В 400 Методология классов безопасности (СТО Газпром 2-3.7-050-2006)

 

  Главная       Учебники - Газпром      СТО Газпром 2-3.7-050-2006

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Страницы   ..  1  2  3   ..

 

 

 


 

В 400 Методология классов безопасности (СТО Газпром 2-3.7-050-2006)

 

401 В настоящем стандарте конструктивная безопасность трубопроводной системы обес-печивается применением методологии классов безопасности. Трубопроводная система отно-сится к одному или нескольким классам безопасности на основании последствий отказов. Классы безопасности зависят обычно от назначения трубопровода и местоположения.

Для каждого класса безопасности каждому предельному состоянию присвоен ряд частных коэффициентов безопасности.


 

В 500 Гарантия качества

501 Формат безопасности в пределах настоящего стандарта требует, чтобы грубые ошибки (человеческие ошибки-обязательно контролировались требованиями по организации работ, компетенцией лиц, выполняющих работы, проверкой расчета и системой гарантии качества на протяжении всех соответствующих стадий.

502 Целью настоящего стандарта является предположение, что владелец трубопроводной системы формулирует задачи обеспечения безопасности. Владелец должен с точки зрения как внутренней, так и внешней безопасности пытаться достичь уровня безопасности изделий и услуг, предписываемого в задачах обеспечения безопасности. Более того, владелец должен обеспечить гарантии того, что предписанное качество достигается или будет достигнуто.

503 Система качества должна воплощаться в жизнь для того, чтобы помочь в соблюдении

требований настоящего стандарта.


 

Руководящее примечание:

Система стандартов ISO 9000 приводит инструкции по выбору и использованию систем качества.

—-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


 

В 600 Здоровье людей, безопасность и окружающая среда

601 Цель настоящего стандарта состоит в том, чтобы проектно-конструкторские работы, материалы, изготовление, монтаж, ввод в эксплуатацию, эксплуатация, ремонт, переосвиде-тельствование и ликвидация трубопроводных систем были безопасны и проводились с дол-жным вниманием к общественной безопасности и защите окружающей среды.


 

С. Формат расчета


 

С 100 Общие сведения

101 Формат расчета в пределах настоящего стандарта основан на методологии предельных состояний и частных коэффициентов безопасности, также называемый Форматом расчета по нагрузкам и расчетным коэффициентам (LRFD-.


 

С 200 Классификация перекачиваемых продуктов

  1. Продукты, которые будут транспортироваться трубопроводной системой, должны быть отнесены к соответствующим категориям согласно степени их опасности, как приведено в таблице 2-1.

    Т а б л и ц а 2,1 – Классификация перекачиваемых продуктов


     

    Категория

    Описание

    A

    Обычные невоспламеняющиеся жидкости на водной основе.


     

    B

    Легковоспламеняющиеся и/или токсичные вещества, которые являются жидкостями в условиях температуры окружающей среды и атмосферного давления. Типичными при-мерами могут быть нефтепродукты. Метанол является примером легковоспламеняю-щейся и токсичной жидкости.


     

    C

    Невоспламеняющиеся вещества, которые являются нетоксичными газами в условиях температуры окружающей среды и атмосферного давления. Типичными примерами могут быть азот, двуокись углерода, аргон и воздух.

    D

    Нетоксичный, однофазный природный газ.


     

    E

    Легковоспламеняющиеся и/или токсичные продукты, которые являются газами в усло-виях температуры окружающей среды и атмосферного давления и которые транспорти-руются в виде газов и/или жидкостей. Типичными примерами могут быть водород, при-родный газ (не попадающий в категорию D-, этан, этилен, сжиженный нефтяной газ (такой как пропан-бутан-, газовый конденсат, аммиак и хлор.


     


     

  2. Газы или жидкости, не указанные особо в таблице 2–1, должны относиться к катего-рии, содержащей вещества, наиболее сходные по потенциалу опасности к оцениваемым. Если категория продукта не ясна, необходимо предполагать самую опасную категорию.


 

С 300 Классы местоположения

301 Трубопроводная система должна классифицироваться по классам местоположения, как определено в таблице 2-2.

Т а б л и ц а 2,2 – Классификация местоположения


 

Местополо- жение

Определение

1

Зона, в которой не ожидается частой человеческой деятельности вдоль трассы трубо-провода.


 

2

Часть трубопровода/стояк в зоне около платформы (с персоналом-или в зонах с частой человеческой деятельностью. При определении класса местоположения 2 следует осно-вываться на соответствующем анализе рисков. Если такой анализ не проводится, то дол-жно быть принято минимальное расстояние в 500 м.


 

С 400 Классы безопасности

401 Проектирование трубопроводов должно основываться на потенциальных послед-ствиях отказов. В настоящем стандарте это учитывается концепцией классов безопасности. Класс безопасности может меняться в зависимости от различных стадий и местоположения. Классы безопасности определены в таблице 2-3.

Т а б л и ц а 2,3 – Классификация классов безопасности


 

Класс безо- пасности

Определение


 

Низкий

Если отказ влечет за собой низкий риск травматизма людей и незначительные послед-ствия для окружающей среды и экономики. Это – обычный классификационный уро-вень для стадии монтажа.


 

Нормальный

Для временных условий, при которых отказ влечет за собой риск травматизма людей, существенные загрязнения окружающей среды или весьма значительные экономиче-ские и политические последствия. Это – обычный классификационный уровень для эксплуатации вне зоны платформы.


 

Высокий

Для условий эксплуатации, при которых отказ влечет за собой высокий риск травма-тизма людей, существенные загрязнения окружающей среды или весьма значительные экономические и политические последствия. Это – обычный классификационный уровень в течение эксплуатации для местоположения класса 2.


 


 

Частные коэффициенты безопасности, относящиеся к классам безопасности, приводятся в Разделе 5D 200.

402 В условиях обычной эксплуатации применяются классы безопасности, указанные в

таблице 2-4:


 

Т а б л и ц а 2,4 – Обычная классификация классов безопасности*


 


 

Фаза

Продукт категорий А, С

Продукт категорий В, D и Е

Класс местоположения

Класс местоположения

1

2

1

2

Временная1,2

Низкий

Низкий

Низкий

Низкий

Эксплуатации

Низкий

Нормальный3

Нормальный

Высокий

П р и м е ч а н и я:

  1. Монтаж вплоть до ввода в эксплуатацию (временная стадия-будет обычно относиться к классу безо-пасности “Низкий”.

  2. Для отнесения к классам безопасности для временных стадий после ввода в эксплуатацию должны быть особо учтены последствия отказа, т.е. присвоен класс безопасности выше “Низкого”.

  3. Стояки в ходе нормальной эксплуатации обычно будут относиться к классу безопасности “Высо-кий”.

* Могут существовать другие классификации в зависимости от условий и серьезности отказов трубо-провода. Для трубопроводов, у которых некоторые последствия являются более тяжелыми по сравне-нию с обычным уровнем, т.е. для которых приведенная выше таблица неприменима, выбор более высокого класса безопасности должен также учитывать влияние на достигаемую общую безопас-ность. Если общий рост безопасности предельный, выбор более высокого класса безопасности может оказаться неоправданным.

С 500 Методология частных коэффициентов безопасности

  1. Фундаментальный принцип методологии расчета по частным коэффициентам безо-пасности состоит в проверке того, что расчетные нагрузки (с учетом коэффициентов-не пре-вышают расчетного (с учетом коэффициентов надежности по материалу и др.-сопротивления какому-либо из рассматриваемых видов отказа. Действие расчетной нагрузки с учетом коэф-фициентов получается путем умножения нормативного значения нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке. Сопротивление с учетом коэффициентов получается делением нор-мативного сопротивления на коэффициент надежности по материалу.

  2. Уровень безопасности считается удовлетворительным, если результат действия рас-

    четной нагрузки (Ld-не превышает расчетного сопротивления (Rd-:

    LD(LF, LE, LAFAC- RD (RK(fK- SCm-(2.1-

  3. Действие расчетной нагрузки основано (или является функцией-на действии нагру-зок с учетом коэффициентов, уточненных, где это требуется, особым коэффициентом условий работы °C. Действия нагрузок с учетом коэффициентов группируются в соответствии с функ-цией предельного состояния для соответствующего вида отказа.

  4. Представленные в настоящем стандарте коэффициенты надежности по нагруз-кам, коэффициенты безопасности (по классу безопасности-и коэффициенты надежности по материалу, связанные с предельными состояниями, откалиброваны с использо-ванием методологии, основанной на вероятностном подходе, для различных классов безопасности.

  5. Нормативные значения нагрузок и сопротивлений в настоящем стандарте обычно

    задаются как значения процентилей для соответствующего распределения вероятности. Они должны быть основаны на надежных данных, использующих признанные статистиче-ские методики.


     

    Руководящее примечание:

    Нормативные сопротивления в настоящем стандарте не обязательно отражают или средние значения, или некоторые значения процентилей. Полученные в результате расчетные форму-лы обеспечивают критерии расчета как полноту неопределенности модели, систематические ошибки при определении нагрузок и т.д. Однако при повторной калибровке этих формул с целью обеспечения указанной полноты необходимо соблюдать осторожность.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


     

  6. Комбинации нагрузок и соответствующие коэффициенты надежности по нагрузкам приведены в Разделе 5D 300. Предельные состояния и соответствующие расчетные коэффи-циенты даны в Разделе 5D 200.

С 600 Расчет надежности

601 Как альтернатива описанному и используемому в настоящем стандарте формату LRFD, может применяться признанный расчет конструктивной надежности (SRA-, при усло-вии что:

  • он используется для калибровки точных предельных состояний, не рассмотренных в настоящем стандарте;

  • метод соответствует Классификационным замечаниям DNV № 30.6 “Расчет кон-структивной надежности морских конструкций”;

  • подход демонстрирует достаточную безопасность для известных случаев, как указа-но в настоящем стандарте.


 

Руководящее примечание:

В частности, это подразумевает, надежность, основанная на расчете по методу предельных состояний не должна использоваться вместо критериев несущей способности по давлению, содержащихся в Разделе 5.

—-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


 

602 Расчет конструктивной надежности должен выполнять в достаточной мере компе-тентный и квалифицированный персонал, а распространение в новые области применения должны поддерживаться технической проверкой.

603 Насколько это возможно, заданные уровни надежности должны быть откалиброваны по идентичным или подобным конструкциям трубопроводов, которые, насколько это извест-но, обладают достаточной безопасностью на основании настоящего стандарта. Если это не осуществимо, заданный уровень надежности должен основываться на виде отказов и классе безопасности, как задано в таблице 2–5.


 

Т а б л и ц а 2,5 – Приемлемые вероятности отказов в зависимости от классов безопасности


 


 

Предельные состояния


 

Базы вероятностей

Классы безопасности

Низкий

Нормальный

Высокий

SLS. Предельное состояние эксплуата-ционной пригодности (по текучести-

На трубопровод в год1-

10-2

10-3

10-3

ULS. Предельное состояние по прочности

На трубопровод в год1-


 

10-3


 

10-4


 

10-5

FLS. Предельное состояние усталости

На трубопровод в год2-

ALS. Аварийное предельное состояние

На трубопровод в год3-

1-Или период продолжительности временной стадии.

2-Вероятность отказа будет эффективно определяться последним годом эксплуатации или перед проведением инспекции, в зависимости от принятой философии инспектирования.

3-Относится к общей допустимой вероятности серьезных последствий.

РАЗДЕЛ 3

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ДОКУМЕНТАЦИЯ


 

А. Общие сведения


 

А 100 Цель

  1. Целью данного раздела является обозначение и обеспечение основы для определения подходящих для разработки месторождения характеристик. Далее, определяются основные аспекты, требующиеся для проектирования, строительства, эксплуатации и переосвидетель-ствования трубопроводных систем.

  2. Данный раздел также устанавливает минимальные требования к документации по проектированию, изготовлению, монтажу и эксплуатации.


 

А 200 Разработка концепции

  1. Должны быть установлены данные и описание разработки месторождения и общей организации трубопроводной системы.

  2. Данные и описание должны включать в себя (по применимости-следующее:

    • задачи обеспечения безопасности;

    • местоположение, условия на входе и на выходе;

    • описание трубопроводной системы с общей ее организацией и границами;

    • функциональные требования, в том числе ограничения разработки месторождения, напр., защитные барьеры и подводная запорная арматура;

    • монтаж, ремонт и замену элементов трубопровода, запорной арматуры, силовых приводов и фитингов;

    • планы и регламент проекта, в том числе запланированный период года для проведе-ния монтажа;

    • расчетный срок эксплуатации, в том числе техническое описание начала срока эксплуатации, напр., окончательные мероприятия по вводу в эксплуатацию, монтаж и т.п.;

    • данные о продукте, подлежащем транспортировке, в том числе возможные измене-ния в течение расчетного срока эксплуатации трубопроводной системы;

    • производительность транспортировки и данные о размерах трубопровода;

    • учет возможных нарушений норм в трубопроводной системе;

    • геометрические ограничения, такие как требования к постоянству внутреннего диа-метра, к фитингам, запорной арматуре, фланцам и использованию гибких труб или стояков;

    • требования к пропуску внутритрубных устройств, такие как радиус кривизны, овальность труб и расстояние между различными фитингами, влияющие на проекти-рование узлов пуска/приема очистных устройств;

    • вынос песка;

    • деятельности второй и третьей сторон.


