GBT 10541-2023 近海停泊排吸油橡胶软管

近海停泊排吸油橡胶软管2023-09-07发布I本文件按照GB/T1.1—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GB/T10541—2013《近海停泊排吸油橡胶软管》,与GB/T10541—2013相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：——更改了范围，将软管的工作压力更改为“一0.085MPa～2.1MPa”,流速更改为“不大于21m/s”,软管内径更改为“600mm及以下”(见第1章，2013年版的第1章);——增加了按结构分类的方式(见4.1.2);——增加了外覆层所用材料的种类及相应胶料的物理机械性能要求(5.1.2);——增加了法兰连接件材料的要求(见5.1.3.1和5.1.3.2);——增加了外观要求(见5.2);——耐煤油性能试验中增加了煤油试验后的真空性能试验要求(见5.11);——增加了软管动态疲劳性能要求(见5.14);——爆破性能中增加了对单管体和双管体的爆破试验要求(见5.15);——增加了软管压扁性能试验要求(见5.16);——增加了水下软管的定位套环尺寸要求(见5.17.3);——增加了软管浮力恢复试验性能要求(见5.18.2);——删除了油槽用软管应始终具有绝缘性的要求(见2013年版的4.4.1);——删除了鉴定用样品管的要求(见2013年版的第6章);——删除了浮子材料的性能要求及试验方法(见2013年版的附录B);——删除了扭曲刚性计算(见2013年版的附录E);——删除了拉伸刚性计算(见2013年版的附录F)。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。本文件由中国石油和化学工业联合会提出。本文件由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会软管分技术委员会(SAC/TC35/SC1)归口。本文件起草单位：辽宁维航基业科技有限公司、江苏华神特种橡胶制品股份有限公司、苏州华锐橡塑科技有限公司、胜利油田长龙橡塑有限责任公司、江苏西沙科技有限公司、南尧橡塑科技有限公司、河北海恩橡塑制品有限公司、深圳市杉叶实业有限公司、青岛橡六胶管有限公司、辽宁省标准化研究院、河南给力软管有限公司、四川道弘新材料有限公司、沈阳橡胶研究设计院有限公司。本文件主要起草人：王素菊、王仁俊、赵琪茉、张义贵、郦国忠、石淑珍、蔺建刚、孙钢、王永福、本文件于1989年首次发布，2003年第一次修订，2013年第二次修订，本次为第三次修订。1近海停泊排吸油橡胶软管1范围本文件规定了近海停泊排吸油橡胶软管(简称软管)的分类和结构、要求、检验规则、标志、包装、贮存和运输。本文件适用于环境温度介于一29℃~52℃之间，在海底或水面输送芳香烃含量不超过50%的原油或液体石油产品的软管，软管内径为600mm及以下，工作压力为一0.085MPa～2.1MPa之间，介质温度为-20℃~82℃之间，流速不大于21m/s。本文件不适用于输送液化石油气和天然气的软管。