Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6475-7:2007

Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6475-7:2007 quy định các chỉ tiêu thiết kế và các chỉ tiêu chấp nhận cho các dạng phá hủy kết cấu có thể xảy ra đối với hệ thống đường ống biển. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 6475-7:2007 QUY PHẠM PHÂN CẤP VÀ GIÁM SÁT KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG BIỂN – PHẦN 7: CHỈ TIÊU THIẾT KẾ Rules for Classification and Technical Supervision of Subsea Pipeline Systems – Part 7: Design Criteria Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn quy định tiêu thiết kế tiêu chấp nhận cho dạng phá huỷ kết cấu xảy hệ thống đường ống biển 1.2 Tiêu chuẩn áp dụng cho đường ống độ sâu nước Tuy nhiên, việc áp dụng nơi nước sâu mà kinh nghiệm thiếu cần xem xét kỹ yếu tố sau: Các chế phá huỷ mới; Phạm vi áp dụng thông số; Các tải trọng đặc trưng tổ hợp tải trọng đặc trưng mới; Các hiệu ứng động (dynamic effect) 1.3 Tiêu chuẩn không quy định giới hạn xác liên quan đến chuyển vị đàn hồi rung, miễn ảnh hưởng chuyển vị lớn tác dụng động lực, kể mỏi rung phải xét đến trình tính tốn độ bền Tài liệu viện dẫn Trong tiêu chuẩn này, tiêu chuẩn sau đưựơc viện dẫn: TCVN 6475-4: 2007 - Quy phạm phân cấp giám sát kỹ thuật hệ thống đường ống biển – Phần 4: Nguyên tắc thiết kế; TCVN 6475-6: 2007 - Quy phạm phân cấp giám sát kỹ thuật hệ thống đường ống biển – Phần 6: Tải trọng; TCVN 6475-8: 2007 - Quy phạm phân cấp giám sát kỹ thuật hệ thống đường ống biển – Phần 8: ống; TCVN 6475-9: 2007 - Quy phạm phân cấp giám sát kỹ thuật hệ thống đường ống biển – Phần 9: Các phận đường ống lắp ráp; TCVN 6475-10: 2007 - Quy phạm phân cấp giám sát kỹ thuật hệ thống đường ống biển – Phần 10: Chống ăn mòn bọc gia tải; TCVN 6475-11: 2007 - Quy phạm phân cấp giám sát kỹ thuật hệ thống đường ống biển – Phần 11: Lắp đặt; TCVN 6475-13: 2007 - Quy phạm phân cấp giám sát kỹ thuật hệ thống đường ống biển – Phần 13: Kiểm tra không phá hủy; Các nguyên tắc thiết kế vật liệu 3.1 Bố trí đường ống 3.1.1 Đường ống không đặt gần kết cấu khác, hệ thống đường ống khác, xác tàu đắm, tảng đá mòn (boulders)… Khoảng cách tối thiểu phải xác định sở độ lệch dự tính trước, hiệu ứng thủy động, đánh giá rủi ro Khi hệ thống đường ống buộc phảI nằm gần kết cấu khác, hệ thống đường ống khác, xác tàu đắm, tảng đá mòn…thì việc xác định tuyến ống chi tiết phải tính đến độ lệch, dịch chuyển rủi ro khác để đảm bảo cách biệt đường biên đủ để đường ống kết cấu khác không bị ảnh hưởng lẫn 3.1.2 Các đường ống giao phải giữ cách tối thiểu 0,3 m theo chiều thẳng đứng 3.1.3 Các đường ống phải bảo vệ để phòng ngừa hư hỏng không chấp nhận vật rơi, lưới đánh cá, tàu, neo …, phải tránh bố trí đường ống khu vực nâng hàng giàn.Việc bảo vệ đường ống thực theo hay kết hợp biện pháp sau: Lớp bọc bê tông; Chôn; Phủ (cát, sỏi, nệm bê tông); Các biện pháp bảo vệ học khác 3.1.4 Độ lún tương đối kết cấu bảo vệ hệ thống đường ống phải xem xét kỹ lưỡng thiết kế kết cấu bảo vệ phải thỏa mãn suốt tuổi thọ thiết kế hệ thống đường ống Phải bố trí khoảng trống đủ lớn phận đường ống kết cấu bảo vệ để tránh hà bám 3.1.5 Các đường ống vật liệu thép C-Mn có nguy bị ăn mòn cao sản phẩm lỏng loại B, D E phải thiết kế để phóng thoi kiểm tra Trong trường hợp thiết kế đường ống khơng cho phép việc phóng thoi kiểm tra, phải tiến hành đánh giá theo quy trình công nhận để chứng minh nguy hư hỏng (xác suất hư hỏng nhân với hậu hư hỏng) dẫn tới rò rỉ chấp nhận Đối với loại chất lỏng gây ăn mòn thuộc loại khác, lợi ích việc phóng thoi kiểm tra phải đánh giá 3.1.6 Đường ống chia làm phần khác với áp suất thiết kế khác Trong trường hợp này, hệ thống đường ống phải trang bị hệ thống kiểm soát áp suất đủ khả để đảm bảo áp suất phần đường ống có áp suất thiết kế thấp không bị vượt mức cho phép 3.1.7 Các ống đứng ống chữ J nên đặt phía kết cấu giàn để tránh va đập tàu, phải bảo vệ để chống lại tải trọng va đập từ tàu tương tác học khác Không bố trí ống đứng khu vực nâng hạ hàng giàn 3.1.8 Các kết cấu đỡ ống đứng ống chữ J phải thiết kế để đảm bảo lực truyền cách êm dịu ống đứng kết cấu đỡ 3.1.9 Tuyến ống ống chữ J phải xác định sở xem xét yêu cầu sau: Cấu hình giàn bố trí thượng tầng; Các yêu cầu không gian; Dịch chuyển ống chữ J; Đường tiếp cận vào giàn đường ống/cáp; Việc bảo vệ ống chữ J; Các yêu cầu kiểm tra bảo dưỡng vận hành; Các yếu tố liên quan đến việc lắp đặt 3.2 3.2.1 Thử áp lực nhà máy thử áp lực hệ thống Mục đích yêu cầu thử áp lực nhà máy là: Thiết lập thử kiểm chứng khả chịu áp lực; Đảm bảo tất phần ống thỏa mãn yêu cầu ứng suất chảy tối thiểu 3.2.2 Ngoại trừ điều quy định 3.2.3, hệ thống đường ống phải thử áp lực hệ thống sau lắp đặt áp suất thử cục (Plt) trình thử áp lực hệ thống phải thỏa mãn yêu cầu sau: Đối với đường ống có cấp an tồn vừa cao điều kiện vận hành bình thường: Plt = 1,05.Pli (3.2-1) đó: Pli -áp suất bất thường cục Đối với đường ống có cấp an tồn thấp điều kiện vận hành bình thường: Plt = 