SY/T 6558-2025 石油天然气钻采设备 海洋钻井和采油隔水导管

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资源简介

ICS 75.180.10 CCS E 92

中华人民共和国石油天然气行业标准

SY/T 6558—2025 代替SY/T 6558—2014

石油天然气钻采设备

海洋钻井和采油隔水导管

Petroleum drilling and production equipment— Offshore drilling and production conductor

2025-12-18发布 2026—06-18实施

国家能源局发布

SY/T 6558—2025

目次

前言 Ⅲ

1 范围 1

2 规范性引用文件 1

3 术语和定义 1

4 型式 2

5 系统构成及功能 3

5.1 功能 3

5.2 引鞋 3

5.3 接头 5

5.4 单根 6

5.5 独桩式隔水导管 7

5.6 井组多桩式隔水导管 7

5.7 导管架扶正式隔水导管 7

6 设计 7

6.1 设计信息 7

6.2 温度 7

6.3 载荷 8

6.4 结构 9

6.5 独桩式隔水导管 11

6.6 井组多桩式隔水导管 11

6.7 导管架扶正式隔水导管 12

7 材料 12

7.1 材料的选取 12

7.2 材料力学性能试验 12

8 制造 14

8.1 号料与切割 14

8.2 管体加工 14

8.3 接头加工 15

8.4 对接 15

8.5 焊接 16

9 检验与试验 17

9.1 检验 17

I

9.2 试验 18

10 防腐 19

10.1 管串防腐 19

10.2 管体防腐 19

10.3 接头防腐 19

11 文件与记录 20

11.1 文件 20

11.2 记录 20

12 标识、运输与贮存 20

12.1 标识 20

12.2 运输 21

12.3 贮存 21

附录A(规范性)隔水导管喷锌喷铝防腐 22

参考文献 27

前言

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

本文件代替SY/T 6558—2014《海上石油钻井和采油隔水导管》,与SY/T 6558—2014相比,除编辑性修改外,主要技术变化如下:

a) 标准名称修订为《石油天然气钻采设备海洋钻井和采油隔水导管》;

b) 更改了标准的“范围”(见第1章,2014年版的第1章);

c) 更改了“规范性引用文件”(见第2章,2014年版的第2章);

d) 更改了“术语和定义”(见第3章,2014年版的第3章);

e) 更改了接头相关表述内容,并将内接头、外接头替换为公接头、母接头(见3.6、3.7,2014 年版的6.1.7、9.2.3、9.3.3);

f) 重新对2014版标准内容进行划分,更新了标准框架;

g) 增加了“型式”(见第4章);

h) 更改了“系统构成及功能”(见第5章,2014年版的第4章);

i) 增加了对于设计信息的要求(见6.1);

j) 更改了温度的描述(见6.2,2014年版的5.2.4);

k) 更改了独桩式隔水导管单根总体长度范围(见6.5.3,2014年版的7.1.4);

1)更改了隔水导管接头材料的说明(见7.1.7,2014年版的6.1.7、6.1.8);

m) 删除了其他试验(见2014年版的6.7.2.4);

n) 增加了材料力学性能试验拉伸试验的要求(见7.2.3);

o) 增加了管体加工钢管类型(见8.2.1);

p) 增加了接头加工的要求(见8 3);

q) 更改了焊接工艺标准要求(见8.5.1.5,2014年版的6.6.1.5);

r) 增加了隔水导管管体公差要求(见9.1.2.1);

s) 更改了隔水导管管体与接头连接焊缝的探伤检验(见9.1.4.4,2014年版的9.4.4);

t) 更改了拉力试验等级(见9.2.2b),2014 年版的9.5.1.2];

u) 增加了密封试验要求(见9.2.2c)];

v) 更改了飞溅区和全浸区隔水导管外防腐要求(见10.2.6、10.2.7,2014年版的9.2.2.6、 9.2.2.7) ;

w) 更改了“文件与记录”相关表述内容(见第11章,2014年版的10.4);

x) 更改了隔水导管标识的内容(见12.1,2014年版的10.1);

y) 更改了隔水导管运输堆放层数要求(见12.2.4,2014年版的10.2.4);

z) 更改了所需主要设备要求(见A.2.3,2014 年版的A.2.3)。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会(SAC/TC 96) 提出并归口。

本文件主要起草单位:山东祺龙海洋石油钢管股份有限公司、江苏省建湖县永维阀门钻件有限公司、中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司、中海油田服务股份有限公司。

本文件主要起草人:王志明、马会珍、金鑫、严小妮、颜波、杨秀菊、陈才虎、刘娟、乔东湘、

孟庆滨、李妍、苏国锦。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:

——2003年首次发布为SY/T 6558—2003,2014年第一次修订; ——本次为第二次修订。

IV

1 范围

本文件规定了石油天然气钻采设备中海洋钻井和采油隔水导管的型式、系统构成及功能、设计、 材料、制造、检验与试验、防腐、文件与记录、标识、运输与贮存等。

本文件适用于(水深500m 以内)海洋钻井和采油作业用隔水导管(以下简称隔水导管)的设计、制造和检验。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 985.1 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口

GB/T 985.2 埋弧焊的推荐坡口

GB/T 1184 形状和位置公差未注公差值

GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差

GB/T 9711 石油天然气工业管线输送系统用钢管

GB/T9793 热喷涂金属和其他无机覆盖层锌、铝及其合金

GB/T 11373 热喷涂金属零部件表面的预处理

GB/T 11374 热喷涂涂层厚度的无损测量方法

GB/T 28911 石油天然气钻井工程术语

NB/T 47013 承压设备无损检测

SY/T 4084 滩海环境条件与荷载技术规范

SY/T 4091 滩海石油工程外防腐技术规范

SY/T 4094 浅海钢质固定平台结构设计与建造技术规范

CCS 海上固定平台入级与建造规范

AWS D1.1/D1.1M 钢结构焊接规范 (Structural welding code—Steel)

3 术语和定义

GB/T 28911界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

隔水导管 conductor

钻井和采油平台用于隔离海水、建立循环、支撑井口装置的大口径管柱。 [来源:GB/T 28911—2012,16.5.8,有修改]

1

3.2

引鞋 guide shoe

用来引导隔水导管串顺利入井的装置。

3.3

接头 coupling

隔水导管单根之间连接组成管串时所使用的连接装置。

3. 4

隔水导管串 conductor string

由多个隔水导管单根相连接组成的管串。

3.5

隔水导管管体 conductor pipe

构成隔水导管单根的主体管。

3.6

母接头 box

轴孔连接中带有孔端的隔水导管接头零件。

3.7

公接头 pin

轴孔连接中带有轴端的隔水导管接头零件。

3.8

单根 single conductor

隔水导管单根为组成隔水导管串的基本单元,由公接头、管体、母接头组成。 3.9

裸眼固井式 drilling type

采用钻头钻出井眼后再下入隔水导管或结构导管并固井的方式。

3.10

锤击打入式 piling type

依靠隔水导管的自重和桩锤的冲击力将隔水导管锤入地层的方式。

3.11

喷射下入式 jetting type

依靠管串自重和水射流边喷射边开孔下导管至设计地层的方式。

4 型式

隔水导管按照施工方式分为:

a) 裸眼固井式(见图1);

b) 锤击打入式(见图2);

c) 喷射下入式(见图3)。

隔水导管按照应用方式分为:

a) 独桩式(见图4);

b) 井组多桩式(见图5);

c) 导管架扶正式(见图6)。

隔水导管按照抗载性质分为:

2

a) 抗冰式;

b) 非抗冰式。

3

标引序号说明: 1——单根;

2— — 接头;

3 ——引鞋。

标引序号说明: 1— — 单根;

2 — — 接头; 3——引鞋。

图 1 裸眼固井式

图 2 锤击打入式

图3 喷射下入式

5 系统构成及功能

5.1 功能

海洋隔水导管系统的主要功能:

a) 钻井作业时:

1)隔离海水、形成钻井液循环通道;

2)引导钻井工具入井。

b) 采油作业时:

1)支撑井口采油树的安装;

2)多桩连接后,作为井口平台;

3)抵御所在海域的环境载荷(50年一遇或100年一遇)。

5.2 引鞋

5.2.1 引鞋作为隔水导管串下端专用装置,可用于裸眼固井式、锤击打入式、喷射下入式隔水导管。

4

标引序号说明:

1 — — 海面水线;

2 — — 海底泥面;

3——水泥固井环空; 4——单根;

5 — — 接头; 6——引鞋。

 

1——海面水线;

2——海底泥面;

3——水泥固井环空;

4——隔水导管连接结构; 5——水下海底基盘;

6——单根;

7 ——接头;

8 ——引鞋。

图4 独桩式图 5 井组多桩式

5.2.2 裸眼固井式隔水导管下端的引鞋为隔水导管串提供导向和固井支持,其内部的一个或多个单向阀为隔水导管串与地层固结时提供水泥浆单向通道,通常单向阀材质为铝制或尼龙等可钻削材质。

5.2.3 锤击打入式及喷射下入式隔水导管下端的引鞋为隔水导管串贯入地层提供导向和刺穿力,包括但不限于三种类型:

a) 内坡口式:管端内坡口宜为30°~~45°,引鞋厚度宜为1~1.5倍管体厚度,常用于喷射下入式隔水导管;

b) 硬质合金齿式:端部带硬质合金块,起到快速破除硬地层的作用,提高隔水导管锤入效率, 常用于锤击打入式隔水导管;

c) 加筋硬质合金齿式:外表面有加强筋,内表面有旋松导向筋,可有效抵抗入泥后的椭圆变形, 常用于锤击打入式隔水导管。

1——固定平台导管架; 2— — 海面水线;

3 — — 海底泥面;

4——导管架扶正结构; 5——隔水导管扶正孔; 6——单根;

7— — 接头;

8——引鞋。

图 6 导管架扶正式

5.3 接头

5.3.1 公接头、母接头可在管体上直接加工或与管体焊接成一体。

5.3.2 接头结构形式包括但不限于以下几种:

a) 炮栓式接头:即一个构件部分旋转与另一个构件联合并互锁在一起的接头。

b) 螺栓—法兰式接头:即通过螺栓、螺母将两个法兰盘连接在一起的接头。

c) 筒夹(套抓)式接头:即具有配合连接构件的开槽圆柱形元件互相连接的接头。

d) 卡簧式接头:即通过机械驱动的卡簧圈使公母接头互锁在一起的接头,可设计为单卡或多卡形式。

5

e) 螺纹式接头:即带有匹配的螺纹齿将公母接头啮合在一起的接头,可设计为单头或多头螺纹。 根据施工方式有钻入式螺纹接头、锤入式螺纹接头、喷射式螺纹接头等多种形式。

5.3.3 接头性能要求包括但不限于以下内容:

a) 接头应具有防倒转解脱的结构或装置来防止隔水导管倒转解脱;

b) 接头具有密封性能来满足使用工况的密封需求,可通过橡胶密封来实现;

c) 与管体焊接的接头宜为合金钢锻件,不允许使用铸造件。

5.3.4 根据施工方式、应用方式或设计,有但不限于以下几种应用方式:

a) 裸眼固井式隔水导管宜采用卡簧式、钻入式螺纹接头;

b) 锤击打入式隔水导管宜采用锤入式螺纹接头(接头外径与管体相同便于打桩下入);

c) 喷射式隔水导管宜采用喷射式螺纹接头。

5.3.5 隔水导管接头常用规格见表1。

表1隔水导管接头常用规格

隔水导管接头规格

mm(in)

适用隔水导管规格

mm

适用隔水导管壁厚 mm

914(36)

914

50.8

38.1

25.4

762(30)

762

660(26)

660

610(24)

610

508(20)

508

15.9

12.7

5.4 单根

5.4.1 隔水导管单根结构形式见图7,由隔水导管单根组成的管串应便于拆卸。

5.4.2 隔水导管单根的基本参数应与施工方式、应用方式、抗载性质、环境条件、设备运行、工艺要求相匹配。

1——公接头 ;

2——管体;

3——母接头。

图7 隔水导管单根

6

5.5 独桩式隔水导管

独桩式隔水导管多用于海上探井钻井。工作水深30m 以内时无需钻井平台的张力设备,根据用户要求可保留井口或钻井后切除;工作水深大于30m 时需要钻井平台对隔水导管顶部或附近提供张力,防止隔水导管弯曲,使隔水导管保持近似垂直状态,完井后需要切除。

5.6 井组多桩式隔水导管

井组多桩式隔水导管用于已经探明地质储量的油田开发。钻井后需要保留井口并形成井口平台。 钻井平台开钻前先在预定海域将水下海底基盘安装固定,再按水下海底基盘的井间距对准其导向孔钻开海底浅层,下入各根隔水导管并与地层固结。待井组所有隔水导管全部施工后,在水面高于设计高潮位以上进行各个隔水导管的加固连接,形成稳定的空间结构。根据要求在隔水导管的顶部安装井口平台甲板并进行必要的加固,形成完整的井口平台。通常该形式的井口平台工作水深为30m 以内, 并应进行详尽的校核计算。

5.7 导管架扶正式隔水导管

导管架扶正式隔水导管用于已经探明地质储量的整装油田开发。整装油田海上开发的综合固定平台通常布置有几十口或上百口生产井。固定平台的导管架上,根据井口需要每隔一定距离设计有隔水导管扶正结构,扶正结构上设置有每口井的导向孔。平台施工前,先根据用户给出的平台所在海域的环境条件(50年一遇或100年一遇)、地质条件(浅层地质)、导管架扶正支撑条件及施工方式等进行计算后选定隔水导管基本参数。平台钻井时需要对准导管架扶正结构上的导向孔钻开海底浅层,下入各根隔水导管并与地层固结。每根隔水导管施工后,应将水面以上的导管架扶正结构对隔水导管在圆周方向对四个方向进行约束。通常该形式的综合固定平台(中心平台或卫星平台)工作水深为 300 m 以内或更深。

6 设计

6.1 设计信息

6.1.1 设计信息包括但不限于:

a) 隔水导管串的额定载荷;

b) 隔水导管串的最低温度、工作温度和最高温度;

c) 隔水导管的抗载性质(抗冰或非抗冰)。

6.1.2 隔水导管满足主要尺寸的基本特征包括:

a) 隔水导管串的入泥深度应满足所在海域浅层地质条件和井身结构设计;

b) 隔水导管串中的组件最大外径应小于钻井平台的转盘的最大开孔直径;

c) 隔水导管的最小内径应能通过钻井选定的钻具组合;

d) 隔水导管结构应能满足所在海域环境条件的需要;

e) 隔水导管单根长度应与特定钻井平台上的隔水导管存储架长度、井架人字形大门的尺寸、隔水导管吊运设备相匹配。

6.1.3 需考虑的其他基本参数包括隔水导管串的入泥深度、工作水深、抗载类型、最大外径、最小内径、单根长度等。

6.2 温度

隔水导管的温度等级需根据所在的海域环境条件(50年一遇或100年一遇)和是否利用隔水导

管作为井口平台的结构支撑而定。冬季结冰寒冷海域最低设计温度(日平均大气温度的最低值)宜为 -20℃,其他冬季非结冰海域最低设计温度应为0℃。温度等级是隔水导管适用范围和钢材选择的基本条件。

