API 17J 完整版.doc

非粘合性复合软管规范api 规范17j第二版 1999年9月 错误更正 2001年5月25日 增补1 2002年6月生效日 2002年12月美国石油协会特 别 声 明api 出版物仅针对一般性质问题。涉及特定情况时，应查阅地方、州和联邦法规。api 不为雇主、制造商或供应商承担对他们的雇员的健康、安全风险以及预防措施进行告诫、训练或装备等方面的义务。也不承担他们在地方的、州的或联邦的法律下的责任。关于特殊材料和工况所涉及的安全保健风险以及相应的预防措施的资料，应从材料的雇主、制造商或供应商，或相应材料的安全数据表处得到。任何 api 出版物的内容不能解释为，用暗示或其它方式授予任何权利去制造、销售或使用任何专利证书包括的方法、设备或产品。本出版物中的任何内容也不能解释为，开脱任何人侵犯专利证书所授权利应承担的责任。通常，api 标准至少每五年进行一次复审，并进行修订、重新确认或撤销。有时，这个复审周期可延长一次，最多两年。作为现行api 标准，本出版物的有效期自出版之日起不超过五年，除非再版时授权延长其有效期。本出版物的状况可从api 标准部（电话（202）682-8000）查明。通过api 1220 l street，n.w.，washington，d.c.20005，api 每年出版一次出版物和资料目录，每季度修订一次。本文件是根据 api 标准化程序在保证制定过程中适当公告和参与的基础上制定的，并称之为api标准。有关本标准内容的解释和对制定程序的看法与问题，可直接致函美国石油学会标准部总经理（1220 l street，n.w.，washington，d.c.20005）。翻印或翻译本出版物全部或其中任何一部分内容，应向商务部总经理提出申请许可。api 标准的出版是为了促进已被验证为良好的工程技术和操作方法的广泛应用。对于宜在何时、何处采用这些标准，api 标准不排除进行良好工程判断的要求。api 标准的制定和发布，无意以任何方式限制任何人采用其它的作法。按照 api 标准的标记要求对其设备或材料进行标记的任何制造商，应对产品符合该标准的所有相应要求负完全责任。美国石油学会不声明、不担保或保证这些产品确实符合相应的api 标准。1. 范围1.1目的1.1.1 此项规范从技术角度规定了对安全的要求，设计并生产出符合统一标准的软管，使其在使用范围和功能上可以互换。1.1.2 此项规范从软管的设计，材料选择，制造，试验，市场，包装等方面做了最基本的规定，这其中参考了现行的制度和标准。可以参考api推荐做法17b其中对于软管的使用和辅助设备的使用向导。1.2生产1.2.1此项规范应用于非粘合软管的整套装备，包括软管两端的接头。此项规范并不适用粘合性软管。1.2.2此项规范并不适用软管的辅助元件，弯头加强件和弯头节流器的准则参见附录b，其它元件的准则在api推荐做法17b。1.2.3此项规范也不能应用于非金属的拉伸铠装电线，这种结构的软管被认为是用于质量测试的最初产品。1.3应用1.3.1规范适用于传输腐蚀性和非腐蚀性介质，如，油，气，水，注入性化学品。此规范均适用于静态和动态灵活软管，流体管道，立管，跨越管线。1.3.2 此规范并不适用于节流管线，压井管线。可参阅api 16c查看关于节流和压井管线的规范。1.4 本规范要求本规范出现以下词语时，应解释为：a. “必须”（shall）表示强制性条款b. “应当”(should )虽然并不是强制条款，但推荐使用c. “可以” (may)表示选择性条款 1.5 单位 本规范使用的是国际化单位系统。英制单在国际单位后的括号中给出。1.6 附录本规范中的附录不作为要求使用。只作为指导或是信息的提供。2. 参考标准2.1 概述2.1.1 本规范参考了在2.1.2列出的部分或是全部其他api标准，工业或是政府标准。在未注明版本号的时候，视为最新版本。2.1.2只有2.1.2列出的标准才可以被认为是本规范的一部分。所列出的标准的文件或是次一层级文件材料并不作为本规范引用部分。见原文第一页至第三页3 定义和缩写 3.1定义3.1.1 辅助元件 ancillary component 这类元件是用来控制软管的性能，例如弯头加强件，浮力模块3.1.2 圆环域 annulus内部受压壳与外壳之间的区域。