(高清版)GBT 21412.2-2022 石油天然气工业水下生产系统的设计和操作 第2部分：非粘结挠性管系统

ICS75.180.10GB/T21412.2—2022代替GB/T21445.2—2008石油天然气工业水下生产系统的设计和操作第2部分：非粘结挠性管系统国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T21412.2—2022 Ⅲ 12规范性引用文件 1 33.1术语和定义 3 3 44.1概述 44.2基本要求 44.3一般设计参数 54.4内部流体参数 54.5外部环境 74.6系统要求 85设计要求 5.1荷载和荷载效应 5.2管体设计方法 5.3管体结构设计 5.4系统设计要求 216材料 246.1材料要求 246.2测试要求 276.3质量保证要求 7制造要求 367.1质量保证要求 7.2骨架层 7.3聚合物挤塑 7.4抗压和抗拉铠装层 7.6端部配件 7.7过程要求验证 407.8制造公差 42 42IⅡGB/T21412.2—20228文档 42 428.2设计前提 438.3设计荷载报告 438.4设计报告 438.5挠性管数据表 458.6生产质量计划 458.7制造规格书 458.8完工文档 458.9操作手册 469工厂接受试验 469.2通径试验 479.3静水压力试验 479.4电连续性和电绝缘试验 489.5气体排放系统试验 489.6密封试验 4910标识和包装 附录A(资料性)本文件与GB/T21445.2—2008的主要技术变化 附录B(资料性)结构编号对照一览表 附录C(资料性)本文件与ISO13628-2:2006的技术差异及其原因 附录D(资料性)采购指南 附录E(资料性)挠性管数据表 ⅢGB/T21412.2—2022本文件是GB/T21412《石油天然气工业水下生产系统的设计和操作》的第2部分，GB/T21412本文件代替GB/T21445.2—2008《石油天然气工业海底生产系统的设计和操作第2部分：用化见附录A。本文件修改采用ISO13628-2:2006《石油天然气工业水下生产系统的设计和操作第2部分：用表见附录B。——为与现有文件协调，将文件名称改为《石油天然气工业水下生产系统的设计和操作第2部——纳入了ISO13628-2:2006/Cor.1:2009的勘误内容，所涉及的条款的外侧页边空白位置用垂直双线(|)进行了标示。GB/T21412.2—2022水下设施),或岸上处理设施等各个子系统，或通过注水/气开发的水下井口等部分组成。GB/T21412《石油天然气工业水下生产系统的设计和操作》为水下生产系统及其子系统，以及各类接口和维修系——第1部分：一般要求和推荐做法。目的是为石油天然气工业各个领域开发应用水下生产系统——第2部分：非粘结挠性管系统。目的是为水下生产系统中的非粘结挠性管系统产品提供推荐做法。——第3部分：过出油管(TFL)系统。目的是为非水下生产系统中的TFL系统的设计、制造和操作提供推荐做法。—第4部分：水下井口装置和采油树设备。目的是为水下生产系统中的水下井口装置和采油树产品设备提供推荐做法。——第5部分：水下脐带缆。目的是为水下生产系统中的水下脐带缆产品提供推荐做法和使用——第6部分：水下生产控制系统。目的是为水下生产系统中的水下生产控制系统产品提供推荐做法。—第7部分：完井或修井隔水管系统。目的是为水下生产系统中的完井或修井隔水管系统产品——第8部分：水下生产系统的水下机器人(ROV)接口。目的在于给水下生产系统的ROV接口提出技术要求。——第9部分：遥控操作工具(ROT)维修系统。目的是为水下生产系统中的ROT维修系统和接口设备提出功能要求和推荐做法。——第10部分：粘结性挠性管规格书。目的是为水下生产系统中的粘结挠性管产品提供推荐做法。——第11部分：挠性管系统的推荐作法。目的是为水下生产系统中的挠性管系统产品提供推荐做——第12部分：动态生产立管。目的是为水下生产系统中的动态生产立管设计提供推荐做法。 第13部分：水下生产系统远程操作工具和接口。目的是为开发、设计远程操作水下工具和水下生产系统接口提供推荐做法。——第14部分：水下高完整性压力保护系统。目的是为水下应用中使用的高完整性压力保护系统提供推荐做法。——第15部分：水下结构物及管汇。目的是为水下生产系统中的水下结构物及管汇产品提供推荐挠性管主要由管体和端部配件构成，其中管体是由多层材料复合而成的承压管道。挠性管通常具有较低的弯曲刚度和高的轴向拉伸刚度，比同等抗内压能力的钢管具有更小的弯曲半径。本文件规定的内容与GB/T21412.11—2019、GB/T21412.10—2019一起对挠性管技术的各个方面做了规定，三者间的关系见GB/T21412.11—2019中4.1.2的描述。VGB/T21412.2—2022本次修订是基于ISO13628-2:2006《石油天然气工业水下生产系统的设计和操作第2部分：用1GB/T21412.2—2022石油天然气工业水下生产系统的设计和操作第2部分：非粘结挠性管系统GB/T228(所有部分)金属材料拉伸试验[ISO6892(所有部分)]金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法(ISO6892-1:2019,MOD);GB/T228.2—2015金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法(ISO6892-2:2011,MOD);GB/T228.3—2019金属材料拉伸试验第3部分：低温试验方法(ISO6892-3:2015,MOD);GB/T228.4—2019金属材料拉伸试验第4部分：液氦试验方法(ISOGB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法(GB/T230.1—2018,ISO6508-1:2016,MOD)GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法(GB/T231.1—2018,ISO6506-1:2014,MOD)GB/T1033(所有部分)塑料非泡沫塑料密度的测定[ISO1183(所有部分)]注：GB/T1033.1—2008塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法(ISO1182004,IDT);GB/T1033.2—2010塑料非泡沫塑料密度的测定第2部分：密度梯度柱法(ISO1183-2:2004,MOD);GB/T1033.3—2010塑料非泡沫塑料密度的测定第3部分：气体比重瓶法(ISO1183-3:1999,IDT)。