6.3 载荷

6.3.1 环境条件

6.3.1.1 影响隔水导管载荷设计的环境条件包括但不限于:

a) 风、环境温度;

b) 水深、潮汐、波浪、海流;

c) 海冰、地震、海生物、海水温度、海水水质;

d) 海底地貌、工程钻孔地质条件资料等。

6.3.1.2 环境条件参数的选取应符合SY/T 4084的规定。

6.3.1.3 所使用海域的抗载性质(抗冰或非抗冰)、设计使用寿命要求及其他环境条件的重现期(50年一遇或100年一遇)确定。

6.3.2 载荷类别

6.3.2.1 作用于隔水导管的环境载荷主要有:

a) 风载荷;

b) 波浪载荷;

c) 海流载荷;

d) 冰载荷;

e)地震载荷。

6.3.2.2 隔水导管在使用期间受到的除环境载荷以外的使用载荷主要包括但不限于以下种类:

a) 隔水导管在空气中的质量及上部设备、结构质量;

b) 作用于隔水导管水下部分的静水力;

c) 井组多桩式隔水导管上部甲板结构、设备及所有载荷。

6.3.2.3 隔水导管在制造、运输、贮存和海上施工等阶段承受的暂时性的施工载荷主要包括但不限于以下种类:

a) 制造过程中承受的吊运载荷;

b) 运输过程中的挤压载荷和振动冲击载荷;

c) 贮存过程中的挤压载荷;

d) 施工过程中的吊运、存放、对接及平台张紧器对隔水导管的作用载荷;

e) 锤击贯入施工中的冲击锤对隔水导管的冲击载荷等。

6.3.3 载荷计算

6.3.3.1 依据环境载荷开展数值模拟分析或物理模型试验。

6.3.3.2 载荷组合的基本原则应是隔水导管在使用期间同时可能出现的最不利的载荷条件进行组合, 并且取各载荷的相应最大值。

6.3.3.3 隔水导管静力分析时,隔水导管结构本身的浮力应予考虑;动力分析时,除考虑隔水导管结构本身质量外,还应考虑附加质量。

6.3.3.4 使用载荷和施工载荷设计计算应按照CCS《海上固定平台入级与建造规范》的规定执行。

8

6.4 结构

6.4.1 总体要求

6.4.1.1 隔水导管结构设计应满足强度和稳定性的要求,必要时还应满足疲劳要求,同时避免产生过大的变形和振动。隔水导管的结构设计应安全、可靠,防止在施工和使用的各阶段由于结构破坏而造成生命、财产损失和环境污染。

6.4.1.2 结构设计应满足但不限于以下要求:

a) 用户所选定海域的极端(50年一遇或100年一遇)海洋环境要求,包括水深、海冰、风、波浪、海流、潮汐、地震、海生物、海水温度、海水水质及气温等;

b) 所处海域的海底地貌、海底浅层地质条件和抗载性质;

c) 探井钻井后井口形式(预留或切除);

d) 施工装备或机具的能力;

e )施工载荷。

6.4.2 结构分析

6.4.2.1 隔水导管的结构总体分析应建立一个与实际结构等效的计算模型,要考虑结构与周围介质之间的相互作用。所用的计算机程序应是公认的或发证检验机构认可的。

6.4.2.2 计算隔水导管的应力时通常采用三维计算模型。

6.4.2.3 隔水导管的总体分析包括静力分析和动力分析,宜以静力分析结果为设计依据,下列情况之一时应进行动力分析,作为静力分析的补充和校核:

a) 隔水导管的固有频率接近于设计海域内所形成的波浪中具有主要能量的波分量频率;

b) 冲击性载荷频率接近于隔水导管的固有频率,且使结构产生重大动力响应;

c) 地面运动加速度大于或等于0.1g(g 为重力加速度,g=9.8m/s²);

d) 受到冰载荷的作用,考虑了冰载荷的动力影响。

6.4.2.4 当隔水导管与其他海上设施(如固定平台)相连接时,宜考虑隔水导管与相连接的海上设施的相互作用。在带有隔水导管的平台设计中,应将各个隔水导管在水面以上至少设置2层连接结构,且连接结构避开挡冰区。连接结构应将隔水导管至少在3个以上方向上与平台的主要结构连接成一体。

6.4.3 静力分析

6.4.3.1 隔水导管的强度和刚度的校核采用静力作用下隔水导管结构各节点的应力和位移判定。

6.4.3.2 静力分析时,隔水导管可被模拟为具有梁单元的空间结构。

6.4.3.3 对隔水导管的边界条件应注意下列几点:

a) 分析隔水导管与土之间相互作用时,宜考虑土壤的非线性影响。

b) 当隔水导管的横向位移较小时,可近似按线性分析。

c) 初步设计时,为简化计算,可将隔水导管的下部模拟为一刚性固定端。刚性固定端位于设计泥面垂直向下T(m) 处。设计泥面的位置在自然泥面下的距离要按地质条件决定。建议按下列经验公式确定T 值:

1)对淤泥:

T=(7.0~8.5)D …………………………………(1)

2)对硬黏土:

9

T=(3.5~4.5)D (2)

3)缺乏土壤资料时:

T=6.0D (3)

式中:

T——刚性固定端在设计泥面下的位置,单位为米( m);

D——隔水导管外径,单位为米(m)。

6.4.4 地震分析

地震载荷作用于隔水导管,对隔水导管结构最不利的主轴方向取载荷的100%,对与此轴相垂直的水平方向取载荷的100%,对与水平面垂直的方向取载荷50%,用这三个方向的地震引起的惯性力与静载荷同时作用于隔水导管上,作为静力问题对隔水导管进行结构分析。

6.4.5 动力分析

6.4.5.1 隔水导管需要进行动力分析或疲劳强度分析时,计算采用的方法应是公认的或满足所采用规范、标准的要求。

6.4.5.2 可采用线性基础或非线性基础进行隔水导管基础模拟。在使用线性基础时,应保证线性基础等效于实际的桩—土系统;在使用非线性基础时,应能够模拟桩—土系统的侧向载荷—变位特性 (P-Y 曲线),还应满足Q-Z 曲线、T-Z 曲线。

6.4.6 应力分析

6.4.6.1 钢结构可采用许用应力计算的方法进行计算分析。在工作环境和施工条件下,构件材料的许用应力应符合表2的规定。

表2材料许用应力

应力种类

许用应力符号

许用应力值

N/mm²

抗拉、抗压、抗弯

[o]

0.6Rn5

抗剪

[z]

0.4Rn5

承压面(磨平)

[oa]

0.9Rn5

注:Rn.5为钢材屈服强度,单位为牛每平方毫米(N/mm²)。

6.4.6.2 在工作环境下,对接焊缝的许用应力应等于母材的许用应力。填角焊缝的抗拉、抗剪的许用应力均应取0.4R10.5。

6.4.6.3 在极端环境条件下各种载荷组合后的构件许用应力可提高1/3;但计算所得的截面,不应小于按照工作环境条件所得的截面。

6.4.6.4 隔水导管在设计载荷作用下其强度要求和计算公式如下:

……………………………(4)

10

……………………………………(5)

σ——轴向应力,单位为牛每平方毫米(N/mm²);

T——剪应力,单位为牛每平方毫米(N/mm²);

N——计算截面的轴向力,单位为牛 (N);

A——计算截面的面积,单位为平方毫米 ( mm²);

M、My——计算截面分别绕x 轴和y 轴的弯距,单位为牛毫米 (N·mm);

W——计算截面的剖面模数,单位为立方毫米(mm³);

Q——计算截面的剪力,单位为牛 (N);

D——隔水导管的平均直径,单位为毫米 (mm);

t——隔水导管壁厚,单位为毫米 ( mm)。

6.4.6.5 隔水导管连接所采用的接头,应在考虑组合载荷及与隔水导管相关结构支持条件,采用公认的计算程序对接头进行计算分析,并出具正式计算报告书。该计算报告书应经发证检验机构认可;隔水导管不采用接头时,其各管段间的焊接质量也应取得发证检验机构的认可。