 

А 300 План исполнения

301 Должен быть разработан план исполнения, включающий следующие темы:

  • общую информацию, в том числе организацию проекта, объем работ, вопросы, тре-бующие согласования, стадии разработки и стадии производства;

  • контакты с Покупателем, административными властями, третьей стороной, Подрядчиками по проведению инженерно-технических работ, проверки и строитель-ства; и

  • правовые аспекты, напр., страховку, договоры, планирование территории.


 

А 400 Строительство, эксплуатация и ликвидация

  1. Проектирование и планирование, относящиеся к трубопроводной системе, должны охватывать все стадии разработки, включая строительство, эксплуатацию и ликвидацию.


     

    Монтаж

  2. Для всех видов деятельности по монтажу должны быть подготовлены подробные планы, чертежи и технология. Должно учитываться, как минимум, следующее:

    • изыскания трассы трубопровода,

    • работы в море,

    • монтаж трубопровода,

    • операции по стыковке плетей трубопровода,

    • обследование состояния укладки,

    • корректировка свободных пролетов и защита трубопровода,

    • монтаж защитных и опорных конструкций,

    • монтаж стояков,

    • обследование непосредственно после завершения строительства,

    • окончательные испытания и подготовка к эксплуатации.


       

      Эксплуатация

  3. Перед началом эксплуатации должны быть подготовлены планы по эксплуатации, инспекции, техническому обслуживанию и ремонту трубопровода.

  4. Все аспекты эксплуатации должны рассматриваться при выборе концепции трубопро-вода.

  5. Планирование эксплуатации трубопроводной системы должно учитывать, как мини-мум, следующие вопросы:

    • организация и управление;

    • пуск и отключение;

    • эксплуатационные ограничения;

    • техническое обслуживание;

    • коррозионный контроль, инспекция и мониторинг;

    • общая проверка;

    • особые виды деятельности.


       

      Ликвидация

  6. Ликвидация трубопровода должна быть спланирована и подготовлена.

  7. Выбор концепции трубопровода должен включать в себя определение какого-либо существенного влияния на прекращение эксплуатации трубопровода.

  8. Оценка ликвидации трубопровода должна содержать следующие аспекты:

    • окружающая среда, в особенности, загрязнения;

    • помехи движению судов;

    • помехи рыболовной деятельности;

    • коррозионное воздействие на другие сооружения.


 

В. Принципы проектирования системы


 

В 100 Работоспособность системы

  1. Трубопроводные системы должны проектироваться, строиться и эксплуатироваться таким образом, чтобы они:

    • удовлетворяли требованиям к производительности транспортировки,

    • выполняли определенные задачи обеспечения безопасности и обладали требуемым сопротивлением нагрузкам при запланированных условиях эксплуатации, и

    • обладали достаточным запасом надежности по отношению к аварийным нагрузкам или незапланированным условиям эксплуатации.

  2. На стадии проектирования должна получить оценку возможность изменений типа или

    состава продукта, подлежащего транспортировке, в течение срока эксплуатации трубопровод-ной системы.

  3. Любое переосвидетельствование, кажущееся необходимым вследствие изменений

условий проекта, должно проходить в соответствии с требованиями, изложенными в Раз-деле 11.


 

В 200 Мониторинг/инспекция в течение эксплуатации

  1. Параметры, которые могут угрожать работоспособности трубопроводной системы, должны контролироваться и оцениваться с той частотой, которая позволит принять меры по устранению неисправности, прежде чем система будет повреждена.

    Руководящее примечание:

    Как минимум, частота мониторинга/инспекций (проверок-должна быть такой, чтобы трубопроводная система не подвергалась опасности вследствие какого-либо ухудше-ния показателей/износа, которые могут произойти между двумя последовательными интервалами инспекций.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


     

  2. Может потребоваться оснащение трубопроводной системы контрольно-измеритель-ными приборами, если визуальный осмотр или простые измерения не кажутся практичными или надежными, а доступные методы проектирования и накопленный опыт не достаточны для надежного предсказания эксплуатационных характеристик системы.

  3. Давление в трубопроводной системе не должно превышать расчетного давления при обычной эксплуатации в стационарных условиях.


 

В 300 Система контроля давления

  1. Для того чтобы предотвратить подъем внутреннего давления в каком-либо месте тру-бопроводной системы до избыточного уровня, может быть использована система контроля давления. Система контроля давления состоит из системы регулировки давления, системы аварийной защиты от превышения давления и соответствующих контрольно-измерительных приборов и сигнальных систем.

  2. Целью системы регулировки давления является поддержание рабочего давления в

    приемлемых пределах при обычной эксплуатации. Установленное значение давления системы регулировки давления должно быть таким, чтобы местное расчетное давление не превышалось ни в одной из точек трубопроводной системы. Должен быть сделан соответствующий учет допусков системы регулировки давления и соответствующей ей контрольно-измерительной аппаратуры, см. рисунок 1–1.

  3. Цель системы аварийной защиты от превышения давления состоит в защите находя-

    щихся ниже по движению продукта участков системы при аварийном режиме работы, т.е. в случае неисправности системы регулировки давления. Система аварийной защиты от превы-шения давления должна работать автоматически и с таким установленным значением давле-ния, чтобы вероятность превышения внутренним давлением в какой-либо точке трубопровод-ной системы местного аварийного давления была низкой.


     

    Руководящее примечание:

    Обычно принимается вероятность превышения максимального давления менее 10-4 в год.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


     

  4. Для системы аварийной защиты от превышения давления установленное значение максимального допустимого аварийного давления должно быть таким, чтобы местное аварий-

    ное давление не было превышено ни в одной из точек трубопроводной системы. Должен быть сделан соответствующий учет допусков системы аварийной защиты от превышения давления. Следовательно, максимальное допустимое аварийное давление равно аварийному давлению минус рабочий допуск системы защиты от аварий, связанных с давлением.

  5. Отношение между аварийным давлением и расчетным давлением, inc, обычно равно

    1.10, что также является максимальным допустимым отношением. Местное аварийное давле-ние может быть выражено как:


     

    pli = pinc cont   h = pd · inc cont   h,

    где h – разность высот между рассматриваемой точкой и базисной точкой

    cont – плотность содержимого трубопровода.

    При условии удовлетворения требованиям к системе аварийной защиты от превышения давления отношение аварийного давления к расчетному давлению, inc, может быть принято меньшим 1.10, но, как минимум, равным 1.05.

  6. В системе аварийной защиты от превышения давления нет необходимости, если источник давления в трубопроводе не способен создавать давление, превышающее макси-мальное аварийное давление. Для условий, приведенных в таблице 3–1, в качестве аварийно-го давления должны приниматься указанные давления.


     

    Т а б л и ц а 3,1 –Выбор аварийных давлений для специфических условий


     

    Условия

    pli

    Если расчетное давление равно полному давлению при отключении

    pld

    Испытания системы давлением

    plt


     


     

  7. Трубопроводная система может быть разделена на участки с различными значениями расчетного давления при том условии, что для каждого участка местное расчетное давление не сможет быть превышено при обычных условиях эксплуатации и что максимальное аварийное давление не сможет быть превышено при аварийных условиях работы.

  8. Если трубопроводная система соединена с другими системами с другим определением давлений, должно быть выполнено преобразование между двумя системами на основании максимального аварийного давления.

С. Трасса трубопровода


 

С 100 Местоположение

  1. Трасса трубопровода должна быть выбрана с должным вниманием к безопасности населения и персонала, защите окружающей среды и возможности повреждения трубы или другого оборудования. Факторы, которые должны быть учтены, включают в себя, как мини-мум, следующие вопросы:

    • движение судов;

    • рыболовство;

    • морские установки;

    • существующие трубопроводы и кабели;

    • нестабильность морского дна;

    • просадка грунта;

    • неровность морского дна;

    • мутьевые потоки;

    • сейсмическая активность;

    • помехи;

    • зоны отвала для отходов, боеприпасов и т.д.;

    • горные выработки;

    • зоны военных учений;

    • места археологического значения;

    • подверженность повреждениям природного происхождения;

    • районы, богатые устрицами.

  2. При выборе трассы трубопровода должна учитываться ожидаемая в будущем деятель-ность в море и предполагаемые разработки вблизи трубопровода.


 

С 200 Изыскания трассы

  1. Вдоль планируемой трассы трубопровода должно быть проведено изыскание, приз-ванное обеспечить данными, достаточными для проектирования и строительства.

  2. Коридор изысканий должен иметь достаточную ширину, чтобы определить кори-дор трубопровода, который будет обеспечивать безопасные монтаж и эксплуатацию трубо-провода.

  3. Требуемая точность изысканий по предлагаемой трассе может изменяться. Помехи, сильно меняющаяся топография морского дна или особые глубинные условия могут требовать более подробных изысканий.

  4. Должны быть проведены исследования для определения возможных конфликтов с существующими и планируемыми установками и возможных остатков кораблекрушений и помех. Среди примеров таких установок – другие подводные трубопроводы, силовые кабели и кабели связи.

  5. Результаты изысканий должны быть представлены на точных картах трассы, показы-вающих положение трубопровода и связанного с ним оборудования, вместе со свойствами и аномалиями морского дна.

  6. Могут понадобиться особые изыскания трассы в местах выхода трубопровода на берег, для того чтобы определить:

    • природные условия, обусловленные особенностями прилегающей береговой терри-тории;

    • расположение выхода трубопровода на берег, позволяющее облегчить монтаж;

    • местоположение, призванное свести к минимуму воздействие на окружающую среду.

  7. Изысканиями трассы должны быть охвачены все топографические особенности,

    которые могут повлиять на устойчивость и монтаж трубопровода, включая (но не ограничива-ясь этим-следующее:

    • помехи в форме обнажения скальных пород, крупной гальки, углублений и т.п., которые могут потребовать проведения перед монтажом трубопровода работ по выравниванию морского дна или удалению грунта;

    • топографические особенности, которые содержат потенциально неустойчивые склоны, песчаные волны, глубокие впадины и эрозию в форме следов размыва или остатков осадочных пород.


 

С 300 Свойства морского дна

  1. Для отложений морского дна должны быть определены геотехнические условия, необходимые для оценки воздействий или соответствующих условий нагружения, включая возможные неустойчивые отложения вблизи трубопровода. За инструкциями по исследова-нию грунта для трубопроводов обратитесь к Классификационным замечаниям № 30.4 “Основания”.

  2. Геотехнические свойства могут быть определены на основании имеющейся общей

    геологической информации, результатов сейсмических исследований, топографических исследований морского дна и испытаний на месте и в лаборатории. Дополнительная инфор-мация может быть получена с помощью визуального контроля или особых испытаний, как, напр., испытания по вдавливанию труб.

  3. Особую важность для поведения трубопровода имеют следующие параметры грунта:

    • параметры прочности на сдвиг (прочность на сдвиг для глины в естественном состоянии и подвергнутой механической обработке и неосушенной, угол трения для песков-;

    • соответствующие модули деформации.

      Эти параметры должны быть предварительно определены на основании соответствующих лабораторных испытаний или интерпретации испытаний на месте работ. Кроме того, должны

      быть приняты во внимание результаты испытаний по классификации и определению строи-тельных свойств грунта, такие как:

    • плотность,

    • влажность,

    • пределы текучести и пластичности,

    • распределение частиц по размерам,

    • содержание карбонатов,

    • результаты других соответствующих испытаний.

  4. Первостепенную важность имеют характеристики нескольких верхних сантиметров грунта, которые определяют поведение трубопровода, лежащего на морском дне. Определение параметров грунта для таких очень неглубоких слоев может быть относительно более неточ-ным, чем для более глубоких слоев грунта. Дополнительную неопределенность могут вносить различия в верхних слоях грунта между местами испытаний грунта. Поэтому параметры грун-та, используемые при проектировании, должны быть определены с верхним и нижним преде-лами. Нормативное значение параметра грунта, применяемое при проектировании, должно браться как верхнее или нижнее значение, в зависимости от того, какое из них является более критическим для рассматриваемого предельного состояния.

  5. В зонах, в которых материал морского дна подвергается эрозии, могут потребоваться

    особые исследования течений и волновых режимов у дна, в том числе эффектов в погранич-ном слое, предназначаемые для расчетов устойчивости трубопроводов на морском дне и оцен-ки свободных пролетов трубопровода.

  6. Могут потребоваться особые исследования материала морского дна для оценки спе-

    цифических проблем, как, например:

    • проблем в отношении разработки траншеи и операций по заглублению трубопровода,

    • проблем в отношении пересечения трубопроводов,

    • проблем с осадкой трубопроводной системы и/или защитной конструкции в местах расположения арматуры/тройников,

    • вероятность сдвигов грунта или разжижения в результате повторного действия нагрузок,

    • учет наружной коррозии.

