ПНСТ 567-2021 Нефтяная и газовая промышленность. Системы подводной добычи. Взаимодействие траловой оснастки и трубопроводов. Методические указания

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Нефтяная и газовая промышленность

СИСТЕМЫ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ

Взаимодействие траловой оснастки и трубопроводов. Методические указания

Издание официальное

Москва Российский институт стандартизации 2022

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 15 декабря 2021 г. № 64-пнст

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТР 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: [email protected] 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.rst.gov.ru)

© Оформление. ФГБУ «РСТ», 2022

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

• 1 Область применения

• 2 Нормативные ссылки

• 3 Термины и определения

• 4 Обозначения

• 5 Общие положения

• 6 Требования к проектированию трубопровода с учетом взаимодействия с траловой оснасткой

Приложение А (справочное) Классификация донной траловой оснастки

Приложение Б (справочное) Предварительное проектирование трубопровода

Приложение В (справочное) Последовательность проектирования трубопровода с учетом взаимодействия с траловой оснасткой

Приложение Г (рекомендуемое) Испытания ударного воздействия на покрытие

Приложение Д (рекомендуемое) Испытания на соскоб покрытия

Библиография

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 и предварительных национальных стандартов, областью применения которых являются системы подводной добычи углеводородов.

Целью разработки настоящего стандарта является установление общих требований к проектированию трубопроводов, подвергаемых взаимодействию со стороны траловой оснастки.

ПНСТ 567—2021

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Нефтяная и газовая промышленность

СИСТЕМЫ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ

Взаимодействие траловой оснастки и трубопроводов.

Методические указания

Petroleum and natural gas industry. Subsea production systems. Interference between trawl gear and pipelines.

Methodology guide

Срок действия — с 2022—05—01 до 2025—05—01

• 1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к методам проектирования трубопроводов, подвергаемых воздействию траловой оснастки; включая ударное воздействие, перетягивание и зацепление, применяемых при обустройстве морских нефтегазовых месторождений с использованием систем подводной добычи углеводородов.

Настоящий стандарт применим к жестким трубопроводам с внешним диаметром более десяти дюймов (включая покрытие).

• 2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 54382 Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические условия.

ГОСТ Р 59304 Нефтяная и газовая промышленность. Системы подводной добычи. Термины и определения

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 термины по ГОСТ Р 59304, а также следующие термины с соответствующими определениями:

Издание официальное

• 3.1 ваер: Стальной канат для буксировки трала, один конец которого соединен с траловой доской, а другой — с барабаном ваерной или траловой лебедки на судне.

• 3.2 жесткий трубопровод: Трубопровод, состоящий из сваренных между собой труб.

• 3.3 свободный пролет: Участок трубопровода между двумя опорами.

• 3.4 трал общего потребления: Трал, используемый для отлова рыбы для потребления людьми.

• 3.5 трал промышленного потребления: Трал, используемый для отлова рыбы для нужд промышленности (масло, мука, корма для животных).

• 3.6 DEH кабель: Кабель обогрева трубопровода.

• 4 Обозначения

В настоящем стандарте использованы следующие обозначения:

В — половина высоты траловой распорной доски;

C_h— коэффициент зависимости высоты пролета от скорости воздействия;

E_deh — энергия воздействия, поглощенная локально DEH кабелем, включая защитные конструкции;

E_test— уровень энергии при испытании на ударное воздействие;

E_kin— кинетическая энергия молота;

Epjpe— энергия воздействия, поглощенная трубопроводом;

fjmp — частота воздействия на траловую оснастку;

F_test— минимальное требуемое усилие ударного воздействия от молота для испытаний;

д — ускорение свободного падения;

Н_сг— критическая высота свободного пролета для зацепления;

Hj— высота маятника ударного молота;

Н/— высота подъема при зацеплении;

/ — плотность движения траловых судов (годовое значение количества на единицу площади морского дна);

• L — длина траловой распорной доски, длина бимтрала или ширина груза для стабилизации;

L_s— длина соскоба для испытаний на соскоб;

• m_h— масса испытательного ударного молота;

• ^псар — стойкость трубы с покрытием, выраженная через количество повторных воздействий до поломки;

• п_д— количество траловых распорных досок, башмаков бимса и грузов для стабилизации на траловом судне;

• ^Птеап— количество воздействий на покрытие до поломки;

• OD — общий внешний диаметр трубопровода, включая покрытие;

• V — скорость буксировки трала;

а_е — доля длины трубопровода, подверженная воздействию трала;

Ф — преобладающее направление трала относительно нормали к оси трубопровода;

Ф — угол внутреннего трения для грунта;

о — стандартное отклонение при испытании на удар.