GB/T1034塑料吸水性的测定(GB/T1034—2008,ISO62:2008,IDT)GB/T1040.1塑料拉伸性能的测定第1部分：总则(GB/T1040.1—2018,ISO527-1:2012,IDT)GB/T1040.2塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件(GB/T1040.2—2006,ISO527-2:1993,MOD)GB/T1041塑料压缩性能的测定(GB/T1041—2008,ISO604:2002,IDT)2GB/T21412.2—2022GB/T1685硫化橡胶或热塑性橡胶在常温和高温下压缩应力松弛的测定(GB/T1685—2008,ISO3384:2005,MOD)GB/T3682(所有部分)塑料热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率注：GB/T3682.1-2018塑料热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定第1GB/T3682.2—2018塑料热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定第2GB/T4340.1金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法(GB/T4340.1—2009,ISO6507-GB/T5576橡胶与胶乳命名法(GB/T5576—1997,ISO1629:1995,IDT)GB/T7304石油产品酸值的测定电位滴定法GB/T8813硬质泡沫塑料压缩性能的测定(GB/T8813—2020,ISO844:2014,IDT)GB/T9341塑料弯曲性能的测定(GB/T9341—2008,ISO178:2001,IDT)GB/T10294绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法(GB/T10294—2008,ISO8302:1991,IDT)GB/T10295绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法(GB/T10295—2008,ISO8301:GB/T11546.1塑料蠕变性能的测定第1部分：拉伸蠕变(GB/T11546.1—2008,ISO899-1:2003,IDT)GB/T12006.1塑料聚酰胺第1部分：黏数测定(GB/T12006.1—2009,ISO307:2007,IDT)GB/T12006.2塑料聚酰胺第2部分：含水量测定(GB/T12006.2—2009,ISO15512:GB/T18253钢及钢产品检验文件的类型(GB/T18253—2018,ISO10474:2013,IDT)GB/T19466.1塑料差示扫描量热法(DSC)第1部分：通则(GB/T19466.1—2004,ISO11357-1:1997,IDT)GB/T19466.2塑料差示扫描量热法(DSC)第2部分：玻璃化转变温度的测定(GB/T19466.2—2004,ISO11357-2:1999,IDT)GB/T19466.4塑料差示扫描量热法(DSC)第4部分：比热容的测定(GB/T19466.4—2016,ISO11357-4:2014,MOD)GB/T20972(所有部分)石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料[(ISO15156(所有部分)]注：GB/T20972.1—2007石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第1部分：选择抗裂纹材料的一般原则(ISO15156-1:2001,IDT);GB/T20972.2—2008石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第2部分：抗开裂碳钢、低合金钢和铸铁(ISO15156-2:2003,MOD);GB/T20972.3—2008石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第3部分：抗开裂耐蚀合金和其他合金(ISO15156-3:2003,MOD)。GB/T21412.4石油天然气工业水下生产系统的设计与操作第4部分：水下井口装置和采油树设备(GB/T21412.4—2013,ISO13628-4:2010,IDT)GB/T21412.11—2019石油天然气工业水下生产系统的设计和操作第11部分：挠性管系统3GB/T21412.2—2022GB/T22513石油和天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树(GB/T22513—2013,GB/T36800.2塑料热机械分析法(TMA)第2部分：线性热膨胀系数和玻璃化转变温度的测定(GB/T36800.2—2018,ISO11359-2:1999,IDT)ISO148-1金属材料夏比摆锤冲击试验第1部分：试验方法(Metallicmaterials—Charpypendulumimpacttest—Part1:Testmethod)ISO179(所有部分)塑料夏比冲击性能的测定(Plastics—DeterminationofCharpyproperties)ISO527-3塑料抗拉性能的测定第3部分薄膜和片材的试验条件(Plastics—Determinationoftensileproperties—Part3:Testconditionsforfilmsandsheets)ISO9352塑料用磨轮测定耐磨性(Plastics—Determinationofresistancetowearbyabrasivewheels)ISO13847石油和天然气工业管道输送系统管道焊接(Petroleumandnaturalgasindustries—Pipelinetransportationsystems—Weldingofpipelines)3.1.13.1.23.1.33.1.4DSC差式扫描量热仪(DifferenHAZ热影响区(Heat-AffectedZone)LR锁定半径(LockingRadius)MPI磁粉检验(MagneticParticleInspection)NDE无损检验(NondestructiveExamination)4GB/T21412.2—2022OHTC总传热系数(OverallHeatTransferCoefficient)OLT海上泄漏试验(OffshoreLeakTest)PSL产品规格水平(ProductSpecificationLevel)PVC聚氯乙烯(PolyvinylChloride)RAO响应幅值算子(ResponseAmplitudeOperator)RP重现期(ReturnPeriod)SIT结构完整性试验(StructuralIntegrityTest)S-N应力幅-循环数曲线(CurvesShowingStressRangevsNumberofCycles)SR储存弯曲半径(StorageMinimumBendRadius)TAN滴定酸值(TitratedAcidNumber)TPE热塑性弹性体(Thermo-PlasticElastomer)UHB隆起屈曲(UpheavalBuckling)WPS焊接工艺规格书(WeldingProcedureSpecification)F设计拖拉力(DesignPullingForce)F,锚泊系统能力(AnchoringSystemCapacity)n容许的应力利用因子(PermissibleStressUtilizationFactor)t部件厚度(ThicknessofComponent)σe等效应力(冯米塞斯或特雷斯卡)[EquivalentStress(vonMisesorTresca)]σ:环向拉伸应力(TensileHoopStress)4.1.1挠性管概念(pipeconcept),挠性管具有如下特征：a)功能(预期用途或应用);4.1.2挠性管系统是流体输送系统，主要部件包括挠性管及直接或间接连接在挠性管上的附属部件。