  7. Детали трубопровода (напр., арматура, тройники-, в частности, не следует располагать на криволинейных участках трассы трубопровода.

D. Условия окружающей среды


 

D 100 Общие замечания

  1. Должны быть учтены воздействия природных явлений, относящиеся к соответствую-щему положению и рассматриваемому режиму эксплуатации. В качестве базиса для определе-ния условий окружающей среды могут быть использованы принципы и методы, описанные в Классификационных замечаниях № 30.5 “Условия окружающей среды и природные нагрузки”.

  2. Должны быть рассмотрены природные явления, которые могут повлиять на правиль-ную работу системы или вызвать снижение надежности или безопасности системы, в том числе:

    • ветер,

    • приливы и отливы,

    • волны,

    • внутренние волны и другие эффекты вследствие изменений в плотности воды,

    • течения,

    • лед,

    • землетрясения,

    • состояние грунтов,

    • температура,

    • рост морских отложений (обрастание ракушками и водорослями-.


 

D 200 Сбор данных об окружающей среде

  1. Данные об окружающей среде должны быть репрезентативными для географических зон, в которых предстоит монтировать трубопроводную систему. Если для рассматриваемого географического положения не имеется достаточного количества данных, могут быть исполь-зованы консервативные оценки, основанные на данных о других соответствующих местопо-ложениях.

  2. Для оценки условий окружающей среды по трассе трубопровода трубопровод может

    быть разделен на ряд участков, каждый из которых характеризовался бы определенной глуби-ной, топографией дна и другими факторами, влияющими на условия окружающей среды.

  3. Параметры окружающей среды должны быть описаны с использованием норматив-

    ных значений, основанных на статистических данных или длительных наблюдениях.

  4. Для описания параметров окружающей среды случайной природы (напр., ветер, волны-должны быть использованы статистические данные. Параметры должны быть получе-ны статистически правомерным способом, с помощью признанных методов.

  5. Должна быть проведена оценка влияния статистической неопределенности, связан-ной с количеством и точностью данных, и, если она существенна, это следует учесть при оцен-ке воздействия нормативной нагрузки.

D 300 Ветер

  1. При проектировании стояков должны учитываться ветровые воздействия, включая возможность вызванных ветром колебаний открытых свободных пролетов. Должны быть при-няты во внимание действия ветра, проявляющиеся на стадии строительства.

  2. Для стояка, располагающегося рядом с другими конструктивными частями, при опре-делении действия ветра должны быть учтены возможные воздействия вследствие возмущений поля течения. Такие воздействия могут быть вызваны нарастанием или снижением скорости ветра или динамическими возмущениями от вихрей, распространяющихся от соседних частей конструкции.


 

D 400 Приливы и отливы

401 Воздействия приливов и отливов должны быть учтены, если глубина воды является существенным параметром, напр., для определения действий волн, планирования операций по прокладыванию трубопроводов, в особенности, на участках подходов к берегу/выходов трубопровода на берег, определении максимального и минимального давления воды и т.д.

402 Предполагаемый максимальный прилив должен включать в себя как астрономический уровень прилива, так и штормовой нагон воды. Минимальные оценки отлива должны быть основаны на астрономическом уровне отлива и возможном отрицательном штормовом нагоне.


 

D 500 Волны

  1. Данные о волнах, которые должны использоваться при проектировании стояков, в принципе такие же, как и данные о волнах, используемые при проектировании подводных конструкций, служащих опорой стояка.

  2. Как для стояка, так и для трубопровода должны быть приняты во внимание непосред-ственные и опосредованные волновые воздействия.


     

    Руководящее примечание:

    Примерами непосредственных воздействий являются действие волн на стояк и на трубопровод в ходе монтажа или когда он лежит на морском дне. Среди примеров опосредованных волно-вых воздействий – наложенные на стояк деформации через опоры стояка вследствие смеще-ний платформы, обусловленных волнами, и перемещения трубопровода в ходе операций по укладке, вызванные движениями судна-трубоукладчика.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


     

  3. Используемая волновая теория должна быть способна описать кинематику волн на рассматриваемой определенной глубине моря.

  4. Должны быть учтены рефракция волн и эффекты обмеления, экранирования и отра-жения.

  5. Там, где стояк или трубопровод располагаются рядом с другими частями конструкции, при определении действий волн должны быть приняты во внимание возможные воздействия вследствие нарушения поля течения. Такие воздействия могут быть обусловлены повышени-ем или снижением скорости или динамическими возмущениями от вихрей, распространяю-щихся от соседних частей конструкции.

  6. Там, где это необходимо, должны быть учтены направление волн и короткая трехмер-

ность волнения.


 

D 600 Течение

601 Воздействие течения должно приниматься во внимание как для стояка, так и для тру-бопровода.

602 Скорости течения должны включать в себя вклад течений приливов и отливов, вызванных ветром течений, течений штормового нагона воды, течений, обусловленных разли-чием плотности, и других возможных явлений, связанных с течением. В прибрежных районах следует учесть течение вдоль берега из-за разрушения волн.

603 Для трубопроводов на стадии монтажа и для установленных на свое место стояков должны быть приняты во внимание изменения в величине скорости течения и направления как функция от глубины воды. Для стояков распределение скоростей течения должно быть таким же, как используемое при проектировании морской конструкции, служащей опорой стояка.


 

D 700 Лед

701 Для зон, в которых может нарастать или куда может нагоняться лед, должны быть учтены возможные воздействия, в том числе:

  • усилия воздействия льда на трубопроводную систему,

  • удары от дрейфующего льда,

  • пропахивание морского дна,

  • проблемы, вызываемые льдом, в ходе строительства и монтажа, рост волновой нагрузки вследствие увеличенного диаметра трубопровода.


 

D 800 Температура воздуха и морской воды

801 Должны быть собраны статистические данные о температуре воздуха и морской воды, обеспеченные репрезентативными расчетными значениями. Минимальная и максимальная расчетная температуры должны предпочтительно основываться на периоде наблюдений в нес-колько лет.

802 Может потребоваться текущий контроль температуры в течение стадий строительства, монтажа и ввода в эксплуатацию, если влияние температуры или температурных изменений оказывает существенное воздействие на безопасность трубопроводной системы.

D 900 Рост морских отложений

901 Должно приниматься во внимание воздействие роста морских отложений на трубо-проводные системы, учитывающее как биологические, так и иные природные явления, свой-ственные местоположению.

902 Оценка гидродинамических нагрузок на трубопроводы, подвергающиеся накоплению растущих морских отложений, должна учитывать рост действительного диаметра и шерохова-тости поверхности.


 

Е. Наружные и внутренние условия для труб


 

Е 100 Наружные условия эксплуатации

  1. Для выбора и рабочего проектирования контроля наружной коррозии, должны быть определены следующие условия, связанные с окружающей средой, в дополнение к перечи-сленным в D.102 выше:

    • условия незащищенности от воздействий, напр., засыпка, отвалы скальной породы и т.п.;

    • удельное сопротивление морской воды и отложений.

  2. Другие условия, которые оказывают влияние на наружную коррозию и должны быть определены, таковы:

    • кривая максимальной и средней рабочей температуры вдоль трубопровода и в попе-речном направлении по толщине стенки трубы;

    • технология изготовления и монтажа трубопровода;

    • требования к механической защите, вес в погруженном состоянии и тепловая изо-ляция в течение эксплуатации;

    • расчетный срок эксплуатации.


 

Е 200 Внутренние условия строительства

201 Должно быть подготовлено описание внутренних условий для труб в течение хранения, строительства, монтажа, испытаний давлением и ввода в эксплуатацию. Должны быть рассмо-трены продолжительность подверженности воздействиям морской воды или влажного воздуха и необходимость в использовании ингибиторов или других мер по контролю коррозии.


 

Е 300 Внутренние условия эксплуатации

301 Для того чтобы оценить необходимость в контроле внутренней коррозии, в том числе припуск на коррозию, и определить требования к инспекциям и текущему контролю, должны быть определены следующие условия:

  • кривая максимальной и средней рабочей температуры/давления вдоль трубопрово-да и ожидаемые изменения на протяжении расчетного срока эксплуатации;

  • скорость течения и режимы течения;

  • состав перекачиваемого продукта (первоначальный и предполагаемые изменения в течение расчетного срока эксплуатации-с особым вниманием к потенциально агрес-сивным составляющим (напр., сероводороду, двуокиси углерода, содержанию воды и ожидаемому содержанию растворенных солей в продуктах, остаточному кислороду и активному хлору в морской воде-;

  • химические добавки и требования к периодической очистке;

  • требования к проверкам коррозионных дефектов и ожидаемые эксплуатационные характеристики инструментов контроля (т.е. пределы выявляемости и характеристики величины для определенных форм коррозионных дефектов-;

  • должна быть учтена вероятность эрозии какими-либо твердыми частицами, содер-жащимися в перекачиваемом продукте. Ссылка имеется в RP О501 “Эрозионный износ в трубопроводных системах”, 1996.


 

F. Документация


 

F 100 Общие указания

  1. Данный раздел определяет требования к документации по проектированию, изгото-влению / сборке, монтажу / вводу в эксплуатацию и эксплуатации.

  2. Все требования к документации должны быть отражены в реестре документов. Доку-ментация должна охватывать проектирование, изготовление, сборку, монтаж и ввод в эксплу-атацию. Как минимум, реестр должен отражать деятельность от начала проектно-конструк-торских работ до пуска трубопроводной системы в эксплуатацию.

  3. Согласно договору, документация должна отправляться соответствующим сторонам для утверждения или согласования.


 

F 200 Концептуальное и рабочее проектирование

Вопросы структуры

  1. Должны быть определены основы проектирования, включающие следующие темы, но не ограничивающиеся ими:

    • все вопросы, перечисленные в А.202;

    • топографические и батиметрические условия вдоль предполагаемой трассы трубо-провода;

    • геотехнические условия;

    • условия окружающей среды;

    • эксплуатационные условия, такие как давление, температура, состав перекачивае-мого продукта, расход и т.д.;

    • принципы прочностного расчета и расчета в уложенном состоянии,

    • концепция коррозионного контроля.

  2. Проектирование должно быть соответствующим образом отражено в документах, чтобы позволить проверку второй и/или третьей сторонами. Как минимум, должны быть осве-щены следующие вопросы:

    • трасса трубопровода;

    • физические и химические характеристики перекачиваемого продукта;

    • выбор материалов (труб и соединительных деталей-;

    • графики температуры/давления и удлинения трубопровода;

    • прочностной расчет для стояка и его опор;

    • прочностной расчет и расчет устойчивости в уложенном состоянии для трубопровода;

    • анализ рисков, если требуется;

    • контроль коррозии (внутренней и наружной-;

    • монтаж и ввод в эксплуатацию.

  3. Должны быть представлены чертежи для сборки и монтажа трубопроводной системы, содержащие следующее, но не ограниченные им:

    • чертежи трассы трубопровода, включая информацию о, напр., свойствах и тополо-гии морского дна, существующих и будущих платформах, трубопроводах/кабелях, подводных устьях скважин, судоходных маршрутах и т.п.;

    • подробные чертежи пересечений трубопроводов;

    • чертежи плана платформы с указанием стояков, систем защиты стояков, зон погруз-ки, районов швартовки судов, спасательных площадок и т.д., если таковые имеются;

    • чертежи намотки на барабаны;

    • чертежи систем защиты трубопровода;

    • чертежи сборки стояка и хомутов стояка.


       

      Трубы и соединительные детали

  4. Должна быть подготовлена следующая документация:

    • технические условия на изготовление материалов,

    • перечни отбора проб/данных о материалах.


       

      Системы коррозионного контроля и утяжеляющее покрытие

  5. Должна быть подготовлена следующая документация, при ее соответствии случаю:

    • отчет о проекте катодной защиты,

    • технические условия на изготовление и монтаж анода,

    • производственные технические условия на покрытия,

    • технические условия на покрытие монтажных стыков,

    • технические условия на систему коррозионного мониторинга,

    • перечни отбора проб/данных о материалах.


       

      Монтаж

  6. Должна быть подготовлена следующая документация:

    • Анализ действия отказов различного вида (FMEA-и Исследование опасности и при-годности к эксплуатации (HAZOP-;

    • технические условия и чертежи на монтаж и испытания;

    • Инструкции по монтажу (IM-;

    • Технология сварки: технические условия/квалификационные требования;

    • записи;

    • технологии производства работ;

    • порядок действий в аварийных ситуациях.


 

F 300 Изготовление труб и соединительных деталей

  1. Документация, которая должна быть представлена к рассмотрению перед началом или в ходе начала изготовления, должна включать следующую информацию, но не ограничиваться ею:

    • Технические условия на технологию изготовления (MPS-;

    • Технология изготовления, в том числе требования к испытаниям и критерии при-годности, ремонт, документы о квалификации персонала и т.д.;

    • технические условия на материалы;

    • Планы обеспечения качества;

    • Технические условия на технологию сварки (WPS-/ Документы о проверке соответ-ствия техническим условиям на технологию сварки (WPQR-;

    • Технология NDT;

    • результаты Квалификационных испытаний технологии изготовления (MPQT-;

    • Руководство по системе качества производителя/изготовителя.