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/T528—2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定GB/T532硫化橡胶或热塑性橡胶与织物粘合强度的测定GB/T1690硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法GB/T5567橡胶和塑料软管及软管组合件耐真空性能的测定GB/T6036硫化橡胶或热塑性橡胶低温刚性的测定(吉门试验)GB/T7528橡胶和塑料软管及软管组合件术语GB/T7762硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验GB/T9572橡胶和塑料软管及软管组合件电阻和导电性的测定GB/T9573橡胶和塑料软管及软管组合件软管尺寸和软管组合件长度测量方法GB/T9576橡胶和塑料软管及软管组合件GB/T9577橡胶和塑料软管及软管组合件标志、包装和运输规则GB/T9711—2017石油天然气工业管线输送系统用钢管GB/T9867—2008硫化橡胶或热塑性橡胶耐磨性能的测定(旋转辊筒式磨耗机法)GB/T12228通用阀门碳素钢锻件技术条件GB/T15254硫化橡胶与金属粘结180°剥离试验GB/T37220大型橡胶软管组合件加速疲劳试验ASTMA106/A106M-18高温作业用碳素钢无缝钢管标准规范(Standardspecificationforseam-lesscarbonsteelpipeforhigh-temperatureservice)ASTMA285/A285M-17压力容器用中、低强度碳素钢板标准规范(Standardspecificationforpressurevesselplates,carbonsteel,low-andintermediate-tensilestrength)ASMEVⅢI-1-2013压力容器建造规则(Rulesforconstructionofpressurevessels)ASMEB16.5-2013管法兰和法兰管件NPS1/2至NPS24公制/英制标准(PipeflangesandflangedfittingsNPS1/2throughNPS24metric/inchstandard)BSEN1435焊接的无损检查焊接的射线探伤检查(Non-destructivetestingofwelds—Radio-2graphictestingofweldedjoints)3术语和定义GB/T7528界定的术语和定义适用于本文件。4分类和结构a)有或无定位套环的水下软管(两端内径可不同);b)带有特殊增强端的水下软管；c)浮式软管(两端内径可不同);d)带有特殊增强端的部分浮式软管；e)油轮舷管。4.1.2按结构分类：a)单管体软管：只含有主管体增强层的软管。b)双管体软管：除软管的主管体增强层外，还有第二附加管体的增强层。注：主管体和第二附加管体之间具有空间，用来容纳因主体内的缓慢泄漏或突然故障而溢出的任何液体。4.2.1软管由内衬层、增强层、外覆层及法兰连接件构成。根据要求可有特殊增强层、导电连接线、浮体材料和缓冲层。软管的结构见图1。3标引序号说明：1——法兰连接件；2——导电连接线；3——内衬层；4——主管体增强层；5——金属螺旋线；6——特殊增强层；7——缓冲层；8——第二附加管体内衬层；9——第二附加管体增强层；10——水下软管外覆层；11——浮体；12——浮管外覆层。图1软管结构示意图4.2.2内衬层由耐油、耐低温橡胶材料组成。4.2.3增强层包括如下结构：a)织物帘布或钢丝帘布增强层；b)嵌入胶料中的金属螺旋线或环，或其他相似类型的增强；c)特殊增强层，可与a)、b)或a)和b)组合一起使用。4.2.4外覆层包含橡胶或聚脲、聚氨酯等最外层材料，且至少包括两个浸胶的织物增强层。4.2.5法兰连接件由钢管、挡环组成的连接件及法兰构成。5要求软管内衬层胶料的性能应符合下列要求：a)内衬层胶料的耐液体性(体积膨胀):按GB/T1690进行试验，40℃的C液浸泡48h,体积膨4胀率不大于60%;b)内衬层胶料的耐低温性：按GB/T6036进行试验，-20℃无重大变形；c)内衬层胶料的物理机械性能符合表1的要求。