在此区域中的气体与液体可以在自由移动和混合。3.1.3 耐磨层 anti-wear layer非金属层，包括热挤塑层，或是胶带缠绕层以减少结构层的磨损。3.1.4 承口 bellmouth 导向管的一部分，作用是防止软管的过度弯曲。3.1.5 弯曲限制类装备 bend limiter 包括任何用来限制软管弯曲程度的组件。弯曲限制器包括弯曲限制器，弯头加强件，和承口。3.1.6 弯曲半径 bend radius 软管弯曲半径是从软管的中线测量，贮存和运行中的最小弯曲半径见5.3.13.1.7 弯曲限制器 bend restrictor一种机械装置，用来制止或是限制局部的弯曲半径3.1.8 弯曲加强器 bend stifferner辅助类圆锥状元件，用来限制软管在其接受的弯曲压力和弯曲度的范围内活动。弯曲加强器既可以与接头相连，又可以与其它辅助结构相连。3.1.9 弯曲强度 bend stiffness软管的弯曲强度类似于刚性梁的结构强（弹性模数乘以转动惯量），但是弯曲强度可以根据不同的温度以及压力在很大的程度上变换。它经常被看做是弯曲力矩乘以合力弯曲半径的结果。3.1.10 粘合软管 bonded pipe一种钢带强化层融为一体，并且与硫化弹性材料相粘。纺织材料也在此结构中，以获得额外的结构增强的作用，或是为了与弹性层分离。3.1.11 爆炸隔膜 burst disk位于外鞘上的缺陷点，设计这一点是为了当管内的气体压力超过规定值时可以由此处爆炸.缺陷点的产生是通过降低局部地点的外鞘厚度。3.1.12 构架 carcass金属质地的互锁结构设备，可以作为最内层结构，用来预防，由于降压，外部压力，拉伸压力，以及机械高峰荷载而引起的内部压力层或是软管的全面或是部分塌陷。它也可以在外部使用，用来保护软管的外层。3.1.13 阻气门和压井管线 choke and kill line灵活软管的跳线位于节流管汇和爆破防止器之间。3.1.14 连接头 connector连接终端配件和临近管道的用于密封的结构连接器。 连接头包括连接法兰，夹具集线器，专属连接器。设计该配件是用来辅助潜水安装管线，或者是无潜水安装操作，既可以在机械设备也可以在水力设备中使用。3.1.15 渡线crossover交叉位于另一已在海底铺设的管线之上。位于下面的管线也许是钢管或是另一软管。渡线的作用是用来防止上方管线过分弯曲，或是挤压下方管线。3.1.16 技术方法核查报告 design methodology verification report一份由独立的核查机构作出的评估报告，为某一特定的制造商在先前审查的时候作出，为了确认制造商的设计方案是否合理。核查报告应包括对先前版本不定时的修正和拓展。3.1.17 设计压力 design pressure包括运转中的最大和最小压力值，峰值压力包括使用位置，真空位置以及静态压力下的关井压力值。3.1.18 动力学应用 dynamic application软管是处于循环荷载和略有偏差的情况下使用。软管应当承受弯曲周期，拉伸周期，扭转周期中的最大值。3.1.19 终端部件 end fitting一种用与软管管体与接头过度的机械色设计。管道铺设机在终端部件中结束，这样可以使软管与接头的荷载发生转移。3.1.20 鱼鳞 fishscaling 在铠装层弯转的过程中，由于弯转或是错误的扭转变形，而使可拉伸铠装层即将脱离其依附层。3.1.21 灵活管线 flexible flowline软管的一种，全部或是部分位于海床或是埋设与海底之下，静态使用。3.1.22 灵活软管 flexible pipe是软管管体与接头的组合。管体是由复合层组成，形成压力管线。软管结构允许其在弯曲压力不显著增加的情况下，可以接受较大的偏转。通常情况下软管是由金属层和聚合物合成的复合层，3.1.23 立管 flexible riser用来连接软管与平台，浮标或是船台，海底安装设施，或是另一平台。立管可以自由悬浮，束缚在浮标，链状物上，或是环绕管线。3.1.24 独立核准机构 independent verification agent由制造商选出的一个独立组织，可以根据技术文献，分析报告，试验结果或是制造商提供的其它信息，核查指示方法或是执行情况。