1,03.Pli (3.2-2) Thơng thường áp suất bất thường cao 10% so với áp suất thiết kế, nên yêu cầu cho áp suất thử hệ thống xấp xỉ 1,15 lần áp suất thiết kế, với điều kiện áp suất thiết kế tham chiếu đến điểm cao hệ thống đường ống 3.2.3 Nếu Đăng kiểm chấp nhận, thử áp lực hệ thống miễn giảm với điều kiện sau đây: Các đường ống hàn hàn phương pháp hàn hồ quang lớp trợ dung (SAW); Thiết kế chiều dày thành ống bị ảnh hưởng áp suất bên nhỏ 75% sức bền chịu áp lực thiết kế sử dụng; Có báo cáo yêu cầu quy định đạt cách phù hợp trình chế tạo lắp đặt; Thỏa mãn yêu cầu thử áp lực nhà máy quy định TCVN 6475-8: 2007 mục 8.10; Tất phận ống đứng ược thử thủy tĩnh trình chế tạo; Đã tiến hành thử rò rỉ cục sau hồn thành việc lắp đặt nối ghép phận ống đứng; Thực kiểm tra siêu âm tự động sau hàn lắp đặt; ống chịu biến dạng dẻo tích lũy 2% sau kiểm tra siêu âm tự động 3.2.4 Trong trình thử áp lực hệ thống, tất trạng thái giới hạn cấp an toàn thấp phải thỏa mãn 3.3 Chiều dày thành ống tối thiểu 3.3.1 Trừ đường ống bảo vệ chống lại tải trọng cố, vật rơi tải trọng bên khác biện pháp tương đương, chiều dày danh nghĩa tối thiểu ống phải 12 mm đường ống có đường kính danh nghĩa lớn inch với cấp an toàn cao vị trí cấp 3.3.2 Đối với đường ống có đường kính danh nghĩa nhỏ inch với cấp an tồn cao vị trí cấp 2, xác định chiều dày tối thiểu đường ống phải tiến hành đánh giá cẩn thận tải trọng cố, vật rơi tải trọng bên khác 3.3.3 Các yêu cầu chiều dày ống tối thiểu phải thiết lập sở thống kê hư hỏng Thống kê hư hỏng rõ tải trọng va đập nguyên nhân chủ yếu gây hư hỏng có ảnh hưởng định đến việc thiết kế chiều dày 3.4 Lựa chọn vật liệu 3.4.1 Vật liệu dùng để chế tạo hệ thống đường ống biển phải lựa chọn dựa việc xem xét yếu tố sau: Loại chất lỏng vận chuyển; Tải trọng; Nhiệt độ; Các dạng hư hỏng xảy trình lắp đặt vận hành 3.4.2 Việc lựa chọn vật liệu phải đảm bảo tính tương thích tất phận cấu thành hệ thống đường ống Các đặc tính sau vật liệu cần phải xem xét: Tính chất học; Độ cứng; Độ dai gãy (fracture toughness); Độ bền mỏi; Tính hàn; Tính chống ăn mòn 3.4.3 Việc lựa chọn vật liệu phải bao gồm việc xác định yêu cầu bổ xung sau (xem TCVN 6475-8: 2007 mục 7) có yêu cầu: Các yêu cầu bổ sung S, vận chuyển chất có chứa khí chua (sour service); Các yêu cầu bổ sung F, tính chất hãm gãy (fracture arrest properties); Các yêu cầu bổ sung P, đường ống chịu biến dạng dẻo lớn 2%; Các yêu cầu bổ sung U, nâng cao hệ số sử dụng; Các yêu cầu bổ sung D, sác yêu cầu kích thước nghiêm ngặt 3.4.4 Việc lựa chọn vật liệu phải bao gồm việc lựa chọn cấp NDT đường ống Khi áp dụng tiêu ổn định cục điều kiện chuyển vị (thiết kế sở biến dạng) phải sử dụng đường ống NDT cấp Đường ống NDT cấp có yêu cầu kiểm tra NDT nghiêm ngặt so với đường ống NDT cấp 3.4.5 Trong điều kiện nước, ôxy clorua diện chất lỏng vận chuyển, đường ống ép nước, thép không gỉ nhạy cảm với ăn mòn cục ăn mòn mơi trường gây nứt, việc bảo vệ chống ăn mòn phải xem xét ứng dụng cụ thể Đối với ứng dụng đặc biệt, việc thử tính chống ăn mòn phải thực để chứng nhận vật liệu sử dụng phù hợp cho ứng dụng 3.4.6 Tuyến đường ống dẫn chất lỏng kích thích giếng thép không gỉ duplex thép không gỉ martensit phải có lưu ý phòng ngừa đặc biệt 3.4.7 Các đường ống hợp kim chống ăn mòn phải có lưu ý phòng ngừa đặc biệt để tránh hư hỏng ăn mòn thử áp lực hệ thống nước biển 3.4.8 Các đường ống thép không gỉ duplex, thép không gỉ martensit đường ống thép C-Mn có giới hạn chảy tối thiểu quy ước (SMYS) lớn 450 MPa cần phải xem xét cẩn thận độ nhạy cảm môi trường gây nứt, bao gồm ứng suất gây nứt sulphua (stress sulphide cracking) hydro (hydrogen induced cracking) việc bảo vệ catôt tạo Đặc biệt, yêu cầu phải áp dụng cho vật liệu phải chịu biến dạng dẻo đáng kể trình chế tạo, lắp đặt vận hành 3.5 Các tính chất đặc trưng vật liệu 3.5.1 Các tính chất đặc trưng vật liệu phải sử dụng q trình tính tốn độ bền Giới hạn chảy độ bền kéo phải xác định dựa vào đường cong ứng suất-biến dạng 3.5.2 Các yêu cầu bổ sung U phải đảm bảo tăng độ tin cậy giới hạn chảy Điều phản ánh việc sử dụng hệ số cường độ vật liệu ( u) cao hơn, bảng 3.5 -1 Độ bền thiết kế hàm số u giá trị đưa mục 3.5.4 Bảng 3.5-1: Hệ số cường độ vật liệu , Hệ số u u Các yêu cầu bình thường Yêu cầu bổ sung U 0,96 1,00 Ghi chú: Khi thử áp lực hệ thống, để giá trị ứng suất vòng cho phép 96% SMYS vật liệu thỏa mãn yêu cầu bổ xung U vật liệu khác giá trị u phải 1,00 3.5.3 Tính chất học cấp vật liệu khác cần xác định nhiệt độ phòng Các ảnh hưởng nhiệt độ đến tính chất vật liệu, có, phải xem xét nhiệt độ lớn 50oC thép C-Mn lớn 20 oC thép 22Cr 25Cr Các tính chất phải lựa chọn theo loại vật liệu khả bị ảnh hưởng lão hóa nhiệt độ (potential temperatureageing effects) phải bao gồm tính chất sau đây: Giới hạn chảy; Độ bền kéo; Môđun đàn hồi Young's; Hệ số giãn nở nhiệt 3.5.4 Các giá trị độ bền đặc trưng vật liệu sử dụng tiêu trạng thái giới hạn đưa bảng 3.5-2 Bảng 3.5-2: Độ bền đặc trưng vật liệu, fy, fu Tính chất Giá trị Giới hạn chảy