TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 6474 - 6: 2007

QUY PHẠM PHÂN CẤP VÀ GIÁM SÁT KĨ THUẬT KHO CHỨA NỔI

Phần 6 HỆ THỐNG XUẤT VÀ NHẬP DẦU/KHÍ

Rules for classification and technical supervision of floating storage units

Part 6 Import and export systems

Lời nói đầu

TCVN 6474:2005 thay thế cho TCVN 6474:1999.

TCVN 6474:2007 do Cục Đăng kiểm Việt Nam và Ban Kĩ thuật Tiêu chuẩn TCVN/TC8 "Đóng tàu và công trình biển" phối hợp biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

QUY PHẠM PHÂN CẤP VÀ GIÁM SÁT KĨ THUẬT KHO CHỨA NỔI DẦU

PHẦN 6 HỆ THỐNG XUẤT VÀ NHẬP DẦU/KHÍ

Rules for classification and technical supervision of floating storage units

Part 6 Import and export systems

Các tài liệu viện dẫn và định nghĩa xem Phần 1, TCVN 6474-1:2006

1. Hệ thống xuất và nhập dầu/khí

1.1. Quy định chung

Phần này áp dụng cho các hệ thống xuất và nhập dầu/khí dùng cho kho chứa nổi. Các hệ thống này bao gồm ống đứng cứng và mềm, các ống dẫn nối tiếp, các ống mềm (jumper) dưới biển và các ống mềm nổi xuất dầu.

1.1.1. Phạm vi phân cấp ống đứng

1. Hệ thống xuất và nhập dầu/khí được giả thiết là bao gồm các ống cứng, mềm hoặc kết hợp cả hai loại ống cứng/ống mềm, các bộ phận liên quan đến ống đứng như hệ thống kéo căng, các môđun nổi, phao nổi dọc ống đứng, kẹp cố định, hệ thống neo và các hệ thống điều khiển an toàn.

2. Trong một hệ thống xuất và nhập tiêu biểu của kho chứa nổi, điểm bắt đầu là điểm nối ống đứng với PLEM và điểm kết thúc là điểm kết nối ống đứng với kho chứa nổi. Các điểm kết nối thông thường là mặt bích đầu ra (hoặc mặt bích đầu vào) của PLEM và mặt bích đầu vào (hoặc mặt bích đầu ra) của kho chứa nổi.

3. Hệ thống nhập (import system): hệ thống nhập bao gồm các ống đứng nhập bắt đầu từ PLEM nhập nhưng không bao gồm PLEM nhập. Với một hệ thống ống đứng mềm tiêu biểu, ống đứng nhập có thể bắt đầu tại mặt bích PLEM/đầu giếng và kết thúc tại mặt bích đầu vào của kho chứa nổi.

4. Hệ thống xuất (export system): hệ thống xuất bao gồm các ống đứng xuất bắt đầu từ mặt bích đầu ra của kho chứa nổi và kết thúc tại PLEM xuất nhưng không bao gồm PLEM xuất.

5. Nếu hệ thống xuất/nhập có ảnh hưởng tới kho chứa nổi như hệ thống neo thì việc thiết kế và chế tạo các hệ thống thống này phải được xem xét đặc biệt.

1.1.2. Xem xét thiết kế cơ bản

1. Hệ thống xuất/nhập phải được thiết kế để duy trì độ nguyên vẹn dưới tác động của tổ hợp tải trọng xấu nhất gồm môi trường bên ngoài, tải trọng dung chất bên trong, tải trọng tai nạn, nhiệt độ và áp suất. Điều này đạt được bằng cách đảm bảo thiết kế hệ thống ống đứng tương thích và nhất quán với phương pháp luận thiết kế kho chứa nổi.

2. Phản ứng động của hệ thống xuất/ nhập phải được nghiên cứu đến mức độ chi tiết cần thiết để đảm bảo sự tương tác giữa kho chứa nổi và hệ thống neo không ảnh hưởng đến độ nguyên vẹn của kho chứa nổi hay hệ thống xuất/nhập.

3. Hệ thống ống đứng phải được thiết kế chịu được độ dịch chuyển lớn nhất của kho chứa nổi.

1.2. Hồ sơ trình duyệt

Các tài liệu mô tả thiết kế, chế tạo, lắp đặt và các giả thiết khai thác áp dụng cho dự án phải được trình duyệt khi bắt đầu sự án. Các thông tin sau đây là cần thiết để đảm bảo cơ sở thiết kế và việc lựa chọn chỉ tiêu là nhất quán so với phương pháp luận thiết kế:

(1) Một bản vẽ vị trí chỉ rõ các đặc tính độ sâu, vị trí các chướng ngại vật phải rời bỏ, vị trí các kết cấu nhân tạo cố định và các đặc tính quan trọng khác liên quan đến đặc điểm đáy biển.