该机构也会被要求参与材料资质有关的一些措施和试验。3.1.25 绝缘层 insulation layer软管的附加层，为了提高软管的热阻隔性质。绝缘层常位于外层拉伸铠装层和外鞘之间。3.1.26 中间鞘 intermediate sheath挤塑聚合物层位于内部压力层和外鞘之间，为了阻隔软管外部流体进入管内，或是作为抗磨损层。3.1.27 内部压力鞘 internal pressure sheath聚合物挤塑层为了保证内部流体的完整性。该层是由多层次结构层构成。3.1.28 跳线 jumper短型软管，用于海底或是海面之上，动态或是静态使用。3.1.29 铺设角度 lay angle 这个角度是指，螺旋型绕物（例如铠装电线）的轴线，与软管纵轴线的平行线够成的角度。3.1.30 外鞘 outer sheath聚合挤塑层，为了防止海水渗透，其它外部环境腐蚀，磨损，机械破坏，以及保护已形成的拉伸铠装层的位置。3.1.31 背负型软管 piggyback两条软管每隔一定距离通过夹钳固定在一起。其中一条或是两条都可以是软管。3.1.32 压力铠装层 pressure armor layer铺设角度接近90度的结构层，可以增强软管抵抗内部和外部压力，以及机械高峰载荷。该层同样在结构上辅助内部压力鞘，由典型的互锁金属结构组成，也许同时还会有扁状金属螺线层辅助。3.1.33 品质 quality与特殊要求相一致。3.1.34 质量保证 quality assurance 为了保证材料，产品，或是服务可以满足特殊要求而制定的一些计划的，体系的，以及预防性措施。3.1.35 质量控制 quality control通过检测，测试，或是试验保证材料，产品，或是符合特定要求。3.1.36 质量程序 quality program为了保证质量而建立文件体系。3.1.37 粗孔 rough bore以构架作为最内层的软管3.1.38 使用寿命 service life软管完成其使命的期间.3.1.39 平滑孔 smooth bore以内部压力鞘作为最内层的软管3.1.40 酸性介质 sour service软管的工作环境的硫化氢含量，超过在设计压力下由美国腐蚀工程师协会制定的最小值。3.1.41 静态应用 static application软管使用过程中并不经历循环荷载，在正常使用下也不会有偏转。3.1.42 非腐蚀性环境 sweet service 软管的工作环境的硫化氢含量，低于在设计压力下由美国腐蚀工程师协会制定的最小值。3.1.43 拉伸铠装层 tensile armor layer该结构层是由螺旋形电线组成，铺设角度为20度至55度之间，用来支撑全部或是部分的拉伸荷载，以及内部压力。拉伸铠装层是由两层以相反方向缠绕而成。3.1.44 第三方 third party是有资格对制造商生产过程中的参考数据，结果，过程，试验，以及资质进行见证，确认，或是证明的独立的组织3.1.45 扭转平衡 torsion balance这是通过设计软管的结构层而是使软管达到的一种特性，这样就可以使轴向荷载和压力荷载不会引起软管扭曲或是扭转荷载3.1.46 极限强度 ultimate strength 此标准中的极限强度根据美国实验材料协会a370的标准制定3.1.47 灵活无限软管 unbounded pipe该软管是由相互分开的灵活聚合物层和金属层构成，各层之间可以相对移动。3.1.48 视觉检测 visual examination检测材料或是工艺上是否有可视的缺陷3.1.49 抗屈强度 yield strength本规范中的抗屈强度根据美国实验材料协会标准，为0.2%弯曲偏转强度3.2 符号和缩写以下是在此规范中将使用的符号和缩写api 美国石油协会asme 美国机械工程师协会asnt 美国无损检测协会astm 美国实验材料协会dnv 挪威船级社dsc 是在程序升温下，测量输出给样品与参照物的热量与温度关系的一种fat 工厂接受性实验ga 总布置haz 热影响区hic 氢致开裂hv 维克氏硬度测量id 内部直径iso 国际标准化组织mbr 最小弯曲半径nace 美国腐蚀工程师协会nde 无损实验pa 聚酰胺pe 聚乙烯pvc 聚氯乙烯pvdf聚偏二氟乙烯rao 响应幅度操作员ssc 硫化物应力开裂 s-n 表示应力变化范围相对与循环次数的曲线tan 滴定酸数目tfl 通过型管线nus 统一国际标准或是统一编号系统uv 紫外线y材料屈服应力u材料极限应力4 功能要求4.1 概述4.1.1 购买者应规定对所需软管的功能方面的要求。