Ievads
Zemūdens cauruļvada bojājums maksā dzīvības, piesārņo jūras vidi un rada simtiem miljonu dolāru ražošanas zaudējumus. Materiālu atlase un testēšana nav obligātas kvalitātes darbības, - tās ir galvenā aizsardzības līnija. DNV-OS-F101 ir visaptverošs ārzonas standarts, ko izmanto operatori, EPCI līgumslēdzēji un klasifikācijas sabiedrības visā pasaulē, lai regulētu zemūdens cauruļvadu sistēmu projektēšanu, materiālus, ražošanu, testēšanu un darbību. Šajā rakstā ir pilnībā izskaidrots standarts -, uz ko tas attiecas, kādi ir tā prasības un kā tas attiecas uz nerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējuma materiāliem, ko JN Alloy piegādā ārzonas nozarei.

Zemūdens cauruļvadi transportē ogļūdeņražus no zemūdens aku galvām uz platformām vai sauszemes termināļiem attālumos, kas var pārsniegt 100 kilometrus. Tie darbojas vienlaicīgi ar mehānisku, termisku un ķīmisku spriegumu: produkta iekšējais spiediens, ārējais hidrostatiskais spiediens no ūdens staba, spriegumi jūras gultnē no ieklāšanas un aprakšanas, termiskā izplešanās un kodīgas vides (H2S, CO2, hlorīdi). Atsevišķs cauruļvads var tikt pakļauts jūras ūdenim 4 ° C temperatūrā no ārpuses, bet iekšpusē pārvadā 60 ° C ogļūdeņradi - 20 līdz 50 gadu ilgā projektētā kalpošanas laikā.
DNV-OS-F101 (pašreizējais izdevums: 2023, iepriekš DNVGL-OS-F101 pēc DNV-GL apvienošanās, sākotnēji DNV-OS-F101 no Det Norske Veritas) ir strukturēts kā stingrs ISOgid3 standarts3, kas ir saskaņots ar pilnu dzīves ciklu3. cauruļvadi un saistītie stāvvadi, un tajā materiāli tiek klasificēti trīs grupās: oglekļa mangāna tērauds lielākajai daļai cauruļvadu, korozijas izturīgi sakausējumi (CRA) skābiem pakalpojumiem un jūras ūdenim un plaķētas/izklātas caurules īpašām korozīvām vidēm. Katrai grupai ir atšķirīgas materiālu kvalifikācijas, testēšanas un dokumentācijas prasības.
[Avots] DNV-OS-F101:2023, Submarine Pipeline Systems; ISO 13623:2017, Naftas un dabasgāzes rūpniecība - Cauruļvadu transportēšanas sistēmas.
DNV{0}}OS-F101 darbības joma un struktūra
|
sadaļa |
Pārklājums |
Materiāla atbilstība |
|
1. tabula / App. A |
Projektēšanas apstākļi (spiediens, temperatūra, šķidruma sastāvs) |
Definē D/t, SMYS un korozijas pielaides prasības |
|
Sec{0}} Materiāli |
Tērauda materiālu specifikācijas, cauruļu izgatavošana, CRA izvēle |
Materiālu pamatprasības un kvalifikācijas protokoli |
|
Sec{0}} Korozija |
Iekšējā un ārējā korozija, katodaizsardzība, pārklājums |
Korozijas pielaide, pārklājuma specifikācija |
|
Sec{0}} Stabilitāte |
Apakšējais stabilitātes dizains- |
Betona svara pārklājums, biezums stabilitātei |
|
Sek.. 8 - brīvais laiks |
Brīvi stiepjošs cauruļvads VIV un nogurums |
Sienas biezuma dizains dinamiskām slodzēm |
|
App. D/DNV-RP-C203 |
Lūzumu mehānika un pieņemšanas kritēriji |
CTOD, noguruma dizains, izturības prasības |
|
DNV{0}}OS-C401 |
Izgatavošana un testēšana |
NDT, hidrotests, pārbaudes prasības |
[Avots] DNV-OS-F101:2023 Satura rādītājs; DNV vietne.
Trīs materiālu grupas saskaņā ar DNV-OS-F101
Oglekļa mangāna (C-Mn) tēraudi veido aptuveni 95% no visiem zemūdens cauruļvadu kilometriem. Tos nosaka API 5L (PSL 2 ārzonai) ar DNV papildu prasībām. Caurule var būt bezšuvju (SMLS) vai metināta (HFW, UOE). Ražošanas procesa izvēle ietekmē HAZ stingrību un SSC izturību skābā apkalpošanā.