đặc trưng fy= (SMYS - fy,temp) u Độ bền kéo đặc trưng fu= (SMTS - fu,temp) u A Với: fy,temp fu,temp giá trị giảm nhiệt độ giới hạn chảy độ bền kéo tương ứng u : Hệ số độ bền vật liệu, xem bảng 2.4 -1 A : Hệ số không đẳng hướng A = 0,95 hướng dọc trục ống A = 1,0 trường hợp khác 3.5.5 ảnh hưởng nhiệt độ gây giảm ứng suất chảy thép C-Mn thép duplex 22Cr 25Cr xác định theo hỡnh 3.5-1 Đ ộ giảm ứng suất, MPa 180 ThÐp 22Cr 160 140 ThÐp 25Cr 120 100 80 ThÐp C-Mn 60 40 20 0 20 50 100 o NhiƯt ®é, C 150 200 Hình 3.5-1: Giá trị giảm độ bền chảy nhiệt độ 3.5.6 Bất kỳ chêch lệch giá trị giảm độ bền nhiệt độ độ bền kéo nén phải xem xét (Sự chênh lệch xuất thép 13% Cr) 3.5.7 Đối với trình chế tạo mà biến dạng nguội gây chênh lệch độ bền kéo nén, phải xác định hệ số chế tạo ( fab) Hệ số chế tạo cực đại ống chế tạo trình chế tạo ống hàn (UO) trình chế tạo ống hàn, giãn nở (UOE) đưa bảng 3.5-3 Các hệ số áp dụng trình chế tạo khác có biến dạng nguội tương tự TRB (three roll bending) Hệ số chế tạo cải thiện thông qua nhiệt luyện, chứng minh tư liệu Bảng 3.5-3: Hệ số chế tạo cực đại, fab ống fab 3.6 Đúc liền UO TRB UOE 1,00 0,93 0,85 Dự trữ ăn mòn 3.6.1 Đối với đường ống thép C-Mn vận chuyển lưu chất có khả gây ăn mòn và/hoặc phải chịu ăn mòn mơi trường bên ngồi mà khơng bảo vệ catốt, việc sử dụng chiều dày thành ống dư (dự trữ ăn mòn) để bù đắp cho mát ăn mòn gây trình vận hành phải xem xét cách thích đáng 3.6.2 Sự cần thiết lợi ích dự trữ ăn mòn phải đánh giá, tối thiểu phải xem xét yếu tố sau: Tuổi thọ thiết kế ống khả ăn mòn lưu chất vận chuyển và/hoặc mơi trường bên ngồI; Các dạng hư hỏng ăn mòn xảy ra; Độ tin cậy dự tính kỹ thuật quy trình làm giảm nhẹ ăn mòn (Xử lý hố chất dòng lưu chất vận chuyển, sơn phủ bên ); Độ nhạy khả xác định kích thước hư hỏng thiết bị liên quan để kiểm sốt tính tồn vẹn, thời gian kiểm tra lần đầu tần suất kiểm tra dự kiến; Hậu rò rỉ bất ngờ, yêu cầu an toàn độ tin cậy; Khả giảm (hoặc tăng) áp suất vận hành 3.6.3 Trừ rò rỉ bất ngờ lưu chất vận chuyển chấp nhận (điều chấp nhận đường ống có cấp an tồn thấp), lượng dự trữ ăn mòn phải đủ lớn để bù đắp cho mát thực tế ăn mòn xảy khoảng thời gian lần kiểm tra liên tiếp tính tồn vẹn 3.6.4 Các đường ống thép C-Mn có cấp an toàn thường cao dùng để vận chuyển dung dịch hydrocarbon có chứa nước dạng lỏng q trình vận hành phải có dự trữ ăn mòn bên tối thiểu mm 3.6.5 Các yêu cầu chung dự trữ ăn mòn tối thiểu mm miễn giảm Đăng kiểm chấp nhận, với điều kiện phải chứng minh thiết kế và/hoặc quy trình bảo vệ ăn mòn loại bỏ hư hỏng nguy hiểm ăn mòn gây 3.6.6 Các ống đứng thép C-Mn có cấp an tồn thường cao phải có dự trữ ăn mòn bên ngồi mm vùng dao động sóng Đối với ống đứng có cấp an tồn vận chuyển dung dịch nóng (nhiệt độ lớn 10 oC so với nhiệt độ môi trường nước biển điều kiện bình thường), việc sử dụng độ dự trữ ăn mòn lớn mm phải xem xét Bất kỳ yêu cầu dự trữ ăn mòn bên phải thực bổ sung vào độ dự trữ ăn mòn bên ngồi Tính tốn tải trọng khả chịu lực 4.1 4.1.1 Các điều kiện tải trọng Việc kiểm tra thiết kế thực với hai loại điều kiện tải trọng: Điều kiện chịu tải chính; Điều kiện chịu chuyển vị 4.1.2 Điều kiện chịu tải là điều kiện mà phản ứng kết cấu bị chi phối chủ yếu tải trọng tác dụng 4.1.3 Điều kiện chịu chuyển vị là điều kiện mà phản ứng kết cấu bị chi phối chủ yếu chuyển vị hình học 4.1.4 Kiểm tra thiết kế điều kiện chịu tải ln ln áp dụng thay cho kiểm tra thiết kế điều kiện chịu chuyển vị 4.2 Tính tốn hiệu ứng tải trọng 4.2.1 Việc tính tốn thiết kế phải dựa vào nguyên lý chấp nhận tĩnh, động, sức bền vật liệu học đất 4.2.2 Có thể sử dụng phương pháp phân tích đơn giản để tính hiệu ứng tải trọng chúng an tồn Có thể sử dụng phương pháp thử mơ hình với thay cho tính tốn lý thuyết Trong trường hợp phương pháp lý thuyết không đủ phải thử mơ hình kích thước thật 4.2.3 Cần xét đến tất tải trọng chuyển vị cưỡng ảnh hưởng đến tính toàn vẹn đường ống Với mặt cắt phần đường ống xét với loại hư hỏng xuất tính tốn tất tổ hợp tải trọng liên quan mà chúng tác dụng đồng thời phải xem xét 4.2.4 Khi xác định phản ứng tải trọng động ảnh hưởng động phải xét ảnh hưởng chúng đáng kể 4.2.5 Tính tốn hiệu ứng tải trọng phải thực với giá trị mặt cắt danh nghĩa 4.2.6 Tính tốn hiệu ứng tải trọng phải dựa vào giá trị đặc trưng 4.2.7 Các hiệu ứng gia cường có ích có lớp bọc gia tải lên ống khơng tính đến thiết kế, trừ hiệu ứng gia cường xác định rõ Lớp bọc gia tải ,vốn làm tăng đáng kể độ cứng chống uốn ống, làm tăng ứng suất/ biến dạng ống chỗ không liên tục lớp bọc (ví dụ chỗ mối nối hịên trường) ảnh hưởng cần xem xét cần thiết 4.2.8 Các hiệu ứng gia cường có ích có lớp phủ hay bọc lót ống khơng tính đến thiết kế, trừ hiệu ứng gia cường xác định rõ 4.2.9 Lực dọc trục hữu hiệu (ký hiệu S) nhân tố xác định phản ứng tổng thể đường ống Lực kéo có giá trị dương: S = N - pi Ai +peAe = N - [pi(D-2t)2 - peD2] (4.2-1) đó: S lực dọc trục hữu hiệu; N lực dọc trục tác dụng lên thành ống (lực kéo dương); pi - áp suất đặc trưng; pe- áp