• 5 Общие положения

  • 5.1 Классификация донной траловой оснастки — в соответствии с приложением А.

  • 5.2 Предварительное проектирование трубопровода — в соответствии с приложением Б.

  • 5.3 Может быть учтено влияние грунта на проектирование подводных трубопроводов (см. [1]).

  • 5.4 Последовательность проектирования трубопровода с учетом взаимодействия с траловой оснасткой — в соответствии с приложением В.

  • 5.5 Перечень исходных данных относительно ожидаемых траловых работ вдоль маршрута трубопровода для расчета нагрузки и ее влияния на трубопровод включает (но не ограничивается перечисленным):

• - категорию трала (промышленное потребление, общее потребление);

• - параметры оборудования для трала (тип, форма, размер, масса, скорость трала);

• - ожидаемую частоту соприкосновения траловой оснастки с трубопроводом;

• - будущие тенденции (новые типы трала, масса, скорость и формы).

• 5.6 Исходные данные, необходимые для расчетов, должны быть получены от уполномоченных организаций (Федеральное агентство по рыболовству, Российский морской регистр судоходства).

• 5.7 При проектировании необходимо обеспечить своевременность получения исходных данных.

• 5.8 Маршрут трубопровода должен быть разделен на участки, для каждого из которых должны быть определены исходные данные в соответствии с 5.5.

• 5.9 Необходимо учесть, что в связи с развитием оборудования для рыболовного промысла и изменения рыболовных запасов частота траловых работ, места их ведения, а также сама траловая оснастка могут значительно меняться на протяжении срока использования трубопровода.

• 5.10 Следующие факторы должны быть учтены для получения правильной оценки частоты воздействия траловой оснастки на трубопровод:

• - концентрация рыболовных судов в соответствующем районе;

• - преобладающее направление трала относительно трубопровода;

• - распространение оборудования для трала разных размеров.

• 5.11 Частоту воздействия траловой оснастки на трубопровод f_jmp, Гц вычисляют по формуле ^fimp ^{= п}д ¹ V • а_е • COS ф, (1)

где п_д — количество траловых распорных досок, башмаков бимса или грузов для стабилизации для каждого судна;

I — предполагаемая плотность применения трала (годовое среднее число траловых судов на единицу площади морского дна);

• V — скорость трала;

а_е — доля длины трубопровода, подверженная действию траловой нагрузки;

• <р — угол преобладающего направления движения трала относительно нормали к оси трубопровода. Если необходимая информация есть в доступе, можно применить функцию распределения для направления трала вместо cos ср, ф не должно приниматься больше 75°.

• 6 Требования к проектированию трубопровода с учетом взаимодействия с траловой оснасткой

  • 6.1 Общие сведения

При проектировании трубопровода с учетом взаимодействия с траловой оснасткой должны быть проведены следующие виды оценки:

• - на ударное воздействие траловой оснастки на трубопровод;

• - перетягивание траловой оснастки через трубопровод;

• - зацепление траловой оснастки под трубопроводом.

• 6.2 Ударное воздействие траловой оснастки на трубопровод

Оценка ударного воздействия должна включать следующие этапы:

• - расчет уровня энергии воздействия, поглощаемой трубопроводом от воздействия конкретной траловой оснастки, как основа для технических требований к испытаниям на ударное воздействие;

• - определение предельной нагрузки, действующей на стальную стенку трубопровода, на основании конкретных критериев приемки по допустимому размеру вмятин.

Масса траловой оснастки и скорость должны быть определены при симуляции взаимодействия траловой оснастки и трубопровода.

Примечание — Кинетическая энергия траловой оснастки может полностью или частично рассеиваться при ударном воздействии в результате:

• - деформации тралового оборудования;

• - деформации защитного покрытия для прикрепленных DEH кабелей и т. д.;

• - деформации покрытия (коррозия, вес, теплоизоляция и/или изоляция сварного шва);

• - упругой деформации и возможных пластичных вмятин стальных стенок трубопровода;

• - общих отклонений трубопровода, включая эффекты движения грунта;

• - деформации грунта.