For standard offshore pipelines (no H2S), DNV-OS-F101 accepts API 5L Grade X42 through X80, PSL 2, as the base material specification. The DNV supplement adds requirements for Charpy absorbed energy (minimum 40 J transverse, or CTOD >= 0.15 mm projektētajā temperatūrā), maksimālais S saturs (< 0.003% for longitudinal seam welds in HFW pipe), and hardness limits (max 250 HV in weld HAZ for sour service).
|
API 5L klase |
Min. Ražas stiprums (SMYS) |
UNS / vispārpieņemtais nosaukums |
Tipisks DNV pielietojums |
|
X42 |
289 MPa |
L290 / L290 MB |
Zema-spiediena gāzes/ūdens iesmidzināšana |
|
X52 |
358 MPa |
L360 / L360 MB |
Vidēja spiediena{0}}maģistrāles |
|
X60 |
413 MPa |
L415/L415 MB |
Galvenie maģistrāles, gāzes eksports |
|
X65 |
448 MPa |
L450/L450 MB |
Visizplatītākā ārzonas marka |
|
X70 |
482 MPa |
L485/L485 MB |
Augsts{0}}spiediens/dziļūdens |
|
X80 |
555 MPa |
L555 / L555 MB |
HPHT dziļūdens,{0}}tāls attālums |
[Avots] API 5L:2022 (46. izdevums) PSL 2; DNV-OS-F101:2023 5-1. tabula.
Skābie tēraudi (H2S-C-Mn izturīgi tēraudi)
Ja cauruļvada šķidrums satur H2S virs sliekšņa daļējā spiediena, kas noteikts NACE MR0175/ISO 15156-3, cauruļvads nonāk "skābā servisā" -, kam nepieciešami materiāli, kas ir izturīgi pret sulfīda spriegumu (SSC) un ūdeņraža izraisītu plaisāšanu (HIC). DNV-OS-F101 nosaka, ka skābo pakalpojumu cauruļvados tiek izmantoti C-Mn tēraudi ar “M” sufiksu (piemēram, X52M, X65M) no API 5L PSL 2, kam ir kontrolēta ķīmija, zema cietība un dokumentēta HIC un SSC pārbaude.
Skābajiem pakalpojumu cauruļvadiem saskaņā ar DNV-OS-F101: tēraudam ir jābūt API 5L PSL 2 ar M-sufiksu (piemēram, no X52M līdz X80M). Maksimālā cietība metinātā šuvē HAZ ir 250 HV (Vickers) atbilstoši NACE MR0175 / ISO 15156-3. HIC testēšana pēc NACE TM0284 ar CLR<= 15%, CTR <= 2%, and CSR <= 0.5% is required for the base metal, weld, and HAZ. SSC testing per NACE TM0177 Method A at 80% SMYS minimum is required. S content must be <= 0.003% (ultra-low sulfur) for HIC resistance.
Korozijizturīgi sakausējumi (CRA) - Nerūsējošais tērauds un niķeļa sakausējumi
CRA -nerūsējošais tērauds un niķeļa sakausējumi- ir norādīti, ja šķidrums ir pārāk kodīgs oglekļa tēraudam, ja jūras ūdens apkalpošanai ir nepieciešama hlorīda izturība vai kad darba temperatūra pārsniedz oglekļa tērauda ierobežojumus. DNV-OS-F101 nenosaka noteiktas CRA pakāpes; tā vietā tā nosaka veiktspējas kritērijus (PREN, ķīmija, mehāniskās īpašības) un pieprasa kvalifikācijas pārbaudi katram CRA lietojumam.
|
Sakausējumu ģimene |
Atzīmes piemērs |
UNS |
PREN* |
DNV-OS-F101 lietojumprogramma |
|
Austenīta nerūsējošais materiāls (316L) |
316L (1.4404) |
S31603 |
~24 |
Jūras ūdens dzesēšanas līnijas, zemas{0}}temperatūras process |
|
Austenīta nerūsējošais materiāls (321/347) |
321 (1.4541) |
S32100 |
~18 |
Augstas-temperatūras (līdz 400 °C) process atklātā jūrā |
|
Super austenīta nerūsējošais materiāls |
254 SMO (1,4547) |
S31254 |
~42 |
Augsts -hlorīdu saturošs ūdens, 6% Mo |
|
Dupleksais nerūsējošais tērauds |
2205 (1.4462) |
S31803/S32205 |
~34 |
Jūras ūdens cauruļvadi, izturības{0}}kritiskie stāvvadi |
|
Super duplekss nerūsējošais materiāls |
2507 (1.4410) |
S32750 |
~42 |
Dziļūdens jūras ūdens sistēmas, augsta izturība |
|
Niķeļa sakausējums |
Inconel 625 |
N06625 |
~42 |
Skābās gāzes urbuma cauruļvadi, augsta-temp./augstāka Cl- |
|
Niķeļa sakausējums |
Inconel 825 |
N08825 |
~30 |
Skāba gāze, mērens hlorīds |
|
Niķeļa sakausējums |
Hastelloy C-276 |
N10276 |
~52 |
Koncentrēts HCl, elementārais sērs, augstākais Cl- |
|
Niķeļa sakausējums |
Sakausējuma 625 + apšuvums |
N06625 / oglekļa tērauds |
~42+ |
CRA{0}}caurule skābās gāzes maģistrālēm |
[Avots] DNV-OS-F101:2023 Sec. 5; PREN=Cr + 3.3xMo + 16xN (nominālās vērtības, faktiskais PREN atšķiras atkarībā no ķīmijas).