  2. Техническая документация изготовителя, которая должна быть представлена к рас-смотрению после изготовления, должна включать следующую информацию, но не ограничи-ваться ею:

    • технология изготовления, в том числе требования к испытаниям и критерии пригод-ности, ремонт, документы о квалификации персонала и т.д.;

    • сертификаты на материалы;

    • документы об испытаниях в ходе производства (визуальные, NDT, испытания образ-цов, проверка размеров, термообработка и т.д.-;

    • отчет о гидростатических испытаниях;

    • полная статистическая информация о химическом составе, механических свойствах и размерах для поставляемого количества;

    • протоколы сварки.

F 400 Система коррозионного контроля и изготовление утяжеляющего покрытия

401 Документация, которая должна быть представлена к рассмотрению перед началом изготовления, должна включать следующую информацию, но не ограничиваться ею:

  • технология изготовления, в том числе требования к проверкам/испытаниям и кри-терии пригодности, ремонт, документы о квалификации персонала и т.д.;

  • документация на материалы и состав бетона;

  • результаты Квалификационных испытаний технологии изготовления;

  • план обеспечения качества с инструкциями по проверкам, испытаниям и тарировкам;

  • контурный чертеж анодов.

402 Техническая документация изготовителя, которая должна быть представлена к рассмотре-нию после изготовления, должна включать следующую информацию, но не ограничиваться ею:

  • технология изготовления, в том числе требования к испытаниям и критерии при-годности, ремонт, документы о квалификации персонала и т.д.;

  • сертификаты на материалы;

  • документы об испытаниях в ходе изготовления;

  • полная статистическая информация о размерах покрытий, весе и отрицательной плавучести для каждого поставляемого изделия;

  • протокол ремонтов;

  • протокол проверки электрического сопротивления.


 

F 500 Строительство и ввод в эксплуатацию

501 Документация, которая должна быть представлена к рассмотрению перед началом строительства, должна включать следующую информацию, но не ограничиваться ею:

  • технология монтажа, в том числе критерии пригодности, свидетельства об испыта-ниях для оборудования, документы о квалификации персонала (напр., по сварке, покрытиям-и т.д.;

  • технические условия на разработку траншей;

  • технология подготовки трассы (морского дна-;

  • технология ввода в эксплуатацию;

  • технология обследования;

  • технология монтажа защитных и анкерных конструкций;

  • технология монтажа стояков и криволинейных элементов.

502 Техническая документация исполнителя, которая должна быть представлена к рас-смотрению после монтажа и ввода в эксплуатацию, должна включать следующую информа-цию, но не ограничиваться ею:

  • записи;

  • отчеты об обследованиях;

  • отчеты о вмешательствах;

  • отчеты о вводе в эксплуатацию.

F 600 DFI,сводка

601 Должна быть подготовлена DFI-сводка (на работы по проектированию, изготовлению и монтажу-, которая бы обеспечивала информацией для эксплуатации трубопроводной систе-мы и подготовки планов периодического контроля. DFI-сводка должна содержать всю доку-ментацию, требующуюся для эксплуатации в обычных условиях, обследований с помощью дистанционно управляемого транспортного средства (ROV-и технического обслуживания и давать ссылки на документацию, необходимую для любого вида ремонта, изменения или переосвидетельствования трубопроводной системы.

602 Документация, на которую ссылается DFI-сводка, должна храниться в течение всего

срока эксплуатации трубопроводной системы и к ней в любой момент должен быть обеспечен легкий доступ.

603 Как минимум, DFI-сводка должна содержать следующую информацию:

  • краткое описание;

  • основы проектирования, в том числе расчетный срок эксплуатации, условия по трассе трубопровода, условия окружающей среды и геотехнические условия, давле-ние, расход, расчетную температуру, расчетное давление, аварийное давление, при-пуск на коррозию, состав перекачиваемого продукта и т.д.;

  • соответствующие расчетные допущения и условия, включая примененные ограни-чения;

  • все особые требования, оказывающие влияние на безопасность и надежность, выяв-ленные в ходе стадий проектирования, изготовления или монтажа;

  • итоги проектно-конструкторских работ, в том числе справки и описание расчетов, выполненных на стадии проектирования, оценку критических или проблемных зон, усиленно используемые и критические зоны системы и пункты первостепенной важ-ности, которые потребуют особого внимания в течение последующих стадий;

  • ссылки на утвержденные расчеты и другие документы, удостоверяющие соответ-ствие определяющим техническим требованиям для всех временных и постоянных стадий;

  • результаты изготовления и сборки, приводящие сводное описание хронологии изго-товления/сборки, ссылки на технические условия, чертежи и т.п., обсуждение про-блемных зон, отклонения от технических условий и чертежей, имеющие значение для стадии эксплуатации;

  • чертежи и фотографии специальных деталей;

  • результаты монтажа, приводящие сводное описание хронологии монтажа, ссылки на технические условия, чертежи и т.п., обсуждение проблемных зон, отклонения от технических условий и чертежей, имеющие значение для стадии эксплуатации;

  • чертежи трассы после монтажа (исполнительная документация-;

  • описание несоблюдения и отклонений от определяющих технических требований;

  • обозначение зон, которые, как полагают, требуют особого внимания в ходе обычной эксплуатации и технического обслуживания трубопроводной системы.


 

F 700 Эксплуатация

701 В целях проведения периодических обследований минимальный объем документации должен содержать:

  • персонал, ответственный за эксплуатацию трубопроводной системы;

  • хронологию эксплуатации трубопроводной системы с указанием событий, которые могут быть существенными для объекта и безопасности;

  • данные об условиях монтажа, необходимые для понимания конструкции и конфи-гурации трубопроводной системы, напр., отчеты о предыдущих обследованиях, черте-жи после укладки / окончания строительства и отчеты об испытаниях;

  • физические и химические характеристики транспортируемого продукта и устрой-ства по обнаружению в продукте песка (если таковые имеются-;

  • расписания инспекций и технического обслуживания и документы о них;

  • технология инспекций и их результаты, охватывающие стороны инспекционной деятельности, описанные в Разделе 10, в том числе вспомогательные документы, такие как отчеты обследований водолазами и видеофильмы.

702 В случае механических дефектов или иных аномалий, которые могут нанести вред

безопасности, надежности, прочности и устойчивости трубопроводной системы, перед пуском трубопровода должна быть подготовлена, как минимум, следующая документация:

  • описание дефектов трубопровода, его систем или деталей с должным указанием положения, типа, степени повреждения и временных мер, если таковые были пред-приняты;

  • планы и все подробности ремонтных работ, изменения и замены, в том числе ава-рийные меры;

  • последующая документация в отношении отдельных ремонтных работ, изменений и замен, которая бы согласовывалась с документами, составленными на стадии строи-тельства или монтажа.


 

F 800 Хранение документации

801 За хранение заполненных папок со всей соответствующей документацией в течение всего срока эксплуатации трубопроводной системы отвечает владелец.

802 Инженерно-техническая документация должна храниться Владельцем или Подрядчи-ком по инженерной деятельности в течение, как минимум, 10 лет. Основы проектирования и ключевые данные о трубопроводной системе должны храниться в течение всего срока эксплу-атации системы. В эти документы входит документация от проектирования до пуска в эксплу-атацию, а также документация о возможном капитальном ремонте или реконструкции трубо-проводной системы.

803 Папки, подлежащие хранению, с информацией о стадиях эксплуатации и техническо-го обслуживания трубопроводной системы должны содержать, как минимум, отчеты о техни-ческом контроле в процессе эксплуатации с момента пуска в эксплуатацию, документы о периодических и особых инспекциях, условиях мониторинга и окончательные отчеты о техни-ческом обслуживании и ремонтных работах, см. Раздел 10.

РАЗДЕЛ 4

НАГРУЗКИ


 

А. Общие сведения


 

А 100 Цель

  1. Данный раздел определяет условия нагружения и результаты действия нормативных нагрузок, которые должны использоваться при проектировании трубопроводных систем, как на стадии строительства, так и на стадии эксплуатации.

  2. Нагрузки классифицируются по различным категориям нагрузок. Задача классифика-ции нагрузок – соотнести результаты действия нагрузок с различными неопределенностями и событиями.


 

Руководящее примечание:

Классификация нагрузок тесно связана с принятым форматом расчета LRFD. Классификация природных нагрузок более консервативна, чем классификация функциональных нагрузок, вследствие более высокого коэффициента надежности по нагрузке. Такой подход противоречит обычно применяе-мым форматам расчета ASD.

—-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


 

А 200 Применение

201 Данный раздел описывает нагрузки, которые будут применяться в принятых крите-риях LRFD.


 

А 300 Нагрузки

  1. Нагрузки должны быть классифицированы следующим образом:

    • функциональные нагрузки;

    • природные нагрузки;

    • строительные нагрузки, подразделяемые на функциональные и природные;

    • случайные нагрузки.

  2. Для расчета результатов действия нагрузок могут использоваться упрощенные методы или расчеты при условии, что они консервативны. В комбинации с теоретическими расчетами или вместо них могут использоваться испытания на моделях. В тех случаях, когда теоретические методы не подходят, могут потребоваться испытания на моделях или натур-ные испытания.

В. Функциональные нагрузки


 

В 100 Общие указания

  1. Нагрузки, возникающие по причине физического существования трубопроводной системы и ее эксплуатации по назначению, должны быть отнесены к функциональным нагрузкам.

  2. Должны быть учтены все функциональные нагрузки, которые существенно важны для обеспечения работоспособности системы, как на стадии строительства, так и на стадии эксплуатации.

  3. При определении результатов действия нагрузок должны быть учтены, как минимум, следующие функциональные нагрузки:

    • вес;

    • наружное гидростатическое давление;

    • температура перекачиваемого продукта;

    • реакции элементов (фланцев, хомутов и т.д.-;

    • засыпка и защитные конструкции (грунт, скальная порода, маты-;

    • внутреннее давление при обычной эксплуатации;

    • реакция морского дна (трение и жесткость при кручении-;

    • предварительное напряжение;

    • остаточная деформация опорной конструкции;

    • остаточные деформации вследствие осадок грунта, как вертикальных, так и гори-зонтальных;

    • возможные нагрузки, обусловленные нарастанием льда вокруг заглубленных трубо-проводов вблизи неподвижных сечений (линейная запорная арматура/тройники, неподвижные установки и т.д.-, вызываемого охлаждением перекачиваемого газа/жидкости;

    • нагрузки, вызванные частым пропуском внутритрубных устройств.

  4. Весовая нагрузка должна включать в себя вес трубы, выталкивающие силы, вес продук-та, покрытий, анодов, рост морских отложений и вес всех прикрепленных к трубе элементов.

  5. Давление грунта, действующее на заглубленные трубопроводы, должно учитываться в случае , если оно является значительным.

  6. Должны быть учтены усилия концевых заглушек вследствие действия давления, как и любые временные действия давления в течение обычных условий эксплуатации (напр., из-за закрытия запорной арматуры-.

  7. Колебания температуры должны учитываться при проверке усталостной прочности.

  8. Предварительное напряжение, такое как постоянная кривизна или постоянное удли-нение, происшедшее в течение монтажа, должно учитываться, если предварительное напря-жение оказывает влияние на способность выдерживать другие нагрузки. Силы предваритель-

ного натяжения, вызванные болтами во фланцах, соединительных элементах и опорах стоя-ков, должны быть отнесены к функциональным нагрузкам.


 

В 200 Нормативные нагрузки

  1. Нормативная функциональная нагрузка должна определяться как наиболее вероятное максимальное значение за рассматриваемый период времени.

  2. В тех случаях, когда наружное давление повышает несущую способность, наружное давление не должно приниматься выше давления воды в рассматриваемом месте, соответ-ствующего отливу.

  3. В тех случаях, когда наружное давление понижает несущую способность, наружное давление не должно приниматься ниже давления воды в рассматриваемом месте, соответ-ствующего приливу.

  4. Расчетное давление и максимальная или минимальная расчетная температура (то, что из них более консервативно-должны использоваться во всех расчетах для условий эксплуата-ции, кроме следующих ситуаций, когда могут быть использованы нормальное рабочее давле-ние и нормальная рабочая температура:

    • расчет на усталость,

    • ситуации с преобладанием природных нагрузок.


 

Руководящее примечание:

В качестве давления должно браться местное расчетное давление, кроме случаев, когда идет речь о нормальном рабочем давлении, в которых следует использовать благоприятный график давления при стационарном режиме.

Что касается температуры, должна использоваться “местная” максимальная (минимальная-расчетная температура, т.е. график температур, соответствующий максимальной (минималь-ной-расчетной температуре, основанный на консервативных показателях изоляции. Когда случай относится к нормальной рабочей температуре, для нее должен использоваться соответ-ствующий график температур.

—-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


 

С. Природные нагрузки


 

С 100 Общие указания

  1. Для определения нормативных природных нагрузок учитываются принципы, изло-женные в Классификационных замечаниях № 30.5 “Условия окружающей среды и природные нагрузки”.