Для расчета энергии, локально поглощенной трубопроводом (считая, что трубопровод локально деформируется вдавливанием и вся энергия воздействия поглощается), используют консервативный метод расчета (см. [2]).

Для расчета ответной реакции трубопровода используют углублённый метод (см. [2], приложение А).

Численный пример расчета приведен в [2] (приложение В).

Испытания ударного воздействия на покрытие — в соответствии с приложением Г.

Испытание на соскоб покрытия — в соответствии с приложением Д.

• 6.3 Перетягивание траловой оснастки через трубопровод

Поведение конструкции трубопровода при перетягивании траловой оснастки должно оцениваться путем моделирования части трубопровода, морского дна и опор, а также путем проведения динамического расчета конструкции с применением нагрузки перетягивания.

При оценке воздействия перетягивания траловой оснастки через трубопровод следует учитывать следующие эффекты:

• - потерю устойчивости;

• - значительное смещение, включая геометрическую жесткость;

• - сопротивление грунта;

• - нелинейные свойства материалов.

При моделировании и расчете должно быть учтено, что со временем из-за эрозии/очистки возможно образование свободного пролета, что приведет к изменению взаимодействия трубы и грунта.

Нагрузки перетягивания должны быть определены при испытаниях модели или при численном моделировании.

Примечание — При оценке перетягивания определяют общую ответную реакцию трубопровода. На этом этапе трубопровод может подвергаться воздействию относительно больших горизонтальных (боковых) и вертикальных усилий.

Наиболее критичное положение при перетягивании трала зависит:

• - от длины, высоты и подпорок для свободного пролета;

• - искривления трубопровода;

• - боковых или осевых опор, либо ограничителей.

Если гибкость потенциального свободного пролета не является доминирующей, а диаметр трубопровода от 10” до 40”, проводят расчет нагрузок и сопротивления трубопровода (см. [2], разделы 4 и 6).

Численный пример расчета приведен в [2] (приложение В).

Если участки трубопровода подвергаются потере устойчивости из-за температуры и/или давления, перетягивание трала может привести к перпендикулярным колебаниям. Методология и критерии проектирования приведены в [3].

В случае применения альтернативных методов и процедур должно быть доказано, что уровень безопасности соответствует требованиям ГОСТ Р 54382.

• 6.4 Зацепление траловой оснасти с трубопроводом

При оценке возможности зацепления должны быть учтены два состояния:

• - частичное проникновение: часть рассматриваемых компонентов траловой оснастки (траловая распорная доска, груз для стабилизации или бимтрал) застревает под трубопроводом. Для траловой распорной доски это может произойти при любой высоте пролета, но для груза для стабилизации и бимтрала требуется определенный зазор;

• - заклинивание определяют как состояние, при котором компоненты траловой оснастки проходят под трубой в свободном пролете и застревают на противоположной стороне трубопровода с тросом под трубой. Это считается маловероятным сценарием и применимо только к траловой распорной доске. Для этого требуется определенная критичная высота пролета.

Необходимо избегать свободных пролётов трубопровода, где может произойти заклинивание или частичное проникновение траловой оснастки.

Критическую высоту свободного пролета Н_сг м, выше которой может произойти заклинивание траловой распорной доски, вычисляют по формуле

Н_сг=0,7-В, (2)

где В — половина высоты траловой распорной доски.

Критическую высоту свободного пролета Н_сг, м, выше которой может произойти частичное проникновение, вычисляют по формулам: - для бимтрала:

Н_сг= 0,5; (3)

• - для груза для стабилизации:

Н_сг= 0,7. (4)

Примечание — При использовании бимтрала высота пролета больше критической не допускается, т. к. зацепление может привести к чрезмерной нагрузке из-за возможного «эффекта рычага» для длинного бимса.

Для уменьшения свободного пролета допускается каменная насыпка под трубопровод для уменьшения вероятности зацепления.

Частичное проникновение: если максимальная высота пролета ниже критической, для трубопровода должен быть проведен расчет на статическую высоту подъема Н/.

Расчет высоты траловых распорных досок H_t, м, выполняют по формуле

/7, = 0,75 - 0,3 • ОО,

где ОО — общий внешний диаметр трубопровода, включая покрытие.

Расчет высоты груза для стабилизации Н/, м, выполняется по формуле

H, = 0,2L,

где L — ширина груза для стабилизации.