购买指导书的格式负载在附件a中。4.1.2对软管功能要求不仅是购买者的要求，也同样会影响生产商对软管的设计，材料选取，生产，以及试验等方面。4.1.3 如果购买者没有对软管的功能作出特别规定，并且4.1.2并没有应用，生产商可以认为对软管没有特殊要求。4.2 全部要求4.2.1 软管 生产商对软管功能的最基本要求应当至少包括如下几点a.软管必须是防漏的管线b.软管不仅可以承受所有设计的负载，也必须承受在这里说定义的负载的组合c.软管必须具有所规定的特有功能d.软管的材料必须适应其所处的环境e.软管必须顺应此规范中规定的腐蚀控制要求4.2.2 接头制造商使用的接头必须至少满足与软管功能相同的要求，以下这些必须满足。 a.接头必须提供一个位于软管和支撑界面之间的结构界面b.接头必须提供一个位于软管和弯曲限制器之间的结构界面，这里所说的弯曲限制器包括弯头加强件，弯头限制器和承口，这样弯曲限制器也应满足功能需求。4.3 大体设计参数买方应规定对于产品设计上的特殊要求，这些要求设计4.4和4.6以及以下方面：a.内部直径b.软管和接头的长度以及公差c.使用寿命买方指导在附件a中呈现4.4 内部流体参数4.4.1 概括买方应规定软管内部所输送的流体的参数。买方应提供表1中所列项目的参数。表1中的参数值应分别包括在最小，正常，最大条件下。在软管的使用寿命期间，其内部将通过的多种流体的参数，买方都应详细列明。表1内部流体参数 参数 参考 内部压力 见4.4.2温度 见4.4.3流体组成成分 见4.4.4服务对象 根据4.4.4 (a)腐蚀性或是非腐蚀性流体描述 流体类型和流体性质流速参数 流速，流体密度，粘度，最小入口压力，所要求的出口压力热参数 流体热容4.4.2 内部压力4.4.2.1 以下内部压力必须详细规定a.最大设计压力b.最小设计压力4.4.2.2 以下内部压力可以详细规定a. 使用寿命期间运行压力和压力分布图b. 认证机构所要求的，分别在生产地和实地试验的压力4.4.3 温度4.4.3.1 以下温度必须规定：a.设计最高温度b.设计最低温度在软管使用寿命期间，运行温度或温度分布图4.4.3.2 设计最高温度和最低温度应是软管使用寿命期间所要经历的最高和最低温度。这些设计温度应至少包含以下几个方面：a. 运行温度b. 升压温度（循环的数目和范围）c. 气体冷却影响（时间/温度曲线）d. 流体热特征e. 流体特征f. 储存，运输，安装的环境4.4.4 流体成分 买方应规定产液，注入液体，以及持续或是间断的化学处理（剂量，曝光时间，浓度和频率）。在对内部流体组成进行的规定中应当包括以下几点。a. 所有决定使用环境的参数，包括硫化氢和二氧化碳的部分压力，水相的ph值，tan(每astm d664或d974)，和含水量（产水，海水，游离水）b. 气体，包括氧气，氢气，甲烷c. 液体，包括油类和醇类d. 芳香类成分e. 腐蚀性物质，包括细菌，有机酸，含硫成分f. 注入化学物质包括，醇类，抑制腐蚀类，氢氧化物，石蜡，磷，蜡 g. 固体，包括，沙，沉淀物，磷，氢氧化物，蜡，菌膜4.5 外部环境购买方应规定还外部环境的参数。在表2中列出的参数必须考虑。设计水深必须是软管将会处于的最深深度。表2 外部环境因素 因素 意见 位置 安装地点的地理数据水深 设计水深，软管铺设地点的变化深度，潮汐变化海水数据 密度，ph值，最高和最低温度空气温度 贮存，安装，运转时的最高，最低温度土壤数据 管道经过的线路中土壤类型，切变强度或是内摩擦角度，海床冲刷摩擦系数，沙波海底附生物 管线长度过程中的数目以及种类冰 冰的堆积最大值，冰山和冰川的漂移阳光暴晒 在运行或是贮藏过程中暴晒的时间长短电流数据 根据水深，方向，以及逆程周期，铺设地电流现象产生的影响海浪数据 关于最大和最显著的海浪，周期，波普，散部图风力数据 根据风向，在海面之上的高度，以及往复周期 4.6 系统需求4.6. 