Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6475-4:2007 quy định các yêu cầu về phân cấp và giám sát kỹ thuật trong quá trình thiết kế, chế tạo và khai thác các hệ thống đường ống biển, kể cả các hệ thống đường ống đặt ở các cửa sông và vùng biển Việt Nam dùng để vận chuyển riêng lẻ hoặc hỗn hợp các chất hydro cacbon ở trạng thái lỏng hoặc khí, như dầu thô, các sản phẩm của dầu, các loại khí.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 6475-4: 2007 QUY PHẠM PHÂN CẤP VÀ GIÁM SÁT KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG BIỂN – PHẦN 4: NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ Rules for Classification and Technical Supervision of Subsea Pipeline Systems – Part 4: Design Philosophy Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định yêu cầu phân cấp giám sát kỹ thuật trình thiết kế, chế tạo khai thác hệ thống đường ống biển, kể hệ thống đường ống đặt cửa sông vùng biển Việt Nam dùng để vận chuyển riêng lẻ hỗn hợp chất hydrô cácbon trạng thái lỏng khí, dầu thơ, sản phẩm dầu, loại khí Tiêu chuẩn đưa quy định nguyên tắc thiết kế hệ thống đường ống biển Tài liệu viện dẫn Trong tiêu chuẩn này, tiêu chuẩn sau viện dẫn: TCVN 6475-7: 2007 - Quy phạm phân cấp giám sát kỹ thuật hệ thống đường ống biển – Phần 7: Chỉ tiêu thiết kế; Ngun tắc an tồn 3.1 Quy định chung 3.1.1 Tính toàn vẹn hệ thống đường ống xây dựng theo tiêu chuẩn phải đảm bảo thông qua ngun lý an tồn tích hợp phần khác minh họa hình 3.1-1 Hình 3.1-1: Nguyên lý an toàn 3.2 Mục tiêu an toàn 3.2.1 Mục tiêu an toàn tổng thể phải xây dựng, lập kế hoạch thực hiện, bao hàm tất giai đoạn từ xây dựng sở lý thuyết ban đầu giải 3.2.2 Mục tiêu an toàn hệ thống đường ống cụ thể cần phải nêu vấn đề sau: Tác động đến mơi trường phải giảm tới mức hợp lý có thể; Khơng chấp nhận rò rỉ vận hành hệ thống đường ống; Khơng có tai nạn nghiêm trọng gây chết người giai đoạn xây dựng; Trong tình việc lắp đặt đường ống không ảnh hưởng đến thiết bị đánh cá; Lắp đặt bảo dưỡng không cần thợ lặn… 3.2.3 Trong tiêu chuẩn này, xác suất hư hỏng kết cấu phản ánh việc lựa chọn ba cấp an toàn (xem mục 3.4) Khi lựa chọn cấp an toàn, cần phải xem xét đến mục tiêu an toàn thể 3.3 Xem xét có hệ thống 3.3.1 Tất cơng việc liên quan đến thiết kế, xây dựng vận hành hệ thống đường ống phải đảm bảo khơng có hư hỏng đơn lẻ dẫn đến tình gây đe dọa đến tính mạng người, hư hỏng không chấp nhận đến thiết bị môi trường 3.3.2 Cần tiến hành xem xét có hệ thống phân tích tất giai đoạn để xác định đánh giá hậu hư hỏng riêng lẻ chuỗi hư hỏng hệ thống đường ống để tiến hành biện pháp khắc phục cần thiết Mức độ xem xét có hệ thống phân tích phải phản ánh mức độ nguy hiểm hệ thống đường ống, mức độ nguy hiểm vận hành, kinh nghiệm trước với hệ thống hoạt động tương tự 3.3.3 Phương pháp luận dùng cho việc xem xét có hệ thống phân tích nguy định lượng (QRA) Phương pháp đưa ước tính nguy tổng thể an tồn sức khỏe người, mơi trường tài sản bao gồm: Nhận dạng hiểm họa; Đánh giá xác suất xảy tượng hư hỏng; Phân tích tai nạn; Hậu đánh giá rủi ro 3.3.4 Cần ý đặc biệt đến phần gần cơng trình khác nơi cập bờ nơi có hoạt động thường xuyên người khả xảy hậu hư hỏng hệ thống đường ống lớn Điều bao gồm khu vực nơi đường ống lắp đặt song song với đường ống có vị trí giao đường ống 3.4 Phương pháp xác định cấp an toàn 3.4.1 Trong tiêu chuẩn này, an toàn kết cấu hệ thống đường ống đảm bảo qua việc sử dụng phương pháp xác định cấp an toàn Hệ thống đường ống phân thành nhiều cấp an toàn dựa hậu hư hỏng (thường ấn định nội dung vị trí hư hỏng) Với