ICS75.180.10 E 94 备案号：53470—2016
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T70542016
海底管道维修推荐作法
Pipeline subsea repair
2016-06-01实施
2016一01一07发布
国家能源局 发布 SY/T7054—2016
目 次
前言· 概述 1.1 简介 1.2 使用范围 1.3 管箍 1.4 规格书 1.5 术语和定义 1.6 缩略语和符号基本原理 2.1 安全原理 2.2 评定
m
1
.
2
8
......
K
2.3 分析方法 3 管道设计基础 3.1 概述 3.2 尺寸公差管道荷载 4.1 管道基本受力 4.2 管道最大轴向力 4.3 作用力的边界条件 4.4 位移限制 4.5 疲劳 4.6 安全系数 4.7 电位 4.8 在役使用安装与连接
y
4
10
10 11 14 14 15 15 15 ·16
..
5
:16 16 17 ·19 19 ·20 20 ·20 · 20
5.1 概述 5.2 接入 5.3 第一段管端接入控制 5.4 密封保护设计 5.5 水阻 5.6 第二段管端接入 5.7 错位极限 5.8 激活
.. SY/T7054—2016
5.9 密封试验 5.10 监测和控制 6 焊接 6.1 概述 6.2 焊接原则 6.3 高压焊接 6.4 材料 6.5 焊接人员 6.6 设备和系统 6.7 设备和系统质量评定测试 6.8 焊接原则基本方案质量评定方法 6.9 pHWPS的编制 6.10 焊接工艺评定 6.11 制造中的焊接要求 6.12 准备 6.13 文档 7 设计 7.1 概述 7.2 失效形式
21 :21 ..·22
22 ..· 22 · 23 · 24
· 25 25 ·25 27 .· 28 ·31 33 · 35 35 · 35 · 35 ·35 .·37 ·37 40 40 .· 40 41 .41 41 42 .·42 .. 43 44 ...51 61 ·67
材料特性 7.4 强度能力 7.5 密封能力试验 8.1 试验原理 8.2 典型试验 9 文档 9.1 文档 9.2 评定清单 9.3 质量保证 9.4 可追溯性附录A（规范性附录） 连接件性能附录B（规范性附录) 典型试验附录C（规范性附录） 评定检查表参考文献
7.3
8
II SY/T 7054—2016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则
起草。
本标准等同采用挪威船级社的DNV-RP-F113Pipelinesubsearepair（2007年10月版本）。 为了便于使用，本标准作了下列编辑性修改：
删除DNV-RP-F113前言；删除DNV-RP-F113中1.3的内容；用“本标准”代替“本推荐作法”；将原文1.6“参考文献”移至文中最后部分； -增加了8.2“典型试验”；将文中公式进行了重新编排；对原文1.8“缩略语和符号”和7.1.1部分，按GB/T1.1和GB/T20001.1的要求重新编号排版。
-
在海洋石油、天然气开发工程设计、建造和使用中涉及原标准所在国政府和其他主管当局的法令、法规和规定时，应按中华人民共和国政府或政府主管部门颁布的相应法令、法规和规定执行。
关于计量单位的表示，以我国法定计量单位为主，即法定计量单位值在前，英制单位的相应值标在其后的括号内。
本标准由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：海洋石油工程股份有限公司。 本标准起草人员：刘培林、胡晓明、潘东民、王乾、王冰、马洪新、方新、杨宝峰、单世超、唐
瑞友、李庆、李凡、陈金龙、冯现洪、程涛。
III SY/T 7054—2016
海底管道维修推荐作法
概述
1
1.1简介 1.1.1连接件简介
本标准适用于管箍、管卡、T形支管连接件和隔离塞等用于海底管道维修和连接的连接件。以上连接件采用机械法与管道连接，其中套筒、管箍和T形支管也可使用焊接法相连。
本章中关于机械附件的强度要求同样适用于管道修复工具。图1为典型连接件应用示意图。
两管道端部
管箍连接管
隔离塞
0
管道局部受损
管卡用于修复管道局部受损及连接使用
T形支管连接件用于带压管道连接
图1 典型维修连接件应用示意图 SY/T7054—2016