挠性管的水下和海上应用分为静态和动态两类。根据各层之间是否可滑移，挠性管可分为：b)粘结性挠性管，典型的粘结挠性管由缠绕或挤压而成的多层弹性体粘结组成，通过使用黏合a)挠性管应具有密封导管；b)挠性管应能承受第5章定义的所有设计荷载和荷载组合；c)挠性管应在规定的服役寿命内能执行其功能；5GB/T21412.2—2022d)挠性管材料应适用于材料所处环境。挠性管的端部配件应满足下列要求：a)应提供挠性管和支撑结构间的结构界面；b)应提供挠性管和弯曲限幅器(包括弯曲加强器幅器满足其功能要求。4.3一般设计参数a)公称内径；b)挠性管(包括端部配件)长度和长度公差，长度公差对称定义还是偏向某一边定义取决于它们对系统的重要性；c)服役寿命。应规定使用的内部流体参数。应规定表1所列参数和服役期间内部流体参数的预期变化。表1内部流体参数参数注释内压见4.4.2温度见4.4.3流体组分见4.4.4流体/流动描述流体类型和流态流速参数流速、流体密度、黏度、最小入口压力和要求的出口压力热参数流体热容a)最小压力，服役期间(安装和操作条件)挠性管的最小内压。保守评估假设为真空。b)操作压力，服役期间长期正常操作下挠性管的内压。PLEM等装置处。f)偶然压力，在参考位置，在非正常操作、意外关井、段塞或其他临时偶然情况下挠性管的最6GB/T21412.2—2022大内压。在挠性管服役期间，它不可能被超过。除非另有规定，最大偶然压力是设计压力的1.1倍。1)FAT,挠性管制造完后测试其潜在缺陷而施加的内压。除非另有规定，对挠性立管和上部跨接管，FAT压力是1.5倍设计压力；对挠性出油管和水下跨接管，FAT压力是1.3倍2)OLT,挠性管安装后进行结构泄漏试验对挠性管施加的内压。除非另有规定，OLT压力是挠性管设计压力或系统设计压力两者中较小值的1.1倍。3)SIT(船上完整性试验),在安装船上进行SIT而对挠性管施加的内压。除非另有规定，SIT压力应与FAT压力相同。如挠性管全部回收并在安装船上修复，挠性管加强层或终端压力密封部件的结构完整性受到影响，要求在船上进行完整性试验。4)SIT(海上完整性试验),挠性管安装后在现场进行SIT而对挠性管施加的内压。除非另有规定，SIT压力应是挠性管设计压力和系统设计压力两者中较小值的1.25倍。如在现场修复挠性管，挠性管加强层或终端压力密封部件的结构完整性受到影响，或因疑似破坏/抗力减小重新进行完整性评估时，要求安装后在海上进行完整性试验。a)服役寿命内操作压力沿挠性管的分布；b)系统设计压力；c)相关方和/或认证机构对FAT、OLT和海上SIT压力要求；d)最大增压速率；e)最大降压速率或随时间压力分布变化；f)极端压力循环数(如从最大操作/设计压力到最小操作/设计压力并返回到规定的操作压力，并有/无伴随着热循环);g)最小压力[真空压力(如相关)]。a)操作温度，长期正常操作期间挠性管的内部(挠性管内表面)温度。b)最高/最低操作温度，长期正常操作期间挠性管的最高和最低内部温度。c)设计温度，长期操作(长期操作条件定义见表4)期间挠性管的最高和最低内部温度。d)偶然温度，在挠性管服役期间不可能超过的最高和最低内部温度。应在非正常操作的基础上a)扰动温度(循环次数和循环范围);b)气体冷却效应(时间-温度曲线);c)流体热性能；7GB/T21412.2—2022f)极端温度循环数(如从最高操作/设计温度到最低操作/设计温度并返回到规定的操作温度，并有/无伴随着热循环)。4.4.4流体组分率)。在内部流体组分规格书中应定义下列内容：d)芳香类成分；应规定项目的外部环境参数。宜考虑表2参数。设计水深应是挠性管可能置于水中的最大水深。表2外部环境参数参数定义位置安装位置的地理数据水深设计水深、挠性管位置水深变化和潮汐变化海水数据密度、盐度、pH值、最高和最低温度空气温度存储、安装和运行期间最高和最低空气温度土壤数据土壤描述、剪切强度或内摩擦角、摩擦系数、海床冲刷、土壤类型描述(从软到硬，沙/黏土)、导热系数、粗糙度、粒径尺寸、土体稳定性、液化、土的水下重量/干重、沙波以及沿挠性管路由土壤参数变化回填或覆盖土在UHB或相关计算和分析中使用的回填和覆盖材料类型、密度和重要性能的描述海生物沿水深海生物密度和厚度的变化冰最大的重叠冰、漂浮冰山和浮冰接触在运行期间和存储条件下挠性管暴露长度和时间海流数据水深、方向和RP的函数，包括已知的局部海流现象的影响波浪数据有效波高和最大波高、相应的周期、波谱、扩散函数、离散图，是方向和RP的函数风数据方向、水平面以上高度和RP的函数8GB/T21412.2—2022应规定项目的系统功能要求。附录D可作为参考指南。除非在4.6.1中另外说明，否则还应规定a)端部配件内部和外部防腐；b)挠性管阴极保护系统；d)存储(岸上或水下)和安装保护；e)挠性管防腐系统与相邻的防腐系统的兼容性。应规定挠性管热损失或保温性能要求。应基于挠性管公称内径确定OHTC并应区分挠性管本身和外部影响(如埋设挠性管的覆土)。气体排放系统可防止挠性管环空产生过大压力积累。如要求气体排放，应说明下列内容：a)气体排放系统部件；b)排放气体流速；c)对气体排放位置的限制；d)接口要求；e)气体监测系统；f)水下排气阀；g)与挠性管连接的排气系统背压；h)环空完整性检测。部配件过渡。9GB/T21412.2—2022b)需要灭火或冷却的挠性管结构；d)要求的挠性管耐火时间；f)挠性管中与聚合物材料接触的热钢；g)弃管设施及其防火性能；h)挠性管功能；i)泄漏情况下输送介质的闪点；j)降压时间。应规定挠性管的背负要求，包括背负式挠性管详情和c)提供的安装工具和设备；d)提供的牵引和连接工具及终端；e)船体/平台界面结构，如I型管和喇叭口；f)水下设备界面如采油树和管汇；g)供应范围。应规定设计和实施挠性管检测、监测以及状态评估系设施能力以及船间转运的要求；GB/T21412.2—2022a)流速；b)压力变化；d)化学成分；e)化学反应达到的最高温度；f)沿挠性管的温度分布；g)清洗操作持续时间；h)挠性管服役期间执行的清洗操作次数。应规定进行出油管和立管(或跨接管)系统设计和分析，除了第5章的要求之外，还至少包含表3所列参数。表3管道和立管参数参数详细说明管道立管管道路由路由图、地形、海床/土壤条件、障碍物、已铺设安装的设备和管道××立管构型对构型要求的说明，包括描述(缓S形、陡波形等)、布置和组成。