【国家标准(GB)】 石油和天然气工业 海上生产平台管道系统的设计和安装

ICS75.180.10
中华人民共和国国家标准　
GB/T23803—2009/IS013703:2000石油和关然气工业
海上生产平台管道系统的设计和安装Petroleum and natural gas industries-Design and installation of piping systems on offshore production platforms(ISO13703:2000,IDT)
2009-05-13发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-12-01实施
规范性引用文件
术语、定义、符号和缩略语
3.1术语和定义
3.2符号和缩略语
压力管道的规范
不同压力等级之间的划分
对腐蚀的考虑
管道设计
管道材料级别
确定管道尺寸的准则
液体管道尺寸的计算方法
确定单相气体管道尺寸的准则
确定气/液两相管道尺寸的准则
管道壁厚。
连接·
膨胀和挠度
启动措施
阅门选择
阀门的类型·
阀门的防火性
阀门尺寸
阀门的压力和温度等级，
阀门材料
管件和法兰，
焊接管件·
螺纹管件
支管连接
法兰：
专用连接器
有硫化物应力开裂作业的特殊要求冲蚀防护
GB/T23803—2009/ISO13703;200020
GB/T23803—2009/IS013703:20008
特殊管道系统的设计考虑…
井口附件..
出油管道及附件.
生产管汇.
处理容器配管
公用系统…
加热流体及乙二醇系统，
泄压和处理系统·.
排放系统
平台之间的栈桥管道
取样阀
相关事项的考虑，
概述·
布置·
标高·
管支架·
其他的防腐考虑·
管道、阀门和管件表
检验、维护及修理
安装和质量控制
压力试验
试验记录
附录A（资料性附录）
A.3例题
出油管道设计
泵吸入管道设计
附录B（资料性附录）管道、阀门和管件表范例B.1索引实例
B.2具体实例
适用于不同壁厚管道的对焊接头设计附录C(资料性附录）
参考文献
本标准等同采用IS013703：2000《石油天然气工业（2000年12月15日，第一版）。本标准等同翻译ISO13703：2000。为便于使用，本标准作了下列编辑性修改：“本国际标准”改为“本标准”；删除国际标准的前言；
GB/T23803—2009/IS013703:2000海上生产平台管道系统的设计和安装》按照GB/T1.1一2000修改了第2章的标题和引导语；—5.4.1中式(6）、5.4.2中式(9)和5.4.3.3中式(11)原文表达有误，进行了核实更正；附录A中，A.2.2.4.1、A.2.2.5.2、A.2.2.5.3中个别计算结果原文有误，进行了核实和更正。
本标准的附录A、附录B和附录C为资料性附录，本标准由中国石油天然气集团公司提出，本标准由全国石油天然气标准化技术委员会归口。本标准负责起草单位：中海石油研究中心。本标准主要起草人：朱海山、郝蕴、梁金莺。国
GB/T23803-2009/IS013703:2000引言
在使用中涉及原标准的所在国政府或其他当局的法令、法规和规定时，一律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。原标准中的数据或定量计算方法，凡切合我国实际的均可使用；否则应根据我国的具体情况，使用我国的数据和定量计算方法。
计量单位以我国法定计量单位为主，即我国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。为不改变原标准公式、曲线的形状特征、常数和系数，原使用英制单位的，仍沿用英制单位。N
1范围
石油和天然气工业
GB/T23803—2009/ISO13703;2000海上生产平台管道系统的设计和安装本标准给出了石油和天然气工业海上生产平台新建管道系统设计和安装的最低要求和指南。管道系统的最高压力高达69000kPa(G)，在温度范围内对材料的要求满足ASMEB31.3的要求。注：对于超出本标准压力和温度范围的应用，可以采用本标准，但对材料特性应给予特别考虑。附录A是解决管道设计问题的实例。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然面，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。ISO13623石油和天然气工业管道输送系统APIRP520-2炼油厂压力释放系统设计和安装的推荐作法第二部分
ASME锅炉和压力容器规程第亚篇：压力容器第一部分ASMEB31.3工艺管道
NACEMR0175适用于油田设备的抗硫化物应力破坏的金属材料NACETM0177在含有H,S的环境中金属耐环境裂纹的实验室试验NACETM0284对管道、压力容器抗氢诱发裂纹的评估3术语、定义、符号和缩略语
下列术语和定义、符号和缩略语适用于本标准。3.1术语和定义