cấp an toàn, tập hợp hệ số an toàn riêng phần ấn định cho trạng thái giới hạn 3.5 Đảm bảo chất lượng 3.5.1 Định dạng an tồn khn khổ tiêu chuẩn đòi hỏi lỗi sơ đẳng (lỗi người) phải kiểm soát yêu cầu việc tổ chức công việc, khả người thực công việc, kiểm tra thiết kế, đảm bảo chất lượng tất giai đoạn liên quan 3.5.2 Chủ đường ống phải xây dựng mục tiêu chất lượng Chủ đường ống phải, khía cạnh liên quan đến chất lượng bên bên ngồi, tìm cách đạt mức chất lượng sản phẩm dịch vụ dự định mục tiêu chất lượng Hơn nữa, chủ đường ống phải đảm bảo chất lượng dự định đang, đạt Lựa chọn phương pháp thiết kế 4.1 Quy định chung 4.1.1 Lựa chọn phương pháp thiết kế tiêu chuẩn dựa trạng thái giới hạn phương pháp hệ số an tồn riêng phần, gọi định dạng thiết kế theo hệ số tải trọng sức bền (LRFD) 4.2 Phân loại sản phẩm chất lỏng dẫn đường ống 4.2.1 Các chất lỏng vận chuyển hệ thống đường ống phải phân loại theo nguy hiểm họa chúng quy định bảng 4.2-1 Bảng 4.2-1: Phân loại chất lỏng Loại A Mô tả Chất lỏng có chất nước khơng cháy điển hình Bảng 4.2-1: Phân loại chất lỏng Loại Mơ tả B Các chất cháy và/hoặc độc dạng lỏng điều kiện nhiệt độ môi trường áp suất khí thơng thường Các ví dụ điển hình sản phẩm dầu mỏ Methanol ví dụ chất lỏng cháy độc C Các chất không cháy dạng khí khơng độc điều kiện nhiệt độ mơi trường áp suất khí thơng thường Ví dụ điển hình nitơ, điơxit cacbon, acgơn khơng khí D Các khí tự nhiên pha, không độc hại E Các dung dịch cháy và/ độc hại dạng khí điều kiện nhiệt độ mơi trường áp suất khí thơng thường vận chuyển dạng khí và/hoặc lỏng Ví dụ điển hình hyđrơ, khí tự nhiên (ngồi loại nêu loại D), êthan, êtylen, khí hóa lỏng (như propan butan), chất lỏng khí tự nhiên, amoniac, chlorine 4.2.2 Các chất khí chất lỏng không nhận diện bảng 4.2-1 phải phân loại loại chứa chất gần giống nguy hiểm họa chất nêu Nếu loại chất lỏng khơng rõ ràng, chất lỏng xếp loại loại có hiểm họa lớn 4.3 Cấp vị trí 4.3.1 Hệ thống đường ống phân thành cấp vị trí quy định bảng 4.3-1 Bảng 4.3-1 Cấp vị trí Vị trí Định nghĩa Khu vực khơng có hoạt động thường xuyên người dọc theo tuyến đường ống Phần đường ống/ống đứng gần khu vực có giàn (có người) khu vực có hoạt động thường xuyên người Phạm vi cấp vị trí phải xác định dựa kết phân tích rủi ro thích hợp Nếu khơng phân tích thực hiện, phạm vi cấp vị trí lấy tối thiểu cách giàn 500 m 4.4 Các cấp an toàn 4.4.1 Thiết kế đường ống phải dựa hậu hư hỏng tiềm tàng Trong tiêu chuẩn này, điều thể cấp an tồn Cấp an tồn khác giai đoạn vị trí khác Các cấp an toàn quy định bảng 4.4-1 Bảng 4.4-1: Phân loại cấp an toàn Cấp an tồn Định nghĩa Thấp Khi hư hỏng mang tính rủi ro thấp việc gây thương tật cho người gây hậu nhỏ đến môi trường kinh tế Cấp an toàn thấp thường phân loại cho giai đoạn lắp đặt Vừa Đối với điều kiện tạm thời hư hỏng mang tính rủi ro việc gây thương tật cho người, gây ô nhiễm môi trường trầm trọng Cấp an toàn vừa thường phân loại cho việc vận hành bên khu vực giàn Cao Đối với điều kiện vận hành hư hỏng mang tính rủi ro cao việc gây thương tật cho người, gây ô nhiễm mơi trường trầm trọng Cấp an tồn cao thường phân loại vận hành cấp vị trí 4.4.2 Các hệ số an toàn riêng phần liên quan đến cấp an toàn quy định TCVN 6475 – 7: 2007 mục 5.2 4.4.3 Thông thường, cấp an toàn quy định bảng 4.4-2 áp dụng Bảng 4.4-2: Phân loại thông thường cấp an toàn Giai đoạn Loại chất lỏng A, C Loại chất lỏng B, D, E Cấp vị trí Cấp vị trí Tạm thời 1,2 Vận hành Thấp Thấp Thấp Vừa Thấp Thấp Vừa Cao Ghi chú: Các giai đoạn tạm thời từ lắp đặt đến chuẩn bị chạy thử thông thường phân cấp