构型选择或规定构型适用性的确认×荷载工况功能、环境和偶然荷载以及长期操作(正常和极端)、非正常、临时(如安装)和生存条件下的年组合概率XX导向和支撑建议的导向结构几何形状，如安装管道和立管的I型导管、J型导管、悬挂和喇叭口，以及中水浮拱××挠性管附件弯曲限制器、弯曲加强器、卡子、浮力模块及附着方式XX连接系统上部和下部连接系统描述，包括快速解脱系统和浮筒解脱系统、连接角度和位置公差××保护要求挖沟、抛石、垫块、外涂层和要求保护的挠性管长度范围。设计冲击荷载，包括拖拉板、落物和锚/锚链产生的冲击荷载×海床上稳定性允许位移×一UHB需要包含的设计工况说明×—跨越要求管道(挠性管和刚性管)交叉，包括已安装管道X×干涉要求说明可能的干涉区域。定义允许的干涉/碰撞一×连接的船体数据连接的船体数据，包括但不限于：a)船体数据、尺寸、吃水、朝向和类似数据；b)静态偏移；c)一阶运动(用于极端和疲劳分析的RAO)和二阶运动；d)船体运动相位数据；e)船体运动参考点；f)锚泊系统界面数据；一X注：“×”表示考虑，“一”表示不考虑。GB/T21412.2—20225设计要求基于提供的第4章所要求的信息(见附录D采购指南)进行挠性管设计。2)外压；3)挖沟、埋设或抛石填埋的挠性管所受到的外部土体或岩石的反作用力；4)来自支撑和保护结构的静态反作用力和变形荷载；5)临时安装或回收工况荷载，包括施加的张力、挤压荷载、冲击荷载和导引装置引起的荷载；6)服役期间作为永久荷载作用在挠性管上的残余安装荷载；7)压力和张力引起挠性管转动所产生的荷载和位移；9)集束管或夹持管间的相互作用；11)安装期间就位误差产生的荷载；12)检验和维修工具产生的荷载；13)多相流段塞产生的荷载；14)因包装产生的约束荷载(如FAT测试);16)压力和温度变化产生的荷载。b)环境荷载：1)直接或间接(由表2规定)的所有环境参数引起的荷载(如涡激振动);2)二阶慢漂运动和/或挠性立管连接到的浮体或水下设备的涡激运动。2)拖网板冲击；4)船舶舱室损坏或者意外进水；5)推进器失效；6)动力定位系统失效；7)锚链失效；8)转塔驱动系统失效；9)可能影响挠性管构型的相关附属设备(如浮筒或压载模块)失效；10)水合物堵塞两端内压差；11)挠性管与其他结构间干涉。GB/T21412.2—20225.1.2.2表4列出了荷载类别组合和荷载工况。应定义设计荷载工况来分析功能荷载、环境荷载和偶然荷载对挠性管作用。典型荷载的分析技术指南参见GB/T21412.11—2019。表4荷载类别组合和荷载工况荷载类别荷载工况操作工况非操作工况长期非正常临时生存正常极端正常极端b永久功能荷载与相应荷载条件相关的永久功能荷载可变功能荷载最大操作压力设计压力≤最大偶然压力规定的压力最高/最低操作温度设计温度≤偶然温度规定的温度环境荷载操作计划季节性的h规定的偶然荷载N/A⁴xl,gXN/A××荷载组合概率P.相关的相关的详见5.1.2.1。b环境不可控或可变功能荷载超过最大偶然值。·组合发生概率P。仅指独立的环境条件和偶然事件的组合。发生概率指“年发生概率”。dN/A——不适用。“相关的”表示与考虑的荷载条件相关的功能荷载。f对于极端操作条件，可能伴随着偶然事件(例如锚链失效)。“×”表示考虑，典型的偶然荷载见5.1.2.1。h规定的RP。如未规定，假设3个月的RP。5.1.3.1挠性管设计应满足本条规定的荷载组合设计要求。应评估表4规定的荷载工况下作用在挠性管上的所有荷载。应分析荷载随时间和空间位置的变化、挠性管系统和它的支撑以及环境和土体产生年发生概率小于10-⁴的荷载组合。应基于FAT程序定义FAT荷载组合。对极端、干涉和疲劳分析还应将不同荷载组合包含在内。5.1.3.3应对规定的所有临时工况按表5中的设计准则进行校核，临时工况可包括测试(FAT、OLT、5.1.3.4应定义不同荷载组合同时发生概率。可基于项目的特殊情况规定特殊的荷载组合概率。应规定偶然事件以及安装相关事件的发生概率。如没有规定，应给出每一事件采用的概率建议。这些规定的概率应与表4以及前面提及的概率相一致。5.1.3.5分析的设计荷载工况应来自表4中的荷载组合。GB/T21412.2—2022表5挠性管各层设计准则层挠性管主要失效模式设计准则操作工况非操作工况生存长期非正常临时正常极端正常极端安装试验骨架层压溃a,b荷载0.85光滑内衬层压溃荷载对于静态和动态应用的聚合物材料，应规定压溃的许用系数，并证明该荷载下材料满足设计要求内承压层断裂变薄在服役期间，在所有荷载组合作用下由于嵌入支撑结构层间隙而引起壁厚减小的最大允许值是壁厚最小设计值的30%应变对于静态和动态应用的聚合物材料，应规定许用弯曲应变，并证明该应变下材料满足设计要求。在公称尺寸下PE和PA最大许用弯曲应变是7.7%,在静态应用和动态应用存储条件下PVDF最大许用弯曲应变是7.0%,在动态应用操作条件下PVDF最大许用弯曲应变是3.5%4抗压铠装层互锁失效应力0.670.850.850.670.910.85压溃b荷载0.85抗拉铠装层破坏应力0.670.850.850.670.910.85屈曲荷载0.85丝紊乱位移抗拉铠装层与相邻层间的径向累积间隙不应超过铠装层钢丝厚度的一半抗压溃层断裂应变对于静态和动态应用的聚合物材料，应规定许用弯曲应变，并证明在该应变下材料满足设计要求止屈层鸟笼效应应力或应变h0.670.670.850.850.850.850.91外包覆层断裂应变对于静态和动态应用的聚合物材料，应规定许用弯曲应变，并证明该应变下材料满足设计要求。PE和PA的最大许用弯曲应变是7.7%·压溃抗力应注意所有椭圆度来源，包括制造、试验、安装和运行(见5.3.1)。定义最大允许椭圆度标准(承载和不承载条件下)。指南见GB/T21412.11—2019。对于粗糙内壁挠性管，如果骨架层或抗压铠装层中的某一层达到该层材料的屈服强度，则应证明另外一层的应力没有超过该层的许用应力。变薄包括弹性、塑性和蠕变引起的厚度减小(见5.3.2.1.2)。d对准动态和动态支撑应用，如经过试验验证，PVDF应允许更高的最大弯曲应变。准静态和动态支撑定义见表6脚注。3%的裕量用于分析因制造公差而允许的利用系数变化(见5.2.4)。对于输气或气液混输的光滑内壁挠性管，抗压溃层的设计、制造和工厂接受试验要求应得到相关方同意。抗拉铠装丝的鸟笼效应。h对用于止屈带的非钢材料，利用系数用于强度或应变。应力分析应包含FAT、OLT和SIT过程中的最大内压。GB/T21412.2—20225.1.4.3应利用经过验证的方法确定水动力荷载效应，该方法包含海水运动和不同环境现象间相互影响。分析方法指南见GB/T21412.11—2019。5.1.4.4对于疲劳分析，应基于包含所有荷载参数的方法确定挠性管在整个服役期间的荷载分布。如5.1.4.5任何偶然荷载或组合可能破坏挠性管或使挠性管不适于应用。包含偶然荷载(例如由于锚链或推进器失效导致的偏移增加)且不违反表5要求的荷载工况定义了偶然荷载安全发生的极值。一些偶然荷载(如火灾和爆炸)可能不容易按表5要求进行分析，在这种情况下，应通过试验来定义与偶然荷载相关的其他极值的安全工作时间。