管箍连接是通过机械连接或焊接方法直接将其卡在管道外壁上以实现管道连接。与管箍连接所不同，法兰连接是通过安装前在管道末端额外焊接或锻接一定厚度的、机加工成型法兰片来实现管道连接。
管卡是套在管道外壁上以防止泄漏或增加连接强度。 管道带压开孔时，T形支管连接件应卡在开孔管道的外壁。带压管道应进行机械开孔，以使流体
通过支管流动。
隔离塞随管道内流体被压至管道维修处后，激活形成一个能够承受压差的隔离屏障。 管道自身特性是管道维修组装的主要限制条件，例如管壁强度、管道表面不均匀性、管道变形
等。用于海底维修的连接件应慎重安装，以减少管道损坏的可能性（如密封损坏）。
连接件应具有足够的强度以抵抗各种相应荷载所产生的应力，其中的安全系数见4.6。 1.1.2管道损伤
内/外部腐蚀、氢致应力开裂（HISC）、不稳定海床、落锚以及海面坠物等都可能会造成安装后的管道损伤。管道损伤的危险性取决于海面活动密度（如船运和海上作业）、水深、海床条件和管道自身设计情况。从细微损伤到全部届曲甚至开裂，管道可能产生不同程度的损伤，从而对应不同的维修方法和应急维修策略。参考文献10和11（CODAM&PARLOC）介绍了管道受损统计情况，如图2所示。
22起由抛锚或者冲击引起破坏
49起由腐蚀或材料缺陷引起
泄露事故96起
管道本身事故 248起
25起由其他因素引起
非泄露事故152起
管道运行过程中产生的事故396起
泄露事故92起
542起事故
连接件事故148起
L
非泄露事故56起
管道铺设、水压试验等过程中产生的事故146起
图2北海管道/立管542起事故报告（截至2000年底）
图3说明了海底管道维修的复杂性。 一直以来大部分潜水维修作业由潜水员完成。然而由于人体生理局限，水压限制了人类向数百米
水深处发展。挪威国家主管当局更多是依靠调整潜水深度上限来保护潜水员。目前挪威潜水深度上限为180m。对于现在可达2500m水深的深水管道而言，这个限制深度只占其中很小一部分。
因此，深水管道维修得以施行的基础是远程控制技术。
2 SY/T7054—2016
图3典型的管道修复支持系统
通常在管道正式维修前需要进行调查并制定详细的维修计划：
调查管道受损情况、管道状况和管道作业后果，以确定是否需要维修作业，是否应启动防污染措施，是否应限制海水进人管道。 制定清理杂物和海床处理计划，并评估其对管道的影响，为维修工作作好准备。 根据应急准备情况和调查结果制定维修作业计划（计划、设备订货及支持）。 海床处理、管道压力调整、维修。 试验确认维修质量，检查区域防护情况，清理现场并完工。
1.2使用范围
本标准为用于管道海底维修、改造、连接的连接件和连接系统评定提供原则和指导。其内容包括以上连接件和连接系统的设计、制造、安装以及操作等相关的各个方面。
本标准作为DNV-OS-F101《海底管道系统》的补充，也适用于立管及立管以上部分管道。 1.3管箍
图4所示为普通锁紧时管壁与管箍的截面图。 锁紧原理可分为以下两种类型：
管壁与套筒间实行机械连接，这主要是利用局部附属装置/摩擦力来实现。 套筒与管道间实行角焊焊接。
另外，机械管箍连接法主要基于以下两个原则：
管道外部压力形成“外压管箍连接”。 管道内部膨胀形成“内胀管箍连接”。
机械管箍与管道间的径向接触力来自于安装预紧力/管道张力。在设计连接时使用楔形物可影响管道拉力。
图5所示为机械管箍的主要密封原理：
带金属骨架或槽角的套筒。 嵌人挡圈的预压缩软密封。 -纤维增强预压缩软密封。 密封焊接。
某些密封件在被激活前不能与管道接触，否则易造成损坏。
3 SY/T7054—2016
管壁
夹紧连接
管箍壁
管壁
锻件连接
管箍壁
管壁
滚珠/锻制
管箍壁
管壁
焊接连接
管箍壁图4 锁紧原理
1.4规格书
管道海底维修所用连接件的规格书应包含所有限制参数和相关参数组合，以指导安装和操作。另外，规格书中还应包含必需安装工具的最低要求（主要技术参数），以确保其在安全限制范围内完成安装。 1.5术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
1.5.1锁紧locking
牢固的机械连接或焊接连接。 1.5.2锁紧能力locking capacity
附着于管道的强度。 1.5.3安全系数safetyfactor
见第2章。
4 ICS75.180.10 E 94 备案号：53470—2016
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T70542016
海底管道维修推荐作法
Pipeline subsea repair