表1材料物理机械性能材料内衬层外覆层橡胶外覆层聚脲外覆层聚氨酯试验方法拉伸强度/MPaGB/T528—2009扯断伸长率/%软管外覆层材料的性能应符合下列要求：a)外覆层材料的耐磨性：按GB/T9867—2008中方法A进行试验，选用1号标准参照胶，体积损耗不大于250mm³;b)外覆层材料的耐臭氧性：按GB/T7762进行试验，臭氧浓度(50±5)×10-8、温度(40±2)℃和相对湿度65%、拉伸(10±1)%条件下72h,放大2倍观察未见龟裂；d)外覆层材料物理机械性能符合表1的要求。5.1.3法兰连接件制造连接件的无缝或双埋弧焊接的钢管应符合ASTMA106/A106M-18中A等级或B等级或GB/T9711—2017中A等级或者B等级要求的含碳量达0.23%的脱氧钢或半脱氧钢并具有标准重量。也可采用符合ASTMA285/A285M-17中C等级要求的钢板制造，所有焊接部位均应按照BSEN1435进行100%射线探伤检验。焊缝应符合ASMEVⅢ-1-2013中UW51B的要求。焊接在连接件上的用于固定增强层的挡环应采用符合ASTMA285/A285M-17中C等级的最高含碳量为0.23%的脱氧钢或半脱氧钢，焊接处按照ASMEⅢ-1-2013的附录6进行磁粉检验。法兰材料应符合GB/T12228或同等标准要求的锻钢法兰，最大含碳量为0.25%。法兰和连接件之间的环形焊接部位均应按照BSEN1435进行100%射线探伤检验。焊缝应符合ASMENⅢ-1-2013中UW51B的要求。法兰及钢管暴露的内表面和外表面，应通过热浸镀锌予以保护，镀锌层附着量至少为610g/m²,即厚度最小为85μm。注：保护暴露表面的其他方式也能接受。油轮舷管两端法兰部位应焊接吊耳，吊耳应由最大含碳量为0.23%的碳素钢制成。通常每根软管的油轮端装配4个吊耳，呈90°分布；另外一端装配2个，呈180°分布。并且两端法兰的吊耳在同一直线上。如采购方有特殊要求，也可两端分别装配2个吊耳，且两端法兰的吊耳在同一直线上。吊耳应通过与2.5倍安全工作负荷相等的检验负荷值，每个吊耳被施加检验负荷2次，一次与软管轴向垂直和一次与轴向水平。施加负荷不少于2min,吊耳、金属接头、法兰没有损坏或永久变形。在5检验负荷测试后，焊点应按照ASMEVⅢ-1-2013的附录6进行100%的磁粉检测。吊耳试验负荷及最小破坏负荷应满足表2。表2吊耳试验负荷软管内径mm吊耳安全工作负荷吊耳检验负荷吊耳最小破坏负荷5.2外观5.2.1软管内衬层应无明显的沟痕，不应有气泡、脱层、裂口等缺陷。5.2.2软管外覆层应平整，不应有明显的凸起或凹陷，且无气泡、脱层、裂口等缺陷。5.3长度及公差按GB/T9573的规定测量两端法兰端面之间的长度，通常为9.1m、10.7m和12.2m三个标准长度，长度公差不应大于+1%或小于一1%。5.4螺孔对称性用红外线水平仪测量软管两端法兰螺孔对称性，应成一直线，公差为一个孔径。5.5安装距离安装距离为法兰背面螺栓孔与管体的直线长度，见图2。安装距离应符合表3的要求。标引序号说明：l——安装距离；2——管体。图2安装距离示意图6表3安装距离单位为毫米法兰为ASMEB16.5-2013的Class150时法兰为ASMEB16.5-2013的Class300时软管内径安装距离螺栓长度间距安装距离螺栓长度间距5.6液压性能5.6.1软管最大工作压力至少应有1.5MPa、1.9MPa和2.1MPa三个等级。5.6.2按附录A进行静液压试验，测定的软管永久伸长率应不超过0.7%,临时伸长率应不超过2.5%。5.6.3测试时目视软管表面没有渗漏，两侧放置倾角仪观察，软管异常变形或扭曲应不超过1.5°。