5.1.4.6设计荷载工况应包含充满冷凝水的完好无损环空、充满脱气海水环空以及环空充满相关气体b)挠性管各层和部件的计算方法；c)用原型试验验证理论基础，应验证挠性管所有结构层的能力；如不影响其他层应力计算结果的可靠性，可以用简化的保守分析方法验证非关键层(如耐磨层);g)表8、表9和表10所列挠性管各层材料性能；h)表11和表12所列挠性管材料认证，6.2.5所述端部配件材料认证。5.2.2挠性管设计方法在最初以及任何时候修订都应由IVA进行验证，IVA审查和验证上述规定的用范围之内满足设计要求。IVA应颁发一个证书和报告来说明设计方法的局限性。应提供可审查的5.2.4表5中的利用系数是基于公称尺寸和服役结束条件。对于金属层和止屈层，应说明在制造公差范围内，尺寸变化不会使利用系数超过表5规定值的3%。5.2.5所有金属层厚度的计算，应包括服役期间的磨损裕量和5.2.6对于新挠性管设计，应进行充分的原型试验来验证设计方法，并获得IVA对设计方法验证报告的修订或修改。应修订或修改制造规格书，使得在设计方法适用范围之内满足设计要求。原型试验应验证那些在先前验证范围之外的设计参数的适用性。试验指南和试验程序见GB/T21412.11—2019。GB/T21412.2—20225.3.1.2内承压层利用系数应基于聚合物材料最大许用蠕变和最大许用应变来计算，并符合5.3.2.1层满足设计要求。骨架层静水压溃计算可包含抗压铠装层提供的支撑。用压差除以静水压溃压力来计算骨架层屈曲荷载利用系数。静水压溃压力的计算方法应形成文件，静水压溃压力是用经验证的设计5.3.1.4应评估因承压层和相邻牺牲层间气压积累而引起的压溃失效模式，应通过分析确定满足所有设计要求。应根据这种压溃失效模式规定降压速率操作限制。5.3.1.5应按下列之一计算抗压铠装层和抗拉铠装层利用系数：5.3.1.6用经过验证的设计方法(见5.2)来计算应力并满足5.3.2设计要求。应力计算值应包括动态荷载，并基于层平均应力。平均应力应基于将总的层荷载平均分配到层中所有钢丝上来计算。结构承载力应取为0.9倍极限抗拉强度或取为屈服强度。结构承载力不应超过0.9倍极限抗拉强度。设计使用的结构承载力应是最小规定值，如超过了最小5.3.1.7局部铠装丝应力可能超过平均层应力(例如弯曲期间)。疲劳分析应基于局部铠装丝应力，详见5.3.4.3。在设计中应说明超过层中平均应力的局部铠装丝应力造成的破坏机理；若经评估，局部应力不影响服役期的挠性管完整性(包括结构承载力和服役寿命等),则应视为可以接受。a)铠装丝横截面总体屈服或变形；b)在铠装丝横截面较高应力集中区产生裂纹。5.3.1.9局部应力可接受性的评估方法参见GB/T21412.11—2019的5.4.1。5.3.1.11最小SR应是满足表6所有要求的最小弯曲半径。应计算互锁层发生锁定时的LR。最小SR至少是LR的1.1倍。最小SR不应引起其他层的破坏或混乱。5.3.1.12表6概括了不同荷载工况和荷载组合下最小弯曲半径准则。另外，对于所有荷载工况和荷载5.3.1.13可要求一个比表6准则更大的最小弯曲半径，来满足表5中的设计准则或疲劳设计要求以及下面的安全系数。5.3.1.14按照5.3.4要求，应对环空完好无损和环空填充脱气海水情况进行疲劳寿命计算。预计的疲劳寿命至少是10倍的服役寿命。小，仍能满足表5设计准则和其他所有功能要求。5.3.1.17基于可靠性的设计可作为一种替代的设计方法。宜包含与基于可靠性设计相关的所有设计准则。采用的安全等级应得到批准。GB/T21412.2—2022荷载类型荷载工况操作非操作生存长期非正常临时所有类型1.0×储存最小弯曲半径(SR)静态1.1×锁定半径(LR)动态支撑准动态动态e“动态支撑(即在拱形结构上或喇叭口内的挠性管)。b准动态荷载包括下面典型工况，主要用于上部跨接管：——没有波浪荷载直接作用在挠性管上；——主要为位移控制。波浪荷载直接作用在挠性管上。至少应进行下列内承压层荷载工况分析：b)在环境温度和最小SR下的水压试验压力。至少应包括以下方面：c)来自邻层(骨架层和铠装层)的接触压力；e)所有与内承压层相邻且在端部配件内不是独立支撑的层的重量；f)老化引起的材料性能变化。计算内承压层壁厚的方法应经过有文件记录的试验或现场应用验证，并满足以下最低要求：最小OBR(水压试验是最小SR)的最大间隙；b)分析应包含由于挠性管弯曲到最小OBR(水压试验是最小SR)造成的聚合物层变薄、壁厚变GB/T21412.2—2022端部配件各层的终止。应通过分析(经过测试验证过的方法),给出内承压层材料的最小机械性能和支撑层的最大间性能应分析温度和流体溶胀的影响；b)在最低设计温度和最大设计压力应确保内承压层材料不会因缺口敏感性和应力集中而产生开裂。宜特别关注，主要的内承压层制层结构间牺牲层的作用。由对裂纹生长敏感的材料(如PVDF)制成的内承压层，应有足够的厚度以确保在典型操作条件下热循环[见4.4.3.3f]]引起的裂纹扩展不会穿过整个内承压层厚度。如产生初始如内承压层是多层结构，除非有文件记录的试验证明在规定的服役寿命和服役条件下材料满足设计要求，否则多层结构不应采用不同材料。在设计时应有防止相邻层间产生如将中间包覆层设计成防止环空流体泄漏到层外，或者防止海水渗入该层，该层的设计应满足表5对抗压溃层的要求。对于动态应用，中间包覆层应能承受层间相对滑动造成的磨损。宜避免由于弯曲引起皱褶和开裂。对用于输气或气液混输的光滑内壁管，应对抗压溃层的设计要求达成一致。在中间包覆层为有孔材料的情况下(用于保温),孔的大小和间距应分析抗拉铠装层的屏蔽作用，应满足制造质量保证和FAT要求指南见GB/T21412.11—2019。内骨架层的设计应包含下列要求：a)压溃分析：GB/T21412.2—20222)作用在内承压层的最大外压，包含静水压力、环空压力(包括充水环空)、聚合物层间压力积累(多层结构挠性管)和来自外层的接触压力；3)管子最大椭圆度(包括安装残余椭圆度);4)管子弯曲到最小OBR。b)骨架层疲劳。d)冲蚀和腐蚀。应评估服役期间挠性管在规定流速和流体含量下的冲蚀/腐蚀率，并应证明和记录冲蚀/腐蚀率不会引起骨架层失效。应按照6.2.4.4要求进行允许冲蚀验证。过程和FAT产生的残余应力。(特别是没有抗压铠装层的挠性管设计)和制造过程中产生的塑性变形。抗拉钢丝也可能要设计(即钢丝几何形状、缠绕角度和层数)成保持纵向稳定性(例如埋设管道)、抗侧向屈曲和/或径向屈曲(鸟笼效5.3.2.6.2完整的挠性管结构设计应使挠性管扭转平衡和轴向压缩强度特性满足功能要求。作为密封层。因局部耐磨层失效在抗拉铠装层产生的附加应力的后果，应作为偶然荷载工况进行评估和记录。5.3.2.7.3附加外保护层应基于规定的设计条件，设计为防止外包覆层发生外部破坏或磨损。附加外5.3.2.7.4止屈带应设计为具有要求的强度来抵抗抗拉铠装层径向屈曲。应证明所选材料具有足够的长期机械性能。止屈带许用应力或应变设计准则应符合表5要求。对受到轴向压缩荷载作用的挠性管(即无弯曲),每个抗拉铠装层和相邻层间的累积径向间隙不应超过钢丝厚度的一半。止屈带结构承载力应定义为在挠性管服役期间包含老化和磨损后的最小强度。5.3.2.7.5应按照GB/T21412.5对挠性管和脐带缆组合结构[如GB/T21412.11—2019中描述的集成GB/T21412.2—2022列的所有效应。