6.4.6.6 若隔水导管采用打桩方式施工时,应进行结构施工分析。

6.4.6.7 结构设计中应根据隔水导管所处海域的环境条件及防腐措施适当考虑腐蚀裕量。

6.5 独桩式隔水导管

6.5.1 根据独桩式隔水导管承力分布状况,宜设计成变壁厚结构。

6.5.2 独桩式隔水导管串结构形式可为:引鞋+隔水导管单根+变径管段(静水面附近)+直径较小管段。壁厚变化可在快速接头两端进行。

6.5.3 隔水导管单根的总体长度(包含快速接头)通常为10.36m~14.63m, 也可根据用户要求定制。单根长度规格的选择应满足钻井平台海上施工作业或用户的要求。

6.5.4 接头与隔水导管管体焊接部位宜等壁厚,接头焊接端宜留有足够的焊接应力释放区和探伤操作区。

6.5.5 独桩式隔水导管串在水深小于30m 海域施工时,可根据环境条件不用隔水导管张紧器张紧; 在水深大于30m 海域施工时,宜利用钻井平台的隔水导管张紧器将隔水导管串张紧,张紧力的大小需根据管串自重,宜将管串受力中点置于海底泥面以上5m 左右。

6.5.6 独桩式隔水导管串宜在海平面(静水面)以下3m~5m 采用变径结构,减少隔水导管所受的冰载荷或波浪载荷。

6.6 井组多桩式隔水导管

6.6.1 井组多桩式隔水导管的布局应满足石油开发井位布置要求。

6.6.2 在海底泥线上应设有能够满足隔水导管扶正要求的水下井口基盘,以改善受力状态。

6.6.3 宜在水面上高于高潮位的合适位置将各个隔水导管进行结构连接。

6.6.4 隔水导管之间的连接结构宜采用整体桁架稳定结构并根据井口预留高度采用多层连接。

6.6.5 根据海上油田开发总体要求需在隔水导管上部加装井口平台甲板时,宜在连接结构以上部位预留安装位置和结构。

6.6.6 多桩式隔水导管的设计计算时,宜考虑群桩效应及多方向的外载作用。

6.6.7 设计计算时应考虑井口平台甲板和井口采油装置及施工过程中外加载荷对多桩式隔水导管的影响。

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6.6.8 多桩式隔水导管的设计计算应按照CCS《海上固定平台入级与建造规范》的规定执行。

6.7 导管架扶正式隔水导管

6.7.1 用于海上固定平台中的隔水导管结构设计时,应与固定平台导管架设计单位详细结合并将隔水导管对导管架各点最大作用力及时提交给导管架设计单位。

6.7.2 导管架的隔水导管扶正结构,宜根据油田开发所采用的隔水导管结构形式进行设计。

6.7.3 导管架上各层隔水导管扶正结构之间的距离,宜根据隔水导管在预定海域极端环境条件下的受力情况决定,两层结构之间的最大距离宜小于30m。

6.7.4 根据海上油田开发要求,导管架扶正式隔水导管可采用螺纹式接头连接、钻井下入固井式结构,也可以采用特殊螺纹连接、锤击打入式结构。

7 材料

7.1 材料的选取

7.1.1 确定隔水导管材料时,除考虑钢材化学成分和力学性能外,还宜考虑各个部位所承受的应力状态、各构件的厚度、工作环境温度及钢材的断裂韧性、疲劳性能和抗层状撕裂能力。

7.1.2 隔水导管所用的材料应具有合乎要求的出厂证书(包括钢材的炉号、批号、化学成分、机械性能等)和由生产厂商复验的检测报告。不符合要求的钢材不许使用。

7.1.3 生产厂商若需钢材的替代,宜充分考虑替代钢材的化学成分和机械性能,必要时应进行有关的分析、计算和试验。当证明替代钢材满足设计或业主要求,应经设计单位或用户认可后,才能使用替代钢材。

7.1.4 钢材的最低设计温度应根据隔水导管处于极端环境下不发生脆性破坏的原则,最低设计温度应比作业海区至少连续10年中最冷日平均气温低5℃。

7.1.5 隔水导管的材料选取应根据所处海域井位的水深、抗冰厚度、冰的抗挤压强度、地质浅层情况、风、波、浪、流及隔水导管与周围结构物的连接情况,通过详细的计算,参照隔水导管所受极端环境产生的最大应力及在8级地震裂度下的破坏程度,选取隔水导管的整体结构组成及材料。

7.1.6 隔水导管管体材料按照用户要求的重现期(50年一遇或100年一遇),根据隔水导管将要承受的海冰、风、波、浪、流、地震、海水腐蚀、海生物的侵蚀条件,通过隔水导管的整体和局部应力计算分析后得出的最大应力进行隔水导管管体材料的选取。

7.1.7 隔水导管接头材料根据7.1.6计算后得出的管体承受最大载荷,通过对接头数字模型进行计算分析或缩尺模型载荷试验,确定接头位置最大应力,应按照母接头和公接头最大应力进行母接头和公接头材料的选取,最大应力应小于材料的许用应力。材料的拉伸性能的断面收缩率、拉断伸长率按照 GB/T 9711的规定执行,母、公接头的材料选取还应与管体材料保持具有良好的可焊性能。

7.2 材料力学性能试验

7.2.1 一般要求

试验选定的材料具有代表性。热处理后的原材料取样应经受与原材料相同的处理。制备试样的方法应不影响原材料的性能。轧材的试样应保留原轧制面或接近原轧制面。如果用剪切或火焰切割方法截取试样,应留有足够的加工余量。试样加工时,不可经受过分的加热或冷变形。不合格试样,应由在原试样相邻部位的原材料上制备的新试样代替。

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7.2.2 夏比V 型缺口冲击试验

7.2.2.1 隔水导管结构钢材的夏比V 型缺口冲击试验,其试样的截取位置和数量应符合下列规定:

a) 当板厚t 不大于30 mm时,取一组三个夏比V型缺口冲击试样,其截取位置应符合图8的规定;

图 8 t≤30 mm时试样截取位置

b) 当板厚t 大于30 mm 且不大于|50mm 时,取两组各三个夏比V 型缺口冲击试样,其截取位置应符合图9的规定;

图 930 m m

c) 当板厚t 大于50 mm 且不大于80 mm 时,取两组各三个夏比V 型缺口冲击试样,其截取位置应符合图10的规定;

图 1 0 5 0mm

d) 当板厚t 大于80 mm 时,取两组各三个夏比V 型缺口冲击试样,其截取位置应符合图11的规定。

7.2.2.27.2.2.1中a)、b)、c)、d) 的每一组3个冲击试样的冲击能量均应不小于该级钢规定的最小平均值。3个冲击试样中仅允许有1个试样的冲击能量小于规定的最小平均值,但应不小于该平均值的70%。当任一组3个冲击试样所得的结果不符合上述要求时,只要低于规定平均值的试样不超过两个,且最多只有1个试样的冲击能量低于规定平均值的70%,便可在邻近于原始试样取样位置再取一

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组3个冲击试样进行附加试验。附加试验所得的结果,应与原来的结果相加,得到1个新的平均值, 该平均值应满足规定平均值的要求。在这6个参与平均的试样中,低于规定平均值的试样应不超过 2个,且其中低于规定平均值70%的试样应不超过1个,否则仍不可验收。如果附加试验仍不合格, 则试验规定的材料不应使用,但可在同一批材料中另外任意选取2个单件材料,各取一整套(拉力、 两组冲击)试样,进行全部项目的复试。复试合格,则该批材料可以使用;如果复试结果有1个项目不合格,则该批材料不可使用。