Заклинивание: если максимальная высота пролета больше критической высоты, для трубопровода должен быть проведен расчет на увеличение статической высоты подъема Ц, м:

Ц=В,

где В — половина высоты траловой распорной доски.

Примечание — Для освобождения трала в случае зацепления трубопровод подвергается воздействию усилия ваера, если траловая оснастка не освобождается, например, при подъеме трубопровода, до достижения определенного уровня усилия.

Разрывное усилие для обычного ваера (диаметром 32 мм диаметр) примерно 400 кН. Для двойных и тройных ваеров (диаметром до 38 мм), используемых для самой тяжелой траловой оснастки, характерно разрывное усилие 800—1200 кН.

Максимальные усилия могут быть получены, если траулер размещен прямо над точкой зацепления траловой оснастки, при перетягивании ваера, пока не образуется прямая вертикальная линия, при креплении лебедки и использовании движения волн и/или движущей силы для увеличения прочности троса.

Сопротивление зацеплению должно быть рассчитано при статическом расчете с учетом использования максимальной высоты подъема как предписанного смещения.

Для расчета сопротивления при зацеплении необходимо применять соответствующие консервативные модели.

Оценка зацепления должна учитывать эффект от ограничений, включая каменную насыпь, точки врезки, подводные конструкции и иные типы препятствий.

Критерии приемки приведены в [2] (раздел 6).

Численный пример расчета приведен в [2] (приложение В).

Приложение А (справочное)

Классификация донной траловой оснастки

Классификация типовой донной траловой оснастки включает варианты, поддерживающие сети трала в открытом состоянии.

Трал с применением траловых распорных досок (оттертрал) представлен на рисунке А.1. Оснастка оттертрала поддерживает траловую сеть в открытом состоянии за счет гидродинамических сил. Траловые распорные доски дрейфуют вдоль морского дна и могут представлять опасность для трубопровода.

Существуют различные проекты траловой распорной доски, но чаще всего используют два основных типа, универсальные (прямоугольные), а также V-образные доски. Универсальные доски обычно оказывают самую большую нагрузку на трубопровод. На рисунок А.2 показаны две типовые траловые распорные доски.

Рисунок А.2 — Типовые траловые распорные доски для общего потребления

Бимтрал представлен на рисунке А.З. В бимтрале поперечный стальной бимс используют для поддержания сети открытой. Башмак бимса крепится на каждом конце бимса и представляет серьезную опасность для трубопровода из-за своих острых кромок и кинетической энергии.

Рисунок А.З — Типовая оснастка бимтрала при пересечении с трубопроводом

Типовой башмак бимтрала и его компоненты показаны на рисунке А.4.

Рисунок А.4 — Типовое отклонение башмака бимтрала

Двойной трал, с грузом для стабилизации, представлен на рисунке А.5.

Груз для стабилизации двойного трала, обычно имеют массу в диапазоне от 2000 до 9000 кг, что может привести к большей энергии воздействия и большим нагрузкам перетягивания, чем траловая распорная доска. Используются различные конструкции, от связки цепей, до сферических или цилиндрических роликов.

Рисунок А.5 — Типовой двойной трал с грузом для стабилизации

Типовые грузы для стабилизации показаны на рисунке А.6.

а) Типовой

Направление трала

1080

б) Роликовый

Рисунок А.6 — Типовые грузы для стабилизации

Рисунок Б.1 — Последовательность проектирования трубопровода

Приложение В (справочное)

Последовательность проектирования трубопровода с учетом взаимодействия с траловой оснасткой

Когда донная траловая оснастка касается трубопровода, взаимодействие можно разделить на три этапа:

• - ударное воздействие, этап первоначального воздействия, когда траловая распорная доска, башмак бимса или груз для стабилизации ударяются о трубопровод. Этот этап обычно длится несколько сотых секунды. Местное сопротивление корпуса трубы, включая защитное покрытие и/или защитные конструкции прикрепленного DEH кабеля, обеспечивают сопротивление силе воздействия;

• - перетягивание, второй этап, когда траловая распорная доска, бимтрал или груз для стабилизации перетаскивают через трубопровод. Этот этап может длиться от 1 до 10 с в зависимости от глубины воды, высоты пролета и других факторов. Обычно это обеспечивает общую ответную реакцию трубопровода;

• - зацепление, ситуация, когда оборудование для трала застревает под трубопроводом. Это редкая и чрезвычайная ситуация.