5.3.3.3端部配件的设计方法应形成文件，且应通过记录的测试和分析进行验证。该方法应分析制造公差。设计应分析所有附加到端部配件的附属部件(包括弯曲加强器)的支撑荷载。设计也应分析作用在端部配件上的临时或永久的悬挂荷载(如J型管/I型管悬挂荷载),或垂直铺设期间的悬挂荷载。5.3.3.4端部配件的设计应确保内承压层、外包覆层和可能的中间包覆层(例如在保温管或光滑内壁管情况下)在端部配件处的密封。端部配件压接/密封机构设计，应保证在服役期间，拔出力和端部配件密封环安装引起的组合应变不会使内承压层、中间包覆层和外包覆层失效。5.3.3.5端部配件设计和分析应证明在外包覆层和端部配件壳体密封处存在净密封压力。分析应包含外压、水深、温度和外包覆层材料的长期蠕变/松弛。端部配件将荷载从各层传递到连接接头，内承压层端接和密封的有效设计对挠性管完整性至关重要。有的柔性立管设计有不止一个承压层。当材料挤压到可接触的骨架层和压力铠装槽中时，外层的作用是提供牺牲性保护，防止在动态使用期间产生细小裂纹。5.3.3.6应清楚地记录端部配件孔内径和挠性管内径差异，并将其提供用于确定清管器尺寸和清管器设计。5.3.3.7在端部配件设计中，应机械约束住骨架层相对于端部配件的轴向移动。5.3.3.8分析所有可能的荷载组合，端部配件的承压部分和受拉力荷载作用部件应满足公式(1)、公式(2)设计要求：σt≤n×σy (1)σe≤n×oy (2)式中：n——表7中规定的许用系数；σy——材料屈服应力；ge——等效应力(VonMises应力或Tresca应力)。5.3.3.9分析所有可能的荷载组合，端部配件锚固系统应满足公式(3)的要求：F≤n×F,……(3)F——设计张力和压力导致的设计拔出力；Fy——锚固系统能力；n——表7中规定的锚固系统荷载许用系数。5.3.3.10对于动态应用，应按照5.3.4要求，对环空完好无损和环空填充脱气海水情况下，端部接头内所有金属层和承压层的疲劳寿命进行计算。预计的疲劳寿命应至少是服役寿命的10倍。5.3.3.12如堆焊材料的强度等于或者大于母材强度，并且有经验证的焊接程序文件，则在端部配件分5.3.3.13应计算端部配件管体结构和端部配件的爆裂压力。计算是基于最低的材料特性。如端部配件的爆裂压力比管体小，应明确说明。5.3.3.14应有经验证的确定锚固系统能力的方法。5.3.3.15应计算管体结构失效拉力和端部配件锚固系统能力。如端部配件锚固系统能力比管体失效5.3.3.16当端部配件上安装弯曲刚度限制器时，设计方法应分析从管体到端部配件内部固定部分的过20GB/T21412.2—2022渡效应，评估抗拉铠装层应力。5.3.3.17在端部配件设计中，应分析任何用于端部配件内部的装置，或装配期间临时用于组织抗拉铠装层，或在装配过程中起辅助作用的装置的影响。表7端部配件许用系数部件失效模式设计准则操作条件非操作条件生存长期非正常临时正常极端正常极端安装水压试验承压部件爆裂应力0.670.850.850.670.910.850.97抗拉铠装层断裂应力0.670.850.850.670.910.850.97抗拉铠装层锚固系统拔出断裂密封胶失效导致的拔出荷载0.670.850.850.670.910.850.97能。在设计计算中，应使用服役期间金属材料的最小强度，应证明聚合物材料在整个服役期间满足5.3.2的设计要求。服役寿命分析最少应包括以下分析：5.3.4.1.2对于环空充满脱气海水情况，环空中钢部件腐蚀效应应包含与盐水的长期接触和腐蚀气体的渗入率。确定盐度和腐蚀气体渗入率，可能包含存在多个外护套层和保温层的情况。5.3.4.1.3对于环空完好无损情况，应分析在所有操作温度情况下(包括关断和重启动)环空中渗入流体的凝结。设计方法应预测环空存在凝结液的时长。对于该时长，应基于反映这种环境的S-N曲线进5.3.4.1.4应记录总腐蚀率和点蚀发生，并用于识别在预期的正常操作条件下最小和最可能的服役寿蚀、材料退化(包括腐蚀)以及润滑剂的降解和排出。如不可避免在抗压和抗拉铠装层疲劳危险区域(例如悬挂和触底区)进行焊接，则应用这些焊缝位置处预期的疲劳荷载来验证这些焊缝。可通过焊接钢丝试样试验，确定设计中假设的疲劳性能，或通过开发相同环空条件的焊接铠装钢丝的S-N曲线来实现21GB/T21412.2—2022a)5.3.4.5要求的聚合物材料层退化；b)基于6.2.4.5的S-N曲线，来评估抗压和抗拉铠装层的服役寿命；c)5.1.4、5.3.4.1和5.3.4.2要求的长期操作条件下的环空环境；d)服役期间预期的因磨损和腐蚀导致的抗压和抗拉铠装层横截面尺寸变化。5.3.4.2.3需要一个验证模型来评估服役期间环空中相关pH值的H₂S和CO₂分压。如试验得不到5.3.4.3.1对于动态应用，应采用P-M线性损伤理论和6.2.4.5要求的S-N曲线，进行抗压铠装层和抗拉铠装层疲劳计算。如按照5.3.4.2和6.2.4.5开展的试验证明钢丝应力低于疲劳极限，则不需要进行线性累积损伤计算。该疲劳极限通过试验并获得相关方同意。5.3.4.3.2疲劳寿命分析，应确定在计算的交变应变下，内承压层、中间包覆层和外包覆层能保持完5.3.4.3.3空气中、环空完好无损和环空充满脱气海水条件下，抗压和抗拉铠装层疲劳分析中采用的S-N曲线，应基于可提供97.5%生存概率的统计特征下限设计曲线的疲劳试验数据，应分析平均应力影响。应根据这些平均应力条件绘制或校正S-N曲线。5.3.4.3.4确定试件数量见GB/T35465.2,进行疲劳数据统计分析。试验应力范围应足够大，以便能回归得到S-N曲线斜率。5.3.4.3.5应对所有关键结构和几何位置进行疲劳分析。疲劳分析应基于局部铠装层应力。应基于确定关键位置钢丝应力来计算局部钢丝应力，计算钢丝应力时分析挠性管弯曲效应和摩擦引起的轴向5.3.4.5.1挠性管结构中，护套层、止屈层和耐磨层应进行服役寿命评估，分析设计操作条件(温度、pH、含水率、甲醇、乙二醇和其他已知的接触情况)对各层长期性能退化的影响。应基于已知的化学和物理老化机理，证明这些层的老化和退化能够满足应用要求。应检验最高和最低保温下聚合物层的老聚酰胺(PA-11)是常用作内承压层的材料，其老化指南应被相关方接受。6.2.3.5给出了详细的老化试5.4.1.1挠性管设计应满足4.6规定的下列挠性管系统设计要求，还应包含5.4.2和5.4.8规定的附加GB/T21412.2—20225.4.1.2应校核挖沟、埋设或抛石保护挠性管UHB、5.4.1.4应验证在环空完好无损和环空充满海水情况下，外包覆层和相邻层间的摩擦系数，满足安装/回收张紧器挤压力和卡在挠性管上其他设备挤压力的设计要求。除非有文件证明在规定的环境下材料具有耐蚀能力，否则所有外部钢表面应按照国际公认的或相关方指定的标准进行涂层，对第4章规定的所有环境条件进行防腐处理。对挠性管部件的影响。5.4.2.3.2端部配件界面间腐蚀，不应造成任何密封或锁紧装置的损坏。定的应用和环境的适合性。到端部配件的阳极具有合适的尺寸，在抗拉铠装层和端部配件间应是电连续的。应确认相邻阳极的电压降是可接受的。应文件记录阴极保护系统设计方法。