(2) Chi tiết kĩ thuật vật liệu cho hệ thống xuất/nhập, kết cấu đỡ và lớp bọc.

(3) Việc chế tạo, thử và quy trình quản lí chất lượng ống.

(4) Các biểu đồ chỉ rõ prôfin nhiệt độ và áp suất.

(5) Bản vẽ và đặc tính kĩ thuật cho việc lắp đặt, thử hiện trường, kiểm tra, dự kiến thay thế các thiết bị, và chương trình bảo dưỡng liên tục của hệ thống ống đứng.

(6) Báo cáo môi trường và địa kĩ thuật.

1.3. Môi trường

Tải trọng môi trường phải được tính toán theo phương pháp trong Phần 2.

1.4. Thiết kế và phân tích hệ thống

1.4.1. Quy định chung

1. Thiết kế hệ thống xuất/nhập phải xét đến tất cả các trạng thái khai thác, thử, các sự kiện tồn tại (survival) và tai nạn. Thiết kế hệ thống xuất/nhập phải được phân tích để xác định phản ứng của hệ thống đối với các trạng thái thiết kế. Mỗi bộ phận riêng biệt phải được kiểm tra sức bền và sự phù hợp với trạng thái phục vụ.

1.4.2. Ống đứng cứng

1. Phân tích thiết kế

Phân tích ống đứng cứng phải tuân theo TVCN 6475:2006 hoặc các tiêu chuẩn được công nhận khác. Các điều kiện thiết kế quan trọng phải được xác nhận bằng một chương trình thích hợp. Chương trình này phải mô phỏng đúng phản ứng động của toàn bộ hệ thống hoạt động trong điều kiện thiết kế đưa ra.

Các hạng mục dưới đây nếu áp dụng phải được đưa vào trong phân tích:

(1) Điều kiện môi trường

(2) Trạng thái biên

(3) Cấu hình ống đứng

(4) Đặc tính khớp nối ống đứng

(5) Thiết bị đẩy nổi

(6) Chuyển động của kho chứa nổi (RAOs)

(7) Điều kiện tại chỗ

(8) Tác động của dung chất bên trong

(9) Thử áp lực và các trạng thái tai nạn

2. Giới hạn thiết kế

Ống đứng cứng phải được thiết kế chịu được các giới hạn sau, dựa trên các trường hợp tải trọng thiết kế đang xét.

Ứng suất tối đa, ổn định(stability) và ổn định thanh(buckling). Ứng suất cho phép của ống trơn phải được giới hạn theo tiêu chuẩn được chấp nhận (tham khảo API RP 2RD). Ổn định tổng thể của ống đứng và ổn định cục bộ của thành ống đứng phải được đánh giá.

Độ võng tối đa. Độ võng tối đa cho phép phải được xác định xét đến các hạn chế có sẵn của bộ phận ống đứng, thiết bị dùng trong ống đứng và sự cần thiết để tránh tương tác với kho chứa nổi.

Mỏi và phá huỷ. Hệ thống ống đứng phải được thiết kế đảm bảo có đủ độ an toàn cho các bộ phận quan trọng để chịu được hiệu ứng mỏi gây ra bởi tải trọng lặp (do cả tải trọng bên trong và bên ngoài) trong thời gian khai thác của hệ thống.

Tổn thương mỏi tích luỹ tính bằng phương pháp Miner phải bằng 0,1 hoặc nhỏ hơn cho các bộ phận quan trọng nhưng khó kiểm tra và sửa chữa. Đối với các bộ phận không quan trọng và dễ kiểm tra, sửa chữa tổn thương mỏi tích luỹ tính phải bằng 0,3 hoặc nhỏ hơn.

1.4.3. Ống đứng mềm

1. Phân tích tại vị trí khai thác

(1) Ổn định đáy biển cho các ống chuyển tiếp mềm.

(2) Phân tích tĩnh và động cho ống đứng mềm.

(3) Một phân tích động của hệ thống để đảm bảo:

(a) Sức căng tối đa và bán kính cong tối thiểu nằm trong giới hạn cho phép của nhà chế tạo.