  2. Природные нагрузки определяются как такие нагрузки на трубопроводную систему, которые вызываются имеющейся окружающей средой и не могут быть отнесены к функцио-нальным или случайным нагрузкам.

  3. Траловые нагрузки должны классифицироваться в соответствии с требованиями, изложенными в пункте F ниже.


 

С 200 Ветровые нагрузки

  1. Ветровые нагрузки должны быть определены, основываясь на имеющихся данных о ветрах с помощью признанных теоретических принципов. В качестве альтернативы допуска-ется непосредственное применение данных соответствующих испытаний.

  2. Должна быть рассмотрена возможность вибраций и неустойчивости вследствие циклических нагрузок, вызываемых ветром (напр., схождением вихрей-.


 

С 300 Гидродинамические нагрузки

  1. Гидродинамические нагрузки определяются как нагрузки от течения, вызываемые относительным движением между трубой и окружающей водой. При определении гидродина-мических нагрузок относительные скорости и ускорения частиц жидкости, используемые в расчетах, должны быть установлены с учетом вклада волн, течений и перемещений трубы, если таковые существенны.

  2. Должны быть приняты в расчет следующие гидродинамические нагрузки, но не огра-

    ничиваясь ими:

    • силы сопротивления и подъемные силы, находящиеся в одной фазе с абсолютной или относительной скоростью частиц воды,

    • силы инерции, которые находятся в одной фазе с абсолютным или относительным ускорением частиц воды,

    • порождаемые течением циклические нагрузки в результате схождения вихрей и дру-гих явлений неустойчивости,

    • ударные нагрузки вследствие слеминга и слаппинга,

    • изменения плавучести из-за действия волн.


 

С 400 Нагрузки от волн и течений

  1. Порождаемые волнами и течениями нагрузки, действующие на подводный участок трубопровода, должны рассчитываться в соответствии с признанными методами.

  2. При определении соответствующих гидродинамических коэффициентов могут использоваться данные испытаний на модели или признанной промышленной практики.

  3. Силы сопротивления и подъемные силы, порождаемые течениями, воздействующие на стояки и трубопроводы, должны быть определены и объединены с порождаемыми волнами усилиями с использованием признанных теорий взаимодействий волн и течений. Может быть использована комбинация векторов скоростей частиц воды, обусловленных течениями и вол-

    нами. Однако предпочтителен расчет полных скоростей и ускорений частиц (если он имеется в наличии-, основанный на более точных теориях взаимодействия волн и течений.

  4. Если стояк построен в виде ряда плотно расположенных труб, при определении массо-

    вых коэффициентов и коэффициентов лобового сопротивления для каждой отдельной трубы или всего пучка труб должны быть учтены эффекты их взаимодействия. Если не имеется доста-точного количества данных, могут потребоваться испытания на крупномасштабной модели.

  5. Для трубопроводов на неподвижной границе или вблизи от нее (напр., для свободных

    пролетов трубопроводов-или в свободном потоке (напр., для стояков-должны учитываться подъемные силы, перпендикулярные к оси трубы и перпендикулярные к вектору скорости.

  6. При определении усилий от волн и течений должно учитываться возможное влияние

    соседних частей конструкции. Повышенные ускорения и скорости течения в потоке вокруг цилиндра, напр., опорной стойки/элемента каркаса или колонн, могут привести к дополни-тельным усилиям, действующим на стояки или опоры стояков.

  7. В связи с поперечными колебаниями, порождаемыми схождением вихрей, должен

    учитываться рост коэффициента лобового сопротивления.

  8. Должен быть учтен результат действия нагрузок от волн и течений на систему стояка в зоне воздушного зазора.


     

    Руководящее примечание:

    Максимальные результаты действия нагрузок от волн не всегда могут иметь место при прохож-дении расчетной волны. Максимальные усилия от волн могут быть обусловлены волнами с определенной длиной, периодом и крутизной.

    Первоначальная реакция на импульсную волну (слеминг или слаппинг-обычно возникает прежде, чем подверженная действиям часть трубопроводной системы оказывается существен-но погруженной. Поэтому вместе с импульсной нагрузкой обычно не нужно прикладывать дру-гие нагрузки от воды на систему. Однако, вследствие конструктивной непрерывности стояка, общее нагружение от волн на другие части системы должно рассматриваться совместно с непо-средственной нагрузкой от волны.

    Волновой слеминг происходит, когда практически горизонтальный элемент покрывается под-нимающейся поверхностью воды при прохождении волны. Самые высокие значения усилий слеминга имеют место для элементов на среднем уровне воды и при направлениях усилия сле-минга, близким к вертикальному.

    Волновой слаппинг связан с разрушающимися волнами и может воздействовать на элементы с любым наклоном, но в плоскости, перпендикулярной направлению волны. Самые высокие значения усилий прикладываются к элементам около среднего уровня воды.

    Усилия как слеминга, так и слаппинга прилагаются импульсно (в течение короткого проме-жутка времени-, и поэтому должна приниматься во внимание динамическая реакция трубо-проводной системы.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-

  9. Части трубопроводной системы, расположенные выше зоны обычного удара волн, могут подвергаться нагрузкам от волн вследствие нагона волны. Нагрузки от этого воздей-ствия должны рассматриваться в случае их значимости.


 

С 500 Ледовые нагрузки

501 В зонах, в которых может нарастать или нагоняться лед, должна быть принята в расчет возможность действия ледовых нагрузок на трубопроводную систему. Такие нагрузки могут быть частично обусловлены собственно льдом, намерзающим на трубопроводной системе, и частично -плавающим льдом. Для подходов к берегу и зон с мелкой водой должна быть учте-на возможность ледового пропахивания и ударов дрейфующего льда.

502 В случае замерзания льда на частях системы, находящихся над водой (напр., из-за

брызг морской воды-, должны быть приняты в расчет следующие усилия:

  • вес льда,

  • ударные усилия вследствие таяния льда,

  • усилия в результате расширения льда,

  • рост усилий от ветра и волн из-за возросшей площади приложения нагрузок.

503 Усилия от плавающего льда должны быть рассчитаны согласно признанной теории. Особое внимание должно быть уделено механическим свойствам льда, площади контакта, форме конструкции, направлению перемещений льда и т.д. Колебательная природа усилий ото льда (нарастание бокового усилия и разрушение движущегося льда-должна быть учтена при расчете конструкции. Если усилия вследствие бокового перемещения льда будут оказы-вать решающее влияние на размеры конструкции, может потребоваться испытание на модели взаимодействий конструкции со льдом.


 

С 600 Нормативные нагрузки

601 При документальном подтверждении работоспособности всей трубопроводной систе-мы для каждого режима нагрузок и расчетов должны использоваться одновременно действую-щие нагрузки с соответствующей наиболее неблагоприятной их комбинацией, положением и направлением.

602 Нормативная природная нагрузка в ходе монтажа трубопроводной системы должна быть принята как ее наиболее вероятное самое высокое значение при заданном состоянии

моря для рассматриваемого периода, определяемого с использованием (Hs, Tp-и соответ-ствующими условиями течения и ветра. Нормативная нагрузка определяется как наиболее

вероятное самое высокое значение нагрузки (т.е. от волн, течений и ветра-, LE, равное:

(LE

image

-  1 ,

N


 

(4.1-

где F(LE-– функция распределения вероятностей LE;

N – количество циклов нагружений при некотором состоянии моря с продолжитель-ностью не менее 3 часов.


 


 

Руководящее примечание:

Заданное состояние моря для рассматриваемого периода может быть интерпретирова-но как состояние моря для соответствующего местоположения и периода монтажа. Обычным требованием является то, что продолжительность периода должна быть достаточно долгой для того, чтобы учесть возможные задержки. Период монтажа не должен превышать этот период времени.

—-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


 

603 Сочетание нормативных природных нагрузок для условий эксплуатации должно быть взято как величина, имеющая вероятность превышения в 10-2 за период в один год. Если корреля-ция между различными составляющими нагрузки (т.е. ветром, волнами, течением или льдом-неиз-вестна, применяется сочетание нагрузок (одновременно действующие нагрузки-из таблицы 4–1. 604 Для трубопровода, лежащего на морском дне, при временных режимах сочетание нор-мативных природных нагрузок должно быть принято, как указано далее:


 

Т а б л и ц а 4,1 – Сочетания нормативных природных нагрузок в показателях вероятности пре, вышения за год


 

Ветер

Волны

Течения

Лед

Землетрясения

10-2

10-2

10-1

   

10-1

10-1

10-2

   

10-1

10-1

10-1

10-2

 
       

10-2


 


 

  • для периода времени менее 3 дней нормативные значения нагрузок могут быть осно-ваны на надежных прогнозах погоды,

  • для трубопровода, лежащего на морском дне, при временных режимах должно при-меняться значение 10-летнего периода временного ряда. Соответствующий период времени не должен браться меньшим, чем сезон (3 месяца-. Если совместное распре-деление природных нагрузок неизвестно, сочетание нормативных нагрузок может быть принято по таблице, подобной приведенной для эксплуатации.


 

Руководящее примечание:

“Подобной приведенной для эксплуатации” подразумевает, напр., “волны за 10 лет + течения за 1 год” или “волны за 1 год + течения за 10 лет”.

—-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-

D. Строительные нагрузки


 

D 100 Общие указания

  1. Нагрузки, которые возникают в результате строительства трубопроводной системы, включая монтаж, испытания давлением, ввод в эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт, должны быть разделены на функциональные и природные нагрузки.

  2. Должны учитываться все существенные нагрузки, действующие на отдельные трубы или участки труб при транспортировке, сборке, монтаже, обслуживании и ремонте.

  3. Функциональные нагрузки должны учитывать усилия, обусловленные приложенным натяжением в ходе монтажа, обслуживания и ремонта трубопровода.

  4. Природные нагрузки должны учитывать усилия, приложенные к трубопроводу от дей-ствия ветра, волн и течений, в том числе отклонения и динамические нагрузки из-за переме-щений трубоукладочного судна.

  5. Случайные нагрузки должны учитывать силы инерции вследствие внезапного напол-нения водой, чрезмерных деформаций в надводном и придонном криволинейных участках укладываемой плети трубопровода и усилия, вызванные ошибками в работе или неисправно-стями оборудования, которые могут вызвать или осложнить критические условия, см. Раздел 9А 300.

  6. Другие нагрузки, которые должны быть рассмотрены, таковы:

    • штабелирование труб;

    • операции с трубами и участками труб, напр., подъем труб, соединений труб, трубных плетей и рулонов труб и намотка труб на барабан;

    • протаскивание в местах выхода трубопровода на берег, стыковка отдельных плетей трубопровода, разработка траншей и т.д.;

    • испытание давлением;

    • работы по вводу в эксплуатацию, напр., повышение разности давлений вследствие вакуумной осушки.

  7. Должны быть сформулированы эксплуатационные граничные условия, соответствую-

    щие рассматриваемой строительной деятельности, см. Раздел 9D 400.

  8. Типовые строительные нагрузки для предварительно смонтированных стояков, опор/направляющих стояков и J-труб на кожухах или подобных сооружениях таковы:

    • усилия, порождаемые ветром, в частности, схождение вихрей, вызванных ветром, действующие на части, которые, по проекту, будут в состоянии погружения после монтажа несущей конструкции;

    • перемещения/усилия, создаваемые в течение разгрузки несущей конструкции;

    • транспортные усилия вследствие перемещений баржи;

    • усилия спуска на воду в результате отклонений и гидродинамических усилий (уси-лия протаскивания, слеминга и слаппинга-, действующих на конструкцию;

    • отклонения/усилия, в ходе монтажа несущей конструкции;

    • силы инерции, действующие на опоры/направляющие стояков, обусловленные погружением свай;

    • перераспределение опорных реакций при удалении возможных временных опор стояка и переводе стояка в окончательное положение;

    • холодная амортизация стояков (предварительная упругая деформация-;

    • усилия стыковки, возникающие при соединении стояка со стыковочной катуш-кой/трубопроводом;

    • динамические нагрузки при введении трубопровода в эксплуатацию, напр., запол-нение водой и ее удаление с помощью очистных устройств.

  9. Должны быть выбраны подлежащие рассмотрению комбинации нагрузок, которые бы

отражали, вероятно, наиболее жесткие комбинации нагрузок в ходе рассматриваемой стадии строительства.


 

Е. Случайные нагрузки


 

Е 100 Общие указания

  1. Нагрузки, которые прикладываются к трубопроводной системе при аномальных и незапланированных условиях, должны быть отнесены к случайным нагрузкам.

  2. Основным критерием классификации нагрузки как случайной является вероятность ее существования в соответствии с Разделом 5D 1200.


     

  3. Типичные случайные нагрузки могут быть вызваны:

    • ударом судна или других дрейфующих объектов (столкновения, посадка на мель, оседание-;

    • упавшими объектами;

    • земляными работами;

    • взрывами;

    • огнем и расплавленной массой;

    • эксплуатационными неисправностями;

    • зацеплением якорями.


       

  4. Размер и частота случайных нагрузок для определенной трубопроводной системы могут быть определены посредством анализа рисков.