氧化物应力腐蚀破裂作业chloridestress-corrosioncrackingservice处理流体中水和氯化物的浓度和温度足以导致敏感性材料应力腐蚀破裂的作业。注：其他因索，如氧（O）的存在，可能会加速这种氧化物应力腐蚀破裂。3.1.2
油嘴choke
一种专门用来控制流体流量的设备。3.1.3
腐蚀冲蚀
corrosion-erosion
锈蚀物形成的一层保护膜被处理物流的冲刷作用冲蚀掉，暴露出来的新的金属表面再受魔蚀的一种现象。
注：在这种情况下，可能会出现非常严重的金属损失。3. 1.4
corrosivegas
腐蚀性气体
溶解于水或其他液体中会引起金属腐蚀的气体。注：腐蚀性气体通常包括硫化氢（H;S)、二氧化碳(CO.)和氧气(O,）。1
GB/T23803—2009/IS013703:20003.1.5
腐蚀性烃类作业corrosivehydrocarbonservice处理流体中含有能引起金属蚀的水、海水、硫化氢（H,S)、二氧化碳(CO.）、氧气(O,）或其他腐蚀性介质的作业。
expansionbellows
膨胀波纹管
为吸收膨胀和收缩而设计的一种波纹管件。3.1.7
expansionbend
膨胀弯
为吸收膨胀和收缩而设计的一种管道。3.1.8
出油管道
flowline
从井口到管汇或第一个处理容器的管道3.1.9
流态flowregime
多相流的流动状况。
例如：段塞流、雾状流或分层流。3.1,10
流体fluid
天然气、蒸汽、液体或其混合物。3.1.11
集管header
管汇上将流体导入专用处理系统的那-部分。见图5和图63.1.12
烃的可湿润性hydrocarbonwetability处理物流在金属表面形成一层保扩性轻膜的能力。3.1.13
管汇manifold
用来把从一个或多个来源来的流体有选择地引到各种处理系统的一种管道、阀门和管件的总成。3. 1.14
短节nipple
作为附件使用的、长度小于300mm的螺纹或插焊管段。3.1.15
公称管径
nominal pipesize;nominal size对管道系统所有管件用英寸表示尺寸的通用名称，不是指外径。注：公称管径用英寸表示是在NPS前面加数字表示，对于公制而言在DN后面跟数宇表示，它仅是为方便目的采用的数，仅仅粗略指制造尺寸。
无腐蚀性烃类作业
non-corrosivehydrocarbonservice处理的物流不会引起明显金属重量损失、选择性腐蚀、氯化物应力腐蚀破裂或硫化物应力破裂的作业。
标准状态
normalconditions
绝对压力为101325kPa，温度为0℃的状态。3. 1.18
平台管道
platformpiping
在平台上输送流体的各种管道。3.1.19
压力级别
pressure rating
管道系统所适用的压力数值。
GB/T23803-—2009/IS013703:2000注：这个数值直接相关工作压力级别（如ISO10423E7，压力等级13.8MPa和API压力等级2000psi)也有不直接的关系（如，ASME300Ib）；
压力传感器
pressure sensor
为探测预先设定的压力而设计的-种儿作。3.1.21
Eprocesscomponent
工艺单元
一套单一功能的设备和辅助管道例如：压力容器、加热器、柔等3.1.22
立管riser
海底管道到达平台或离开中台的垂直部分(包括底部的变价)。3.1.23
关断阀
shutdownValve
用来隔断处理设备或处理系统的自动操作的一种的门！3.1.24
硫化物应力破坏作业suifidestresscrackingservice处理含有浓度足以引起敏感材料应力破坏的水、盐水和硫化氢(HS)的物流的作业。3.1.25
wellbeadpressure
井并口压力
油井中可能出现的地面最大关井压力。3.2符号和缩略语
3.2.1符号
单位体积流率的流体所需要的最小管道横截流通面积，单位为平方毫米每立方米小时[mm\/(m.h)];
指正常操作温度下的平均热膨胀系数，单位为米每开(mm/K)；经验常数，无量纲；
腐蚀、机械强度、螺纹裕量的总和，单位为毫米(mm)；阀门系数，无量纲；
注1：在60“F的条件下，产生1psi压降的水流量，USgpm（只是为了和其他发表的数据一致而唯一采用的美国单位)。
管道内径，单位为米(m)；
管道外径，单位为毫米（mm）；管道内径，单位为毫米(mm)；
GB/T23803—2009/ISO13703:2000dg
气体相对密度（空气=1），无量纲；液体相对密度（水=1)，无量纲；纵向焊缝系数，无量纲；
管道材料在冷态条件下的弹性模量，单位为牛每平方毫米（N/mm）；擦系数，无量纲；
重力常数，单位为米每二次方秒（m/s\）；加速度压头，单位为米液柱（m)；摩擦压头，单位为米液柱（m）；绝对压头，单位为米液柱(m)；
静压头，单位为米液柱（m）；
速度压头，单位为米液柱(m)；
绝对蒸气压，单位为米液柱(m)；压力损失，单位为千帕(kPa)；
加速度系数，无量纲；
管道展开长度，单位为米(m)；
管道长度，单位为千米(km）；
壁厚的制造公差，%；
净正吸入压头，单位为米液柱(m)；p