GALVENAIS PUNKTS:Austenīta nerūsējošajiem tēraudiem un niķeļa sakausējumiem saskaņā ar DNV-OS-F101 nav vienas "DNV-apstiprinātās kategorijas". Tā vietā dizainers izvēlas sakausējumu, pamatojoties uz PREN kritēriju, un apstiprina to ar materiāla kvalifikācijas pārbaudi. Materiālam jābūt nodrošinātam ar pilnīgu izsekojamību (karstuma skaitlis, ķīmija, mehānisko testu rezultāti) EN 10204 3.1 Mill Test Certificate.
Mehānisko īpašību prasības pēc materiālu grupas
|
Īpašums |
Oglekļa tērauds (API 5L PSL 2) |
CRA nerūsējošais / niķeļa sakausējums |
Testa standarts |
|
Ražas stiprums (SMYS) |
Atkarīgs no pakāpes- (289–555 MPa) |
Parasti 276–380 MPa (atkvēlināts šķīdums) |
ASTM E8/ISO 6892 |
|
Stiepes izturība (UTS) |
Atkarīgs no pakāpes- (413–625 MPa) |
Parasti 550–760 MPa (atkvēlināts šķīdums) |
ASTM E8/ISO 6892 |
|
Pagarinājums |
API 5L Table 9 (typically >= 20%) |
Typically >= 30% (ASTM A240/A480) |
ASTM E8 |
|
Šarpija V{0}}nogriezums (CVN) |
40 J min. transverse (wall >= 6 mm) |
54 J min. pie servisa temp. |
ASTM E23/ISO 148 |
|
Cietība |
Max 250 HV (skābs pakalpojums HAZ) |
Maksimālais HRB 93 / HRC 40 (atkvēlināts ar šķīdumu) |
ASTM E18 |
|
CTOD (biezām sienām) |
>= 0.15 mm projektētajā temp. (pēc izvēles) |
>= 0.15 mm projektētajā temp. (ieteicams) |
BS 7448/ISO 15653 |
[Avots] DNV-OS-F101:2023 Sec. 5; API 5L:2022 PSL 2; ASTM A240/A480.
Sienu biezuma prasības un D/t ierobežojumi
DNV-OS-F101 nosaka ierobežojumus diametra-līdz-biezuma (D/t) attiecībai, pamatojoties uz projektēšanas apstākļiem. Caurules ar augstu D/t ir vairāk pakļautas lokālai izliekumam lieces slodžu ietekmē uzstādīšanas laikā (S-lay, J-lay) un ekspluatācijas apstākļos.
Saskaņā ar DNV-OS-F101: zemūdens cauruļvadiem ar D<= 168.3 mm, the D/t limit is 30 for normal pressure design and 20 for combined pressure and bending. For D > 168.3 mm, buckling calculations per DNV-RP-F110 govern. The minimum fabrication test pressure is 1.25x the design pressure for new pipelines. Deepwater pipelines (water depth > 500 m) require additional collapse pressure analysis accounting for hydrostatic pressure and residual fabrication stress.
|
Ūdens dziļuma kategorija |
Hidrostatiskais spiediens |
DNV{0}}OS-F101 atslēgas apsvēršana |
Materiālā ietekme |
|
Sekla (< 100 m) |
Līdz 1 MPa |
Tiek piemēroti standarta D/t ierobežojumi |
Pietiek ar standarta oglekļa tēraudu |
|
Vidējs (100–500 m) |
1-5 MPa |
Nepieciešama sakukšanas pārbaude |
Pārbaudiet sabrukšanas spiedienu > hidrostatisko + drošību |
|
Dziļš (500–1500 m) |
5-15 MPa |
Sabrukums + ražošanas stresa analīze |
Apsveriet -smagas sienas CRA stāvvada sekcijai |
|
Ultra-deep (> 1500 m) |
15-150 MPa |
Augsts sabrukšanas spiediens; HPHT kombinētās slodzes |
Inconel 625 vai CRA{1}}izklāta caurule; augsta X70/X80 siena |
[Avots] DNV-OS-F101:2023 Sec. 5 / App. Sabrukuma aprēķini; DNV-RP-F110.
