ПНСТ 482-2020

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Нефтяная и газовая промышленность

СИСТЕМЫ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ

Методические указания по проектированию оборудования из дуплексной нержавеющей стали для предотвращения водородного растрескивания

Petroleum and natural gas industry. Subsea production systems. Methodology guide for design of duplex stainless steel equipment to prevent hydrogen induced cracking

ОКС 75.020

Срок действия с 2021-08-01
до 2024-08-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Газпром 335" (ООО "Газпром 335")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 023 "Нефтяная и газовая промышленность"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 декабря 2020 г. N 98-пнст

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу inf@gazprom335.ru и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д.10, стр.2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Создание и развитие отечественных технологий и техники для освоения шельфовых нефтегазовых месторождений должно быть обеспечено современными стандартами, устанавливающими требования к проектированию, строительству и эксплуатации систем подводной добычи. Для решения данной задачи Министерством промышленности и торговли Российской Федерации и Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии реализуется "Программа по обеспечению нормативной документацией создания отечественной системы подводной добычи для освоения морских нефтегазовых месторождений". В объеме работ программы предусмотрена разработка национальных стандартов и предварительных национальных стандартов областью применения которых являются системы подводной добычи углеводородов.

     1 Область применения

1.1 Настоящие методические указания предназначены для проектирования конструкционных элементов, изготовленных из дуплексных нержавеющих сталей (см. также [1]), для подводного оборудования, находящегося в условиях работы системы электрохимической защиты (ЭХЗ) с применением протекторов или наложенным током.

1.2 Настоящие методические указания включают в себя ограничения, связанные с наличием сварных швов и других концентраторов напряжений, а также критерии оценки риска возникновения водородного растрескивания под напряжением, включающие предельно допустимые напряжения и деформации.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р ИСО 3452-1 Контроль неразрушающий. Проникающий контроль. Часть 1. Основные требования

ГОСТ Р ИСО 17637 Контроль неразрушающий. Визуальный контроль соединений, выполненных сваркой плавлением

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 дуплексная сталь (duplex steel): Нержавеющая сталь с двухфазной феррито-аустенитной структурой.

3.2 водородное растрескивание под напряжением (hydrogen induced stress cracking): Растрескивание, возникающее при одновременном воздействии нагрузки и диффузии в металл водорода, возникающего на поверхности стали при катодной поляризации.

3.3 нагружение (load): Любое воздействие, вызывающее напряжение, деформацию, перемещение, движение и т.п. в оборудовании или системе.

3.4 остаточные напряжения (residual stress): Напряжения, возникающие в металле при механическом и тепловом воздействии, а также в ходе производства стали, которые сохраняются в изделии при отсутствии внешней нагрузки.

3.5 остаточная деформация (residual strain): Деформация, остающаяся после снятия внешней нагрузки.

3.6 сопротивление (resistance): Способность конструкции или ее части противостоять действию нагрузок.

3.7 нормативное минимальное значение временного сопротивления (specified minimum tensile strength): Минимальное временное сопротивление, установленное в технических условиях или стандартах на материал.

3.8

     4 Обозначения

В настоящем стандарте приведены следующие обозначения:

- понижающий коэффициент, учитывающий влияние остаточных напряжений;

- температурный коэффициент линейного расширения, °С;

- понижающий коэффициент, учитывающий расположение сварного шва по отношению к геометрическому концентратору;

- максимально допустимая поверхностная деформация, %;

- нелинейная мембранная деформация, %;

- пиковая поверхностная деформация, %;

- коэффициент Пуассона;

- коэффициент, учитывающий влияние микроструктуры стали;

- максимальное главное напряжение, действующее на поверхности, МПа;

- сумма мембранных и общих изгибных напряжений, осредненная по толщине стенки, МПа;

- окружное напряжение, определяемое при расчете трубопровода на прочность, МПа;

- осевое напряжение, определяемое при расчете трубопровода на прочность, МПа;

- общее напряжение при изгибе, основанное на моменте сопротивления на срединном радиусе, МПа;

- общее напряжение при изгибе, основанное на моменте сопротивления на наружном радиусе, МПа;

- мембранное напряжение, действующее в продольном направлении, МПа;

- максимальное напряжение по сечению элемента, действующее в продольном направлении, МПа;

- мембранное напряжение, действующее в окружном направлении, МПа;

- максимальное напряжение по сечению элемента, действующее в окружном направлении, МПа;

- максимальное осевое напряжение, определяемое при расчете трубопровода на прочность, МПа;

- температурное напряжение, МПа;

C - концентрация водорода на поверхности металла, ppmw;

- концентрация водорода в объеме металла, ppmw;

- концентрация водорода на внутренней поверхности конструкционного элемента, ppmw;

D - коэффициент диффузии, мм/с;

E - модуль упругости, МПа;

- длина зоны влияния остаточных напряжений, возникающих при сварке, мм;

- расстояние между геометрическим концентратором и границей перехода шва к основному металлу, мм;

- понижающий коэффициент, учитывающий геометрию поверхности конструкционного элемента при оценке 1-й категории;

- повышающий коэффициент, компенсирующий завышенное значение коэффициентов концентрации напряжений при оценке 2-й категории;

R - наружный радиус трубопровода, мм;

- коэффициент увеличения номинальных напряжений, рассчитанных без учета геометрических концентраторов и/или отклонения от соосности конструкционного элемента;