操作压力，单位为千帕[kPa(A)]；注2：在文中也用流动压力表示。p
内部设计压力，单位为千帕[kPa(G)]；气体流量，单位为立方米每小时（m\/h)[标准状态下]；液体流量，单位为立方米每小时（m/h）液体加气体总质量流量，单位为于克每小时(kg/h）：气/液体积比，无量纲；
雷诺数，无量纲；
泵速，单位为转每分（r/min）；许用应力，单位为牛每平方毫米（N/mm）；操作温度，单位为开(K)；
注3：在文中也用流动温度表示。t
设计承压厚度，单位为塞米（mm）：公称管道的最小壁厚，单位为毫米(mm)；支撑点间距（两个支撑点之间的直线距离），单位为米（m)；流体冲蚀速度，单位为米每秒(m/s)；气体平均流速，单位为米每秒(m/s)；注4：在文中也用气体速度表示。，平均液体速度，单位为米每秒(m/s)；y
总的应变位移，单位为毫米(mm)；温度系数，无量纲；
气体压缩系数，无量纲；
管道吸收的膨胀量，单位为毫米（mm）；压差，单位为千帕(kPa)；
操作压力和温度下的气体密度，单位为千克每立方米（kg/m\）；P
GB/T23803—2009/ISO13703:2000操作温度下的液体密度，单位为千克每立方米（kg/m\）；操作压力和温度下的气/液混合密度，单位为于克每立方米（kg/m）：温度变化，单位为并(K)：
气体在流动压力和温度下的黏度，单位为帕·秒(Pa·s)；液体黏度，单位为帕秒(Pa·s）。3.2.2缩略语
电阻焊
焊后热处理
环形连接
埋弧焊
最小屈服强度
4概述
4.1材料
尽管不锈钢和其他材料应用广泛，但碳钢材料对于大多数生产平台管道系统都是适用的，选择管材时应当考虑以下因素：
作业类型；
与其他材料的适应性；
机械强度、延展性、弹性和韧性；d)
特殊焊接程序的需要，或其他连接技术的需要；特殊的检验、试验或质量控制的要求；e）
现场可能的误用；
内部流体和/或海洋环境所引起的冲蚀和腐蚀；g)
火灾情况下材料性能的要求。
4.2压力管道的规范
4.2.1本标准规定平台管道的设计和安装应符合ASMEB31.3的规定。对不适用于ASMEB31.3的立管的设计和安装应该遵循4.2.2和4.2.6。4.2.2立管的设计、建造、检查和试验应遵循IS013623和政府的规定及法规中相适用的部分，其便用的设计应力不得超过规定的最小屈服强度（SMYS)的0.6倍。除非国家法规不允许，采用的管道设计规范可用于清管作业。
4.2.3对于立管应该进行100%的焊缝射线拍照检查，平台管道的无损试验应遵守ASMEB31.3作为最低的安全要求，应该满足表10的国际标准。4.2.4应该按照ASMEB31.3进行冲击试验。高压管道系统的设计（即高于ASME2500Ib）需要有特别的考惠，应该遵照ASMEB31.3对高压管道的要求。4.2.5阀门、管件和法兰的制造应该符合国际和/或国家标准。应核实压力/温度等级和材料的适应性。
4.2.6除非是立管壁厚计算和因清管需要有相同的内径的材料选择，在确定立管和平台管道的界限时，流体首先进人平台和最后离开平台的管道截止阀是本标准应用的界限。在考虑诸如水深、平台桩腿的倾斜度以及可能的飞溅区等因素之后，本文的推荐作法可以用于立管设计。某些标推可能要求从海底管道到清管球发射器/接收器的管道系统采用海底管道规范4.2.7采用管道规范的常规做法是从立管到清管设施包括立管/管道上每个分支的管道和其第一个阀门采用海底管道规范。
GB/T23803--2009/ISO13703:20004.3不同压力等级之间的划分
4.3.1通常，井流离开井口后压力是逐步降低的。压力降低后，就可以使用压力等级较低的工艺处理装置，图1是个典型的例子。
230 bar
系统设计压力
适用的法兰
和露门压力
(井口压力）
API5000
注1：设计温度65℃
230 bar
(并口压力）
98 bar
JAPI5000或ASME|API-2000或ASME1500或2500lb
注2：需要关断的传感器没有表示。注3：出油管道和管汇按井口压力设计600 lb
35 bar
ASME300Ib
ASME150Ib
注4：系统设计压力受各种因素的限制南不是法兰和阀门的压力等级。如件道壁厚、分离器设计压力等）。注5；压力释放阀上游可以安装关断阀，听有关断附连锁关断是必要的以确保压力系统总是处于保护之中。1-
主阐阀；
井口，Www.bzxZ.net
油嘴；
三通；
管汇；
截断阀；
去其他系统：
安全阀；
高压分离器；
气相出口；
液位控制器；
中压分离器；
13---低压分离器；
一进一步处理、储存或销售。
图1一个工艺处理系统法兰和阀门压力等级变化的示例4.3.2用于压力装置设计的一条规则是：所设计的任何一个承压部件，应能经得住任何条件下作用其上的最高内压，或者能被压力释放装置所保护。在这种情况下，压力释放装置就是一个安全释放阀或是一个爆破膜。一般而言，在确定需要压力释放装置时，不应考虑使用高压关断阅、止回阀、控制或其他类似装置来防止处理设备的超压。6
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