5.7.1软管是否具有导电性能应由采购方与制造方协商规定。5.7.2要求具有导电性能的软管，法兰与法兰间电阻应不高于0.75Ω/m。5.7.3要求具有绝缘性的软管，用500V电压进行测试，法兰与法兰间电阻应不小于25000Ω。5.7.4软管的电性能试验应按GB/T9572进行试验。5.8粘合性能5.8.1用相同材料、相同生产工艺、相同硫化条件制备的试样按GB/T532进行试验，软管粘合性能应符合下列要求：a)增强层之间的粘合强度应不小于6kN/m;b)增强层与橡胶接触面的粘合强度应不小于4kN/m;c)橡胶和橡胶接触面的粘合强度应不小于4kN/m;d)橡胶与聚脲或聚氨酯之间的粘合强度应不小于3kN/m。5.8.2浮体材料和相邻胶层界面剥离，任何损坏只能发生在浮体材料上。5.8.3用与法兰连接件同材质的金属，按GB/T15254进行试验，橡胶和金属之间的剥离粘合强度应不小于10kN/m。5.9真空性能按GB/T5567进行试验，软管应在一0.085MPa的条件下进行10min的真空试验，采用清晰的可视窗在软管一端射出光束照明，通过另一端目视检查。软管内部应无脱层、起泡现象，软管外部应无凹陷或塌瘪缺陷。75.10.1最小弯曲半径水下软管和油轮舷管的最小弯曲半径为4倍软管内径，其他类别输油软管的最小弯曲半径为6倍软管内径。按附录B进行试验，软管应无损坏及扭曲、椭圆等明显的永久变形。按附录C进行试验，油轮舷管和与之相连的软管弯曲刚性偏差应为±25%,其余软管弯曲刚性偏差应为±15%。5.11耐煤油性能5.11.1将软管水平放置，使其内腔充满芳烃含量25%的煤油介质；压力升高至最大工作压力，保持6h后，再将压力降至最大工作压力的一半，继续保持12h。软管和连接件部位不应有泄漏、砂眼、起泡或其他任何缺陷。5.11.2上述试验完成后24h内应继续进行真空性能测试，软管应符合5.9的要求。5.12扭转性能完成曲挠性试验后的软管试样，按附录D进行试验，软管不应有损坏。5.13拉伸性能完成曲挠试验和扭转试验后的软管试验，按照附录E进行拉伸性能测试，拉伸负荷见表4。软管拉伸后不应有损坏，且永久伸长率应不大于0.7%。表4拉伸负荷软管内径拉伸负荷最大工作压力1.5MPa最大工作压力1.9MPa最大工作压力2.1MPa5.14动态疲劳性能按照GB/T37220管应无损坏。进行试验，软管应进行弯曲-拉伸-扭转组合动态疲劳试验，试验条件见表5。软8表5动态疲劳性能内径疲劳试验条件频率次/min周期数弯曲半径拉伸负荷扭转角度最小弯曲半径最小弯曲半径注：当软管内径≤300mm时，以内径为300mm的软管为准；当软管内径>300mm时，以内径为600mm的软管为准。5.15爆破性能5.15.1单管体软管的爆破压力为5倍最大工作压力。双管体软管的主管体爆破压力为5倍最大工作压力，并保持15min;第二附加管体的爆破压力为2倍的最大工作压力，并保持15min。5.15.2按附录F进行试验，单管体应不损坏；双管体主管体爆破压力下应不损坏，升压至主管体爆破时，渗漏警示系统应报警；第二附加管体应满足2倍的额定压力不损坏。5.16压扁性能按附录G的试验方法在经过爆破试验的样品管上切割500mm的样品进行压扁试验。对样品管施加额定的负荷挤压样品管使其管体的内外径发生尺寸变化，计算临时偏差应不大于15%,永久偏差不大于5%。5.17水下软管性能5.17.1水下深度软管空管时应能承受最大水下深度为76m的静水压力。水下软管的实际质量与订货时制造厂产品设计中质量的公差不应超过表6所给出的值。表6水下软管质量公差内径空气中质量(空管)公差充满海水(密度1025kg/m³)时在海水中质量公差<300mm300mm～400mm>400mm定位套环符合下列要求：a)套环应被固定到水下软管的外层上，定位套环标准尺寸要求应符合表7的规定；b)定位套环与软管外层的粘合强度应满足将软管提升到自由垂直悬吊时结合处不应造成伤害或破损。