F. Другие нагрузки


 

F 100 Траловые нагрузки

  1. При расчете нормативных траловых нагрузок опираются на принципы, изложенные в Инструкции 13: “Взаимодействие между траловыми снастями и трубопроводами”.

  2. Требования для расчетов трубопроводов на траловые нагрузки должны быть определе-ны на основе исследований частоты тралового лова и оценки потенциальных дефектов вслед-ствие тралового лова, для того чтобы гарантировать, что работоспособность трубопровода не будет снижена.

  3. Траловые нагрузки могут порождаться или траловыми досками, или бим-тралами, в зависимости от того, какая рыболовная снасть является предпочтительной в данном районе.

  4. Рыболовные снасти и, следовательно, траловые нагрузки могут существенно различа-ться не только между трубопроводными системами, но и в пределах одной трубопроводной системы. Траловые нагрузки будут зависеть от типа, массы, скорости, троса для верпования (жесткости троса, цепных эффектов и длины троса-и размеров траловой доски или бим-тра-ла. Различные условия опирания вдоль трассы трубопровода также будут приводить к разной реакции на траловые снасти.

  5. Должны быть определены следующие данные по траловому лову:

    • максимальный размер тралового оборудования, обычно используемого в районе;

    • тенденции в будущем (новые типы, масса (сети-, скорость тралового лова, профиль-;

    • частота тралового лова в районе.

  6. Траловые нагрузки могут быть разделены в соответствии с тремя стадиями пересече-ния тралом трубопровода:

    1. Траловый удар, т.е. первоначальный удар от траловой доски или бим-трала, который может вызвать местные вмятины в трубе или повреждение покрытия. Его следует относить к природным нагрузкам.

    2. Переход трала, часто называемый перетаскиванием, т.е. вторая стадия, обусло-вленная перемещением троса и траловой доски или бим-трала поверх трубы. Обычно он будет вызывать реакцию трубопровода более общего характера. Его следует отно-сить к природным нагрузкам.

    3. Зацепление, когда траловая доска застревает под трубой, и, в экстремальных слу-чаях, к трубопроводу прикладываются высокие усилия, достигающие усилия прочно-сти тралового троса. Его следует относить к случайным нагрузкам.

  7. Энергия удара должна быть определена с учетом, как минимум:

    • массы и скорости траловой доски или бим-трала,

    • приведенной присоединенной массы и скорости.

F 200 Землетрясения

201 Воздействия нагрузок, обусловленных землетрясением, или непосредственные, или опосредованные, должны быть классифицированы как случайные или нагрузки природного происхождения, в зависимости от вероятности возникновения землетрясения в соответствии с информацией о случайных нагрузках, приведенной в Разделе 5D 1200.

РАЗДЕЛ 5

РАСЧЕТНЫЕ КРИТЕРИИ


 

А. Общие сведения


 

А 100 Цель

101 Целью данного раздела является обеспечение расчетных и допустимых критериев для возможных видов отказов конструкций трубопроводных систем.


 

А 200 Применение

  1. В настоящем стандарте не содержится ограничений по глубине воды. Однако если настоящий стандарт применяется для глубоких мест, для которых опыт ограничен, особое внимание должно быть уделено:

    • другим механизмам отказов,

    • достоверности области изменения параметров,

    • другим нормативным нагрузкам и сочетаниям нагрузок,

    • динамическим явлениям.

  2. Настоящий стандарт не устанавливает каких-либо явных ограничений в отношении упругих деформаций или колебаний, при условии что при прочностном расчете учтены влия-ния значительных перемещений и динамического поведения, в том числе усталостное влия-ние колебаний, защемления и ретчетинг.

  3. Особое внимание должно быть уделено элементам трубопроводной системы, которые выходят на берег. Типично должны учитываться следующие аспекты:

    • плотность населения,

    • персонал,

    • транспорт,

    • коррозия,

    • остановка разрушения.

      При этом может потребоваться более высокий уровень безопасности, чем тот, который отра-жен в классах безопасности.

  4. На сварные спиральношовные трубы накладываются следующие требования:

    • если требуется дополнительное требование F (свойства остановки разрушения-, для развивающегося разрушения должна быть произведена оценка возможности развития разрушения от одного сварного стыка труб до другого сварного стыка труб;

    • должна быть документально отражена устойчивость к действию наружного давления;

    • расчеты должны быть основаны на условии контролируемых нагрузок, если не будет документально подтверждена осуществимость применения условия контролируемых деформаций.

Руководящее примечание:

Ограничения на остановку разрушений и условие контролируемых нагрузок обусловлено огра-ниченным опытом, касающимся сварных спиральношовных труб, подверженных лавинным разрушениям или значительным деформациям.

—-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


 

В. Принципы расчетов и материалы


 

В 100 Трассировка трубопровода

  1. Трубопровод не должен располагаться вблизи от других сооружений, других трубопро-водных систем, остатков кораблекрушений, валунов и т.д. Должно быть определено мини-мальное расстояние, основанное на прогнозируемых перемещениях, гидродинамических эффектах и на оценках рисков. Если же трубопроводная система располагается вблизи от дру-гих сооружений, трубопроводных систем, остатков кораблекрушений, крупных валунов и т.д., при подробном выборе трассы должны быть учтены возможные отклонения, перемещения и иные риски, с тем чтобы гарантировать достаточную отдаленность и границы против сторон-них воздействий.

  2. Пересекающиеся трубопроводы должны быть разделены минимальным расстоянием

    по вертикали в 0,3 м.

  3. Трубопроводы должны быть защищены от неприемлемых повреждений, вызываемых, напр., падающими объектами, рыболовными снастями, кораблями, бросаемыми якорями и т.п., а также следует избегать расположения трубопроводов внутри зон погрузки платформ. Защита может быть достигнута за счет одной или комбинации следующих мер:

    • бетонное покрытие,

    • заглубление,

    • защита (напр., песком, гравием, матами-,

    • другая механическая защита.

  4. При проектировании защитных конструкций должна быть как следует оценена отно-сительная осадка между защитной конструкцией и трубопроводной системой, и она должна охватывать весь расчетный срок эксплуатации трубопроводной системы. Между элементами трубопровода и элементами защитной конструкции должен быть обеспечен соответствующий зазор, чтобы избежать обрастания.

  5. Трубопроводы из С-Mn стали для потенциально коррозионно-опасных продуктов

    категорий В, D и Е должны быть рассчитаны на диагностику путем пропуска внутритруб-ных устройств. В тех случаях, когда конструкция трубопровода не допускает пропуска диагностических внутритрубных устройств, должен быть выполнен расчет в соответствии с признанными процедурами, который документально подтвердил бы, что риск отказа

    (т.е., вероятность разрушения, умноженная на последствия разрушения-, ведущего к утеч-кам, приемлем. Для коррозионно-опасных жидкостей других категорий должна быть выполнена оценка влияния контрольной очистки внутритрубными устройствами на надежность эксплуатации.

  6. Трубопровод может быть разделен на участки, имеющие различное расчетное давле-

    ние. В таких случаях трубопроводная система должна быть оборудована соответствующей системой контроля давления, чтобы гарантировать то, что участок или участки с более низким расчетным давлением не будут подвергаться действию давления выше допустимого.

  7. Стояки и J-трубы должны проходить внутри сооружения, чтобы не допустить удара

    судном, и должны быть защищены от нагрузок в результате ударов судов и других механиче-ских воздействий. Стояки не должны располагаться внутри зон погрузки платформ.

  8. Опоры стояков и J-труб должны быть рассчитаны так, чтобы обеспечить плавный

    переход усилий от стояков к опорам.

  9. Для определения конфигурации J-труб должны использоваться следующие соображения:

    • конфигурация платформы и схема палубы,

    • требования к пространству,

    • перемещения J-трубы,

    • подход к кабелю/трубопроводу,

    • защита J-трубы,

    • контроль и техническое обслуживание в ходе эксплуатации,

    • учет возможностей монтажа.


 

В 200 Заводское испытание давлением и испытания системы давлением

  1. Задачи заводских испытаний давлением таковы:

    • провести контрольные испытания на несущую способность по внутреннему давле-нию,

    • гарантировать, что все сечения трубы выдерживают напряжения, равные, по край-ней мере, пределу текучести.

      Поэтому заводское испытательное давление определяется в терминах напряжений, а не поня-тий, связанных с расчетным давлением.

  2. За исключением п. 203, трубопроводная система должна подвергаться испытаниям

    давлением после монтажа. Местное испытательное давление (plt-в течение испытаний систе-мы давлением должно удовлетворять следующему требованию:

    Нормальный и высокий класс безопасности при обычных условиях эксплуатации:


     

    p1t  1.05p1i (5.1-

    Низкий класс безопасности при обычных условиях эксплуатации:


     

    p1t  1.03p1i (5.2-

    Руководящее примечание:

    Обычно, т.е. в случае, когда аварийное давление на 10% превышает расчетное давление, при-веденное выше требование задает испытательное давление системы, которое представляет собой расчетное давление, умноженное примерно на 1.15, при условии, что расчетное давление относится к самой высокой точке трубопроводной системы.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


     

  3. Испытательное давление системы обеспечивает проверку утечек после завершения строительства и является функцией местного аварийного давления. По соглашению, от испы-таний системы давлением можно отказаться, при условии что:

    • сварные трубы сварены по методу SAW;

    • расчет толщины стенки определяется наружным давлением и используется менее 75 % от несущей способности по внутреннему давлению;

    • документы показывают, что технические условия были должным образом выполне-ны в ходе изготовления, сборки и монтажа;

    • было выполнено требование к заводским испытаниям давлением, изложенное в Разделе 6Е 1100;

    • все соединительные детали и стояки прошли гидростатические испытания давлени-ем в ходе изготовления;

    • проведены местные испытания на герметичность после завершения монтажа и сты-ковки элементов и стояков;

    • определен режим контроля и проверок для всего проекта трубопровода и продемон-стрировано, что он обеспечивает тот же уровень безопасности, что и испытания систе-мы давлением в отношении размеров определяемых дефектов и т.д.;

    • после монтажной сварки был проведен автоматический ультразвуковой контроль (AUT-(см. Раздел 9А.904-;

    • невозможно, чтобы работы по монтажу и вмешательствам других сторон вызвали повреждение трубопровода. Особое внимание в этом случае должно быть уделено дноуглубительным работам, другим методам разработки траншей или повреждениям третьими сторонами, напр., якорями;

    • труба после проведения AUT не подвергалась накопленным пластическим деформа-циям, превосходящим 2 %.

  4. В течение испытаний системы давлением должны быть удовлетворены все предельные

состояния для класса безопасности “низкий” (см. D-.


 

В 300 Технический контроль в ходе эксплуатации

301 Требования к техническому контролю, влияющему на безопасность и надежность в течение эксплуатации трубопроводной системы, должны быть определены на стадии проекти-рования, и они должны быть отражены в DFI -отчете.

В 400 Минимальная толщина стенки

401 Если с помощью иных мер не обеспечивается эквивалентная защита от случайных нагрузок, падающих объектов и других внешних нагрузок, должна приниматься минимальная толщина стенки в 12 мм для всех трубопроводов с:

  • номинальным диаметром, равным 8” и выше,

  • классом безопасности “Высокий”,

  • классом местоположения 2.

402 Должна содержаться особая оценка случайных нагрузок, падающих объектов и других внешних нагрузок при определении минимальной требуемой толщины стенки для трубопро-водов с:

  • номинальным диаметром, меньшим 8”,

  • классом безопасности “Высокий”,

  • классом местоположения 2.


 

Руководящее примечание:

Требование к минимальной толщине стенки основано на статистике разрушений, которая ясно указывает, что ударные нагрузки являются наиболее вероятной причиной разрушений и оказывают решающее влияние на расчет толщины (но не D/t-.

—-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


 

В 500 Выбор материалов

  1. Материалы для трубопроводных систем должны быть выбраны с особым учетом свойств транспортируемого продукта, нагрузок, температуры и возможных видов отказов в период монтажа и эксплуатации. Выбор материалов должен гарантировать совместимость всех элементов трубопроводной системы. Должны рассматриваться следующие характеристики материалов:

    • механические свойства,

    • твердость,

    • вязкость разрушения,

    • усталостная прочность,

    • свариваемость,

    • коррозионная стойкость.

  2. Выбор материалов должен включать в себя обозначение следующих дополнительных требований, в зависимости от необходимости:

    • дополнительное требование S, эксплуатация в кислой среде;

    • дополнительное требование F, свойства остановки разрушения;

    • дополнительное требование Р, труба, подверженная пластическим деформациям, превышающим 2 %;

    • дополнительное требование U, повышенное использование; и

    • дополнительное требование D, более жесткие требования к размерам.


       

      Дополнительные требования приведены в Разделе 6D.

  3. Выбор материалов должен включать в себя выбор уровня NDT для труб, см. В 600. Уровень NDT I для труб требуется для использования критерия местной потери устойчивости при условии контролируемых деформаций (расчет, основанный на деформациях-.

  4. При условии наличия в перекачиваемом продукте воды, кислорода и хлора, напр., нагнетание воды ( в пласт -, нержавеющие стали могут быть восприимчивы как к местной кор-розии, так и к растрескиванию вследствие действия природных факторов и, следовательно, коррозионная стойкость должна рассматриваться для каждого особого случая применения. Для особых назначений должны быть проведены коррозионные испытания, чтобы утвердить использование материала для предполагаемого назначения.

  5. Перекачка продуктов, хорошо стимулирующих коррозию трубопроводов из сталей,

    выплавленных дуплекс-процессом, и мартенситных нержавеющих сталей требует особой пре-досторожности.

  6. Особые меры предосторожности потребуются, чтобы, при испытаниях системы давле-

    нием с использованием морской воды, избежать коррозионных повреждений CRA -трубопро-водов.

  7. Трубы из стали, выплавленной дуплекс-процессом, и мартенситной нержавеющей

стали и трубы из C-Mn стали с SMYC более 450 МПа требуют особого рассмотрения склонности к растрескиванию при действия природных факторов (включая SSC и водородное растрескива-ние, связанное с катодной защитой. В частности, это относится к материалу, подвергающемуся существенным пластическим деформациям в течение изготовления, монтажа и эксплуатации.


 

Руководящее примечание:

Труба уровня NDT I задает более жесткие требования к NDT, чем уровень NDT II.

Для дополнительного требования U коэффициент прочности на 4% выше, что обычно дает экономию материала приблизительно равную 4%.


 

Использование расчетного сопротивления как функции от уровня NDT и дополнительного требования U

Уровень NDT для труб

I

II

Дополнительное требование U

Да

Нет

Да

Нет

Расчет на действие внутреннего давления

Высокое

Низкое

Высокое

Низкое

Местная потеря устойчивости при контролируемых нагрузках


 

Высокое


 

Низкое


 

Высокое


 

Низкое

Местная потеря устойчивости при контролируемых перемещениях

Высокое

Низкое

Не применимо

Взаимосвязь между различными требованиями к материалам и проектированием проиллю-стрирована в приведенной ниже таблице.

П р и м е ч а н и е к таблице:

  1. “Высокое” и “Низкое” в приведенной выше таблице относится к допускаемому использованию.

  2. Условие контролируемых нагрузок и условие контролируемых перемещений определены в С 100.

—-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


 

В 600 Нормативные свойства материалов

  1. Нормативные свойства материалов должны использоваться при определениях сопро-тивлений. Предел текучести и предел прочности на растяжение должны быть основаны на полученном в результате инженерных расчетов графике “напряжения – деформации”.

  2. Дополнительное требование U гарантирует повышенное доверие к пределу текучести, что отражено в более высоком коэффициенте прочности материала, приведенном в табли-це 5–1. Расчетная прочность является функцией этой величины и приведена в п. 604.


     

    Т а б л и ц а 5,1 – Коэффициент прочности материала, U


     

    Коэффициент

    Обычные условия

    Дополнительное требование U

    U

    0,96

    1,00


     

    П р и м е ч а н и е: Для испытаний системы давлением U должен равняться 1.00, что дает допускаемое кольцевое напряжение в 96% от SMYS как для материалов, удовлетворяющих дополнительному требо-ванию U, так и для материалов, которые ему не удовлетворяют.


     

  3. Механические свойства для различных марок материалов относятся к комнатной тем-пературе. Должны учитываться возможные температурные воздействия на свойства материа-лов при температурах выше 50 °С для C-Mn стали и выше 20 °С для сталей 22Cr и 25Cr. Эти свойства должны отбираться с особым вниманием к типу материала и потенциальному темпе-ратурному эффекту старения и должны включать в себя:

    • предел текучести,

    • предел прочности на растяжение,

    • модуль Юнга,

    • коэффициент линейного расширения.


       

      Руководящее примечание:

      Нанесение покрытий на монтажные стыки в ходе монтажа также может приводить к действию температур, превышающих указанные выше, и, как следствие, это должно быть учтено в расчете.

      —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


       

  4. Нормативные сопротивления материала, которые должны использоваться в крите-риях предельных состояний, приведены в таблице 5-2.

    Т а б л и ц а 5,2 – Нормативные сопротивления материала, fy, fu


     

    Свойство

    Величина

    Нормативный предел текучести

    fy = (SMYS – fy, temp- U

    Нормативный предел прочности на растяжение

    fu = (SMTS – fu, temp- U  А


     

    где fy, temp и fu,temp – значения отклонений от нормы под влиянием температуры для преде-ла текучести и предела прочности на растяжение, соответственно

    U – коэффициент прочности материала, по таблице 5–1

    А – коэффициент анизотропии,

    = 0.95 для осевого (продольного-направления (т.е., с из уравнения (5.23--, вследствие требований к релаксационным испытаниям в технических условиях на трубы (см. табли-

    цу 6–3, примечание 4-

    = 1.0 во всех остальных случаях.


     

    Руководящее примечание:

    Если не имеется другой информации об влиянии отклонений от нормы предела текучести, могут быть использованы рекомендации для C-Mn стали, нержавеющих сталей, выплавленных дуплекс-процессом, 22Cr или 25Cr, приведенные ниже на рисунке 5–1.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


     

    image

    180


     

    Отклонения напряжений от нор мы, МПа

     

    160


     

    140


     

    120


     

    100


     

    80


     

    60


     

    40


     

    20


     

    22Cr


     

    25Cr


     

    CMn


     

    0

    0 20 50 100 150 200


     

    Температура, °C


     

    Рисунок 5,1 – Предлагаемые значения отклонений от нормы для предела текучести

  5. Должны быть учтены любые изменения в температурных воздействиях на отклонения от нормы для растяжения и сжатия.

    Руководящее примечание:

    Различия в температурных воздействиях на отклонения от нормы для растяжения и сжатия были получены для стали с 13% содержанием Cr.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


     

  6. Для процессов изготовления, которые включают в себя холодные деформации, при-дающие различную прочность при растяжении и сжатии, должен быть определен коэффици-ент изготовления fab. Если не имеется другой информации, максимальные коэффициенты изготовления для труб, производимых в соответствии с процессами UO или UOE, приведены в таблице 5–3. Эти коэффициенты также применяются для других процессов изготовления, которые включают в себя подобные холодные деформации, такие как трехвалковая гибка (TRB-. Коэффициент изготовления может быть улучшен путем термообработки, если на это имеется документальное подтверждение.


 

Т а б л и ц а 5,3 – Максимальный коэффициент изготовления, fab


 

Труба

Бесшовная

UO и TRB

UOE

fab

1.00

0.93

0.85


 

В 700 Припуск на коррозию

  1. Для трубопроводов из C-Mn стали, транспортирущих потенциально корро-зионноопасные продукты и/или подверженных действию наружной агрессивной окружаю-щей среды и не имеющих катодной защиты, должно быть в полной мере рассмотрено использование дополнительной толщины стенки, которая бы компенсировала любые коррозионные ухудшения характеристик в ходе эксплуатации (“припуск на коррозию”-(см. также Раздел 8-


     

    Руководящее примечание:

    Припуск на коррозию в первую очередь используется для компенсации тех форм коррозион-ного разрушения, которые воздействуют на несущую способность трубопровода по внутренне-му давлению, т.е. равномерной коррозии и, в меньшей степени, таких коррозионных дефектов, как язвы и пятна. Однако припуск на коррозию может также улучшить эксплуатационную надежность и повысить полезный срок эксплуатации, если коррозионные дефекты возникают в виде отдельных точек; хотя маловероятно, что такие дефекты повлияют на прочность трубо-провода, они будут вызывать точечные утечки, когда пройдут всю толщину стенки. Однако дополнительная толщина стенки будет только откладывать во времени появление утечек в про-порции к повышению толщины стенки.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-

  2. Должны быть оценены необходимость в припуске на коррозию и достоинства его при-менения и учтены, как минимум, следующие факторы:

    • расчетный срок эксплуатации и потенциальная коррозионная активность продукта и/или внешней окружающей среды;

    • ожидаемая форма коррозионных дефектов (см. Руководящее примечание, приве-денное выше-;

    • ожидаемая надежность планируемых методик и технологии защиты от коррозии (напр., химическая обработка продукта, наружное покрытие и т.д.-

    • ожидаемая чувствительность и способность к определению размеров дефектов для соответствующих инструментов при мониторинге работоспособности, время до пер-вой инспекции и планируемая частота контроля;

    • последствия внезапных утечек, требования к безопасности и надежности;

    • возможность снижения (или повышения-рабочего давления.

  3. За исключением случаев, когда внезапная утечка продукта является приемлемлемой (что возможно для трубопроводов класса безопасности “Низкий”-, величина припуска на кор-розию должна быть достаточной, для того чтобы учесть любые реальные ухудшения характе-ристик в результате коррозии, которые могут произойти в период между двумя последователь-ными инспекциями для мониторинга работоспособности (см. Раздел 10-.

  4. Трубопроводы класса безопасности “Нормальный” или “Высокий” из C–Mn стали,

    транспортирующие углеводородные продукты с вероятным содержанием воды в жидком состоянии в течение срока эксплуатации, должны иметь припуск на внутреннюю коррозию как минимум 3 мм.

  5. В соответствии с соглашением, общие требования о минимальном припуске на корро-

    зию в 3 мм могут игнорироваться, если продемонстрировано, что расчеты и/или технология кор-розионного контроля исключают какие-либо серьезные повреждения в результате коррозии.

  6. Для стояков класса безопасности “Нормальный” или “Высокий” из C–Mn стали в

зоне заплеска должен быть принят припуск на наружную коррозию в 3 мм. Для стояков, транс-портирующих горячие продукты (с температурой, более чем на 10 °С выше обычной для окру-жающей морской воды-, с теми же классами безопасности, должно быть рассмотрено приме-нение припуска на коррозию, превышающего 3 мм. Любой припуск на внутреннюю коррозию должен быть дополнительным.


 

С. Расчеты нагрузок и несущей способности


 

С 100 Условия нагружения

  1. Следует учитывать различия между:

    • условием контролируемых нагрузок (LC условие-,

    • условием контролируемых перемещений (DC условие-.

      К этим двум условиям применяются различные расчетные проверки.

  2. Условие контролируемых нагрузок – это такое состояние, при котором реакции кон-струкции в первую очередь определяются прикладываемыми нагрузками.

  3. Условие контролируемых перемещений – это такое состояние, при котором реак-ции конструкции в первую очередь определяются наложенными геометрическими переме-щениями.

  4. Расчетный критерий контролируемых нагрузок всегда может применяться вместо рас-четного критерия контролируемых перемещений.


     

    Руководящее примечание:

    Примером чистого состояния контролируемых перемещений является изгиб трубопровода в соответствии с формой непрерывной криволинейной конструкции, такой как J-труба или катушка. В этом случае все диктуется кривизной оси трубы, но изгиб в кольцевом направлении, который ведет к овализации, определяется взаимодействием между кривизной оси и внутрен-ними усилиями, обусловленными кривизной.

    Менее четкий пример – трубопровод, соприкасающийся с роликами стингера баржи-трубоу-кладчика. В принципе конфигурация трубопровода должна соответствовать роликам, и в этом смысле действует условие контролируемых перемещений. Однако на местном уровне изгиб трубы между роликами определяется взаимодействием между весом и растяжением и относит-ся к контролируемым нагрузкам. Наконечник стингера, однако, будет всегда находиться в условиях контролируемых нагрузок.

    Другой промежуточный случай – криволинейный компенсатор, находящийся в контакте с морским дном. Расширение трубопровода, вызываемое температурой и давлением, наклады-вает перемещение на концевую часть компенсатора. Реакция самого компенсатора как кон-струкции оказывает незначительное воздействие на смещение в результате расширения, и реакция в первую очередь относится к контролируемым перемещениям. Однако боковое сопротивление перемещениям компенсатора по морскому дну также играет существенную роль и вводит некоторую степень действия условия контролируемых нагрузок.

    Эти примеры показывают, что во многих случаях простого разграничения между контролируемыми нагрузками и контролируемыми перемещениями определить нельзя. Выбор должен основываться на информированном суждении о том, какие составляющие сочетания нагрузок более важны.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-

  5. Для использования критерия местной потери устойчивости, основанного на контро-лируемых перемещениях, требуется уровень NDT I для труб.


 

С 200 Определение результатов действия нагрузок

  1. Расчет должен быть основан на принятых принципах статики, динамики, прочности материалов и механики грунтов.

  2. Для расчета результатов действия нагрузок могут использоваться упрощенные методы расчета при условии, что они консервативны. В комбинации с теоретическими рас-четами или вместо них могут потребоваться испытания на моделях. В тех случаях, когда тео-ретические методы не подходят, могут потребоваться испытания на моделях или натурные испытания.

  3. Должны быть учтены все нагрузки и вынужденные перемещения, которые могут ока-

    зать влияние на работоспособность трубопровода. Для каждого рассматриваемого поперечно-го сечения или части системы и для каждого возможного вида отказа должны быть учтены все соответствующие сочетания нагрузок, которые могут действовать одновременно.

  4. При определении реакций на динамические нагрузки должны быть приняты в расчет

    динамические явления, если они кажутся существенными.

  5. Определение результатов действия нагрузок должно проводиться с применением номинальных размеров поперечных сечений.