suất ngoàI; Ai, Ae – Diện tích tiết diện ngồi; D - Đường kính ngồi ống; t – Chiều dày thành ống 4.2.10 Trong điều kiện sau rải ống, nhiệt độ ống áp lực bên với rải ống thì: S = H, với H sức căng hữu hiệu (dư) rải ống 4.2.11 Lực dọc trục hữu dụng tác dụng lên ống phạm vi ứng suất - biến dạng đàn hồi tuyến tính tính bằng: S = H - pi Ai (1-2 ) - AsE T đó: H sức căng hữu hiệu (dư) rải ống; pi độ chênh áp lực so với rảI ống; Ai diện tích mặt cắt bên ống (lòng ống); As diện tích mặt cắt phần ống thép hình vành khăn; T độ chênh nhiệt độ so với rải ống; hệ số dãn nở nhiệt vật liệu thép ống; hệ số Poisson; E – Môđun đàn hồi vật liệu ống (4.2-2) 4.3 Độ dày thành ống đặc trưng 4.3.1 Khả chịu áp lực phảI tính tốn dựa vào chiều dày thành ống (t1) sau: Trạng thái thử áp lực xưởng thử áp lực hệ thống: t1 = t - tfab (4.3-1) Trạng thái vận hành: t1 = t - tfab - tcorr (4.3-2) 4.3.2 Sức bền, trừ trường hợp chịu áp lực, phảI tính tốn dựa vào chiều dày thành ống (t2) sau: Chế tạo (lắp đặt) thử áp lực hệ thống: t2 = t (4.3-3) Các trường hợp khác: t2 = t - tcorr (4.3-4) đó: t độ dầy thành ống danh nghĩa (khơng ăn mòn); tfab dung sai độ dày chế tạo; tcorr độ dày dự trữ ăn mòn 4.3.3 Sự ăn mòn trước đưa đường ống vào vận hành phải xem xét tính toán chiều dày nêu 4.3.4 4.4 Các yêu cầu chiều dày thành ống tối thiểu quy định 3.3 Tính tốn ứng suất biến dạng 4.4.1 Hệ số tập trung ứng suất (SCF) cần xét đến thấy cần thiết Cần phân biệt tập trung ứng suất cục tổng thể Tập trung ứng suất cục bộ, hàn kết cấu, thân đường hàn chỗ không liên tục cục bộ, ảnh hưởng cục lên ống xét đến điển hình đánh giá mỏi hay nứt gãy Tập trung ứng suất tổng thể (như lan truyền ứng suất khu vực mối nối lớp bọc bê tơng, điển hình gia tăng đường kính) ảnh hưởng tổng thể đến ống xét đến q trình tính tốn ổn định uốn đánh giá mỏi hay nứt gãy 4.4.2 Hệ số tập trung biến dạng (SNCF) cần xét đến biến dạng dẻo xuất SNCF điều chỉnh trường hợp quan hệ ứng suất - biến dạng phi tuyến ứng với mức tải trọng thích hợp 4.4.3 Tập trung biến dạng xét đến khi: Biến dạng không khác ứng suất chảy thực tế vật liệu khả biến cứng biến dạng vật liệu mối nối ống kim loại hàn khác biệt đặc tính vật liệu; Thay đổi diện tích mặt cắt (đường kính thực hay độ dày thành ống) mối nối; ảnh hưởng gia cường lớp bọc thay đổi độ dày lớp bọc; Sự giảm ứng suất chảy mối nối trường tác động nhiệt độ cao trình bọc ống trường rải ống; Độ lệch nhỏ hơn/lớn ứng suất chảy thực tế kim loại hàn so với ứng suất chảy thực tế vật liệu làm ống 4.4.4 Biến dạng dẻo tích luỹ định nghĩa tổng số gia biến dạng dẻo dấu hiệu hướng Số gia biến dạng phảI tính tốn sau chế tạo ống 4.4.5 Số gia biến dạng dẻo tính tốn từ điểm đường cong ứng suất biến dạng vật liệu không tuyến tính (hình 4.4-1) ứng suất chảy định nghĩa ứng suất mà tổng biến dạng 0,5% Hình 4.4-1 4.4.6 Hình tham khảo để xác định biến dạng dẻo Biến dạng dẻo tương đương xác định sau: p = 2 2 ε pL + ε pH + ε pR ( ) (4.4-1) đó: p biến dạng dẻo tương đương; pL phần biến dạng biến dạng dọc trục chủ yếu; pH phần biến dạng biến dạng vòng (theo phương chu vi) chủ yếu; pR phần biến dạng biến dạng hướng kính (theo phương bán kính) chủ yếu Các trạng thái giới hạn 5.1 Quy định chung 5.1.1 Tất dạng phá huỷ theo trạng thái giới hạn phải xét tới q trình thiết kế Có trạng thái giới hạn sau đây: 5.1.1.1 Trạng thái giới hạn vận hành (SLS): điều kiện mà vựơt q làm cho đường ống khơng làm việc bình thường 5.1.1.2 Trạng thái giới hạn cực đại (ULS): điều kiện mà vượt làm tổn hại đến tính tồn vẹn đường ống 5.1.1.3 Trạng thái giới hạn mỏi (FLS): đIều kiện dùng để xác định ảnh hưởng tích luỹ tải trọng có tính chu kỳ 5.1.1.4 Trạng thái giới hạn cố (ALS): trạng thái giới hạn tải trọng cố 5.1.2 Đường ống ống đứng tối thiểu phải thiết kế để chống lại dạng phá huỷ tiềm tàng sau đây: 5.1.2.1 Trạng thái giới hạn làm việc (SLS) Trạng thái giới hạn độ ôvan ống; Trạng thái giới hạn biến dạng dẻo tích luỹ; Hư hỏng lớp bọc gia tảI bị lớp bọc gia tải 5.1.2.2 Trạng thái giới hạn cực đại (ULS) Trạng thái giới hạn vỡ; Trạng thái giới hạn độ ôvan ống (nếu gây phá hủy hoàn toàn đường ống); Trạng thái giới hạn ổn định cục (trạng thái giới hạn ổn định thành ống); Trạng thái giới hạn ổn định tổng thể (thường dùng cho điều kiện chịu tải chính); Trạng thái giới hạn nứt khơng ổn định phá huỷ dẻo; Va đập 5.1.2.3 Trạng thái giới hạn mỏi (FLS) Mỏi tải trọng có tính chu kỳ 5.1.2.4 Trạng thái giới hạn cố (ALS) Vật rơI; Mắc lưới đánh cá; Động đất 5.1.3 Tất trạng thái giới hạn phải thoả mãn tất tổ hợp tải trọng định Trạng thái giới hạn khác điều kiện chịu tải điều kiện chịu chuyển vị 5.1.4 Tất trạng thái giới hạn phải thoả mãn tất giai đoạn điều kiện lắp đặt vận hành đường ống Các điều kiện điển hình cần phảI xem xét trình thiết kế là: Lắp đặt; Trong rảI ống; Thử áp lực hệ thống; Vận hành; Dừng hoạt động 5.2 Định dạng trạng thái giới hạn 5.2.1 Định dạng trạng thái giới hạn tiêu chuẩn dựa phương thức thiết kế theo hệ số tải trọng vật liệu (LRFD) 5.2.2 Dựa hậu phá huỷ xảy mà đường ống phân cấp an toàn khác theo quy định TCVN 6475-4: 2007 mục 4.4 Cấp an tồn thay đổi tuỳ thuộc vào giai đoạn vị trí khác 5.2.3 Cấp an toàn coi thoả mãn hiệu ứng tải trọng thiết kế (Ld) không vượt sức bền thiết kế (Rd): Ld 5.2.4 Rd (5.2-1) Tải trọng thiết kế nói chung trình bày dạng sau: Ld = LF F + LE C E + LA A (5.2-2) C Dưới dạng chi tiết: Md = MF F d = F F Sd = SF F C C + C + ME E E + SE E + E + MA A A A (5.2-4) C + SA A (5.2-3) C C (5.2-5) Hình 6.2-1: Sơ đồ kiểm tra thiết kế cho nhịp hẫng 6.2.7 Phân loại tạm thời 6.2.7.1 Chỉ tiêu tạm thời phân loại nhịp hẫng gây xói mòn đáy biển khơng phẳng: Các nhịp hẫng xói mòn xói mòn đáy biển hoạt động đáy biển Các thông số nhịp hẫng (chiều dài, chiều cao nhịp, v.v…) thay đổi theo thời gian Thông thường nhịp hẫng gây đáy biển không phẳng không thay đổi theo thời gian trừ thông số khai thác áp suất nhiệt độ thay đổi đáng kể 6.2.7.2 Đối với nhịp hẫng xói mòn gây mà khơng có thơng tin chi tiết chiều dài, chiều cao thời gian tồn nhịp hẫng tối đa dự đốn phải áp dụng u cầu sau: Chiều dài nhịp tối đa lấy chiều dài mà độ võng tĩnh nhịp đường kính ngồi ống (bao gồm lớp bọc), trạng thái đáy biển đồng hình thể đáy biển (bed-form) không biến động quy mô lớn Thời gian tồn nhịp hẫng lấy thời gian khai thác lại khoảng thời gian đến tiến hành công việc can thiệp đến nhịp Phải tính đến tất tổn thương tích luỹ trước 6.2.7.3 Các thơng tin bổ sung (ví dụ chiều dài, chiều cao tần số riêng nhịp hẫng) từ đợt khảo sát với kế hoạch kiểm tra dùng để định tính chất nhịp hẫng xói mòn gây 6.2.8 Chỉ tiêu kiểm tra mỏi sơ 6.2.8.1 Các tiêu sơ đề xuất áp dụng cho tính tốn mỏi gây dòng xốy gây rung (VIV) tải trọng sóng trực tiếp điều kiện tải trọng sóng dòng chảy kết hợp Các tiêu sơ hiệu chuẩn theo phân tích mỏi đầy đủ cho đường ống có tuổi thọ mỏi 50 năm Các tiêu áp dụng cho nhịp có phản ứng chi phối dạng dao động đối xứng thứ (1/2 sóng) nên áp dụng cho phân tích sơ Nếu khơng thỏa mãn tiêu phải thực phân tích mỏi chi tiết Phải ln kiểm tra tiêu trạng thái giới hạn cực đại nêu 6.2.10 6.2.8.2 Các tiêu sơ đề xuất dựa giả thuyết vận tốc dòng chảy miêu tả phân phối Weibull thơng số Nếu khơng phải phải thận trọng kiểm tra tính tốn mỏi đầy đủ xem áp dụng tiêu chuẩn sơ không 6.2.8.3 Các tần số riêng theo hướng dòng f0,IL phải thỏa mãn: f ,IL U c ,100 year � L / D �γ IL > IL � 1− � � � γf VR ,onset D � 250 � α (6.2-1) đó: gf Hệ số an toàn cho tần số riêng, xem 8.5.2.11; gIL Hệ số kiểm tra sơ cho thành phần theo hướng dòng, xem 6.2.11; a Tỉ số vận tốc dòng chảy = D Đường kính ngồi ống bao gồm lớp bọc; L Chiều dài nhịp hẫng; � U c,100 year � max � ; , �; � � U w,1 year + U c,100 year � � Uc,100year Giá trị vận tốc dòng chảy chu kì lặp 100 năm cao độ ống; Uw,1year Giá trị vận tốc dòng sóng gây mức đường ống tương ứng với chiều cao sóng đáng kể, chu kỳ lặp năm Hs,1year VRIL,onset Giá trị bắt đầu vận tốc quy đổi theo hướng dòng Nếu tiêu (biểu thức 6.2-1) không thỏa mãn phải thực phân tích mỏi đầy đủ xốy 6.2.8.4 Các tần số riêng vng góc với dòng f0,CF phải thỏa mãn điều kiện: f ,CF U c ,100 year + U w,1 year > γ CF γf VRCF,onset D (6.2-2) Trong đó: gCF Hệ số kiểm tra sơ cho hướng vng góc với dòng, xem 6.2.11 V RCF , onset Giá trị bắt đầu vận tốc quy đổi cho hướng vng góc với dòng, Nếu tiêu khơng thỏa mãn phải thực phân tích mỏi đầy đủ VIV theo hướng dòng vng góc với dòng xốy gây 6.2.8.5 Phân tích mỏi tải trọng sóng trực tiếp khơng cần phải thực thỏa mãn điều kiện sau: U c ,100 year U w,1 year + U c ,100 year > ; (6.2-3) Thoả mãn tiêu kiểm tra sơ cho VIV theo hướng dòng nêu Nếu tiêu khơng thỏa mãn phải thực phân tích mỏi đầy đủ VIV theo hướng dòng tải trọng sóng trực tiếp gây 6.2.9 Chỉ tiêu mỏi 6.2.9.1 Chỉ tiêu mỏi thể qua công thức: η Tlife Texp‫ ׳‬osure (6.2-4) đó: h tỉ lệ tổn thương mỏi cho phép, Tlife tuổi thọ mỏi thiết kế, năm; Texplosure khoảng thời gian chịu tải, năm 6.2.9.2 Đánh giá hư hỏng mỏi dựa quy luật tổn thương tích lũy Palmgren-Miner: D fat = ni Ni (6.2-5) đó: Dfat Tổn thương mỏi tích lũy; ni Số chu trình ứng suất tương ứng với chênh ứng suất (tính thành ống) S i; Ni Số chu trình tới phá hủy mỏi ứng suất Si; S Tổng lấy tất dao động ứng suất tuổi thọ thiết kế 6.2.9.3 Số chu trình tới phá huỷ ứng với chênh ứng suất S xác định đường cong mỏi S-N dạng: a1 S − m1 ,S > S SW N= (6.2-6) a2 S − m2 ,S S SW Trong đó: m1,m2 Chỉ số luỹ thừa đường cong mỏi (nghịch đảo độ dốc đường cong SN gẫy khúc (2 đoạn); a1, a2 Ssw Hằng số cường độ mỏi đặc trưng, xác định theo đường cong mỏi trung bình trừ lần độ lệch chuẩn ứng suất điểm giao đoạn, tính bằng: S sw = 10 �log a1 −log N sw � � � m1 � � (6.2-7) Với Nsw số chu trình độ dốc đường S-N thay đổi LogNsw thơng thường từ đến Hình 6.2-2: Đường cong S-N gãy khúc tiêu biểu (2 độ dốc) 6.2.10 Đường S-N xác định từ: Các liệu thử phòng thí nghiệm chun dụng; Thuyết học phá hủy chấp nhận Đường S-N phải áp dụng cho vật liệu, phần tử kết cấu, vị trí có khuyết tật ban đầu (điểm khởi đầu vết nứt) mơi trường ăn mòn 