Статус документа

ГОСТ Р 59309-2021 (ИСО 13628-2:2006) Нефтяная и газовая промышленность. Проектирование и эксплуатация систем подводной добычи. Часть 2. Гибкие трубные системы многослойной структуры без связующих слоев для подводного и морского применения

6 Проектные требования

6.1 Нагрузки и результаты воздействия нагрузок

6.1.1 Общие положения

Конструкция трубы основана на информации, представляемой заказчиком (см. приложение В) со ссылками на требования раздела 5. Вся необходимая информация должна быть определена в исходных данных для проектирования (см. 9.2), включая проектные случаи нагружения. Результаты проектного анализа случаев нагружения должны быть включены в отчет по проектным нагрузкам (см. 9.3).

6.1.2 Определение классов нагружения

6.1.2.1 Нагрузки классифицируют на функциональные, от воздействия окружающей среды (внешние) и случайные и определяют следующим образом:

a) функциональными нагрузками являются все нагрузки на трубу при эксплуатации, включая все нагрузки, которые воздействуют на трубу в спокойной воде за исключением нагрузок от ветра, волн или течения;

b) нагрузками от воздействия окружающей среды являются нагрузки, вызываемые внешними условиями;

c) случайными нагрузками являются все нагрузки, возникающие при случайных ситуациях.

Классы и подклассы нагружения приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Комбинация нагрузок классов нагружения, условия нагружения


Класс и подкласс нагружения	Условия нагружения
	нормальная работа		аномальная работа
	текущая	критическая
Функциональные нагрузки
a) Нагрузки от веса и плавучести трубы, содержимого и креплений, временные и постоянные	x	x	x
b) Внутреннее давление по 5.4.2	Максимальное/ минимальное рабочее давление	Проектное давление	Проектное давление
c) Нагрузки от перепадов давления и температуры	x	x	x
d) Наружное давление	x	x	x
е) Внешние силы реакции грунта или породы для траншейных, заглубленных или засыпанных породой труб	x	x	x
f) Нагрузки статической реакции и деформации от опор и защитных конструкций	x	x	x
g) Временные нагрузки при монтаже и извлечении, включая прикладываемые нагрузки растяжения и сдавливающие нагрузки, ударные нагрузки и нагрузки, создаваемые направляющими устройствами	x	x	x
h) Остаточные нагрузки от монтажа, которые остаются как постоянные нагрузки в конструкции трубы в процессе эксплуатации	x	x	x
i) Нагрузки и смещение из-за давления и растяжения, возникающего при кручении	x	x	x
j) Давления испытаний, включая давления при монтаже, вводе в эксплуатацию и техническом обслуживании	Как указано в таблицах 6 и 7
k) Эффекты взаимодействия сгруппированных или закрепленных труб	x	x	x
l) Нагрузки из-за пересечений жестких или гибких труб или безопорных пролетов	x	x	x
m) Нагрузки из-за допусков на позиционирование в процессе установки	x	x	x
n) Нагрузки от инструментов при контроле и техническом обслуживании	x	x	x
Нагрузки от воздействия окружающей среды
Нагрузки, создаваемые напрямую или косвенно параметрами окружающей среды по таблице 2	Условия, отвечающие	Условия, отвечающие	Условия безотказной работы
Случайные нагрузки
Нагрузки и перемещения, создаваемые напрямую или косвенно случайными событиями, включающими следующее: 1) падающие объекты; 2) ударное воздействие траловым оборудованием; 3) избыточное внутреннее давление; 4) повреждение секции или незапланированное затопление; 5) отказ подруливающих устройств; 6) отказ системы динамического позиционирования; 7) отказ якорного каната; 8) отказ системы турели	Не применимо	Комбинации функциональных нагрузок, нагрузок от воздействия окружающей среды и случайных нагрузок по таблице 5 должны быть проанализированы по таблице 6, если годовая совокупная вероятность возникновения случая не менее 10	Комбинации функциональных нагрузок, нагрузок от воздействия окружающей среды и случайных нагрузок по таблице 5 должны быть проанализированы по таблице 6, если годовая совокупная вероятность возникновения случая составляет от 10 до 10
Примечания 1 Нагрузки от воздействия окружающей среды должны комбинироваться с рабочими условиями с заданной вероятностью возникновения. 2 Знак "х" обозначает "применимо".

6.1.2.2 Проектные случаи нагружения должны быть определены для расчета в соответствии с применением, влиянием на гибкую трубу функциональных нагрузок, нагрузок от воздействия окружающей среды и случайных нагрузок. [1] содержит руководящие указания по методам расчета, которые должны быть использованы для нагрузок, приведенных в таблице 5.

6.1.3 Комбинации нагрузок и условия нагружения

6.1.3.1 Необходимо обосновать, что конструкция трубы соответствует проектным требованиям при действии комбинаций нагрузок, указанных в 6.1.3. Следует оценить все нагрузки, которые воздействуют на гибкую трубу, включая нагрузки, указанные в 6.1.2.2. Должны быть проанализированы изменения нагрузок во времени и пространстве, воздействия нагрузок от системы гибких труб и их опор, а также условия окружающей среды и состояние грунта.