Обзор процесса проектирования трубопровода относительно взаимодействия с траловой оснасткой показан на рисунке В.1.

1 — обеспечивается/выполняется

Приложение Г (рекомендуемое)

Испытания ударного воздействия на покрытие

Метод аттестации защитного покрытия относительно ударного воздействия трала предполагает испытания участков труб с покрытием.

Метод включает:

• - образцы для испытаний;

• - оборудование для испытаний;

• - процедуру испытаний;

• - калибровку оборудования для испытаний.

Образцы для испытаний:

• - трубы с покрытием;

• - минимум 3 образца для одного типа покрытия;

• - минимум 2 х OD — длина каждого образца.

Данные о покрытии должны быть документированы с указанием типа покрытия, возможного усиления и процедуры нанесения.

Контроль качества покрытия следует осуществлять, если наносятся новые слои. Новый слой в этом контексте определяется как слой, для которого возможное изменение процедуры производства может изменить конечные механические свойства.

Бетонное покрытие должно испытываться не ранее, чем через двадцать восемь дней после его изготовления.

В случае, если покрытие чувствительно к температуре, испытание на ударное воздействие должно проводиться при максимальной и минимальной температурах.

В течение срока эксплуатации следует учитывать влияние старения.

Покрытие монтажного соединения должно соответствовать тем же требованиям, что и общее покрытие. Документация после предыдущих испытаний на похожих трубах может определять качество материала для изоляции сварного шва.

Для трубопровода с прикрепленным DEH кабелем в защитном корпусе корпус может быть аттестован после испытаний на ударное воздействие отдельно от трубопровода с покрытием. Испытания защитного корпуса следует проводить на жестком основании и с DEH кабелем. Уровень энергии воздействия при испытании нужно определять при расчете, с учетом конфигурации, как показано на рисунке Г.1. Систему крепления также необходимо испытывать путем прямого ударного воздействия на элементы крепления. Ударное воздействие необходимо производить в различных направлениях по отношению к защитному корпусу.

Рисунок Г.1 —Типовая нагрузка при смещении трубопровода с покрытием и прикрепленного DEH кабеля с защитной конструкцией

Требования к испытаниям на ударное воздействие для DEH кабеля с защитной конструкцией, прикрепленного к конкретному участку трубы:

• - уровень энергии при испытании на ударное воздействие E_Test, Дж, рассчитывают по формуле

  (Г.1)

  
  

^ETest ~ ^EDEH ^{+ E}Pipe’ где E_deh — энергия воздействия, поглощенная локально DEH кабелем, включая защитные конструкции;

Epjpe — энергия воздействия, поглощенная трубопроводом.

В качестве альтернативы, если DEH кабель с защитной конструкцией испытывают отдельно от трубы на жестком основании, энергия при испытании E_Test, Дж, может быть уменьшена:

^ETesi ~ ^EDEH-

Минимальное требуемое усилие ударного воздействия от молота для испытаний должно быть F_Test для документирования того, что система, включая кабель, выдерживает этот уровень нагрузки без недопустимых повреждений.

В качестве альтернативы предельная нагрузка может быть определена с помощью испытания на статическую нагрузку и деформацию. Значение F_Test должно быть определено на основе расчета (см. [2], приложение А).

Кривая нагрузки в зависимости от деформации может меняться для разных защитных конструкций и должна быть установлена при испытании для каждого типа.

Оборудование для испытаний — типовой испытательный стенд (представлен на рисунке Г.2).

Кинетическую энергию молота E_kjn, Дж, рассчитывают по формуле

(Г.З)

где m_h — масса молота;

д — гравитационное ускорение;

Hj — высота маятника.

Масса молота должна соответствовать массе тралового оборудования для испытания.

Молот должен быть рассчитан на воздействие ударных сил без значительного прогиба или постоянной деформации.

Передняя часть молота в идеале должна иметь форму, соответствующую траловому оборудованию. Обычно траловая распорная доска и бимтрал имеют закругленную форму передней части. Далее каркас конструкции для самого большого груза для стабилизации сделан из пластин 40—50 мм.

Допускается использовать прямоугольную пластину 300 мм высотой и 50 мм шириной с плоской или полукруглой передней частью (см. рисунок Г.З).

