ГОСТ Р 59307-2021 Нефтяная и газовая промышленность. Проектирование и эксплуатация систем подводной добычи. Часть 16. Технические условия на вспомогательное оборудование для гибких трубопроводов

     5.2 Требования к проектированию

5.2.1 Общие положения

Проектирование вспомогательного оборудования должно быть основано на функциональных требованиях. Вся подобная информация должна определяться в исходных данных для проектирования (см. 5.5.2), включая расчетные случаи нагружений и критерии приемлемости для проектирования.

Расчетные случаи нагружений должны быть определены с целью анализа влияния функциональных, случайных нагрузок и нагрузок от окружающей среды на вспомогательное оборудование.

5.2.2 Комбинации нагрузок и условия нагружения

Вспомогательное оборудование должно быть спроектировано с учетом всех действующих на него нагрузок и комбинаций данных нагрузок.

Условия нагружения должны учитывать такие состояния, как транспортировка гибких трубопроводов, на которые установлено вспомогательное оборудование, монтаж, эксплуатация, усталость, случайные нагрузки и испытание гибких трубопроводов (в условиях, когда нагрузки возникают во вспомогательном оборудовании). Сочетания нагрузок с вероятностью повторяемости менее 10 допускается не учитывать. Сочетания нагрузок в условиях ПСИ должны быть определены в программе ПСИ.

Результаты анализа условий нагружения должны быть отражены в отчетной документации по проекту.

Вероятность одновременного возникновения различных сочетаний нагрузок должна быть представлена в исходных данных для проектирования (см. 5.5.2).

5.2.3 Критерии проектирования

Элементы вспомогательного оборудования, выполненные из стали (за исключением ферменных конструкций, технологических емкостей или грузоподъемного оборудования) необходимо проектировать в соответствии с критериями, изложенными в таблице 1, а элементы, выполненные из других материалов (прочих металлов, полимеров, композитов), следует проектировать в соответствии со стандартами, распространяющимися на данные типы материалов, с учетом требований данного пункта.

Таблица 1 - Допустимые коэффициенты использования для стали

________________

* Текст документа соответствует оригиналу.

   ** См. раздел Библиография. - Примечание изготовителя базы данных.

Для ферменных конструкций допустимые деформации должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 54483, ГОСТ Р 57555, ГОСТ Р 58283, СП 369.1325800 (см. также [2]). Вспомогательное грузоподъемное оборудование должно проектироваться с учетом соответствующих положений ГОСТ 1451, ГОСТ 18477, ГОСТ 20231, ГОСТ 20259, ГОСТ Р 50046, ГОСТ Р 51876, ГОСТ Р 52202, ГОСТ Р 53210, ГОСТ Р 53350, см. также [3]-[6].

Анализ коррозии (согласно 5.2.6) должен показать, что износ материала от коррозии не вызывает превышения значений коэффициента использования, приведенных в критериях по данному разделу, при сочетании всех нагрузок.

Значения коэффициентов использования, которые указаны в таблице 1 и которые не применимы к конструкциям ферм, сосудам высокого давления, вспомогательному оборудованию, которое выполняет подъемную функцию или канатам, должны рассчитываться в качестве соотношения напряжения по Фон Мизесу, т.е. напряжения указанного компонента или суммы компонентов напряжения в определенной точке конструкции по отношению к конструктивной прочности. Расчетное значение должно включать динамические нагрузки в тех случаях, когда это применимо.

Предельные напряжения растяжения принимают равными пределу текучести либо 0,9 значения временного сопротивления, причем испытание прочности на разрыв будет точно определять только последнее значение. Значение текучести или предельной прочности, которое используется для проектирования, должно составлять либо среднее значение минус два стандартных отклонения от задокументированных данных испытания, либо минимальное значение, сертифицированное поставщиком.

Примечание - Значения коэффициентов использования стали были выбраны в целях согласованности со значениями данных коэффициентов, приведенных для стальных элементов гибкой трубы в ГОСТ Р 59309.

Критерии для напряжения изгиба и концентраций напряжения (вторичных напряжений) вырабатывают на основе допустимых напряжений согласно ГОСТ 33005 и ГОСТ Р 59309.

Коэффициент использования для полимерных и композитных материалов может представлять собой коэффициент либо максимально допустимой деформации либо напряжения и применяется в следующих случаях:

- поведение материалов при напряжении/деформации, которое определяется путем испытания материалов в незначительном масштабе;

- снижение механических характеристик по причине старения в указанной среде, если максимальные допустимые значения деформации или напряжения приведены для нестареющего материала. Влияние снижения характеристик через коэффициент использования допускается игнорировать для нагрузок, которые накладываются в начале срока использования (установка и ПСИ гибкой трубы под гидростатическими нагрузками);

- характеристики ползучести, если элемент подвержен постоянной нагрузке. Коэффициент использования будет таким, чтобы предотвратить разрушение при ползучести или потерю соответствия функциональным требованиям в течение срока службы, если только не был выполнен анализ ползучести, и не было продемонстрировано, что разрушения материала или потери соответствия функциональным требованиям не будет.

Расчеты срока службы до усталостного разрушения должны быть выполнены в соответствии с требованиями 5.2.5. В тех случаях, когда проводился расчет, прогнозируемый срок службы до усталостного разрушения стальных элементов, внешние поверхности которых были недоступны для контроля размера трещин, но которые являются критически важными с точки зрения усталости конструкций, должен не менее чем в 10 раз превышать требуемый срок службы. В тех случаях, когда проводился расчет, прогнозный срок службы до усталостного разрушения прочих металлических материалов (например, титана), а также полимерных и композитных элементов должен рассчитываться с использованием коэффициента запаса усталостной прочности с выполнением независимой верификации и на задокументированной основе. В то же время, коэффициент запаса усталостной прочности должен не менее чем в 10 раз превышать требуемый срок службы для тех элементов, которые не могут быть осмотрены, и не менее чем в 3 раза превышать требуемый срок для тех элементов, которые могут быть осмотрены. В тех случаях, когда с практической точки зрения можно провести осмотр всех несущих элементов вспомогательного оборудования для установления размеров трещин, которые имеют критически важное значение для усталости конструкций согласно программе мониторинга целостности и состояния конструкций, данный коэффициент можно уменьшить до трех. Дополнительные рекомендации по мониторингу целостности представлены в ГОСТ Р 59308.