7.2.2.3 冲击试验应在指定的最低温度或更低温度下进行,不应高于最低设计温度。

图11 t>80 mm 时试样截取位置

7.2.3 拉伸试验

隔水导管一般强度结构用钢和高强度结构用钢拉伸性能应符合设计要求,管线钢拉伸性能应符合 GB/T 9711的相关要求,材料的屈强比(屈服强度/抗拉强度的比值)应符合下列规定:

a) 一般强度结构用钢,其屈强比应不大于0.7;

b) 高强度结构用钢,其屈强比应不大于0.85;

c) 管线钢,其屈强比应不大于0.93。

8 制造

8.1 号料与切割

8.1.1 在钢板上号料时,直线长度小于或等于3m 时,直线度的公差应不超过1mm, 直线长度大于 3 m 时,公差应不超过2mm; 角度的公差应不超过1.5 mm/m; 曲线、外形尺寸和理论线的公差应不超过2mm。

8.1.2 隔水导管所用钢板的切割和坡口加工可采用机械加工或气割(自动和半自动)的方法。被切割的构件切割边缘的公差要求:

a) 后续工序采用自动焊接时,直线度应不超过0.5 mm;

b) 后续工序采用手工焊接时,直线度应不超过1.5 mm;

c) 外形尺寸的公差应不超过3mm;

d) 板和型钢坡口角度的公差应不超过4°;

e)管坡口角度的公差应不超过5°。

8.2 管体加工

8.2.1 可接受的钢管类型包括但不限于无缝管( SMLS)、直缝埋弧焊管( SAWL)、高频电阻焊管

(HFW)。

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8.2.2 在选用钢材和制定冷加工工艺时,应使构件在冷加工成形后的机械性能,特别是冲击韧性,保持该等级钢材的规定值。

8.2.3 不同钢级冷加工成形条件以Rlt 的极限为依据 (R 为冷加工成形构件的弯曲半径,t 为构件厚度)。R/t的极限值由钢厂按钢级提供。当Rlt 小于极限值时,形成的构件需进行热处理,使其机械性能达到该等级钢材的规定值。

8.2.4 变径管段冷加工的塑性变形大于2%,且加工后不进行热处理时,其所用的钢材应按SY/T 4094 的有关规定进行时效试验及验收。

8.2.5 构件在热加工成形后的机械性能仍应保持该等级钢材的规定值,否则要进行热处理,使其达到规定值。

8.2.6 以热处理或控制轧制状态供应的钢材,经过热加工成形后,应重新进行热处理,以恢复均匀的金相组织和机械性能。

8.3 接头加工

8.3.1 接头的毛坯应锻造成型,锻造毛坯应无肉眼可见的裂纹、夹层、折叠、夹渣等有害缺陷,并且留有足够的加工余量。

8.3.2 锻造成型的接头毛坯应进行热处理以改善其金相组织和机械性能,使其达到设计规定值。热处理后力学性能不合格的锻件应重新进行热处理。

8.3.3 接头应按设计要求进行加工并达到要求的精度等级:

a) 接头精车后应完全车除脱碳层;

b) 除另有规定外,精车后线性尺寸公差应符合GB/T 1804中 m 级的要求,圆度以及同轴度应符合GB/T 1184的要求。

8.3.4 接头应具有随机互换性,保证接头连接性能。

8.4 对接

8.4.1 管体

8.4.1.1 隔水导管的管体,等厚度钢板对接时,板缝两侧的钢板应调整到同一平面,局部接缝可以有少许错边(见图12),错边a 值按板厚t 应符合如下规定:a<0.15t, 且应a≤2mm, 如接缝为X 型坡口,应a≤3mm。

图 12 等厚度对接

8.4.1.2 隔水导管的管体,不同厚度钢板对接时(见图13),板厚差为下列数值时,则应将较厚钢板的边缘削斜,削斜的宽度应大于板厚差的4倍:

a) 较薄钢板的厚度t₂≤10 mm, 板厚差超过3mm 时 ;

b) 较薄钢板的厚度t₂>10mm, 板厚差超过4 mm 时。

8.4.2 管体与接头

8.4.2.1 隔水导管管体与接头对接时,管体与接头应调整到同一中心线上,局部接缝可以有少许错边,错边a 值按8.4.1.1的规定执行。

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图13 不同厚度对接

8.4.2.2 对接钢板的坡口形式可根据焊接方法,按照GB/T 985.1和GB/T 985.2的有关规定执行。

8.4.2.3 接头与隔水导管管体对接的坡口形式应与管体保持一致。

8.5 焊接

8.5.1 设备及人员

8.5.1.1 隔水导管管体的制造商所使用的焊接设备应参数稳定,调节灵敏,且能保证焊接工艺、焊接质量和安全可靠的要求。

8.5.1.2 参加隔水导管施焊的焊工应持有有关部门认可的焊工资格证书,并从事与证书相应的焊接工作。焊工进行隔水导管焊接时,应随身携带焊工合格证件,以备检查。

8.5.1.3 从事隔水导管无损检测的人员应持有有关部门颁发或认可的《无损检测人员资格证书》,并从事与证书种类和等级相符的无损检测工作。

8.5.1.4 焊接所用的焊条、焊丝、焊剂、气体保护焊用的钨极连同保护气体应符合发证检验机构认可的标准。

8.5.1.5 焊接工艺根据AWS D1.1/D1.1M或SY/T 4094等有关规定执行。

8.5.2 焊接要求

8.5.2.1 隔水导管管体的焊接前坡口及其两侧区域应除去锈污、水分、氧化物、油脂及油漆等。

8.5.2.2 临时固定焊和定位焊区也应由合格的焊工施焊,所选用的焊条应与正式施焊时相同,定位焊的数量应控制到最小,定位焊焊缝的厚度应不小于根部焊道的厚度,其长度不小于较厚焊件厚度的 4倍或50 mm (取其小者)。定位焊焊缝质量要求与正式施焊的焊缝要求相同。

8.5.2.3 对要求全焊透的焊接接头,除确能保证焊透者外应清根后再进行反面焊接,当使用碳弧气刨清根时,应避免在焊缝母材上产生渗碳或过热现象,如有渗碳或过热现象,应予打磨。打磨出的槽口形状应符合焊接工艺要求。焊缝增高部分的外形应规整,并均匀地过渡到母材。

8.5.2.4 宜采用合理的装配步骤和焊接顺序,以控制焊接变形,避免过大的残余应力和防止裂纹产生。

8.5.2.5 在修补焊接缺陷时,应采取包括但不限于以下措施:

a) 编制详细的修补焊接工艺说明书;

b) 焊补前应完全消除焊缝中的缺陷,必要时可用磁粉探伤或着色检查方法进行检查;

c) 进行浅层和局部修补时,预热温度和施焊温度应比通常施焊的温度高25℃,且至少为100℃;

d) 焊缝长度大于或等于100 mm, 同一部位的缺陷宜只允许修补2次;

e) 较长的焊缝缺陷可以分段修补,以避免产生过高的内应力和裂纹;

f) 焊后经过热处理的焊接接头焊补后再次进行热处理,焊补后的焊缝应与相邻部位过渡平顺, 并重新进行表面质量和内部质量检验;

g) 应做好修补缺陷的位置、大小、修补方法及焊补后质量检查等记录,存档备查。

8.5.2.6 焊接工作应在具有防风、尘、风沙、雨、雪等条件下进行,施焊时的环境温度不应低于经批准的焊接工艺认可试验规定的最低温度,在严寒的天气条件下进行焊接时,应采取适当的措施。焊接

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时在坡口两侧应加热去潮,其温度至少为5℃。

8.5.2.7 手工焊时,不应在焊件坡口外引弧。埋弧自动焊时,应在焊件两端焊上引弧板和熄弧板。

8.5.2.8 焊前预热温度和层间温度应根据结构和钢等级、化学成分和碳当量、焊件厚度、施焊环境、 焊接方法及焊件约束状况等参数及焊接工艺认可试验的结果确定。

9 检验与试验

9.1 检验

9.1.1 范围与人员

9.1.1.1 应在隔水导管制造的各个阶段进行质量控制、检验。

9.1.1.2 检验人员应掌握焊接技术及检验、试验方法,并了解隔水导管制造、装载、运输、施工、制造程序、容易发生问题的部位、环节及处理原则等知识。应对检验员的教育程度、工作经历和时间、 经验进行考核。

