Статус документа

ГОСТ Р 59306-2021 (ИСО 13628-10:2005) Нефтяная и газовая промышленность. Проектирование и эксплуатация систем подводной добычи. Часть 10. Технические условия на гибкую трубу многослойной структуры со связующими слоями

5.1 Нагрузки и результаты воздействия нагрузок

5.1.1 Общие положения

Конструкция трубы должна быть спроектирована на основе информации, представляемой заказчиком (согласно приложению А) в соответствии с требованиями раздела 4. Всю необходимую информацию определяют в исходных данных для проектирования (согласно 8.2), включая проектные случаи нагружения. Результаты проектного анализа случаев нагружения включают в отчет по проектным нагрузкам (согласно 8.3).

5.1.2 Определение классов нагружения

5.1.2.1 В соответствии с таблицей 5 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.

5.1.2.2 Проектные случаи нагружения определяют для анализа и учитывают, если применимо, влияние на гибкую трубу функциональных нагрузок, нагрузок от воздействия окружающей среды и случайных нагрузок. [1] содержит руководящие указания по методам расчета, которые целесообразно использовать для нагрузок, приведенных в таблице 5.

Таблица 5 - Классы и условия нагружения гибких труб


Класс и подкласс нагружения		Условия нагружения
		Нормальная работа		Анома-
		Текущая	Крити- ческая	льная работа
Функциональные нагрузки
a) Нагрузки от веса и плавучести трубы, содержания и креплений, временные и постоянные		X	X	X
b) Внутреннее давление по 4.4.2		Макс. рабочее давление	Проектное давление	Проектное давление
c) Нагрузки от колебаний давления и температуры		X	X	X
d) Наружное давление		X	X	X
e) 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 работы		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		X	X	X
k) Эффекты взаимодействия сгруппированных или закрепленных труб		X	X	X
I) 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
o) Быстрый сброс давления		-	-	-
Нагрузки от воздействия окружающей среды
a) Нагрузки, создаваемые напрямую или косвенно параметрами окружающей среды по таблице 2		100- летние условия	Условия, отвечаю- щие	Условия безот- казной работы
Случайные нагрузки
а) Нагрузки и перемещения, создаваемые напрямую или косвенно случайными событиями, включающими следующее:		Не приме- няется	-	-
	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
Комбинации вышеприведенных функциональных и случайных нагрузок и нагрузок от окружающей среды должны быть проанализированы по таблице 6, если годовая совокупность вероятности возникновения случая не менее . Комбинации вышеприведенных функциональных и случайных нагрузок и нагрузок от окружающей среды должны быть проанализированы по таблице 6, если годовая комбинированная вероятность возникновения случая составляет от до . Примечание - В настоящей таблице знак "X" обозначает "применимо".

5.1.3 Комбинации нагрузок и условия нагружения

5.1.3.1 Необходимо обосновать, что конструкция трубы соответствует проектным требованиям при действии комбинаций нагрузок, указанных в настоящем подразделе. Следует оценить все нагрузки, которые воздействуют на гибкую трубу, включая нагрузки, указанные в таблице 5. Должны быть проанализированы возможные колебания нагрузок во времени и пространстве, воздействия нагрузок от системы гибких труб и их опор, а также условия окружающей среды и состояние грунта.

5.1.3.2 Проектными условиями нагружения, которые должны быть проанализированы, являются монтаж, нормальная работа (текущая и критическая), аномальная работа и заводские приемочные испытания. Комбинации нагрузок должны соответствовать комбинациям, определенным в таблицах 5 и 6. Допускается не учитывать комбинации нагрузок с годовой вероятностью возникновения менее . Комбинации нагрузок при заводских приемо-сдаточных испытаниях определяет изготовитель в соответствии с процедурами заводских приемо-сдаточных испытаний.

5.1.3.3 Проверку конструкции проводят 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.

5.1.3.4 В исходных данных для проектирования изготовителем должна быть определена вероятность одновременного возникновения различных комбинаций нагрузок (согласно 8.2), например для комбинированной нагрузки от волн и течения должны определяться вероятности возникновения каждой из них по отдельности. Вероятность возникновения 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 (согласно таблицам 3 и 4). Если заказчик не указывает вероятности событий, то изготовитель должен предложить, обосновать и согласовать с заказчиком вероятности, используемые для отдельных случаев в исходных данных для проектирования.

5.1.3.5 Анализируемые проектные случаи нагружения определяются исходя из условий нагружения, указанных в 5.1.2.2 и таблице 6.

Таблица 6 - Критерии проектирования слоев гибкой трубы


Слой гибкой	Проектный	Случаи проектных нагрузок и комбинации нагрузок
трубы	критерий	Рабочие условия			Монтаж		FAT
		Нормальная работа		Анома-
		Текущая работа	Крити- ческая работа	льная работа
		Функцио- нальные и нагрузки от воздей- ствия окружа- ющей среды	Функцио- нальные, случайные и нагрузки от воздей- ствия окружа- ющей среды	Функцио- нальные, случайные и нагрузки от воздей- ствия окружа- ющей среды	Функцио- нальные и нагрузки от воздей- ствия окружа- ющей среды	Функцио- нальные, случайные и нагрузки от воздей- ствия окружа- ющей среды
Эласто- мерные слои	Деформация от старения материала	Максимальная допускаемая деформация должна составлять 50% от проектной максимальной допустимой деформации материала, возникшей в результате старения.
Внутренний каркас	Нагрузка от потери устой- чивости	(0,67) для м для м (0,85) для м
Армиру- ющие слои	Нагрузка	0,55	0,85	0,85	0,67	0,85	0,91
Для механических нагрузок допустимый коэффициент нагружения внутреннего каркаса должен быть таким, как для армирования на стойкость к давлению и растяжению. - максимальная глубина моря, включая влияние приливов и волн. Допускаемый коэффициент нагружения в соответствии с 5.3.1.4.

5.1.4 Влияние проектных нагрузок

5.1.4.1 В конструкции трубы изготовитель должен принимать во внимание дифференциальные давления. В случае учета величины гидростатического наружного 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 (согласно 10.1).

5.1.4.2 Влияние гидродинамических нагрузок целесообразно определять с использованием подтвержденных и документально оформленных методов, по которым рассчитывают влияния кинематики морской воды и воздействия различных явлений окружающей среды (см. [1]).

5.1.4.3 Методы, используемые при определении нагрузок для целей усталостного анализа, должны учитывать все параметры нагрузок. Упрощенные методы применяют, если имеется возможность показать, что результирующее распределение нагрузок является консервативным.

5.1.4.4 Случаи нагружения, которые включают случайные нагрузки (например, смещения из-за отказа якорного каната или отказа подруливающего устройства) и не нарушают критериев по таблице 6, определяют предел безопасного воздействия случайных нагрузок. Некоторые случайные нагрузки (например, при пожаре или взрыве) достаточно сложно проанализировать с точки зрения критериев по таблице 6. В этих случаях следует проводить испытания для определения времени безопасной работы или других ограничений, связанных со случайной нагрузкой.