阴极保护系统设计指南见GB/T35988和5.4.2.4.2阴极保护系统应分析端部配件的涂层破损和挠性管外包覆层的涂层破损。涂层破损范围、5.4.2.4.3如挠性管系统组件依靠相邻结构的阴极保护系统，应在设计报告中证明这个相邻的阴极保护系统是相容的，并在规定的服役寿命内能够提供保护。应校核最大和最小电流情况。使用高强度钢23GB/T21412.2—2022性节点或附加聚合物护套来限制挠性管结构的充水体积。应记录设计方法，包括外包覆层破损假设。应计算密封保温层的端帽效应并用于设计。a)渗入流体安全移除；c)置于渗入流体和海水中的挠性管所有部分的耐化学性。a)应记录外包覆层壁厚在最小公差情况下，外包覆层爆裂之前排气阀的开启压力；b)在管内或环空降压期间，环空中最大排放系统压力不应使内承压层压溃或起泡；c)爆裂隔膜仅宜用作备用排放系统；d)气体排放阀作为水下挠性管排气系统的一部分，在最大静水压力下不应进入海水；e)在端部配件上至少应有两个排气口，立管至少应有三个排气口；f)如使用气体排放阀，每个端部配件至少需要两个释放阀；g)阀设计应分析规定的海生物条件。5.4.5清管和过出油管(TFL)操作圆度)的选择应包含规定的要求，过出油管系统指南见GB/T21412.3。5.4.5.2挠性管设计选择的最内层(骨架层或内承压层)应满足规定的要求，应进行并记录试验来证明最内层的兼容性。5.4.5.3挠性管最内层和端部配件之间应设计成光滑界面。腐蚀引起的任何壁厚变化，不应影响清管作业。端部配件设计，应保证腐蚀引起的壁厚变化，不能造成清管作业过程中内骨架层或内承压层的损伤。如按照4.6.1.7要求具有耐火性，除等同标准进行挠性管防火试验。GB/T21412.2—2022a)用垫块分离挠性管；b)对其中一条挠性管挖沟；c)通过计算证明挠性管能够承受交叉跨越荷载，外包覆层能够承受任何磨损破坏。5.4.8.1座底稳性分析应证明在极端功能和环境荷载条件下，挠性管运动不超过规定的极限值。功能荷载和环境荷载至少应包括：b)内部流体温度；c)挠性管位置处的水深和波浪荷载；d)挠性管位置处的海流荷载；e)海床特性。注：座底稳性分析指南见SY/T7060。品端部配件。本章不适用由复合材料制成的抗拉铠装层、抗压铠装层和骨架层。特殊应用可以满足第4章规定的功能要求。试验记录应符合6.2要求。如果没有合适的材料认证记及渗透的气体和液体相容。兼容性可限定为材料的降解不会产生对挠性管功能层(如内承压层)有害的副产品。应保证在挠性管制造中使用的所有润滑剂和防腐涂层与挠性管中所有其他结构层材料或压力6.1.1.4应利用规定的试验程序确定表8、表9和表10中规定的材料性能。种聚合物材料处于的暴露及温度单一或不同组合工况，规定材料特性需要进行的预认证范围。6.1.2.2.1结合表8的材料特性，规定内承压层材料应满足的温度和压力范围(包含设计温度和压力)。6.1.2.2.2应采用经过认证的方法来预测聚合物材料在服役期间的性能。应有可供审查的试验记录和6.1.2.2.3如输送流体含气，应通过试验证明从最大操作压力和温度条件下快速降压时聚合物不产生25GB/T21412.2—2022起泡或能级退化。应分析渗透性对老化寿命和溶胀的影响。应规定聚合物耐久性评估准则(脆化、蠕结果来量化它的应用。表8聚合物材料性能要求特性参数内承压层中间包覆层耐磨层外包覆层保温层机械/物理性能抗蠕变性XXXX拉伸性能XXMXM应力松弛CCC弹性模量XXX压缩性能XX—XX抗静水压力—X耐磨性—一C—密度XXXXX疲劳CCC缺口冲击试验C—C—热性能导热系数XXXXX热膨胀系数XXX热容XXXXX脆性或玻璃转化温度CCC渗透性能流体渗透性XXX抗起泡性X—兼容性和老化流体兼容性XXXXX老化试验XXXXX环境应力开裂CCCC抗紫外线—X吸水性——X试验程序见表11。对制造辅助材料没有性能要求。6保温层性能要求适用于聚合物和非聚合物。X——设计要求；C——对比，不能直接用于设计；M——设计不要求，仅用于分析。结合表8的材料特性规定中间包覆层材料应满足的温度和压力范围(包含设计温度和压力)。应确认外包覆层与渗透流体、附属构件及4.5规定的所有外部环境条件的兼容性。26GB/T21412.2—20226.1.2.5.1应确定干燥状态(指在国际标准大气压定义下的空气状态)和海水填充状态以及设计和操作温度与压力下保温层的热导率。6.1.2.5.2应通过试验验证保温材料的压缩强度足以承受5.4.3设计要求中的所有预期挤压荷载。环空空间的填充不应影响本要求。结合表8的材料特性规定，耐磨层材料性能应满足的温度和压力范围(包含设计温度和压力)。针对规定的应用，对表9所列的每个特性，应通过试验确认选取的材料和焊件的适用性。材料选择应分析在规定的挠性管服役期间，金属层所处环境对金属材料的腐蚀作用。用于酸性环境中的材料应按照6.2.4.2进行试验。所有暴露的或用于阴极保护环境的金属部件应由抗氢脆材料制成。表9金属丝/带材料和焊件的性能要求性能/特性参数骨架层抗压铠装层抗拉铠装层合金性能化学组分XX微观结构CCC机械性能拉伸性能(屈服强度/抗拉强度)XXX伸长率CCC硬度CCC耐疲劳性XXX耐冲蚀性X—材料性能硫致应力开裂(SSC)抗力和氢致应力开裂(HIC)抗力XXX耐腐蚀性(流体、化学物质)XX阴极保护下耐开裂性X试验程序见表12。bX——设计要求；C——对比，不能直接用于设计；M——设计不要求，仅用于分析。在耐蚀试验中检验SSC和HIC。用从制造的挠性管上取的具有典型的塑性应变和残余应力的金属丝试样来确定材料特性6.1.3.2.1如清管器、TFL和修井设备等工具通过挠性管时与骨架层接触，应预期发生的磨损率。对于预期会发生高磨损或磨蚀率的挠性管，应包含附加牺牲材料。应使用磨损率和预期的发生概率进行分析来确定附加材料用量。GB/T21412.2—2022对于具体应用，应明确抗压和抗拉铠装层选用的碳钢材料腐蚀(均匀腐蚀和点蚀)和裂纹(SSC和HIC)的敏感度。6.1.4.1.1端部配件主要承压部分的金属构件，应按相关方认可的标准要求进行铸造或锻造。用于酸性介质的金属材料应符合GB/T20972要求。度和夏比冲击性能。选取的化学成分，应确保组件在包括焊接和焊缝热处理在内的所有制造工艺完成6.1.4.1.3包含排气口的端部配件应是抗腐蚀的，可以通过选择合适的材料或通过适当的涂层和阴极保护等组合的方式来实现。端部配件内表面的材料，应能抵抗输送流体里夹杂的固体颗粒引起的磨蚀。6.1.4.1.4应通过试验来验证所有与输送流体的接触面都是抗腐蚀的。应通过材料选取或涂层处6.1.4.2.1应记录嵌入抗拉铠装层的环氧树脂填充材料，在端部配件制造过程中和规定的服役期间能够承受的温度。应包含端部配件在密闭空间(如防火层和弯曲加强器中)所能承受的最大温度。6.1.4.2.2应记录在20℃~25℃及最高和最低设计温度下环氧树脂的压缩强度。应记录环氧树脂的玻璃转化温度、流体兼容性和老化特性。应按规格书规定对测试所用的环氧树脂进行混合和固化。6.1.5.1应记录包括设计温度在内的一系列温度下，表10规定的止屈层材料性能。应记录干燥状态、环空完好无损及环空填充脱气海水情况和操作温度下的老化试验。应分析止屈层在规定服役期间由于6.1.5.2止屈层的热性能对挠性管的整个热性能影响是次要的，可以通过试验或原材料数据计算来确定该层的导热系数和热容。