9.1.2 管体检验

9.1.2.1 隔水导管的管体应在制作的各个阶段进行检验。其公差或偏差要求为:

a) 管体的圆度公差应不超过名义直径的1%,并应不超过6.5 mm,管端圆度公差不超过4 mm。

b) 管体的外圆周长公差应为名义圆周长的1%或12.5 mm, 取其小者,管端外圆周长公差应不超过 5mm。

c) 管体的直线度的允许公差须符合下列规定:

1)当管段长度<3m 时,直线度公差应不超过1mm/m;

2)当管段长度≥3m 时,全长的直线度公差应不超过总长的1/1000,同时,在长度的任意

3 m 内,直线度公差应不超过3 mm;

3)当管体长度超过12m 时,在长度的任意12m 内直线度公差应不超过10mm。

d) 管体的壁厚偏差应符合下列规定:

1)焊管额定壁厚<15 mm 时,壁厚偏差为±0.1t;

2)焊管额定壁厚≥15mm 时,壁厚偏差为±1.5 mm;

3)无缝管额定壁厚<25 mm 时,壁厚偏差为(+0.125t,-0.125t);

4)无缝管额定壁厚≥25 mm 时,壁厚偏差为+3.7 mm 或+0.1t, 取较大者, -3.0 mm 或

- 0.1t, 取较大者。

e) 管体的长度偏差应符合下列规定:

1)除另有协议外,隔水导管按长度10.36m~14.63m 交货;

2)按照定尺钢管交货的钢管,其长度偏差应在500 mm 范围内。

f) 焊管管体焊缝不应低于钢管母材,焊缝应与母材表面平滑过渡。除另有协议外,应采用修磨方法将钢管两端至少各1000 mm 管端范围内的外焊缝余高去除,钢管两端至少150 mm 的内焊缝余高清除,使得修磨后的焊缝不高出邻近钢管表面0.5 mm。除管端外,内、外焊缝余高应符合下列规定:

1)额定壁厚≤13mm 时,内、外焊缝余高≤3.5mm;

2)额定壁厚>13mm 时,内焊缝余高≤3.5mm, 外焊缝余高≤4.5 mm。

g) 重量偏差要求:每根钢管的质量相对于其理论质量的偏离不应超过(-3.5%,+10.0%)。

9.1.2.2 用于焊接管体的管段(变径管段除外)最小长度为1.5m, 两相邻对接管段的纵向焊缝至少

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应错??-90 °。

9.1.2.3 管体的焊接检验工作应有自检和互检,应有专职人员在焊接施工前、施焊期间和焊后,对焊接质量作检查,检查报告应在验收前提交用户或第三方检验部门,全部检验报告应存档备查。

9.1.2.4 焊缝经制造商检验后,应在不涂油漆的情况下,提交用户或第三方检验部门验收。若对焊缝质量有疑问时,可要求重新检验或扩大范围检验。

9.1.2.5 制造商所使用的各项无损探伤工艺及标准应经用户或第三方检验部门同意并提交无损探伤设备的合格鉴定证件,保持设备良好的工作状态。

9.1.2.6 所有焊缝表面应进行外观检验(包括使用10倍以下的放大镜),焊波应均匀,焊缝边缘应平顺过渡到母材,焊缝外形尺寸应符合设计图纸要求,对接焊缝增强高度应符合有关规定,且应不超过 3 mm。焊缝表面不应有裂纹、夹渣、未熔合、气孔、焊瘤及弧坑,不允许存在咬边。表面缺陷在焊缝内部质量检验和密封性试验前应予以修补。

9.1.3 接头检验

9.1.3.1 应对卡簧式接头的母接头、公接头、卡簧、防转销的每个工序进行质量控制和检验。

9.1.3.2 应对螺纹式接头的母接头、公接头及防松结构的每个工序进行质量控制和检验。

9.1.3.3 在接头组件进行防腐处理前,需要进行无损探伤检验,检验中发现存在任何缺陷(包括夹渣、裂纹、皱褶等)的产品视为废品,对于检验合格的产品需要出具检验报告。

9.1.3.4 探伤报告中应写明探伤人员姓名、检验编号、拍片日期、透照灵敏度和缺陷的形状、尺寸及性质,全部探伤底片应随检验报告存档备查。

9.1.3.5 对接头组件进行防腐处理后,需进行防腐处理质量检验,对存在没有达到要求的部件需要进行再次处理。

9.1.4 无损探伤

9.1.4.1 隔水导管的对接焊缝应进行100%超声波探伤,同时根据构件工作环境和板厚情况,再进行 10%~20%射线探伤和20%~100%磁粉探伤,射线和磁粉探伤的数量应经第三方检验部门同意。

9.1.4.2 隔水导管的全焊透焊缝,要进行100%超声波探伤和100%磁粉探伤,第三方检验部门可根据实际情况要求一定数量的射线探伤。

9.1.4.3 隔水导管管体与接头的连接焊缝应进行100%射线探伤检验或100%超声波探伤检验。全部探伤底片应随检验报告存档备查。

9.1.4.4 焊缝的无损探伤检验应在焊后48h 以后进行,当焊件要作焊后热处理时,无损探伤应在热处理后进行。

9.1.4.5 经无损探伤检验评为不合格的焊缝,应在两端邻接部位,增加无损探伤检验范围。

9.1.4.6 焊缝修补后应进行无损检验,并将修补前后的检验报告送交第三方检验部门备查。

9.1.4.7 焊缝的内部质量验收标准:隔水导管的焊缝内部质量应符合NT/T 47013的有关规定。

9.2 试验

9.2.1 接头在试验前应完成设计验证并合格。试验的接头应按产品的设计实际尺寸、公差进行制造, 并具有与设计产品相同的材料完工表面及涂层。

9.2.2 按照要求进行抽样试验。试验应包括但不限于组装试验、拉力试验、密封试验。

a) 组装试验:应达到装配和拆分顺畅、无卡阻现象,应可验证接头的互换性,并确保接头在现场可正确且重复多次连接,组装次数不小于2次。

b) 拉力试验:应可验证抵抗拉伸载荷的能力。拉力试验等级根据不同规格及使用的海域环境条

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件计算结果选择,通常分为2224 kN、4448 kN、5560 kN、6672 kN、8896 kN、11120kN、 13344kN、15568 kN、17792 kN、20016kN、22240 kN 等11个等级,也可自定义拉力等级。

c) 密封试验:应可验证压力完整性和密封有效性。试验压力应不小于额定工作压力,应无结构失效或泄漏。

9.2.3 接头与隔水导管管体焊接探伤应合格。

9.2.4 试验完成后隔水导管所有焊缝不允许产生破坏。

10 防腐

10.1 管串防腐

10.1.1 隔水导管串的防腐应根据海洋工况条件,将隔水导管串进行防腐保护处理。大气区、飞溅区和全浸区应采取不同的防腐措施。

10.1.2 当结构腐蚀裕量参数无法确定时,对于使用年限为n 年的隔水导管,建议其全浸区、飞溅区结构的腐蚀裕量符合表3的规定。

表3结构腐蚀裕量

结构区域

腐蚀裕量,mm

全浸区

≥n/15

飞溅区

≥n/3

10.1.3 防腐方式、方法、要求、检查应符合COS《海上固定平台入级与建造规范》和SY/T 4091的规定。

10.1.4 处于大气区的隔水导管应参照海洋平台大气区的防腐体系(或按照飞溅区)进行防腐。

10.1.5 处于飞溅区的隔水导管进行喷锌、喷铝防腐应符合附录A的要求。

10.2 管体防腐

10.2.1 涂漆前要先用稀洗剂或清洗剂除去钢铁表面的油污。用清水洗净钢铁表面的盐类,并用压缩空气吹干。

10.2.2 以抛丸或喷砂除锈等方法将氧化皮、铁锈及其杂质清除干净,使钢铁表面“近出白”,达到 Sa2.5级要求,然后用净化的压缩空气将钢铁表面清除干净,并立即涂装一道车间底漆。