9表7定位套环标准尺寸要求单位为毫米外径尺寸250、310、370、420、471、581、697、799、876、946、1050公差士0宽度尺寸公差厚度当软管内径≤300时，宽度尺寸应为63。当软管内径>300时，宽度尺寸应为185。5.18浮式软管、部分浮式软管性能5.18.1储备浮力当软管(包括浮体材料和外覆层)完全浸入海水中并且充满海水时(海水密度1025kg/m³),储备浮力应不低于20%。储备浮力(F)按公式(1)计算：式中：F——储备浮力；D——软管完全浸入海水中时排出的海水(包括整体浮体排出的海水和管内的海水)的质量，单位为千克(kg);W——空管(包括浮体材料和所有连接零件)的质量，单位为千克(kg);Ww——软管中容纳的海水质量，单位为千克(kg)。注：连接零件包括金属附件。5.18.2浮力恢复用浮式软管同样的材料、生产工艺及硫化制作内径不少于400mm、长度不少于1m的样品软管，将样品软管在水深20m(或室内模拟水深20m)的水压中保持24h,再将样品软管从水中取出停放24h进行浮力恢复。样品软管的储备浮力应不低于20%。6检验规则6.1型式检验和例行检验项目应符合附录H的要求。6.2型式检验为鉴定软管设计和制造是否满足本文件的要求而进行的试验。试验应在300mm和600mm内径软管上进行。型式检验每隔5年应至少进行一次，或当生产工艺或主要原材料发生变化时进行。6.3例行检验是产品出厂时在软管上进行的试验。7标志7.1通用标志7.1.1橡胶外覆层软管应有牢固的橙色螺旋标志条。标志条宽度为100mm,间距450mm。螺旋条的始末两端应呈环绕着软管的圆环形，距离法兰约600mm。7.1.2符合本文件的软管应在软管两端沿轴向用至少10mm高的字体以鲜明的不褪色的颜色永久、清楚地标注下列内容：a)制造厂名称或商标；b)本文件编号；d)最大工作压力；e)生产年和月；f)临时伸长率。7.1.3在法兰边缘焊接上可长期保留的生产年份和软管编号。在软管的一端法兰边缘标注字母“A”,另一端法兰边缘标注字母“B”。7.2特殊性质软管7.2.1水下软管7.2.1.1每根水下软管的总长度和完全浸没在海水中的质量，应通过牢固且不易褪色的方式沿轴向鲜明地标注在每根软管外覆层两端上，标注字母的高度不低于20mm。7.2.1.2应带有一条永久白色标志，白色标志宽为50mm,沿软管总长轴向并与两端法兰螺栓孔中心在同一直线上。7.2.2带有特殊增强端软管7.2.2.1端部增强软管用于一些特殊部位如水上浮式管线与水下管线的终端连接处，该软管带有增强件。端部增强软管在增强端应用一环形白色条带标志，白色条带宽度50mm。7.2.2.2将“增强端”字样用鲜明的颜色永久、清楚地标注，标注的字母高度应不低于20mm,与外覆层一起硫化或以不易褪色的油漆喷涂。7.2.3.1油轮舷管应在连接端以双白色环形带处做标志，带的宽度50mm,间距50mm,上有“舷管”字样。以不小于20mm高度字母标注。标志与外层一起硫化或涂不易褪色的油漆。7.2.3.2油轮舷管的质量应标注在软管上。除另有规定，软管包装、贮存和运输应符合GB/T9576和GB/T9577的要求。GB/T10541—2023(规范性)静液压试验软管应根据其最大工作压力进行静液压试验。试验程序如下。a)将软管放在使其自由伸展的支座上，尽可能伸直。安装扭转检测仪器和压力记录器；将软管充满水，排出所有气体。将压力从0MPa升至最大工作压力再降至0MPa,一个循环所需的时间(t)与软管内径有关，时间(t)按照公式(A.1)计算。反复15次，检查法兰连接件是否泄漏。