(b) Các đoạn treo của ống mềm không được cho phép nảy (bounce) trên đáy biển hoặc bị nén đến mức có thể làm gập ống lại

(c) Các đoạn ống nổi treo không được phép cọ xát vào nhau, cọ với thân kho chứa nổi hoặc dây neo.

(4) Phân tích chuyển động do dòng chảy trong ống đứng gây ra.

(5) Phân tích ứng suất lớp trong ống mềm.

(6) Ứng suất trong các lớp ống mềm phải tuân theo các tiêu chuẩn được công nhận (tham khảo API SPEC 17J).

(7) Thiết bị kẹp chặt cơ học không được gây hư hỏng cho các lớp yếu hơn bên ngoài.

(8) Phân tích tuổi thọ khai thác.

(9) Thiết kế hệ thống bảo vệ chống ăn mòn .

2. Giới hạn thiết kế

Các giới hạn thiết kế lập cho hệ thống ống đứng phải được xác định theo các tiêu chuẩn được công nhận (có thể tham khảo API RP 17B) và phải được xác nhận bởi các thử nghiệm khả năng hoạt động/chấp nhận trong quá trình chế tạo ống đứng mềm và các bộ phận liên quan. Khi có đầy đủ các thông tin khai thác và dữ liệu thử từ trước thì Đăng kiểm có thể xem xét chấp nhận tài liệu này thay cho các thử nghiệm.

1.4.4. Hệ thống chuyển xuất dầu sang tàu dầu

Hệ thống này có thể được phân cấp nếu yêu cầu. Việc xuất dầu sang tàu dầu thường được thực hiện bằng 3 phương pháp:

- Chuyển khi hai tàu đậu cạnh nhau

- Chuyển khi một tàu đậu sau tàu kia

- Phao neo đơn thông qua ống đứng hay ống mềm

Để phân cấp hệ thống này, Đăng kiểm yêu cầu hệ thống tuân theo tiêu chuẩn OCIMF (Oil Companies International Marine Forum) và Công ước MARPOL. Tiêu chuẩn OCIMF áp dụng cho áp suất làm việc không lớn hơn 1,5 MPa (15 bar). Để tuân thủ tiêu chuẩn này, Đăng kiểm yêu cầu chủ kho chứa nổi áp dụng các hướng dẫn đưa ra trong Hướng dẫn mua, chế tạo và thử ống xuất cho các công trình neo buộc ngoài khơi của OCIMF. Các khía cạnh khai thác và an toàn của việc chuyển dầu phải được đưa vào trong Sổ vận hành và phải phù hợp với Sổ tay chuyển dầu từ kho chứa nổi sang tàu, chương 6 của OCIMF.

1.4.5. Các bộ phận của hệ thống

Tất cả các bộ phận của hệ thống phải được thiết kế theo các tiêu chuẩn được công nhận. Thông số kĩ thuật thiết kế và chế tạo của các bộ phận phải được trình duyệt. Các thông số kĩ thuật tối thiểu phải bao gồm các chỉ tiêu vận hành có được từ thiết kế và phân tích ống đứng và các chỉ tiêu chấp nhận để đảm bảo các chỉ tiêu này được tuân theo.

1.4.6. Phân tích lắp đặt

Phân tích lắp đặt phải giải quyết các khía cạnh của quy trình lắp đặt đưa ra trong qui định 1.1.6, Phần 7. Tính toán để xác minh độ toàn vẹn kết cấu của ống đứng các bộ phận phụ phải được trình duyệt.

Các ống đứng phải được kiểm tra với các tải trọng, sức kéo và tổ hợp mô men uốn lắp đặt và các tải trọng do quá trình lắp đặt các bộ phận phụ.

Tải trọng do các thiết bị kẹp cơ học như kẹp, thiết bị kéo căng phải được kiểm tra và không được gây hư hỏng cho các lớp bên ngoài yếu hơn của ống mềm.

1.5. Vật liệu

1.5.1. Vật liệu ống đứng cứng

Tiêu chuẩn cho vật liệu và kích thước của ống thép phải tuân theo các tiêu chuẩn được công nhận liên quan đến các yêu cầu về thành phần hoá học, chế tạo vật liệu, dung sai, sức bền và thử (tham khảo ANSI/ASME B31.4 và B31.8, API RP 2RD).

1.5.2. Vật liệu ống đứng mềm

Các tiêu chuẩn được công nhận phải được dùng để đánh giá vật liệu cho ống mềm (có thể tham khảo API RP 17B và API SPEC 17J.