10.2.3 采用分段抛丸或喷砂除锈时除锈质量达到Sa2.5 级时,可直接涂装第一道底漆。

10.2.4 喷砂磨料应为有棱角的铸铁砂、钢丝砂、钢玉砂或钢溶渣砂,粒度0.52 mm 为宜。

10.2.5 手工除锈质量等级达St3 级,可直接涂装第一道防锈漆。

10.2.6 飞溅区内隔水导管的外表面应按照SY/T 4091中飞溅区的涂层系统选用,如有协议,飞溅区内隔水导管的外表面可进行喷涂金属防护,长度大于飞溅区的总长度,根据隔水导管单根长度取整数根。喷涂金属防护的方法和检验应符合附录A的要求。

10.2.7 全浸区内隔水导管的外表面防腐应符合CCS《海上固定平台入级与建造规范》和SY/T 4091 的规定要求。

10.3 接头防腐

10.3.1 卡簧式接头的母接头、公接头、卡簧、防转销应进行磷化防腐处理并达到设计要求。

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10.3.2 螺纹式接头的母接头、公接头及防松结构应进行磷化防腐处理并达到要求。

11 文件与记录

11.1 文件

隔水导管的交付文件包含但不限于以下文件:

a) 隔水导管产品合格证;

b) 隔水导管质量证明书;

c) 无损检测证明文件;

d) 产品说明手册。

11.2 记录

在隔水导管的制造、检验、试验、取证的各个阶段,应整理归档的记录包含但不限于:

a) 设计图纸和资料;

b) 图纸和资料的审查意见;

c) 材料检验文件(包括材料出厂合格证书和材料试验鉴定记录);

d) 与焊接有关的所有检验文件;

e) 在每一规格、型号及使用类别的最后一件完成制造后,所有记录的及设计的文件应由制造商保存至少10年。

12 标识、运输与贮存

12.1 标识

12.1.1 在每根隔水导管管体的外表面距管端至少450 mm 的位置,用区别于管体防腐颜色的油漆喷写。隔水导管管体和接头标识按照相关制造标准执行。

12.1.2 适用时,隔水导管标识至少包括以下内容:

a) 制造商名称;

b) 直径;

c) 壁厚;

d) 接头型号;

e) 钢级;

f) 管体类型;

g)单位长度重量;

h) 生产日期;

i) 隔水导管编号;

j) 长度;

k) 总重量。

示例:

制造商名称76225.4 LC-2

X52 SAWL 461kg/m 日期

隔水导管编号12000mm 5537 kg

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12.2 运输

12.2.1 对运输工具的能力应加以确认。

12.2.2 在隔水导管的运输中,应采取有效的防护措施,避免碰撞,以防构件变形的损坏。对隔水导管的两端接头,也应采取有效的防护措施,防止接头部位损坏。

12.2.3 隔水导管与运输设备应连接牢固,防止运输过程中滑动、脱落,但所有捆绑、固定不允许影响构件的强度和造成防腐层的损坏。

12.2.4 隔水导管运输过程中的最多堆放层数宜不高于3层。

12.3 贮存

12.3.1 贮存时不应把隔水导管直接堆放在地面上,应离开地面300 mm 以上。贮存时的最多堆放层数宜不高于3层,层与层之间用垫木及楔块隔开,防止塌垛,垛两边自下到上的隔水导管之间用U形卡卡住接头两端或采取其他拴固措施。

12.3.2 堆放时层间应分别隔开。层间距离应保证接头不互相接触。

12.3.3 应存放在通风、干燥的库房内,不允许与酸、碱、有机溶剂等接触,防止破坏构件的防腐层。

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附录 A

(规范性)

隔水导管喷锌喷铝防腐

A.1 概述

隔水导管在海上的工作环境条件较为恶劣,为此对隔水导管需要根据工作环境进行涂装防腐保护处理。

A.2 涂装设计

A.2.1 结构表面的处理

按以下步骤进行钢铁表面的预处理

a) 涂漆前要先用稀洗剂或清洗剂除去钢铁表面的油污;

b) 用清水洗净钢铁表面的盐类,并用压缩空气吹干;

c) 以抛丸或喷砂除锈等方法将氧化皮、铁锈及其杂质清除干净,使钢铁表面“近出白”,达到 Sa2¹/₂级要求,然后用净化的压缩空气将钢铁表面清除干净,并立即涂装一道车间底漆;

d) 采用分段抛丸或喷砂除锈时除锈质量达到Sa21/₂级时,可直接涂装第一道底漆;

e) 喷砂磨料应为有棱角的铸铁砂、钢丝砂、钢玉砂或钢溶渣砂,粒度0.52 mm 为宜,参照GB/T 11373的规定执行。

A.2.2 涂有车间底漆的钢板表面处理(二次除锈)

将车间底漆表面的水、油腻、锈、锌盐及其他污垢,用清水洗净后,再用溶剂擦拭干净。如车间底漆的漆膜受到损坏并锈蚀时,应以风动钢丝刷或圆盘砂轮打磨机等清理损坏和锈蚀部分,在达到除锈出白,质量达St3 级后,即可涂装第一道防锈漆。

A.2.3 所需主要设备

所需主要设备至少包括:

a) 喷砂机至少2套;

b) 空压机(≥6m³/min,0.7 MPa~1MPa);

c) 储砂罐至少2个(≥1.5m³);

d) 空气滤清器(油水分离器)不少于1台;

e) 储气罐至少2个(≥2.5m³);

f) 高压胶管≥50m。

A.2.4 飞溅区涂层系统

根据海洋工况条件,需要将隔水导管进行防腐保护处理。其中飞溅区可按照表A.1的推荐方法进行,其他区域采用原来隔水导管的防腐体系进行防护。

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表A.1防腐要求

区域

部位

品种

涂料名称

道数

干膜厚度

μm

颜色

飞溅 区

喷涂 区

底层

Zn涂层

100

面层

A1涂层

150

封闭层

塞克-54涂料

橘红色

注:“一”表示涂层道数和涂层颜色厂家自定,满足干膜厚度即可。

A.3 涂装工艺要求

A.3.1 涂装前的准备

A.3.1.1 涂装前需要预先计算涂装面积和涂装用量,便于施工中控制干膜厚度。

A.3.1.2 涂装前应确认所用涂料品种、型号、规格、储存期等是否符合规定。严禁使用不合格或变质的涂料。使用双组分涂料应按规定准确配比充分搅匀,严格掌握熟化时间,并在规定的时间内用完。 A.3.1.3 涂料不宜稀释,因黏度太大需稀释时应按产品说明书规定采用同一生产厂家的专用稀释剂。 稀释剂用量应不超过油漆本身重量的5%。

A.3.1.4 经除锈后的结构表面应尽快涂装,在相对湿度为85%时应在4h 内完成涂装,钢材表面温度高于周围空气露点温度3℃以上方可涂装施工。相对湿度大于85%时不允许涂装。露天作业时严禁在雾、刮大风、雪雨天施工,炎热季节宜在早晨或傍晚施工。

A.3.1.5 已预处理过的表面不应再沾污,否则重新处理。

A.3.1.6 在涂装过程中,应随时用油漆测厚仪测量涂层厚度,根据该设计严格控制各涂层厚度值及设计总涂层厚度值。

A.3.2 热喷涂锌

A.3.2.1 热喷涂锌的喷涂方法

A.3.2.1.1 工件表面预处理:用适当的磨料连续喷射工件表面以充分清理和粗化,直至呈现出金属本色的外观和均匀的轮廓形貌,达到完全清洁和粗糙。

A.3.2.1.2 喷涂前工件表面状况:喷涂前,工件表面应是干燥的,无灰尘、油脂、污垢、锈斑及其他包括可溶性盐类在内的污染。

A.3.2.1.3 粗糙度的检验:在所有的场合下,都要用参比样片对照检验喷砂处理后工件表面的粗糙度。参比样片的材质应与工件一致,并按供需双方协商的要求制备。

A.3.2.1.4 喷砂处理用磨料:磨料颗粒宜为0.5 mm~1.5 mm;磨料应清洁、干燥,特别是应无油污和可溶性盐类。用于喷砂处理的压缩空气也应清洁、干燥,以免污染磨料和工件表面。