6.2.10.1 Tuổi thọ mỏi thiết kế Tlife biểu diễn sau: Tlife = �f v � Sim � Pi � � � � a � (5.2-8) đó: Pi xác suất xảy mức ứng suất thứ ‘i’; fv – Tần số dao động chi phối 6.2.10.2 Phương pháp phân tích mỏi áp dụng cho mơ hình phản ứng mơ hình lực Chênh ứng suất xác định bằng: Mơ hình phản ứng Mơ hình lực 6.2.10.3 Khuyến nghị sử dụng phương pháp sau: Tổn thương mỏi tính độc lập cho trạng thái biển, hay nói cách khác tổn thương mỏi từ ô biểu đồ phân tán sóng dạng (Hs, Tp, q) nhân với xác suất xảy trạng thái biển riêng lẻ Trong trạng thái biển, (Hs, Tp, q) chuyển sang dạng (Uw, Tu, qw) mức đường ống Trạng thái biển miêu tả biên độ vận tốc dòng Uw sóng ngắn hạn đáng kể gây chu kì cắt khơng Tu, hay nói cách khác trạng thái biển miêu tả chuỗi vận tốc dòng sóng điều hồ với biên độ Uw chu kì Tu Tác động tính khơng giảm số lượng biên độ lớn Tính khơng xem xét đến ghi nhận cách đầy đủ xác Đối với dòng kết hợp sóng dòng chảy, thực tích phân phân phối vận tốc dòng dài hạn cho trạng thái biển 6.2.10.4 Tổng tuổi thọ mỏi theo hướng dòng (TLifeIL) vng góc với dòng (TLifeCF) thiết lập cách thực tích phân cho trạng thái biển IL Tlife � PH s ,Tp ,θ =� � � � �θ H s Tp T RM ,IL ;T FM ,IL H s ,T p ,θ H s ,T p ,θ � ( � PH s ,Tp ,θ CF Tlife =� � � � �θ H s Tp THRM,T,CF s p ,θ � −1 −1 ) � � � � (6.2-9) � � � � đó: PH s ,Tp ,θ xác suất xảy trạng thái biển riêng lẻ, ví dụ xác suất xảy phản ánh qua biểu đồ phân tán sóng Tuổi thọ mỏi theo hướng dòng lấy theo cách thiên an toàn tuổi thọ nhỏ (hay tổn thương lớn nhất) VIV (mơ hình phản ứng) tải trọng sóng trực tiếp (mơ hình lực) cho trạng thái biển 6.2.10.5 Tuổi thọ mỏi thành phần đánh giá cho trạng thái biển đặc trưng (Hs, Tp, q) THsRM,Tp, IL, Tuổi thọ mỏi thành phần VIV theo hướng dòng chuyển động theo hướng dòng dòng ngang gây trạng thái biển đơn (Hs, Tp, q) tích phân hàm mật độ xác suất dài hạn dòng chảy THsRM,Tp,CF , Tuổi thọ mỏi thành phần VIV theo hướng ngang với dòng trạng thái biển đơn (Hs, Tp, q) tích phân hàm mật độ xác suất dài hạn dòng chảy THsFM,Tp, IL, Tuổi thọ mỏi thành phần tải trọng trực tiếp trạng thái biển đơn (Hs, Tp, q) sử dụng trị trung bình dòng chảy 6.2.10.6 Nếu khơng có u cầu khác áp dụng giả thuyết sau: Các thành phần dòng tạo sóng dòng chảy mức đường ống độc lập với mặt thống kê; Dòng tạo sóng dòng chảy giả thuyết tuyến tính với Điều có nghĩa liệu xác suất hướng xảy sóng dòng chảy phải dùng cho sóng dòng chảy 6.2.11 Chỉ tiêu trạng thái giới hạn cực đại (ULS) 6.2.11.1 Để kiểm tra ổn định cục xem 5.5 Các mô men uốn tĩnh động, lực dọc trục áp lực phải xem xét 6.2.11.2 Đối với trạng thái sóng cực đại mà giả định gây biến dạng lớn gối nhịp (shoulder), cần phải thực phân tích chi tiết độ cứng đất gối nhịp Thay cho tài liệu chi tiết, điều kiện biên cho nhịp hẫng nên giả định dạng khớp (chỉ có giá trị cho tính tốn mơ hình lực) 6.2.11.3 Mơ men uốn động tối đa VIV và/hoặc tải trọng sóng trực tiếp tính từ ứng suất động: M E = σ dyn I Ds − t (6.2-10) sdyn ứng suất động I Mơmen qn tính tiết diện ống Ds Đường kính ngồi ống thép t Chiều dày thành ống 6.2.11.4 ứng suất động, sdyn, tính sau: Theo hướng dòng: sdyn = � � A max �S IL ; ,5.SCF IL ;S FM ,max � ACF � (6.2-11) Vng góc với dòng: sdyn = S CF (6.2-12) SIL Chênh ứng suất theo hướng dòng; SCF Chênh ứng suất theo hướng vng góc với dòng; SFM,max Chênh ứng suất tối đa tải trọng sóng trực tiếp (mơhình lực); AIL Biên độ ứng suất ứng với độ võng đơn vị theo hướng dòng VIV; ACF Biên độ ứng suất ứng với độ võng đơn vị theo hướng vng góc với dòng VIV Biên độ ứng suất độ võng đơn vị, AIL ACF, tính từ vận tốc dòng có chu kỳ lặp sau: U1năm = Uc,1năm + Uw,1năm U10năm = max(Uc,10năm + Uw,1năm; Uc,1năm + Uw,10năm) (6.2-13) (6.2-14) U100năm = max(Uc,100năm + Uw,10năm; Uc,10năm + Uw,100năm) (6.2-15) 6.2.11.5 Đối với hướng vng góc với dòng, ứng suất nảy sinh trực tiếp từ xoáy gây rung (VIV) tạo biên độ ứng suất Đối với hướng dòng, chênh ứng suất động lấy giá trị lớn giá trị sau: Chênh ứng suất ứng với chu kỳ lặp, ví dụ 100 năm VIV theo hướng dòng, Sin ứng suất ứng với 50% biên độ dao động dòng chảy vng góc với ống gây tách xốy gây rung 6.2.11.6 ứng suất động tối đa sFM,max tải trọng sóng trực tiếp tính tốn theo phương pháp “bão thiết kế”: sFM,max = kp ss (6.2-16) Trong đó: kp hệ số đỉnh (peak) tính bằng: k p = ln ( f v ∆T ) + ,577 (6.2-17) ln ( f v ∆T ) T khoảng thời gian bão fv tần số dao động; kp lấy thiên an toàn 4; ss độ lệch chuẩn ứng suất lấy từ phân tích theo miền thời gian hay miền tần số Một cách tiếp cận khác áp dụng cách dùng Hmax với sóng điều hồ 6.2.11.7 Ứng suất theo hướng dọc tính bằng: sl = sN { sstatic + sdynamic } (6.2-18) sN ứng suất dọc trục tĩnh tính từ lực dọc trục với chiều dày thành ống thực, sN = Ntr/As, Ntr lực dọc trục thực, As diện tích tiết diện ống sstatic ứng suất uốn tĩnh từ mômen uốn tĩnh, áp dụng cho hướng ngang hướng thẳng đứng sdyn ứng suất uốn động, xem 6.2.11.4, áp dụng độc lập cho hướng, dòng vng góc với dòng chảy 6.2.12 Hệ số an tồn 6.2.12.1 Các hệ số