Metināto savienojumu prasības: stiprība un cietība
Apkārtmetinājuma šuve ir vājākais punkts jebkurā zemūdens cauruļvadā. DNV-OS-F101 nosaka metināto savienojumu efektivitātes prasības: metinājumam jāsasniedz vismaz caurules korpusa SMYS metinātajā metālā un HAZ. Skābajiem pakalpojumiem HAZ maksimālā Vickers cietība ir 250 HV, ko nodrošina gan DNV, gan NACE MR0175 / ISO 15156-3.
|
Servisa stāvoklis |
Metinātā metāla izturība |
HAZ maks. Cietība |
Nepieciešams HIC/SSC |
Uzpildes stieples prasība |
|
Standarta (bez H2S) |
>= SMYS no caurules korpusa |
Nav īpašu ierobežojumu |
Nē |
AWS A5.1/A5.28 (atbilstība) |
|
Slikts pakalpojums (H2S > slieksnis) |
>= SMYS no caurules korpusa |
250 HV maks. |
Jā (NACE TM0284/TM0177) |
Zema H2S uzpildes vads (piemēram, E7018-G X65M) |
|
CRA (nerūsējošais/niķelis) |
>= CRA caurules SMYS |
Pēc materiāla specifikācijas |
Saskaņā ar projektēšanas nosacījumiem |
Atbilstošs CRA pildītājs (piemēram, ER316L, ERNiCrMo-3) |
[Avots] DNV-OS-F101:2023 Sec. 5; NACE MR0175 / ISO 15156-3:2020; API 1104; ASME IX.
Sour Service testēšanas prasības
Ūdeņraža sulfīds (H2S) ir galvenais skābju servisa materiālu bojājuma cēlonis. Pie daļējā spiediena, kas pārsniedz aptuveni 0,3 kPa (0,05 psi), H2S sadalās HS- un S2-jonos, kas veicina ūdeņraža absorbciju tēraudā, izraisot divus atšķirīgus atteices režīmus: sulfīda sprieguma krekinga (SSC) un ūdeņraža izraisītas plaisāšanas (HIC). Neviens no tiem nenotiek saldo pakalpojumu cauruļvados, tāpēc skābiem pakalpojumu cauruļvadiem ir nepieciešama īpaša pārbaude, kas pārsniedz standarta mehānisko testēšanu.
Ūdeņraža izraisītas krekinga (HIC) testēšana - NACE TM0284
HIC pārbauda tēraudu (parasto metālu, metināto šuvi un HAZ) attiecībā uz jutīgumu pret pūslīšu veidošanos un pakāpenisku plaisāšanu, ko izraisa ūdeņraža burbuļi, kas veidojas nemetāliskos ieslēgumos (MnS, alumīnija oksīds) H2S iedarbības rezultātā. Pārbaudē paraugu iegremdē NACE A šķīdumā (5% NaCl + 0.5% etiķskābes, piesātināts ar H2S) istabas temperatūrā 96 stundas.
DNV-OS-F101 pieņemšanas kritēriji HIC zemas kvalitātes pakalpojuma ietvaros: plaisu garuma attiecība (CLR)<= 15%; Crack Thickness Ratio (CTR) <= 2%; Crack Sensitivity Ratio (CSR) <= 0.5%. Ultra-low sulfur steels (<= 0.002% S) with controlled MnS morphology (calcium treatment) can achieve near-zero HIC results. JN Alloy supplies HIC-tested C-Mn steels for sour service pipeline projects.
[Avots] NACE TM0284-2016 + pozīcija A:2022, Cauruļvadu un spiedtvertņu tērauda izturības pret ūdeņraža -izraisītās plaisāšanas novērtējums; DNV-OS-F101:2023.
Sulfīda stresa krekinga (SSC) testēšana - NACE TM0177
SSC testēšanā tiek novērtēta tērauda jutība pret plaisāšanu stiepes sprieguma apstākļos H2S-saturošā vidē. Četru -punktu lieces paraugs tiek noslogots līdz mērķa sprieguma līmenim (parasti 80% SMYS vai faktiskais projektētais spriegums) un iegremdēts NACE šķīdumā A (H2S-piesātināts) projektētajā temperatūrā 720 stundas.