Рисунок Г.З — Формы передней части молота

Однако из-за повреждений и ремонта траловой оснастки могут появиться острые кромки, и это следует учитывать. Допускается использовать прямоугольную пластину 300 мм высотой и 50 мм шириной, конической формы и с радиусом кромок 10 мм.

Система опор для труб должна быть достаточно жесткой и массивной, чтобы энергия поглощалась трубой и покрытием, а не установкой.

Масса опор должна превышать в 10 раз массу молота.

Жесткость опор должна превышать в 10 раз изначальную жесткость поверхности трубы и/или изначальную жесткость покрытия образцов, подлежащих испытанию.

Практические решения для получения жесткости:

• - установить ребра жесткости за трубой в направлении ударного воздействия в соответствии с рисунком Г.2 (m-i);

• - прикрепить ударную установку (молот) к массивному основанию в соответствии с рисунком Г.2 (т₂). Крепление к полу должно быть спроектировано таким образом, чтобы выдерживать максимальную силу удара молота;

• - скобы «В» в соответствии с рисунком Г.2 между трубой и установкой должны быть жесткими (стальными) и обеспечивать ровную опору для трубы. Охват трубы скобой по окружности должен превышать длину не менее чем на 30° (0,5D) с каждой стороны от положения на 3 часа. Должны быть предусмотрены средства предварительного крепления (преднатяжения) образцов к скобам и испытательной установке.

Требования к опорам для трубопровода, указанные выше, действительны для энергий удара, рассчитанных согласно упрощенному методу (см. [2] раздел 3), а также улучшенному методу (см. [2], приложение А).

Энергия удара при испытаниях может быть рассчитана без коэффициента уменьшения (см. [2], раздел 3). Опоры трубопровода могут быть более гибкими, например, простой пролет опоры 1—2 м на деревянных балках.

Процедура испытаний включает:

• - определение энергии удара для испытаний на основе энергии удара при аттестации и коэффициенте эффективности испытательной установки;

• - определение количества ударных воздействий, требуемых для каждого образца (см. [2], таблица 6-3).

Проводят сопротивления ударному воздействию при повторных испытаниях на удар:

• - повтор испытаний до получения неприемлемых повреждений согласно (см. [2], пункты 6.2 и 6.3). Каждое ударное воздействие производится на участке образца, как указано на рисунке Г.4;

  
  
  
  
  
  

Рисунок Г.4 — Положения повторных ударных воздействий

• - испытывают несколько образцов и определяют сопротивление ударной предельной нагрузке одним из следующих методов:

• 1) по меньшей мере 3 испытания на ударное воздействие проводят для разных труб. Предельная нагрузка равна наименьшему количеству ударных воздействий до неприемлемых повреждений п_сар:

  (Г.4)

  
  

п_гяп = mintrii) /=1,2,3; LidfJ ' I'

• 2) по меньшей мере 6 испытаний на ударное воздействие проводят для разных труб. Среднее и стандартное отклонение от этих испытаний рассчитывают, характерную ударную предельную нагрузку определяют как

  (Г.5)

  
  

^псар ^Птеап

где п_сар — предельная нагрузка на трубу с покрытием относительно количества ударов до отказа;

^Лтеал — среднее число, определенное при испытании;

о — стандартное отклонение.

При калибровке испытательной установки некоторая часть кинетической энергии поглощается за счет гибкости установки и системы опор трубопровода, т. к. установка не на 100 % эффективна. Поэтому энергия ударного воздействия, применяемая при испытаниях, должна соответствовать эффективности испытательной установки.

Эффективность зависит от конструкции испытательного стенда и конструкции скоб или взаимодействия с покрытием или поверхностью трубы. Эффективность испытательной установки может быть рассчитана на основе свойств массы и жесткости стенда или оценена по динамическим измерениям.

Образцы с твердым бетонным покрытием со скобами из сплошной стали и тугим креплением, считаются практически на 100 % эффективными.

Эффективность образцов с полимерным покрытием можно определить с помощью статических или динамических измерений. В качестве альтернативы покрытие может быть удалено, а труба закреплена.

Приложение Д (рекомендуемое)

Испытания на соскоб покрытия

Далее описан метод аттестации защитного покрытия и систем крепления для случая скобления трубопровода траловой распорной доской. Метод применяют для испытания участков с покрытием и креплениями.