an toàn dùng cho tiêu kiểm tra sơ nêu bảng 6.2-1 sau Bảng 6.2-1 Hệ số an toàn cho tiêu kiểm tra sơ mỏi gIL 1,15 gCF 1,3 6.2.12.2 Độ tin cậy mỏi đường ống xác định theo cấp an tồn, quy định TCVN 6475-4, có tính đến hậu hư hỏng Định dạng hệ số an toàn sau sử dụng: fv � γ s S ( γ f ,γ k ,γ on ) � � � P ( g) m D fat ‫ ף‬Texp osure a η= (6.2-19) đó: gf, gon, gk gs hệ số an toàn tương ứng cho tần số riêng, điểm bắt đầu VIV, thông số ổn định chênh ứng suất Bảng 6.2-2 quy định hệ số an toàn nêu cho cấp an toàn khác Bảng 6.2-2 Hệ số an toàn mỏi Hệ số an toàn Cấp an toàn Thấp 1,0 gs 1,051) (1,0) gf 1,201) (1,15) gk 1,30 gon 1,30 Vừa 0,5 Cao 0,25 Ghi chú: (1) - Hệ số an toàn dùng thiết kế khơng có liệu chi tiết chiều dài chiều cao nhịp, v.v… Trong trình khai thác, tiếp cận nhịp để đo liệu nhịp cập nhật sử dụng hệ số ngoặc áp dụng cho mơ hình lực mơ hình phản ứng gs nhân với ứng suất (S gs) gf áp dụng cho tần số riêng (fo/ gf) gon áp dụng cho giá trị bắt đầu VIV dọc vng góc với dòng (VR,on/ gon) gk áp dụng cho thông số ổn định (Ks/ gk) Đối với ULS, việc tính tốn tác động (hiệu ứng) tải trọng phải thực không dùng đến hệ số an toàn (gs = gf = gk = gon = 1,0), xem 6.2.11.3 6.2.12.3 Độ tin cậy đường ống chống lại ổn định cục (chỉ tiêu ULS) đảm bảo việc dùng hệ số an toàn quy định 5.5 6.3 ổn định đáy biển 6.3.1 Đường ống phải đỡ, neo vào rãnh mở, chôn, cho điều kiện tải trọng môi trường chức khắc nghiệt, đường ống không bị dịch chuyển khỏi vị trí lắp đặt Điều khơng bao gồm dịch chuyển ngang dọc cho phép, dãn nở nhiệt, dung sai vị trí sau lắp đặt 6.3.2 Các đường ống chứa chất lỏng khí điều kiện điền đầy khơng khí khí vận chuyển phải có trọng lượng riêng lớn trọng lượng riêng nước biển xung quanh (lực âm) 6.3.3 Khi đường ống qua khu vực bị ảnh hưởng đoạn dốc không ổn định, điều dẫn đến việc phá hủy đoạn dốc dòng đất va đập vào đường ống Xác suất phá hủy đoạn dốc phải đánh giá Bất kỳ phá hủy đoạn dốc liên quan gây hiệu ứng tải trọng sóng, tải trọng động đất, hoạt động người (trong trình rải ống) phải xem xét Mật độ lưu lượng dòng chất vận chuyển có đường ống phải đánh giá ảnh hưởng lên tính ổn định Nếu tính ổn định đảm bảo trọng lượng đường ống cần phải chơn ống sử dụng biện pháp khác hay thay đổi tuyến ống 6.3.4 Đối với việc tính tốn trọng lượng ống, chiều dày thành ống danh nghĩa phải giảm để bù cho độ giảm trọng lượng trung bình dự kiến bị tổn hao kim loại Đối với đường ống có độ dự trữ ăn mòn quy định miễn giảm sử dụng chiều dày danh nghĩa 6.3.5 Các đường ống chơn phải đủ an tồn để khơng bị lún xuống sâu không bị lên mặt đất Đối với đường ống chứa chất lỏng đường ống dẫn khí, độ lún sâu phải xem xét với giả thiết đường ống đổ đầy nước, độ lên phải xem xét với giả thiết điền đầy khí khơng khí 6.3.6 Nếu trọng lượng chìm riêng đường ống điền đầy nước nhỏ trọng lượng riêng đất khơng cần thiết phải tính tốn an tồn chống lún sâu Nếu đường ống lắp đặt đất với độ bền cắt thấp sức bền đỡ đất (soil bearing resistance) phải xác định 6.3.7 Nếu trọng lượng chìm riêng đường ống điền đầy khí khơng khí nhỏ trọng lượng riêng đất phải chứng minh độ bền cắt đất đủ lớn để ngăn ngừa đường ống lên mặt đất Đối với đất bị bị ngấm chất lỏng, trọng lượng riêng đường ống chơn có điền đầy khí khơng khí phải khơng nhỏ trọng lượng riêng đất 6.3.8 Các đường ống nằm trực tiếp đáy biển mà khơng có kết cấu đỡ đặc biệt thiết bị neo khác lớp bọc gia tải phải thiết kế để chống bị lún sâu mô tả 6.3.5 Đối với phận khí van mối nối chữ T phải xem xét cẩn thận 6.3.9 Các đường ống nằm đáy biển phải thiết kế đủ an toàn để chống lại bị nâng lên khỏi đáy biển dịch chuyển ngang 6.3.10 Chỉ tiêu sử dụng thiết kế ổn định đáy biển thay đổi phụ thuộc vào trường hợp xét Trong trường hợp phải đánh giá cách thận trọng chế phá huỷ xảy 6.3.11 Các tiêu thiết kế phần liên quan đến điều kiện thiết kế phân vùng đường ống sau đây: Vùng 1: Vùng đáy biển xa giàn hay hệ thống đáy biển, thường nằm khoảng cách 500 m; Vùng 2: Vùng đáy biển xung quanh giàn hay hệ thống đáy biển, thường lấy phạm vi bán kính 500 m 6.3.12 Để tính tốn ổn định đáy biển, chỗ nối van, đường ống giao nhau, chỗ nối ống chữ Y hay T, coi vùng Tuy nhiên, cần lưu ý vùng định nghĩa vùng có nguy tổn thất nhân mạng, gây ô nhiễm môi trường hay gây hậu đáng kể kinh tế 6.3.13 Chuyển vị ngang 6.3.13.1 Các chuyển vị ngang cho phép có phụ thuộc vào yếu tố là: Các quy định quốc gia; Các chướng ngại vật đáy biển; Chiều rộng hành lang khảo sát tuyến ống; Khoảng cách từ giàn vị trí nối đường ống khác 6.3.13.2 Chuyển vị ngang cho phép không lớn ẵ chiều rộng hành lang khảo sát tuyến ống Nghĩa ống khơng đựơc chuyển vị ngồi vùng khảo sát 6.3.13.3 Nếu khơng có thêm thơng tin chuyển vị ngang cho phép lấy sau: Vùng 1: 20 m Vùng 2: m 6.3.14 Chỉ tiêu nới lỏng có liệu thích hợp khác Ngồi ra, ống phải thoả mãn tiêu thiết kế khác tương ứng với chuyển vị cho phép nêu Trong hầu hết trường hợp, chuyển vị ngang tiêu Nói chung, yêu cầu biến dạng thoả mãn chuyển vị ngang tối đa giới hạn 20 m