…………(A.1)式中：t——一个循环所需的时间，单位为秒(s);D——试验软管内径，单位为毫米(mm);b)再次施加0.07MPa压力，测量软管总长度，作为软管的原始长度(L。)。c)历时5min从0.07MPa压力增至0.5倍最大工作压力。保持此压力10min,检查是否泄漏或扭曲并记录。d)历时5min将压力降至0MPa。e)历时5min将压力升至最大工作压力。保持此压力10min,检查是否泄漏或扭曲并记录，测量软管总长度(L₁)。f)再历时5min增加压力到1.5倍最大工作压力。保持这个压力5min,检查是否泄漏或扭曲并记录。g)历时5min将压力降至0MPa。h)0MPa下保持15min后，再升压至0.07MPa,测量软管总长度(L₂)。i)减压至0MPa。临时伸长率(△l₁)按公式(A.2)计算，永久伸长率(△ly)按公式(A.3)计算：……………(A.2)式中：△l₁——临时伸长率；△ly——永久伸长率；L。——软管的原始长度，单位为毫米(mm);L,——最大工作压力下的软管长度，单位为毫米(mm);L₂——测试完成后软管的长度，单位为毫米(mm)。(规范性)最小弯曲半径试验试验应使用空软管按图B.1所示进行，弯曲至软管要求的最小弯曲半径，试验应重复5次。恢复至自然状态后，软管应无扭曲或椭圆状的永久变形。最小弯曲半径测试标引序号说明：A——张力装置；B—-小车。图B.1最小弯曲半径试验(规范性)弯曲刚性试验弯曲刚性试验按图C.1所示进行。应记录软管试验时的环境温度。如果环境温度低于0℃,软管应在10℃~20℃下至少停放48h再进行试验。试验程序如下：将空的软管放置平直，在中心线的中点两侧0.5m做标记。弯曲每根软管至最小弯曲半径，保持10min以上，卸下负荷保持5min。一直持续，直至每个循环间的力矩拉力差小于22.68kg或完成第7个循环。每个循环，摆动成弧形使其接近最小弯曲半径。MBR——内侧边缘最小弯曲半径；R——软管中心线弯曲半径；H——软管中心线的平均偏移。图C.1弯曲刚性试验弯曲后的软管，弯弧弦(C)在参考标记之间测量，小于1m时，再次弯曲至其最小弯曲半径，尽可能用摆动弧形来调整。记录下力臂(L)、弯弧弦(C)和软管中心线的平均偏移(H)尺寸。弯曲刚性(E)按公式(C.1)～公式(C.3)计算：E₁=MR……………(C.1)M=PL…(C.2)E₁——弯曲刚性，单位为千牛平方米(kN·m²);M——软管中心线弯矩，单位为千牛米(kN·m);R——软管中心线弯曲半径，单位为米(m);P力矩拉力，单位为千牛(kN);L——力臂，单位为米(m);C—弯弧弦，单位为米(m);H——软管中心线的平均偏移，单位为米(m)。(规范性)扭转试验可选择完成最小弯曲半径试验和弯曲刚性试验的软管进行扭转试验。试验时，将空管成一直线，见图D.1所示，安装于合适的试验装置，按以下方法进行试验。a)将软管一端固定，另一端施加扭矩力将软管以0.9°/m扭转，按公式(D.1)计算软管总长度扭转的总角度(φ):ọ=LXk……………(D.1)φ——试验软管扭转的总角度，单位为度(°);L——试验软管总长度，单位为米(m);b)将软管按顺时针和逆时针方向分别进行5次扭转，观察有无损坏并记录。(规范性)拉伸试验可选择完成最小弯曲半径试验和弯曲刚性试验的软管进行拉伸试验。试验时，将空软管成一直线，见图E.1所示，安装合适的试验装置，按以下方法进行试验：a)在设计允许的最大轴向负荷下(在做样品软管时，增加的负荷为正常负荷的1.5倍);b)以10个相等的增量进行测量；c)每等量增加时，测量软管的伸长；d)保持允许的轴向负荷15min,每隔5min测量软管伸长；e)5min后卸去负荷，测量软管伸长。图E.1拉伸试验(规范性)爆破试验软管在样品管鉴定