DNV-OS-F101 acceptance for SSC: The specimen must not fracture at the specified stress level. Typically tested at 80% SMYS minimum for PSL 2 sour service steels. Inconel 625 (UNS N06625) and other nickel alloys with Ni >= 58% pēc savas būtības ir SSC-imūni atbilstoši NACE MR0175/ISO 15156-3, un tiem nav nepieciešama SSC testēšana — tā ir liela priekšrocība dziļūdens skābās gāzes urbuma cauruļvadiem. Nerūsējošais tērauds (316L, duplekss) tiek pārbaudīts arī attiecībā uz SSC, ja tas ir paredzēts skābam pakalpojumam.
[Avots] NACE TM0177-2017 A metode (četru punktu līkums); NACE MR0175 / ISO 15156-3:2020.
Kā DNV{0}}OS-F101 klasificē pakalpojumu smaguma pakāpi
|
Skāba servisa klase |
H2S daļējs spiediens |
Nepieciešamā pārbaude |
Tērauda prasības |
DNV PSL līmenis |
|
Maigi skābs |
pH2S 0,05-0,3 kPa |
HIC (NACE TM0284) |
API 5L X52M vai augstāka |
PSL 2 |
|
Mēreni skābs |
pH2S 0,3-1,0 kPa |
HIC + SSC (NACE TM0177) |
X52M-X65M, PWHT, ja nepieciešams |
PSL 3 |
|
Spēcīgi skābs |
pH2S > 1,0 kPa |
HIC + SSC + pagarināts 浸泡 |
X65M+ ar dokumentētu HIC/SSC; apsveriet CRA |
PSL 3 + DNV papildinājums |
|
HPHT skābs (dziļūdens) |
Augsts p + Augsts T + pH2S > slieksnis |
HIC + SSC + lūzumu mehānika (CTOD) |
X70/X80 vai CRA (Inconel 625/C-276) |
PSL 3 + App. D analīze |
[Avots] DNV-OS-F101:2023 5-2. tabula / A pielikums; NACE MR0175 / ISO 15156-3:2020 1. tabula.
Korozijas pārbaude CRA materiāliem
CRA cauruļvadiem, kas pakļauti jūras ūdenim (ārējai korozijai) vai ražotam ūdenim (iekšējai korozijai), DNV{0}}OS-F101 izmanto punktveida pretestības ekvivalences numuru (PREN) kā pirmās-kārtības pārbaudes kritēriju. PREN tiek aprēķināts šādi: PREN=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N (+ W korekcija dažām atzīmēm). Augstāks PREN norāda uz lielāku izturību pret hlorīdu{10}}izraisīto punktveida koroziju un plaisu koroziju jūras ūdenī un hlorīdu{11}}bagātos ražotos šķidrumos, kas atrodami atklātā jūrā.
DNV-OS-F101 nenosaka minimālo PREN vērtību visiem CRA cauruļvadiem -, tāpēc projektētājam ir jāpamato izvēlētais sakausējums konkrētajai hlorīda koncentrācijai un temperatūrai. Kā praktisks norādījums: Jūras ūdens plkst<= 30 deg C: PREN >= 30 is typically acceptable for 316L (PREN ~24) at high velocity; PREN >= 35 recommended. Seawater at 30-80 deg C: PREN >= 40 required (254 SMO or 2205 duplex minimum). High-temperature process fluid + high Cl-: PREN >Nepieciešams=42 (Inconel 625 vai jaunāka versija). Koncentrēts HCl vai elementārais sērs: nepieciešams Hastelloy C-276 (PREN ~52).
Kritiskās punktveida temperatūras (CPT) testēšana - ASTM G150
Lai gan PREN ir teorētisks aprēķins, CPT testēšana (ASTM G150) nodrošina faktisko izmērīto punktu veidošanās sākuma temperatūru 6% FeCl3 šķīdumā. Tas ir īpaši svarīgi dupleksajiem nerūsējošajiem tēraudiem un niķeļa sakausējumiem, kur PREN aprēķins var pilnībā neaptvert slāpekļa un volframa priekšrocības.