Метод включает:

• - образцы для испытаний;

• - оборудование для испытаний;

• - процедуры испытаний.

Образцы для испытаний:

• - трубы с соответствующими материалами/покрытием/размерами/DEH кабелем;

• - минимум 3 образца для каждого типа покрытия/систем DEH кабеля;

• - длина соскоба L_s — в соответствии с рисунками Д.1 и Д.2 (обычно 6 м), если только направление трубопровода и превалирующее направление трала не указывают на иное значение.

Образец для испытаний должен включать основное покрытие и по меньшей мере один промежуточный участок с изоляцией сварного шва.

Данные о покрытии должны быть документированы с указанием типа покрытия, возможного усиления и процедуры нанесения.

Контроль качества покрытия во время производства следует осуществлять после нанесения новых слоев покрытия. Новый слой в этом контексте определяется как слой, для которого возможное изменение процедуры производства может изменить конечные механические свойства.

Бетонное покрытие должно испытываться не ранее чем через двадцать восемь дней после его изготовления.

В случае, если покрытие чувствительно к температуре, испытание на ударное воздействие необходимо проводить при максимальной и минимальной температурах.

В течение срока эксплуатации следует учитывать влияние старения.

Покрытие монтажного соединения должно соответствовать тем же требованиям, что и общее покрытие. В качестве альтернативы документация после предыдущих испытаний на похожих трубах может определять качество материала для изоляции сварного шва.

Оборудование для испытаний:

• - типовой стенд для испытаний на соскоб для покрытия (включая изоляцию сварного шва) в соответствии с рисунком Д.1;

• - типовой стенд для испытаний на соскоб для системы DEH кабеля в соответствии с рисунком Д.2.

  
  
  
  
  
  
  
  
  

Рисунок Д.1 —Типовая схема стенда для испытаний для участка трубопровода с покрытием, включая изоляцию сварного шва

1, 2 — типовое расположение кабелей

Рисунок Д.2 — Типовая схема стенда для испытаний трубопровода с системой защиты кабеля, включая крепления

Масса скребка должна соответствовать весу погруженной в воду траловой распорной доски.

Скорость скобления при испытаниях определяется для молота и должна быть равна максимальной скорости работ с тралом в районе. Меньшая скорость может применяться, если задокументировано получение консервативных результатов испытаний или компенсации влияния скорости.

Скребок должен быть плоский, из стали толщиной 20 мм. Наклон скребка должен составлять 20° при повороте на 30° вдоль оси трубы.

Сталь скребка должна быть качества стали Hardox или аналогичной износостойкой стали. Скребок должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать усилия при соскобе без значительного прогиба или постоянной деформации. Участок трубопровода должен быть неподвижен во время испытания. Скребок не должен двигаться или вращаться в другом направлении, отличном от продольного направления, что необходимо для проведения испытаний.

Опоры и крепления трубы должны предотвращать движение трубопровода или скребка во время испытаний. Опорное седло между трубой и установкой должно быть жестким (сталь) и должно обеспечивать ровную опору для трубы. Седло должно охватывать трубу по окружности не менее чем на 30° с каждой стороны от положения 6 ч.

Процедура испытаний, исходные данные:

• - вес траловой оснастки, используемой в этом районе;

• - максимальная скорость трала, применяемого в этом районе (см. [2]);

• - количество воздействий для соскоба, требуемых для каждого образца (см. [2], таблица 6-4).

Применяют вертикальную нагрузку согласно максимуму веса погруженной в воду траловой распорной доски. Применяют постоянную скорость для скребка. Для труб с покрытием скребок должен проходить от покрытия трубы, продолжать движение вдоль участка изоляции сварного шва к покрытию трубы.

Критерии приемки приведены в [2].

Библиография

УДК 622.276.04:006.354 ОКС 75.020

Ключевые слова: нефтяная и газовая промышленность, системы подводной добычи, взаимодействие, траловая оснастка, трубопроводы

Редактор З.Н. Киселева Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор М.В. Митрофанова Компьютерная верстка А.Н. Золотаревой

Сдано в набор 11.12.2021. Подписано в печать 10.01.2022. Формат 60x84%. Гарнитура Ариал.

Усл. печ. л. 2,79. Уч.-изд. л. 2,32.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Создано в единичном исполнении в ФГБУ «РСТ» , 117418 Москва, Нахимовский пр-т, д. 31, к. 2.