2016-06-01实施
2016一01一07发布
国家能源局 发布 SY/T7054—2016
目 次
前言· 概述 1.1 简介 1.2 使用范围 1.3 管箍 1.4 规格书 1.5 术语和定义 1.6 缩略语和符号基本原理 2.1 安全原理 2.2 评定
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2.3 分析方法 3 管道设计基础 3.1 概述 3.2 尺寸公差管道荷载 4.1 管道基本受力 4.2 管道最大轴向力 4.3 作用力的边界条件 4.4 位移限制 4.5 疲劳 4.6 安全系数 4.7 电位 4.8 在役使用安装与连接
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10 11 14 14 15 15 15 ·16
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5.1 概述 5.2 接入 5.3 第一段管端接入控制 5.4 密封保护设计 5.5 水阻 5.6 第二段管端接入 5.7 错位极限 5.8 激活
.. SY/T7054—2016
5.9 密封试验 5.10 监测和控制 6 焊接 6.1 概述 6.2 焊接原则 6.3 高压焊接 6.4 材料 6.5 焊接人员 6.6 设备和系统 6.7 设备和系统质量评定测试 6.8 焊接原则基本方案质量评定方法 6.9 pHWPS的编制 6.10 焊接工艺评定 6.11 制造中的焊接要求 6.12 准备 6.13 文档 7 设计 7.1 概述 7.2 失效形式
21 :21 ..·22
22 ..· 22 · 23 · 24
· 25 25 ·25 27 .· 28 ·31 33 · 35 35 · 35 · 35 ·35 .·37 ·37 40 40 .· 40 41 .41 41 42 .·42 .. 43 44 ...51 61 ·67
材料特性 7.4 强度能力 7.5 密封能力试验 8.1 试验原理 8.2 典型试验 9 文档 9.1 文档 9.2 评定清单 9.3 质量保证 9.4 可追溯性附录A（规范性附录） 连接件性能附录B（规范性附录) 典型试验附录C（规范性附录） 评定检查表参考文献
7.3
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II SY/T 7054—2016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则
起草。
本标准等同采用挪威船级社的DNV-RP-F113Pipelinesubsearepair（2007年10月版本）。 为了便于使用，本标准作了下列编辑性修改：
删除DNV-RP-F113前言；删除DNV-RP-F113中1.3的内容；用“本标准”代替“本推荐作法”；将原文1.6“参考文献”移至文中最后部分； -增加了8.2“典型试验”；将文中公式进行了重新编排；对原文1.8“缩略语和符号”和7.1.1部分，按GB/T1.1和GB/T20001.1的要求重新编号排版。
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在海洋石油、天然气开发工程设计、建造和使用中涉及原标准所在国政府和其他主管当局的法令、法规和规定时，应按中华人民共和国政府或政府主管部门颁布的相应法令、法规和规定执行。
关于计量单位的表示，以我国法定计量单位为主，即法定计量单位值在前，英制单位的相应值标在其后的括号内。
本标准由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：海洋石油工程股份有限公司。 本标准起草人员：刘培林、胡晓明、潘东民、王乾、王冰、马洪新、方新、杨宝峰、单世超、唐
瑞友、李庆、李凡、陈金龙、冯现洪、程涛。
III SY/T 7054—2016
海底管道维修推荐作法
概述
1
1.1简介 1.1.1连接件简介
本标准适用于管箍、管卡、T形支管连接件和隔离塞等用于海底管道维修和连接的连接件。以上连接件采用机械法与管道连接，其中套筒、管箍和T形支管也可使用焊接法相连。
本章中关于机械附件的强度要求同样适用于管道修复工具。图1为典型连接件应用示意图。
两管道端部
管箍连接管
隔离塞
0
管道局部受损
管卡用于修复管道局部受损及连接使用
T形支管连接件用于带压管道连接