A.3.2.1.5 工件表面清洁度:喷砂处理后,工件表面的清洁度应采用“Sa3” 级图片对照检验。

A.3.2.1.6 喷涂材料:喷涂用金属材料——锌应符合Zn-1 的质量要求,Zn≥99.99%; 合金中金属的允许偏差量为规定值的±1%。

A.3.2.1.7 热喷涂:热喷涂应在工件表面喷砂后尽快进行,在喷涂过程中,工件表面应一直保持清洁、干燥和无肉眼可见的氧化。

A.3.2.1.8 待喷涂的时间:根据地域情况宜尽可能短,最长不超过4h。

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A.3.2.1.9 喷涂的环境温度:当待喷涂工件表面处在凝露状态下时,不应进行喷涂。待喷工件表面的温度应保持在露点以上,且至少比露点温度高3℃以上才可进行喷涂。

A.3.2.1.10 涂层缺陷:若喷涂时发现涂层外观有明显的缺陷应立即停止喷涂,对于缺陷部位应重新进行喷砂预处理。

A.3.2.2 锌合金涂层试验方法

A.3.2.2.1 厚度:热喷涂层的厚度由其最小局部厚度确定,热喷涂层厚度的测量方法、测量位置和次数,应由供需双方商定。

A.3.2.2.2 面积为1cm²~1m² 的涂层:当涂层面积为1 cm²~1m² 时,任何给定点的局部厚度都应是在大约1 cm²的基准面上测得的涂层厚度。

a) 测量面不小于1cm²时,仅作一次测量;

b) 在涂层的横截面上采用显微镜进行直线和曲线测量时,应在1 cm~2cm 的距离内均匀测量十次,取其算术平均值;

c) 测量面的直径大于φ5 mm时,仅作一次测量;

d) 测量面的直径在φ3 mm~φ5 mm时,应在1cm²内作二次测量,取其算术平均值;

e) 测量面的直径小于φ3mm 时,应在1cm²内作三次测量,取其算术平均值;

f) 采用点测量方法时,应在1cm²内作五次测量,取其算术平均值。

A.3.2.2.3 面积大于1cm²的涂层:涂层面积大于1cm² 时,任何给定部位的涂层局部厚度都应是在约1 dm²的基准面上测量。

a) 测量面不小于1 dm²时,做一次测量;

b) 测量面是点,或测量面积在点与几个平方厘米之间时,按GB/T 9793—2012的7.1.3在1 dm² 基准面内做十次测量,取其算术平均值。

A.3.2.2.4 厚度测量位置:为了确定涂层的最小局部厚度,应在涂层厚度可能最薄的部位测量涂层的局部厚度。测量的位置和次数,可以由有关各方协商认可,并在协议中规定。当协议双方没有任何规定时,则测量位置和次数按GB/T 11374的规定选择。

A.3.2.2.5 测量方法:在所有情况下,都可采用磁性法测量涂层的厚度,提供的涂层厚度值应是算术平均值。当有争议时,可以用横截面显微镜法进行仲裁。

A.3.2.2.6 外观:涂层外观应均匀一致,无气孔或底材裸露的斑点,没有未附着或附着不牢固的金属熔融颗粒和影响涂层使用寿命及应用的一切缺陷。

A.3.2.2.7 结合性:试验后,如果没有出现涂层从基体上剥离或金属涂层层间分离,则认为结合强度试验合格。

A.3.2.3 结合强度试验方法

A.3.2.3.1 栅格试验:将涂层切断至基体,使之形成一个具有给定尺寸的方形格子,涂层不应产生剥离。

A.3.2.3.2 装置:具有硬质刃口的切割工具。

A.3.2.3.3 使用规定的刀具,切出表A.2规定的格子尺寸。切痕深度要求应将涂层切断至基体金属。 如有可能,切割成格子后,采用供需双方协商认可的一种合适粘胶带,借助一个辊子施以5N的载荷将粘胶带压紧在这部分涂层上,然后沿垂直涂层表面的方向快速将粘胶带拉开。如果不使用此法,则测量涂层结合强度的方法就应取得供需双方同意。

A.3.2.3.4 应无涂层从基体金属上剥离。假如在每个方形格子内,涂层的一部分仍然粘附在基体上, 而其余部分粘在粘胶带上,损坏发生在涂层的层间而不是发生在涂层与基体界面处,则认为合格。

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表A.2格子尺寸

覆盖格子的近似表面 mm×mm

检查的涂层厚度

划痕之间的距离

15× 15

≤200

25×25

>200

A.3.2.3.5 用切割工具沿着一个圆切割涂层直至基体金属,该圆的直径与用于试验的圆柱直径一致。 仔细清理试验面,用粘结剂将圆柱粘到涂层上。采用的粘结剂对涂层的黏结力应比涂层与基体金属的结合力更大。在涂粘结剂前,先用蚀洗涂料覆盖在涂层上,并渗入涂层孔隙中,以免粘结剂渗透到基体。当粘结剂固化后,将圆柱体周围的过量粘结剂去除。在垂直于圆柱截面的方向,逐渐加力至圆柱体拉脱,以此测量涂层从基体上剥离的拉力。由于这种试验在两个不同实验室很难重现,所以比较它们的试验结果是不实际的。因此这种试验方法仅用于同一实验室作为比较涂层结合规律或考核上岗人员时使用。而且应在同样设备条件下,由同一个操作者在同类的涂层上使用同一种粘结剂进行试验。

A.3.3 热喷涂铝

A.3.3.1 热喷涂铝的喷涂方法

A.3.3.1.1 喷涂前的基本表面应清洁、无油污,且应作好喷砂粗化处理,以达到清洁和粗化要求。

A.3.3.1.2 喷砂:利用压缩空气,借助射吸式或压力式喷砂装置,或者离心抛砂装置喷射磨料,对基本表面实施清洁及粗化处理,直至基体表面呈灰白色的金属外观和均匀的粗化面。

A.3.3.1.3 磨料:磨料的选择应根据基体金属的种类和涂层的厚度而定,磨料应清洁、有棱角,才能保证涂层与基体结合良好,回收的磨料也应满足上述要求,方可使用。具体要求如下:

a) 种类:冷硬铸铁砂、刚玉砂(氧化铝砂)或符合有关规定的其他磨料。

注:我国规定禁止在敞开条件下喷石英砂除锈。

b) 形状:应有棱角,粒度为0.5 mm~2.0mm。

c) 清洁:应清洁、干燥、不允许有油污、可溶性盐的游离物和长石。

A.3.3.1.4 压缩空气:用于喷砂的压缩空气应清洁和干燥,以免污染磨料和待喷涂基体的表面。

A.3.3.1.5 基体表面应达到的要求:喷砂后,基体表面粗糙度Rz应达到40 μm~80μm, 且应干燥、 无灰尘、无油污、无氧化皮、无锈迹。如果喷砂质量未达到上述要求时,应重作喷砂处理。

A.3.3.1.6 喷涂用金属铝:铝的材料至少应达到含铝量为99.5%以上。

A.3.3.1.7 喷砂后停留试件的规定:经喷砂后的基体表面应尽快进行喷涂,其间隔时间愈短愈好。在晴天或不太潮湿的天气,间隔时间不可超过12h; 在雨天、潮湿或含烟雾气氛下,间隔时间不可超过2h。 A.3.3.1.8 喷砂后,由于停留时间

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