an toàn thấp Đối với việc phân loại cấp an toàn giai đoạn tạm thời sau chạy thử, cần tiến hành xem xét cẩn thận hậu hư hỏng, có nghĩa giai đoạn mang cấp an toàn vừa Các ống đứng điệu kiện vận hành bình thường phân loại cấp an toàn Cao 4.5 Phương pháp hệ số an toàn riêng phần 4.5.1 Nguyên lý phương pháp thiết kế với hệ số an toàn riêng phần kiểm tra tải trọng thiết kế bao hàm hệ số không vượt sức bền thiết kế bao hàm hệ số dạng hư hỏng xét đến Hiệu ứng tải trọng thiết kế bao hàm hệ số xác định cách nhân hiệu ứng tải trọng đặc trưng với hệ số hiệu ứng tải trọng Sức bền bao hàm hệ số xác định cách chia sức bền đặc trưng cho hệ số sức bền 4.5.2 Mức an toàn xem thỏa mãn hiệu ứng tải trọng thiết kế (Ld) không vượt sức bền thiết kế (Rd): Ld(LF, LE, LA, , F A , C ) Rd[RK(fK), SC , ] m (4.5-1) đó: Ld - hiệu ứng tải trọng thiết kế; LF – tải trọng chức năng; LE – tải trọng môi trường; LA – tải trọng cố; F - Hệ số hiệu ứng tải trọng tải trọng chức năng; A - Hệ số hiệu ứng tải trọng tải trọng cố; C - Hệ số hiệu ứng điều kiện tải trọng; Rd - sức bền thiết kế; Rk – véc tơ độ bền; fk – cường độ đặc trưng vật liệu; SC m - Hệ số sức bền theo cấp an toàn - Hệ số sức bền vật liệu 4.5.3 Hiệu ứng tải trọng thiết kế dựa trên, hàm hiệu ứng tải trọng bao hàm hệ số điều chỉnh hệ số hiệu ứng tải trọng điều kiện cụ thể, C, cách thích hợp Các hiệu ứng tải trọng bao hàm hệ số tổ hợp theo hàm trạng thái giới hạn dạng hư hỏng cụ thể 4.5.4 Các hệ số hiệu ứng tải trọng, hệ số sức bền cấp an toàn hệ số sức bền vật liệu liên quan đến trạng thái giới hạn nêu tiêu chuẩn phải hiệu chuẩn cách sử dụng phương pháp độ tin cậy cấp an toàn khác 4.5.5 Các tổ hợp tải trọng hệ số hiệu ứng tải trọng tương ứng quy định TCVN 6475 – 7: 2007 mục 5.3 Các trạng thái giới hạn hệ số sức bền tương ứng quy định TCVN 6475 – 7: 2007 mục 5.2 4.6 Đánh giá độ tin cậy 4.6.1 Một lựa chọn khác với phương pháp thiết kế LRFD quy định sử dụng tiêu chuẩn phương pháp thiết kế dựa vào đánh giá độ tin cậy theo phương pháp công nhận Phương pháp thiết kế áp dụng với điều kiện: Nó sử dụng để hiệu chuẩn trạng thái giới hạn hữu nằm phạm vi tiêu chuẩn Cách tiếp cận thiết kế chứng minh đủ an toàn cho trường hợp giống quy định tiêu chuẩn 4.6.2 Nếu có thể, mức độ tin cậy phải định chuẩn lại với thiết kế đường ống tương tự giống hệt mà biết có tính an tồn đầy đủ dựa sở yêu cầu tiêu chuẩn Nếu điều khơng khả thi, mức an tồn mục tiêu phải dựa dạng hư hỏng cấp an toàn quy định bảng 4.61 Bảng 4.6-1: Xác suất hư hỏng chấp nhận cấp an toàn Trạng thái giới hạn Cơ sở xác suất Cấp an toàn Thấp SLS Hàng năm cho đường ống (1) ULS Hàng năm cho đường ống (1) FLS Hàng năm cho đường ống (2) ALS Hàng năm cho đường ống (3) Vừa Cao 10-2 10-3 10-3 10-3 10-4 10-5 Ghi chú: 1) khoảng thời gian giai đoạn tạm thời; 2) xác xuất hư hỏng điều chỉnh cách hợp lý năm vận hành cuối trước kiểm tra phụ thuộc vào nguyên tắc kiểm tra áp dụng; 3) tham khảo xác xuất tổng thể cho phép hậu nghiêm trọng ... hiệu chuẩn trạng thái giới hạn hữu nằm phạm vi tiêu chuẩn Cách tiếp cận thiết kế chứng minh đủ an toàn cho trường hợp giống quy định tiêu chuẩn 4.6.2 Nếu có thể, mức độ tin cậy phải định chuẩn. .. trạng thái giới hạn nêu tiêu chuẩn phải hiệu chuẩn cách sử dụng phương pháp độ tin cậy cấp an toàn khác 4.5.5 Các tổ hợp tải trọng hệ số hiệu ứng tải trọng tương ứng quy định TCVN 6475 – 7: 2007... dạng an tồn khn khổ tiêu chuẩn đòi hỏi lỗi sơ đẳng (lỗi người) phải kiểm soát yêu cầu việc tổ chức công việc, khả người thực công việc, kiểm tra thiết kế, đảm bảo chất lượng tất giai đoạn liên quan