|
Sakausējums |
UNS |
PREN (nomināls) |
CPT (ASTM G150, 6% FeCl3) |
Jūras ūdens pakalpojumu vērtējums |
|
316L nerūsējošais |
S31603 |
~24 |
~20°C |
Zemas{0}}temperatūras jūras ūdens (<20 deg C, high velocity) |
|
2205 Duplex |
S31803/S32205 |
~34 |
~30-50°C |
Jūras ūdens dzesēšana; stāvvads dziļūdens |
|
254 SMO (superaustenīts) |
S31254 |
~42 |
~80°C |
Augstas{0}}temperatūras jūras ūdens, ražots ūdens |
|
2507 Super Duplex |
S32750 |
~42 |
~65 grādi C |
Dziļūdens jūras ūdens; augsta izturība |
|
Inconel 625 |
N06625 |
~42 |
>150°C |
Skāba gāze; HPHT; augstākais Cl- pakalpojums |
|
Hastelloy C-276 |
N10276 |
~52 |
>150°C |
Koncentrēta skābe; elementārais sērs; HCl |
[Avots] ASTM G150-18 standarta testa metode elektroķīmiskās kritiskās punktveida temperatūras testēšanai; Haynes International PREN/CPT dati.
PREN un CPT: kad tie atšķiras - un kāpēc CPT ir svarīga
PREN formula (Cr + 3.3Mo + 16N) neņem vērā volframu (W), kas ievērojami uzlabo pretestību niķeļa sakausējumiem, piemēram, Hastelloy C-276 (W=3-4.5%). Pilnīgāka PREN formula sakausējumiem, kas satur W, ir: PRENw=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N + W. Izmantojot šo formulu: Hastelloy C-276 sasniedz PRENw=14.5 + 3.3x16 + 0 + 3.75=~71, ievērojami pārsniedzot nominālo PREN vērtību ~52. Tas izskaidro, kāpēc C-276 pārspēj savu nominālo PREN koncentrētā hlorīda un skābes vidē. Vienmēr izmantojiet CPT datus (ASTM G150), lai galīgi atlasītu materiālu kritiskos ārzonas pakalpojumus.
Hidrostatiskā pārbaude un{0}}ekspluatācijas spiediena pārbaude
Katram zemūdens cauruļvadam pirms nodošanas ekspluatācijā ir jāiztur hidrostatiskā (ūdens) spiediena pārbaude. DNV-OS-F101 iestata minimālo pārbaudes spiedienu kā LIELĀKO no (a) 1,25 x projektētā spiediena (DP) vai (b) spiediena, kas nepieciešams, lai pierādītu, ka stīpas spriegums testa spiedienā nepārsniedz 95% no SMYS. Ekspluatācijas-pārbaudei (atkārtotai{8}}) minimālā vērtība ir samazināta līdz 1,1 x DP. Tests ir jāuztur pietiekami ilgi, lai pierādītu integritāti bez noplūdes, parasti 4–24 stundas atkarībā no cauruļvada garuma un projekta specifikācijas.
|
Pārbaudes veids |
Spiediena līmenis |
Aiztures laiks |
Temperatūra |
Izturēšanas kritērijs |
|
Hidrotests pirms-nodošanas ekspluatācijā |
>= 1.25 x DP (vai 95% SMYS) |
4-24 stundas (par DNV-OS-F101) |
Virs 3°C, lai izvairītos no trausluma riska |
Nav izmērāma spiediena krituma; nav noplūdes |
|
Notiek -apkalpošana/pār-pārbaude |
>= 1.1 x DP |
4 stundas minimums |
Virs 3°C |
Nav izmērāma spiediena krituma |
|
Spoles gabala/komponenta hidrotests |
>= 1.5 x DP (parasti) |
30 min - 4 stundas |
Virs 3°C |
Nav noplūdes; vizuāla pārbaude |
|
Stāvvada hidrotests (platforma) |
>= 1.25 x DP |
4-24 stundas |
Apkārtējā / ekspluatācijas temp. |
Nav pilienu; NDE, ja nepieciešams PSL |
[Avots] DNV-OS-F101:2023 Sec. 11 (spiediena pārbaude); ASME B31.4 / B31.8 kā norādīts.
Kāpēc ūdens, nevis gaiss vai gāze, hidrotestēšanai
DNV-OS-F101 drošības un praktisku iemeslu dēļ nosaka hidrostatisko testēšanu ar ūdeni (nevis saspiestu gaisu vai gāzi): ūdens nav saspiežams, tāpēc cauruļvada plīsums atbrīvo daudz mazāk enerģijas nekā gāzes vada plīsums, tādējādi samazinot sekundāro bojājumu risku testēšanas laikā. Ūdens nodrošina arī labāku noplūdes noteikšanu - pat neliela noplūde ir redzama ūdenī, savukārt gāzes noplūde var būt klusa un neredzama. Jūras cauruļvadiem jūras ūdeni parasti izmanto sākotnējā hidrotestā (pēc hidrotesta kolektora uzstādīšanas), kam seko atūdeņošana un žāvēšana ar putu PIG vai slāpekli pirms nodošanas ekspluatācijā.