  6. Расчет результатов действия нагрузок должен основываться на нормативных значе-ниях, согласно Разделу 4В 200 и С 600.

  7. Возможное благоприятное упрочняющее действие утяжеляющего покрытия на стальную трубу не должно учитываться, если эффект упрочнения не имеет документально-го подтверждения. Покрытие, которое добавляет трубе существенную жесткость при изги-бе, может увеличивать напряжения/деформации в трубе в каких-либо местах нарушения сплошности покрытия (напр., у монтажных стыков-. Если необходимо, это влияние должно учитываться.

  8. Возможное благоприятное упрочняющее воздействие на стальную трубу плакирова-

    ния или облицовки не должно учитываться в расчетах, если эффект упрочнения не имеет доку-ментального подтверждения.

  9. Эквивалентное продольное усилие, которое определяет общую реакцию трубопрово-

    да, обозначается через S. Растягивающая сила считается положительной:

    image

    S = N – p A + p A = N –  (p (D – 2t-2 – p – D2-. (5.3-

    i i e e i e

  10. В условиях непосредственно после укладки, когда температура и внутреннее давление трубы – такие же, как и при укладке трубопровода,

    S = H

    где Н – действующее (остаточное-растягивающее усилие от укладки


     

  11. Эквивалентное продольное усилие полностью защемленной трубы в области линей-ных упругих напряжений равно (если труба идеализируется как тонкостенная-:

S = H – Δpi  Ai (1 – 2-– As  ΔT, (5.4-где Н = Действующая (остаточная-растягивающая сила от укладки

Δpi = Приращение внутреннего давления по сравнению с его значением непосред-ственно после укладки

ΔT = Температурный перепад по отношению к состоянию непосредственно после укладки.


 

С 300 Нормативная толщина стенки

  1. Несущая способность по внутреннему давлению должна быть рассчитана, основыва-ясь на толщине стенки, следующим образом:

    Условия заводских испытаний давлением и испытаний системы давлением


     


     

    Условия эксплуатации

    t1 = t – tfab (5.5-


     

    t1 = t – tfab – tcorr. (5.6-

  2. Несущая способность, за исключением несущей способности по внутреннему давле-нию, должна быть рассчитана, основываясь на толщине стенки, следующим образом:


     

    Строительство (монтаж-и испытания системы давлением


     


     

    В ином случае

    t2 = t (5.7-


     

    t2 = t – tcorr (5.8-

  3. В приведенных выше расчетах толщины должна учитываться коррозия перед началом эксплуатации.

  4. Требования к минимальной толщине стенки приведены в В 400.

  5. Толщина стенки для расчетов устойчивости дана в п. Е.404.


 

С 400 Определение напряжений и деформаций

  1. При необходимости должны быть учтены Коэффициенты Концентрации Напряже-ний (SCF-.


     

    Руководящее примечание:

    Должно быть проведено различие между общей и местной концентрацией напряжений. Мест-ные концентрации напряжений (которые могут быть вызваны элементами, присоединенными сваркой, собственно сварными швами или особыми местными неоднородностями-будут воз-действовать на трубу только локально и обычно учитываются при оценке усталости и разруше-ний. Общие концентрации напряжений (такие как увеличение напряжений в монтажных сты-

    ках вследствие обетонирования, которое обычно распространяется на один диаметр-будут влиять на трубу в общем, и они должны быть учтены при оценке потери устойчивости в случае изгиба, а также при оценке усталости и разрушений.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


     

  2. Если имеют место пластические деформации, должны быть рассчитаны и учтены Коэффициенты Концентрации Деформаций (SNCF-. SNCF должны быть уточнены с уче-том нелинейности зависимости “напряжения – деформации” для соответствующего уров-ня нагрузок.

  3. Концентрации деформаций должны быть учтены при рассмотрении:

    • неравномерной деформации, вызванной изменениями фактического предела теку-чести материала и деформационной способностью к упрочнению стыков труб и мате-риала сварного шва вследствие разброса свойств материала;

    • изменений площади поперечного сечения (фактического диаметра или толщины стенки-стыкуемых труб;

    • влияния покрытия на увеличение жесткости и разброса толщины покрытия;

    • снижения предела текучести в монтажных стыках из-за высокой температуры, кото-рая достигается при нанесении покрытия на монтажные стыки при монтаже;

    • отклонений (в меньшую и большую сторону-фактического предела текучести металла сварного шва по отношению к фактическому пределу текучести основного металла трубы.

  4. Накопленные пластические деформации определяются как сумма приращений пла-

    стических деформаций, вне зависимости от их знака и направления. Приращения деформа-ций должны отсчитываться от момента окончания изготовления труб.

  5. Приращение пластических деформаций должно отсчитываться от точки, в которой

    график зависимости “напряжения – деформации” материала отклоняется от линейной зави-симости, см. рисунок 5–2.

  6. Интенсивность пластических деформаций определяется как


 

  (2 / 3-(

image

2  

2  

2 -,

p pL pH pR


 

где p – интенсивность пластических деформаций;

pL – пластическая часть главной продольной деформации;

 – пластическая часть главной кольцевой деформации;

pR – пластическая часть главной радиальной деформации.

(5.9-


 

image

Напряжения


 

SMYS


 


 

Пластиче ская деформация


 

Полная деформация


 

0.5%


 

Рисунок 5,2 – К определению пластических деформаций

Деформации


 


 

Руководящее примечание:

Предел текучести определяется как напряжение, при котором общая деформация составля-ет 0.5%. Например, для C-Mn стали марки 415 деформация одного направления в 0.5% соот-ветствует упругой деформации, приблизительно равной 0.2%, и 0.3%-ной пластической деформации.

—-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


 

D. Предельные состояния


 

D 100 Общие указания

  1. При проектировании должны быть учтены все соответствующие виды отказов, сфор-мулированные в понятиях предельных состояний. Предельные состояния должны быть отне-сены к одной из следующих четырех категорий предельных состояний:

    • Предельное состояние эксплуатационной пригодности (SLS-: Состояние, при пере-ходе за которое трубопровод становится непригодным для нормальных условий эксплуатации.

    • Критическое предельное состояние (ULS-: Состояние, при переходе за которое работоспособность трубопровода подвергается опасности.

    • Предельное состояние усталости (FLS-: Состояние FLS учитывается для суммар-ных результатов действия циклических нагрузок.

    • Аварийное предельное состояние (ALS-: ALS обусловлено действием случайных нагрузок.

  2. В качестве минимальных требований стояки и трубопроводы должны быть рассчита-ны на следующие возможные виды отказов:

    Предельное состояние эксплуатационной пригодности

    • предельное состояние овализации/ретчетинга;

    • предельное состояние накопленных пластических деформаций;

    • повреждения, обусловленные утяжеляющим покрытием или его утерей.

      Критическое предельное состояние

    • предельное состояние разрыва (разрушения-;

    • предельное состояние овализации/ретчетинга (если оно вызывает общий отказ-;

    • предельное состояние местной потери устойчивости (предельное состояние местной потери устойчивости стенки трубы-;

    • предельное состояние общей потери устойчивости (обычно для условия контроли-руемых нагрузок-;

    • предельное состояние лавинного разрушения и лавинного смятия;

    • удар.

      Предельное состояние усталости

    • усталость вследствие циклических нагрузок.

      Аварийное предельное состояние

    • критическое предельное состояние из-за редких нагрузок.

  3. Все предельные состояния должны удовлетворяться для всех заданных сочетаний нагрузок. Предельное состояние для условия контролируемых нагрузок и условия контроли-руемых перемещений может различаться.

  4. Рисунок 5-3 приводит сводную информацию о требуемых проверочных расчетах.

  5. Для соответствующих стадий и условий должны быть удовлетворены все предельные состояния. Типовые условия, которые должны быть рассмотрены в расчетах, таковы:

    • монтаж,

    • состояние непосредственно после укладки,

    • испытание системы давлением,

    • эксплуатация,

    • остановка (отключение-.


 

image

Начало


 

Несущая способность по давлению


 

Ур.5.14


 

Не выполняется

Критерий


 

Выполняется


 

Коллапс


 


 

Местная

Ур.5.22

потеря устойчивости Сложное нагружение

С контролируемыми перемещениями

Ур.5.23/24


 

Местная потеря устойчивости

Сложное нагружение

Ур.5.25/26


 

p< 0.3 %

ECA


 


 

p< 2.0 %

D1000


 


 

Лавинное смятие


 

Ур.5.27


 

Необходимо дополнительное требование Р


 

Учесть ограничители смятия


 

Усталость Овализация Ретчетинг


 

Особые соображения


 

Конец


 


 

Рисунок 5,3 – Схема проведения расчетов конструкции.

Цикл расчета должен повторяться для каждой соответствующей стадии

D 200 Формат предельного состояния

  1. Формат расчетов в настоящем стандарте основан на формате LRFD.

  2. На основании потенциальных последствий отказов трубопровод должен быть отнесен к соответствующему классу безопасности, см. Раздел 2С 400. Класс безопасности может быть различным для различных стадий и различного местоположения.

  3. Уровень безопасности считается удовлетворительным, если расчетный результат дей-ствия нагрузки (Ld-не превосходит расчетного сопротивления (Rd-:

    Ld  Rd(5.10-

  4. Расчетная нагрузка в общем виде может быть выражена следующим образом:


     

    Ld = L F  C +LE  E + LA  (5.11-В специфических формах это соответствует следующему:

    Md = MF  F  C + ME E + MA A C

    d F F C E E A A (5.12-

    Sd = SF F C + SE E + SA A C Δpd P  (p1d – pe-.

    Коэффициенты результатов действия нагрузок FЕАР и С приведены в таблице 5-5 и таблице 5-6. Эти коэффициенты применимы ко всем классам безопасности. Определение нормативных значений результатов действия функциональных и природных нагрузок дано в Разделе 4В 200 и С 600.


     

    Руководящее примечание:

    Приведенные выше сочетания нагрузок относятся исключительно к критериям расчетов, напр., ур. (5.23-, и не должны применяться везде, напр., не в ур. (5.14-или в ур. (5.22-.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-


     

    Руководящее примечание:

    Для режима испытаний системы давлением местное испытательное давление рассматривается как аварийное давление. Для того чтобы рассчитать pld, входящее в приведенное выше выраже-ние Δpd, местное испытательное давление должно рассчитываться как:


     

    Δ 

     pt

    •  gh  p

    image

     

    d p 


     

    inc

    t ref e ⎟ ,

    где href – вертикальное расстояние между рассматриваемой точкой и базовой высотой, а inc дол-жно равняться 1.1. Тот же подход применяется в случае, когда используется давление отключения.

    —-к-о-н-е-ц—-р-у-к-о-в-о-д-я-щ-е-г-о—-п-р-и-м-е-ч-а-н-и-я—-

  5. Расчетное сопротивление Rd обычно может быть выражено в следующем виде:

    .

     

    -

    image

    Rd  k k

    SC  m

    Нормативное сопротивление материала fk приведено в В 600.

    (5.13-

  6. Коэффициент надежности по материалу m зависит от вида предельного состояния и определяется по таблице 5–4.


     

    Т а б л и ц а 5,4 – Коэффициент надежности по материалу, m


     

    Категория предельного состояния

    SLS/ULS/ALS

    FLS

    m

    1.15

    1.00


     

  7. Коэффициент безопасности SC зависит от класса безопасности и приведен в таблице 5-5.


 

Т а б л и ц а 5,5 – Коэффициенты безопасности, SC


 

Класс безопасности

Низкий

Нормальный

Высокий

Расчет на действие внутреннего давления2

1.0463,4

1.138

1.3081

Другой

1.04

1.14

1.26


 

1-Для участков трубопроводов с классом местоположения 1 может применяться коэффициент для класса безопасности “Нормальный” (1.138-.

2-Количество значащих цифр задается для того, чтобы это соответствовало требованиям коэффициен-тов по стандарту ISO.

3-Класс безопасности “Низкий” будет определяться испытанием системы давлением, которое, в соответствии с требованиями, проводится при давлении на 3 % выше аварийного давления. Следовательно, при работе с классом безопасности “Низкий” будет действовать коэффициент безопасности на 3 % выше.

4-Для испытаний системы давлением aU должен быть равен 1.00, что задает допускаемые кольцевые

напряжения в 96 % от SMYS как для тех материалов, которые удовлетворяют дополнительным требо-ваниям U, так и для не выполняющих их.


 

D 300 Коэффициенты надежности по нагрузкам и сочетания нагрузок

  1. Каждая часть трубопроводной системы должна быть рассчитана на наименее благо-приятное сочетание нагрузок из приведенных в таблице 5-6. На сочетание нагрузок и ссы-лаются в D 500 посредством определения в ур. (5.12-.

  2. Сочетание нагрузок “a” из таблицы 5-6 требуется, если присутствует влияние систе-мы. Поэтому оно не требуется для местных проверочных расчетов, которые обычно предназ-начены для h>0 в сочетании с другими нагрузками.

  3. Нагрузки, перечисленные в Разделе 4, должны рассматриваться для всех стадий расче-

та, относящихся к трубопроводной системе.