1系统最低要求4.6.1.1 概述4.6.1.1.1 购买方应规定出项目的系统功能的要求。4.6.1.2，4.6.19，4.6.1.10的要求应有买方规定。附件a可以参考使用。4.6.1.1.2 购买方也应规定由制造商提供的文件材料，在8部分中有列出。4.6.1.2 应用定义灵活软管体系应规定管线，立管，跳线。灵活软管应用，必须包括静态或是动态，对于动态软管还应包括预测的负载周期，范围。4.6.1.3 防腐蚀对于软管防腐蚀的要求应当包含以下几点a. 接头内部和外部防腐b. 对于软管的阴极保护系统c. 电压保护，电源，电流密度4.6.1.4 隔热层购买方应当规定对于软管散热和储热能力的要求。热传导系数必须依据软管标称信息，并且必须将软管本身和外部影响区分开，例如覆盖软管的土壤。4.6.1.5 气体排气气体排气系统的作用是防止软管内部的压力的极度增加。购买方对软管排气系统的要求应包括以下几方：a. 排气系统的构成b. 允许的气体透过率c. 对于气体排气位置的限制d. 界面的要求e. 气体监视系统4.6.1.6 清管和回收管的要求应当规定用于清管，回收管或是其它通过软管的操作时，对于软管的要求，例如弯曲半径，端口装配的转换。4.6.1.7 抗燃烧性软管的抗燃烧性应当有所规定，可参考挪威船级社的抗燃烧试验（见5.4.6.1.）4.6.1.8 背负管线对于背负的要求应当作出规定，包括背负线的细节，以及软管操作条件。4.6.1.9 连接器用于软管端口设备的连接的设备必须作出规定。必须包括最小连接类型，焊接规定，密封式，以及型号。4.6.1.10 接触面定义接触面的信息必须至少包括以下几方：a. 规章，编码，标准 b. 几何的，尺寸的，以及强加荷载数据c. 购买方提供的安装服务以及设备d. 购买方提供的引入和连接工具和终端e. 制造商所提供的范围4.6.1.11 检测以及条件监控对于设计，实施软管检测，监控，以及环境评测系统和过程都应当向制造商规定。4.6.1.12 安装要求4.6.1.12.1 购买方应当规定在提供安装服务时的一些要求。以下是最少的考虑因素，a. 当由购买方提供安装时，他应当对负荷控制，压紧荷载，甲板上斜坡的要求，安装公差，以及港口设施的限制作出规定。b. 当由制造商安装时，购买方应当对季节，环境，船舶限制，安装公差，由于冲突活动所造成的限制，安装范围（包括挖沟壕，掩埋，测试，检测，调查，文件材料）4.6.1.12.2购买方对于软管的可恢复性，和可重复利用性的要求也应作出规定。4.6.1.13 通过热化学反映清洁购买方应就与通过热化学反映进行清洁的相关参数进行规定，至少应包括以下几：a. 流速b. 压力变化c. 最大热输出d. 化学合成物4.6.2 管线参数购买方应将其对管线（或是静态跳线）的设计或是分析的要求，向制造商作出规定。除了第五部分的内容，表格三也应考虑。表三 管线参数 参数 细节 管线路径 勾画路线，地形学，海床/土壤条件，阻碍，以及安装设备和管线引导和帮助 推荐几何引导，i-导管，j导管，以及管线安装时要通过的承口保护要求 挖壕，岩石倾泻，软垫，在管线长度内的延伸保护，冲击荷载，拖网承载，掉落物，以及锚在海床上的稳定性 允许范围内的移动举起弯曲 制造商考虑设计时的规范交叉要求 管线交叉（灵活或是僵硬），包括以及安装的软管或是输气管道管线附属物 弯曲限制器，夹钳，附着方式载荷状况 每年进行安装，正常和非正常操作的几率。意外荷载事件的规范 4.6.3 立管参数购买方对其所需立管（或者是动态跳线）的设计和分析的要求也必须向购买方说明。除了第五部分的相关规定为，表4也应当考虑。表4 立管参数 参数 细节 立管结构 对于结构需求的规定，包括描述（低弯度s形，波抖） 设计以及构成。对于结构的选择，或是对于特殊结构的稳定性的确定。连接系统 上支座，下支座系统，包括快速断开系统，浮标断开系统，连接角度，位置公差管道连接 弯曲加强器，浮标等，以及连接方法连接船舶的数据 连接漂泊船的数据包括以下几方：a. 船舶数据，尺寸，草图以及类似数据b. 静态偏差c. 第一（右前斜位）或第二命令运动d. 船舶运动相位角e. 