别考虑(MN·m)；
          i_i——构件平面内的应力增强系数，其取值应符合本规范附录H的规定；
          M_o——构件平面外的弯矩(MN·m)；
          i_o——构件平面外的应力增强系数，其取值应符合本规范附录H的规定；
          τ——扭应力(MPa)；
          M_t——扭矩(MN·m)；
          Z——钢管截面系数(m³)。

5．5．7 计算地面管道的热应力时，管道的全补偿值应包括热伸长值、管道端点的附加位移及有效预拉伸。预拉伸的有效系数宜取0．5。

5．6．1 管道的刚度应满足钢管运输、管道施工和运行时的要求。钢管的外直径与壁厚的比值不宜大于100。

5．6．2 穿越公路的无套管管段、穿越用的套管，以及埋深较大的管段，均应按无内压状态验算在外力作用下的变形，其水平方向直径的变形量不应大于钢管外径的3％。变形量应按本规范附录J的规定计算确定。

5．6．3 加热输送的埋地管道应验算其轴向稳定性，并应符合下列规定：
    1 加热输送的埋地管道轴向力应按下式计算：

    式中：N——由温差和内压力产生的轴向力(MN)；
          A——钢管横截面积(m²)；
          E——钢材的弹性模量，可取2．05×10⁵MPa；
          σ——钢材的线膨胀系数，可取1．2×10^-5℃^-1；
          t₁——管道安装闭合时的环境温度(℃)；
          t₂——管道内被输送介质的温度(℃)；
          μ——泊桑比，宜取0．3；
          σ_h——由内压产生的环向应力(MPa)；
    2 当N为正值时，表示N为轴向压缩力，应按下式验算轴向稳定性：

    式中：N_cr——管道开始失稳时的临界轴向力(MN)，应按本规范附录K的规定计算确定；
          n——安全系数，公称直径大于500mm的钢管宜取1．33；公称直径小于或等于500mm的钢管宜取1．11。
    3 当N为负值时，表示N为轴向拉力，可不验算轴向稳定性。

5．6．4 地上管道的轴向稳定应符合现行国家标准《油气输送管道跨越工程设计规范》GB 50459的有关规定。