6.1.3.2 Проектными условиями нагружения, которые должны быть проанализированы, являются монтаж, нормальная работа (текущая и критическая), аномальная работа и FAT. Комбинации нагрузок должны соответствовать комбинациям, определенным в таблицах 5 и 6. Допускается не учитывать комбинации нагрузок с годовой вероятностью возникновения менее 10. Комбинации нагрузок при FAT должны быть определены изготовителем в соответствии с процедурами FAT.

Таблица 6 - Критерии проектирования слоев гибкой трубы


Слой гибкой	Проектный	Рабочие условия			Монтаж		Гидроста-
трубы	критерий	Нормальная работа		Аномальная	Функцио-	Функцио-	тические
		текущая работа - функцио- нальные и нагрузки от воздействия окружающей среды	критическая работа - функцио- нальные, нагрузки от воздействия окружающей среды и случайные	работа - функцио- нальные, нагрузки от воздействия окружающей среды и случайные	нальные и нагрузки от воздействия окружающей среды	нальные, нагрузки от воздействия окружающей среды и случайные	испытания - FAT и приемка в эксплуа- тацию
Внутренняя оболочка, работающая под давлением	Ползучесть	Максимальное допускаемое уменьшение толщины стенки ниже минимальной проектной величины из-за ползучести в опорном структурном слое должно составлять 30% при всех комбинациях нагрузок
Внутренняя оболочка, работающая под давлением	Деформация изгиба	Максимальная допускаемая деформация должна составлять 7,7% для ПЭ и ПА, 7,0% - для ПВДФ при применении в условиях статических нагрузок и при хранении в условиях динамических нагрузок и 3,5% - для ПВДФ для работы в условиях динамических нагрузок. Для других полимерных материалов допускаемая деформация должна быть задана изготовителем, который должен документально подтвердить, что материал удовлетворяет проектным требованиям для данной деформации
Внутренний каркас*	Нагрузка от потери устойчивости**	[0,67] для 300 м для 300 м900 м [0,85] для 900 м
Армирование на растяжение	Напряжение***	0,67	0,85	0,85	0,67	0,85	0,91
Армирование на стойкость к давлению	Напряжение	0,55	0,85	0,85	0,67	0,85	0,91
Внешняя оболочка	Деформация	Максимальная допускаемая деформация должна составлять 7,7% для ПЭ и ПА. Для других полимерных материалов допускаемая деформация должна быть задана изготовителем, который должен документально подтвердить, что материал удовлетворяет проектным требованиям для этой деформации
* Для механических нагрузок допустимый коэффициент нагружения внутреннего каркаса должен быть таким, как для армирования на стойкость к давлению. - максимальная глубина моря, включая влияние приливов и волн. * Проектным критерием для армирования на растяжение и на стойкость к давлению является допускаемый коэффициент нагружения в соответствии с 6.3.1.4.

6.1.3.3 Проверку конструкции следует проводить на всех промежуточных стадиях, указанных заказчиком или изготовителем. Это должно быть регламентировано теми же проектными критериями, что и проектные условия нагружения в соответствии с таблицей 6.

6.1.3.4 В исходных данных для проектирования изготовителем должна быть определена вероятность одновременного возникновения различных комбинаций нагрузок (см. 9.2). Вероятность особых классов нагружения или подклассов может указывать заказчик на основе особенностей проектных условий. Заказчику следует указывать вероятности случайных событий или событий, связанных с проведением монтажных работ (см. таблицы 3 и 4). Если заказчик не указывает вероятности событий, то изготовитель должен предложить вероятности, используемые для отдельных случаев в исходных данных для проектирования.

6.1.3.5 Анализируемые проектные случаи нагружения должны быть определены исходя из условий нагружения, указанных в 6.1.2.2 и таблице 6.

6.1.4 Влияние проектных нагрузок

6.1.4.1 При проектировании трубы изготовитель должен принимать во внимание нагрузки на трубу, создаваемые внутренним и наружным давлением. В случае учета величины гидростатического давления при расчете проектного внутреннего давления трубы изготовитель должен указать глубину моря, для которой приведено данное проектное внутреннее давление. Это также должно быть указано в маркировке труб (см. 11.1).

6.1.4.2 Влияние гидродинамических нагрузок должно быть определено с использованием подтвержденных и документально оформленных методов, по которым рассчитывают влияния кинематики морской воды и воздействия различных явлений окружающей среды. Руководящие указания по методам расчета см. в [1].

6.1.4.3 Для усталостного расчета распределение нагрузок в течение срока службы трубы должно быть основано на методах, которые учитывают все параметры нагрузок. Упрощенные методы применяют, если имеется возможность показать, что результирующее распределение нагрузок является неизменным.