图1 典型维修连接件应用示意图 SY/T7054—2016
管箍连接是通过机械连接或焊接方法直接将其卡在管道外壁上以实现管道连接。与管箍连接所不同，法兰连接是通过安装前在管道末端额外焊接或锻接一定厚度的、机加工成型法兰片来实现管道连接。
管卡是套在管道外壁上以防止泄漏或增加连接强度。 管道带压开孔时，T形支管连接件应卡在开孔管道的外壁。带压管道应进行机械开孔，以使流体
通过支管流动。
隔离塞随管道内流体被压至管道维修处后，激活形成一个能够承受压差的隔离屏障。 管道自身特性是管道维修组装的主要限制条件，例如管壁强度、管道表面不均匀性、管道变形
等。用于海底维修的连接件应慎重安装，以减少管道损坏的可能性（如密封损坏）。
连接件应具有足够的强度以抵抗各种相应荷载所产生的应力，其中的安全系数见4.6。 1.1.2管道损伤
内/外部腐蚀、氢致应力开裂（HISC）、不稳定海床、落锚以及海面坠物等都可能会造成安装后的管道损伤。管道损伤的危险性取决于海面活动密度（如船运和海上作业）、水深、海床条件和管道自身设计情况。从细微损伤到全部届曲甚至开裂，管道可能产生不同程度的损伤，从而对应不同的维修方法和应急维修策略。参考文献10和11（CODAM&PARLOC）介绍了管道受损统计情况，如图2所示。
22起由抛锚或者冲击引起破坏
49起由腐蚀或材料缺陷引起
泄露事故96起
管道本身事故 248起
25起由其他因素引起
非泄露事故152起
管道运行过程中产生的事故396起
泄露事故92起
542起事故
连接件事故148起
L
非泄露事故56起
管道铺设、水压试验等过程中产生的事故146起
图2北海管道/立管542起事故报告（截至2000年底）
图3说明了海底管道维修的复杂性。 一直以来大部分潜水维修作业由潜水员完成。然而由于人体生理局限，水压限制了人类向数百米
水深处发展。挪威国家主管当局更多是依靠调整潜水深度上限来保护潜水员。目前挪威潜水深度上限为180m。对于现在可达2500m水深的深水管道而言，这个限制深度只占其中很小一部分。
因此，深水管道维修得以施行的基础是远程控制技术。
2 SY/T7054—2016
图3典型的管道修复支持系统
通常在管道正式维修前需要进行调查并制定详细的维修计划：
调查管道受损情况、管道状况和管道作业后果，以确定是否需要维修作业，是否应启动防污染措施，是否应限制海水进人管道。 制定清理杂物和海床处理计划，并评估其对管道的影响，为维修工作作好准备。 根据应急准备情况和调查结果制定维修作业计划（计划、设备订货及支持）。 海床处理、管道压力调整、维修。 试验确认维修质量，检查区域防护情况，清理现场并完工。
1.2使用范围
本标准为用于管道海底维修、改造、连接的连接件和连接系统评定提供原则和指导。其内容包括以上连接件和连接系统的设计、制造、安装以及操作等相关的各个方面。
本标准作为DNV-OS-F101《海底管道系统》的补充，也适用于立管及立管以上部分管道。 1.3管箍
图4所示为普通锁紧时管壁与管箍的截面图。 锁紧原理可分为以下两种类型：
管壁与套筒间实行机械连接，这主要是利用局部附属装置/摩擦力来实现。 套筒与管道间实行角焊焊接。
另外，机械管箍连接法主要基于以下两个原则：
管道外部压力形成“外压管箍连接”。 管道内部膨胀形成“内胀管箍连接”。
机械管箍与管道间的径向接触力来自于安装预紧力/管道张力。在设计连接时使用楔形物可影响管道拉力。
图5所示为机械管箍的主要密封原理：
带金属骨架或槽角的套筒。 嵌人挡圈的预压缩软密封。 -纤维增强预压缩软密封。 密封焊接。
某些密封件在被激活前不能与管道接触，否则易造成损坏。
3 SY/T7054—2016
管壁
夹紧连接
管箍壁
管壁
锻件连接
管箍壁
管壁
滚珠/锻制
管箍壁
管壁
焊接连接
管箍壁图4 锁紧原理
1.4规格书
管道海底维修所用连接件的规格书应包含所有限制参数和相关参数组合，以指导安装和操作。另外，规格书中还应包含必需安装工具的最低要求（主要技术参数），以确保其在安全限制范围内完成安装。 1.5术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
1.5.1锁紧locking
牢固的机械连接或焊接连接。 1.5.2锁紧能力locking capacity
附着于管道的强度。 1.5.3安全系数safetyfactor
见第2章。
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