KOROZIJAS PIEZĪME:Pēc hidrotestēšanas ar jūras ūdeni cauruļvads ir pilnībā jāatūdeņo un jāizžāvē (līdz -20°C rasas punktam vai labākam) pirms ražošanas šķidruma ievadīšanas. Jūras ūdens hlorīda atlikums izraisa punktveida koroziju oglekļa tēraudā un var izraisīt zemu nogulšņu koroziju kredītreitingu aģentūrās.
Bieži uzdotie jautājumi
Pašreizējais izdevums ir DNV-OS-F101:2023. Standartu uztur DNV un atjaunina aptuveni ik pēc 5 gadiem, pēc vajadzības publicējot pagaidu grozījumus. DNV starp izdevumiem publicē arī konsolidētu dokumentu "Grozījumi un labojumi". Projektiem jāizmanto līguma noslēgšanas brīdī aktuālais izdevums, ja vien operators un klasificēšanas sabiedrība nav vienojušies citādi. 2023. gada izdevumā ir iekļauti atjaunināti HPHT projektēšanas kritēriji, pārskatīti lūzumu mehānikas pieņemšanas kritēriji (saskaņoti ar DNV-RP-C203) un precizētas CRA materiālu kvalifikācijas prasības.
2. jautājums. Vai varu izmantot API 5L X65 PSL 2, nevis DNV-OS-F101 papildu prasības?
Ar API 5L PSL 2 vien nepietiek. DNV-OS-F101 papildina API 5L ar papildu prasībām: Šarpi trieciena enerģijas minimums (40 J šķērsvirzienā), cietības ierobežojumi rūgtajam darbam (250 HV HAZ), ķīmiskās vadības ierīces (S).<= 0.003% for HIC resistance), NDT acceptance criteria, and documentation requirements. For offshore pipeline classification with DNV, the DNV supplement is mandatory. API 5L provides the base material specification; DNV-OS-F101 provides the performance and qualification framework.
3. jautājums. Kāda ir atšķirība starp PSL 2 un PSL 3 operētājsistēmā DNV-OS-F101?
PSL (Produkta specifikācijas līmenis) ir definēts API 5L, bet DNV-OS-F101 nosaka, kurš PSL ir jāpiemēro, pamatojoties uz cauruļvada nopietnību: PSL 2 ir minimālā vērtība standarta jūras cauruļvadiem. PSL 3 ir nepieciešams: skābo pakalpojumu (H2S klātbūtne), dziļūdens cauruļvadiem (ūdens dziļums > 500 m), HPHT laukiem un cauruļvadiem videi jutīgās zonās. PSL 3 ir pievienots: stingrākas ķīmisko un mehānisko īpašību pielaides, stingrāki NDT pieņemšanas kritēriji, metināto savienojumu CTOD pārbaude, trešās puses pārbaude (3.2. tips MTC) un lūzumu mehānikas konstrukcijas aprēķini atbilstoši DNV-RP{14}}C203.
Q4: Kad zemūdens cauruļvadam ir nepieciešams nerūsējošais tērauds vai niķeļa sakausējums, nevis oglekļa tērauds?
Trīs nosacījumi nosaka CRA specifikāciju: (1) Slikts pakalpojums -, ja H2S daļējais spiediens pārsniedz slieksni (aptuveni 0,05 kPa), oglekļa tērauds ar H2S testu (X52M+) ir minimālais, bet smagai darbībai ir nepieciešama Inconel 625 vai CRA-apvalka caurule; (2) Augsts hlorīda saturs -, ja saražotais ūdens hlorīds pārsniedz aptuveni 30 000 ppm temperatūrā virs 30 °C, ir nepieciešams 316 l vai dupleksais nerūsējošais materiāls; (3) Augstas temperatūras - oglekļa tērauda maksimālā darba temperatūra ir aptuveni 300 °C (ierobežo šļūde), virs kuras ir nepieciešams 321/347 nerūsējošais materiāls vai Inconel 625. Konkrēto sakausējumu izvēlas cauruļvada projektētājs, pamatojoties uz šķidruma sastāvu, temperatūru, spiedienu un projektēto kalpošanas laiku.
5. jautājums. Kāds cietības ierobežojums attiecas uz apkārtmēru metinājuma BAZ?