Phải kiểm tra độ nhạy cảm với thay đổi thông số môi trường (chiều cao/ chu kỳ sóng) Chỉ tiêu chuyển vị cho phép xét trạng thái biển bão cực đại kéo dài 6.3.14.1 Đối với đường ống vùng chuyển vị ngang cho phép lớn 0, đường ống kết cấu đỡ chịu hiệu ứng chuyển vị (ví dụ chỗ nối ống đứng) 6.3.14.2 Chuyển vị ngang cho phép trường hợp tải trọng vận hành phụ thuộc vào khoảng thời gian từ lúc lắp đặt ống đến lúc vận hành thử định trường hợp cụ thể Tuy nhiên, tuân thủ yêu cầu mơi trường sau lấy chuyển vị cho phép m: Chu kỳ lặp điều kiện môi trường gần đáy biển tác động vuông góc với ống lấy sau: Trong khoảng ngày: Các thông số dùng để xác định tải trọng mơi trường lấy theo dự báo thời tiết đáng tin cậy Trong khoảng nhiều ngày: Nếu khơng có nguy ảnh hưởng đến tính mạng người lấy với chu kỳ lặp năm mùa tương ứng (mùa không nhỏ tháng) Nếu có nguy ảnh hưởng đến tính mạng người phải lấy với chu kỳ lặp 100 năm 6.3.15 Biến dạng uốn 6.3.15.1 Do chuyển vị ngang làm tăng mômen uốn điểm cố định dọc theo tuyến ống, nên biến dạng uốn ống phải đánh giá đầy đủ q trình tính tốn ổn định 6.3.15.2 Đối với điểm cố định biết chỗ nối ống đứng, cụm van đáy biển, cụm thiết bị biển ảnh hưởng chuyển vị ngang phải đánh giá đường ống lẫn kết cấu ngăn cản chuyển vị 6.3.15.3 Mọi phận đường ống bị uốn thay đổi cục đáy biển đặc tính ống, điểm cố định phải thoả mãn tiêu biến dạng uốn Thiết kế phải áp dụng phương pháp phân tích ổn định suy rộng 6.3.15.4 Khi đánh giá ảnh hưởng uốn chuyển vị ngang đường ống, cần phải xem xét yếu tố sau: Biến dạng mức; Móp ống; Mất ổn định 6.3.15.5 Nếu khơng có thơng tin chi tiết tiêu biến dạng giới hạn lấy 7,5( D/t)2, với giới hạn biến dạng cực đại 1%, xem hình 6.3-1 Giá trị biến dạng giới hạn liên quan tới biến dạng đàn hồi/dẻo tổng cộng tĩnh động biến dạng đàn hồi Do đó, sử dụng tiêu biến dạng, phải kể tới tính dẻo vật liệu làm ống Giá trị biến dạng giới hạn sử dụng dùng phân tích động lực đầy đủ với phần tử đàn hồi/dẻo phi tuyến Nếu biến dạng phi tuyến sử dụng thiết kế cần phải kiểm tra tính dẻo ống với mức khác 70 60 § - êng kÝnh / Đ ộ dầy (D/t) 50 7,5(D/t) 40 30 20 10 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 BiÕn d¹ ng (%) Hình 6.3-1: Biến dạng giới hạn 6.3.16 Các tiêu liên quan khác 6.3.16.1 Chuyển vị ngang đường ống không gây hư hại đáng kể cho lớp bọc bên đường ống mài vào đáy biển 6.3.16.2 Chuyển vị ngang đường ống không gây hư hại cho anốt chống ăn mòn gắn vào đường ống 6.3.16.3 Chuyển vị ngang đường ống không gây ảnh hưởng tới đường ống biển khác cơng trình biển khác 6.3.17 Tổ hợp tải trọng nguy hiểm lực dọc ngang tác dụng đồng thời lên ống phải xem xét Khi xác định tổ hợp tải trọng nguy hiểm này, phải xem xét thay đổi lực dọc theo đường ống, bao gồm hiệu ứng hướng sóng dòng chảy 6.3.18 Tính ổn địng ngang đường ống xác định theo phương pháp phân tích động theo khơng gian chiều phân tích tĩnh theo khơng gian chiều Phương pháp phân tích động cho phép đường ống dịch chuyển theo giới hạn đòi hỏi phải mơ hình hóa theo khơng gian chiều cách xác Phương pháp phân tích tĩnh thể sau: st ( FD F1 ) (Wsub FL ) (6.3-1) đó: st - Hệ số an tồn, thơng thường khơng lấy nhỏ 1,1; FD – Lực cản thuỷ động đơn vị chiều dài; F1 – Lực quán tính thủy động đơn vị chiều dài; - Hệ số ma sát tương đương; Wsub – Trọng lượng chìm ống đơn vị chiều dài; FL – Lực nâng thuỷ động đơn vị chiều dài 6.3.19 Hệ số ma sát tương đương thay đổi dải rộng phụ thuộc vào đất đáy biển, độ nhám bề mặt, trọng lượng đường kính đường ống Khi đường ống lún vào đất chút, khả chống lại dịch chuyển ngang bao gồm khả chống lại dịch chuyển ngang dạng ma sát khả chống lại dịch chuyển ngang đất bên bề mặt tiếp xúc bị dịch chuyển Trong trường hợp này, hệ số ma sát tương đương thay đổi với mức tải trọng theo chiều thẳng đứng 6.3.20 Tính ổn định dọc trục (theo chiều dọc) phải kiểm tra Các kết cấu nối anốt (khi phải chịu lực ma sát - đường ống khơng có lớp bọc gia tải) phải đủ bền để chống lại lực ma sát 6.3.21 Cho phép có dịch chuyển đường ống dãn nở nhiệt dọc trục khu vực gần giàn/kết cấu nơi đường ống chuyển hướng Tính tốn dãn nở phải dựa giá trị thiên an toàn khả chống lại dịch chuyển ma sát dọc trục 6.3.22 Tại vùng nước nông, hiệu ứng tải trọng lặp tác động sóng dẫn đến độ bền cắt đất bị giảm Điều phải xem xét phân tích ổn định 6.4 Tương tác với lưới đánh cá 6.4.1 Hệ thống đường ống phải kiểm tra cho tất giai đoạn tải trọng tương tác với lưới đánh cá quy định TCVN 6475-6 mục 7.1 6.4.2 Chỉ tiêu chấp nhận thiết kế ngăn ngừa hư hỏng đường ống tương tác với lưới đánh cá quy định Chỉ tiêu chấp nhận phụ thuộc vào tần suất va chạm lưới đánh cá với đường ống cấp an tồn đường ống (kéo qua móc) quy định TCVN 6475-4 mục 4.4 Nếu khơng có đầy đủ liệu cần thiết để tính tốn xác định tần suất va chạm phải sử dụng cấp tần suất nguy hiểm cho bảng 6.4-1 Bảng 6.4-1: Cấp tần suất va chạm đường ống lưới đánh cá Cấp tần suất 6.4.3 Tần suất va chạm, fimp [/năm.km] Cao >100 Trung bình 1-100 Thấp 100 0,0 1-100 0,3 1,5 100 1-100