应利用形成文件的试验程序来验证表8、表9和表10中规定的挠性管所有材料的物理、机械、化学和性能特征。测试程序应基于试验结果和分析确认每种材料是否满足要求，这些试验结果和分析应证明在规定服役期间挠性管材料的适应性。应用表11和表12中列出的试验程序来确定表8、表9和表10中规定的材料性能。对于本章没有规定的试验方法，可以从GB/T21412.1获得指南或者使用已有的方法，但方法应满足6.2.1.4要求。通过测试进行材料认证应包含所有在挠性管制造过程中采用的可能破坏设计要求性能和特性的工艺(以及它们的变化)。如未能对加工材料进行认证试验，应在记录的GB/T21412.2—2022认证程序中证明为什么选取的材料能够提供与加工材料相同的性能。使用未验证材料应得到IVA或相关方批准。试验数据提交给相关方后应保留20年或整个服役期，取二者时间较长者。表10止屈带性能要求性能/特征参数止屈带性能/特征参数止屈带机械/物理性能抗蠕变性热性能导热系数C屈服强度/伸长率X热膨胀系数抗拉强度/伸长率X软化点应力松弛热容C弹性模量X脆变(或玻璃转化)温度硬度渗透性能流体渗透性—压缩性能抗起泡性—抗静水压力—兼容性和老化流体兼容性X冲击强度老化试验X耐磨性X环境应力开裂X密度X耐风化性—疲劳C吸水性—缺口敏感性X——设计要求；C——对比，不能直接用于设计；M——分析。如材料对失效机理敏感。6.2.1.3.1仅仅与认证试验所用材料有相同规定的化学成分和材料制造工艺(即热处理、冷成型等)的6.2.1.3.2与记录的环境条件相当或不及其环境的恶劣程度时，记录的操作经验可以作为材料在该环药剂、H₂S和CO₂浓度及其他被认为不利的条件确定环境的恶劣性。对于聚合物，分析的环境因素应试验方法应符合6.2规定。对于未规定的试验方法，可使用已有的方法和/或标准或新开发的替代方法。在这种情况下，应记录方法和/或标准以及与特殊材料应用相关的结果。若想用其他方法替代规定的试验方法，应在认证程序文档中证明为什么使用的方法与规定的试验方法相同或更好。非标准的试验方法应由IVA验证或相关方批准。29GB/T21412.2—2022应用表11中所列试验程序来确定表8和表10中规定的特性。模具试样。如用PVC作为保温材料，应在最高设计温度或高于设计温度进行至少30d的热稳定性试验。表11给出了试验程序。性能/特征参数试验程序a,b备注机械/物理性能抗蠕变性由于温度和压力抗拉性能和弹性模量GB/T1040.1、GB/T1040.2ISO527-3应力松弛特性压缩性能样件可代表实际层结构(护套/带)抗静水压力一用于鉴定特定水深的新材料，验证浮力元件材料能够承受工作深度处的静水压耐磨性密度GB/T1033(所有部分)疲劳GB/T9341d缺口灵敏度ISO179(所有部分)—导热系数或GB/T10294热性能热膨胀系数GB/T36800.2热容量GB/T19466.1、GB/T19466.4玻璃化温度方法可基于DSC或动态力学热分析脆化温度GB/T5470流体渗透性6.2.3.2对CH₄、CO₂、H₂S、甲醇和水的最低要求；可用ISO2556作为替代渗透特性抗起泡性6.2.3.3—流体兼容性6.2.3.4GB/T21412.2—2022表11挤塑聚合物试验程序(包括耐磨层、保温层)和止屈层材料(续)性能/特征参数试验程序备注兼容性和老化老化试验6.2.3.5抗紫外线性规定试验方法；这只是一个定性试验吸水性6.2.3.6指南见GB/T1034环境应力开裂试验程序适用于表8和表10规定的性能要求。b如未规定试验方法，可按照6.2.1.4要求使用已有的方法。°应采用相关方接受的程序。dGB/T9341规定的方法仅用作指南，试验测试仅用于对比，通常应变被控制在操作条件允许范围内。d)温度：数据要求在聚合物设计范围内，有充足的试验数据进行插值；e)压力：可假设渗透性与压力无关；速率相关。对试样可能存在一定限制(对于挠性管输送/包含高压气体的情况，气体快速减压阻力是一个关键特性，可能导致在筛选试验中无法模拟使用条件。由于气体快速减压对无约束试件的破坏总是比受约束样品更严重，故不宜基于较差的初步试验结果就立即拒收材料)。至少应满足以下条件：b)流体混合：使用试验程序中规定的气液组分；c)浸泡时间：根据液体在聚合物中的扩散系数计算浸泡时间，浸泡时间足以保证饱和度大于95%;d)试验循环：使用服役期间预期的降压次数，或至少20个循环；e)降压速率：使用服役期间预期的降压速率，或最小7.0MPa/min(70bar/min)。当压力值低于初始压力的10%,较低的降压速率是可以接受的；h)压力：用最大操作压力作为最小值；GB/T21412.2—2022i)程序：至少在最后的降压循环结束后，样件应被放大20倍进行起泡或裂缝检查。6.2.3.3.2验收标准应为没有观察到起泡或开裂。6.2.3.4.1应评估聚合物所处环境的所有成分，并对那些可能对聚合物有不利影响的成分进行试验。验收标准应经过IVA验证。6.2.3.4.2应按相关方规定的程序进行流体兼容性试验。这些实验室试验可用来确定总的不兼容性。化。GB/T21412.11—2019给出了对试验程序的建议。6.2.3.5.1应有经过验证的挠性管中每种聚合物材料(如PA)的老化模型。若可以，模型应基于实验室试验和现场经验。模型应预测在相关环境和荷载条件影响下聚合物的退化。6.2.3.5.2聚合物老化模型可包含在不同暴露条件下(基于时间段或温度/压力操作循环)的累积损伤概念。老化可由规定的机械性能或物理化学特性的变化来确定，包括材料增塑剂含量降低和对流体成分的吸收。6.2.3.5.3老化试验和模型应包含在规定的操作条件下与聚合物长期性能有关的所有条件及其条件组6.2.3.5.5抗老化试验中使用的流体应能代表管道内部流体。在服役中受拉或受压的材料应用相似的应力进行试验。吸水性试验应包含对保温层导热性长期变化的预测。宜建立重量增加与时间的关系以及导热系数骨架层、抗压铠装层和抗拉铠装层材料认证试验程序至少应包括表12规定的试验。表12金属材料(骨架层钢带、抗压铠装丝和抗拉铠装丝)和焊件试验程序参数试验程序备注化学成分ISO8457-2及钢铁、合金分析方法拉伸性能GB/T228屈服强度/极限抗拉强度/伸长率硬度GB/T4340.1仅用于酸性服役(仅铠装丝)GB/T21412.2—2022表12金属材料(骨架层钢带、抗压铠装丝和抗拉铠装丝)和焊件试验程序(续)参数试验程序备注硫致应力开裂(SSC)和氢致应力开裂(HIC)*6.2.4.2对规定环境(铠装丝和骨架层材料)耐蚀性(流体、化学物质)6.2.4.3对规定环境耐冲蚀性6.2.4.4仅骨架层抗疲劳性能6.2.4.5仅对动态应用的抗压和抗拉铠装层氢脆6.2.4.6仅对受到阴极保护的抗拉铠装丝对在含氯和H₂S的环境中易发生腐蚀开裂的骨架层材料可进行SSC和HIC试验，如双相不锈钢。如有要求，可以在骨架层试样腐蚀试验后进行HIC检查。应在成型材料上进行腐蚀试验。6.2.4.2SSC和HIC测试6.2.4.2.1对酸性服役下静态应用的钢丝材料，其HIC和SSC阈值限值应根据规定的标准按6.2.4.2.2~6.2.4.2.2按照GB/T4157进行试验来确定铠装