DNV-OS-F101 nosaka maksimālo Vickers cietību 250 HV metināšanas šuvē HAZ visiem skābo pakalpojumu cauruļvadiem. To nodrošina gan standarts, gan NACE MR0175/ISO 15156.{10}}3. Mērījumu veic 0,5 mm attālumā no saplūšanas līnijas un vairākās vietās ap metinājuma apkārtmēru. Ja HAZ pārsniedz 250 HV, ir nepieciešama PWHT (pēc-metināšanas termiskā apstrāde aptuveni 600–650 °C oglekļa tēraudam), lai samazinātu cietību, kam seko atkārtota cietības pārbaude, lai apstiprinātu atbilstību.
6. jautājums. Kā DNV-OS-F101 apstrādā zemūdens cauruļvadu betona svaru pārklājumu?
Zemūdens cauruļvadi gandrīz visur ir aprīkoti ar betona svaru pārklājumu (CWC), lai panāktu neitrālu vai nedaudz negatīvu peldspēju -, nodrošinot, ka cauruļvads droši atrodas jūras gultnē bez peldēšanas riska. DNV-OS-F101 nosaka betona maisījuma minimālo blīvumu (parasti 2400-3000 kg/m3, radot pārklājuma blīvumu 1,5-2,5 x jūras ūdens blīvuma) un minimālo pārklājuma biezumu, lai tas izturētu hidrostatisko sabrukumu. Betona pārklājumu parasti uzklāj cauruļu dzirnavas vai speciāla pārklājuma rūpnīca pirms transportēšanas uz ieguldīšanas kuģi, un tas nedrīkst samazināt caurules OD, pārsniedzot DNV-OS-F101 7-1. tabulā norādītās pielaides.
7. jautājums. Kādas PMI prasības attiecas uz ārzonas CRA materiāliem saskaņā ar DNV-OS-F101?
DNV-OS-F101 ir nepieciešama 100% PMI (pozitīvā materiāla identifikācija) pārbaude, izmantojot rentgenstaru fluorescences (XRF) spektrometriju visiem CRA materiāliem: 316L, 321, 347, dupleksais nerūsējošais materiāls (2205, superless 250, Sustenitic (un27)). niķeļa sakausējumi (Inconel 625, 825, Hastelloy C-276, Monel 400). PMI ir obligāts arī skābiem oglekļa tēraudiem, lai pārbaudītu, vai ir piegādāta pareizā kategorija (piemēram, X52M), nevis standarta kategorija bez H2S izturības. EN 10204 3.1 MTC ir jāpievieno PMI ziņojums (kas parāda elementu sastāvu testa punktos). JN Alloy nodrošina 100% PMI visiem CRA piegādēm ārzonā.
Q8: Kāda lūzuma mehānikas pārbaude ir nepieciešama PSL 3 jūras cauruļvadiem?
PSL 3 pipelines under DNV-OS-F101 require fracture mechanics acceptance criteria based on CTOD (Crack Tip Opening Displacement) testing per BS 7448 or ISO 15653. The pipeline designer calculates the maximum allowable defect sizes from the CTOD toughness data using DNV-RP-C203. For the base metal: minimum CTOD >= 0.15 mm projektēšanas temperatūrā ir tipiska projekta prasība. Apkārtmetinātām šuvēm: parasti tiek noteikta metinājuma metāla un HAZ CTOD pārbaude projektētajā temperatūrā un pie -20 °C (lai imitētu zemāko temperatūru hidrotestēšanas laikā). Šarpi V-iecirtumu testēšana tiek izmantota kā surogāts, ja CTOD dati nav pieejami cauruļvadiem ar plānāku sienu (siena < 15 mm).
9. jautājums. Kā JN Alloy atbalsta DNV-OS-F101 konveijera projektus?
JN Alloy piegādā materiālus, kas atbilst DNV-OS-F101 materiālu prasībām zemūdens cauruļvadu projektiem visā pasaulē: (1) API 5L PSL 2 oglekļa tērauda cauruļvads (X42M līdz X80M) ar EN 10204 3.1 MTC; (2) CRA atloki, veidgabali un kalumi no 316L, 2205 duplex, Inconel 625 un Hastelloy C-276 ar pilnīgu izsekojamību un PMI sertifikātu; (3) Metināšanas pārklājuma un ražošanas palīgmateriāli (ERNiCrMo-3, ER316L pildvada) CRA metinājuma pārklājumam; (4) Dokumentācija: EN 10204 3.1 MTC, NACE MR0175/ISO 15156-3 atbilstības vēstules, PMI ziņojumi un trešās puses pārbaudes koordinācija. Sazināties: jnalloy123@gmail.com vai +86 193 3990 0211.