船舶运动参考点f. 锚泊系统接口数据g. 位置公差冲突要求 对于可能的冲突区域的规定，包括其它立管，锚泊线，平 台圆柱，浮动码头，油轮龙骨等等，规定可以承受的干扰 碰幢荷载情况 确定每年的安装的可能性，常规与非常规操作，规定偶然 荷载事件和每年的可能性 5. 设计要求5.1 荷载和荷载效应5.1.1 概括软管的设计是依据购买商所提供的信息（见附件a），参考第四部分的需求。所有相关信息必须在设计前提中明确规定，（见8.2）包括设计荷载事件。设计荷载的分析结果都必须包括在设计荷载报告中（见8.3）。5.1.2 荷载等级的定义5.1.2.1 荷载可以分为功能，外部环境，或是偶然，定义如下a. 功能荷载是指在操作过程中所有作用于软管上的荷载，包括在静水中所有作用于软管上的荷载，除风，浪，以及电流荷载b. 环境荷载包括外部环境因素c. 偶然荷载是由于偶然事件引起的荷载分类和次分类在专栏5中列出5.1.2.2 设计荷载事件必须进行分析，例如可适用性，功能，环境，偶然事件荷载对软管产生影响。见api推荐操作17b，对于荷载的分析技术的指导。5.1.3 荷载组合和荷载状态5.1.3.1 软管的设计必须符合荷载组合的规定要求。在5.1.2.2中规定的所有作用于软管的荷载都必须作出评估。在时间，空间上变化多样的荷载，除了环境和土壤条件必须分析外，软管体系产生的荷载影响也应进行分析。5.1.3.2 必须分析的软管设计荷载状态包括，安装，常规操作（周期性的和极端的）。非常规操作，和工厂认可试验。荷载组合必须根据表5，表6作出规定。荷载组合每年可能出现的可能性低于10-4 时，可以忽略不计。工厂接受试验的荷载组合必须由制造商根据工厂认可试验过程进行。 前面所说的可能性应与表5底部注释相结合。5.1.3.3 设计检验必须在购买商和制造商规定的任何临时条件下进行。例如荷载条件设计的检验必须依据同一设计标准，表6中有所规定。5.1.3.4 不同的荷载组合的同时发生必须在制造商的前期设计中（见8.2）。可能的荷载分类或是次分类可以由购买商依据项目的特殊条件自行规定。与意外或是安装有关的事件应由购买方作出规定。（见表3和4）当购买者没有对可能性作出规定，制造商应提出对于一些单独情况的概率。5.1.3.5 分析设计荷载试验，应当根据5.1.2.2和表6中规定的荷载状态。5.1.4 设计荷载效应5.1.4.1 软管设计中，制造商可以对压差的效应作出解释。当外部静液压力包含在了设计内部压力中，此时制造商必须对给出的设计内部压力所处的水深做出规定。这必须在软管制造中做出规定（见10.1）5.1.4.2 水动力荷载效必须由经过验证的和备有证明文件的方法为依据，这些方法解释了海水动力和不同环境现象的相互作用。可参考api推荐方法17b对于分析方法作出了指导。5.1.4.3 对于软管的疲劳分析，软管使用期间的荷载分布必须有一定的方法，这些方法包括软管的荷载参数。可以接受的简单的方法是荷载分布的结果可以被证明是保守的。5.1.4.4 任何偶然荷载和组合荷载都会对软管造成损伤，或是导致使用时的不适。荷载事件包括偶然荷载（例如，由于抛锚线或是推进器故障引起的位移）但并没有违反表6的要求，表6定义了荷载事件的安全极限。根据表6有些荷载事件也许并不容易分析（例如，火灾或是爆炸）在这些情况下，必须通过试验确定它在由偶然荷载引起的其它限制时，安全工作的时间。5.2 管线设计方法5.2.1 无论是最初版本还是修正版本，软管设计方法必须经过独立的核查机构进行核实。为了进行设计方法的核实所需提交的文件应当至少包括以下几个方面：a. 描述理论基础，包括设计报告所需软管参数的计算过程，在8.4中所做规定。b. 软管层和组成成分的计算方法c. 通过首次试验核实理论依据。核实内容必须包括软管各个结构层的功能。对于非关键层，例如防磨层，在不会影响其它层的压力数据的可信性的情况下可以采取简单的保守分析方法。d. 应力集中因素的文件依据可以用与研究钢制材料，包括在接口接触面上或是接触面内部的应力集中，在夹紧附件上，以及由于与坚硬接触面接触，制造公差，由于荷载引起的裂缝e. 制造和设计公差，制造引起的应力，焊缝，以及其它会影响结构功能的因素f. 有关使用方法的文件必须根据5.3.4的需求为依据5.2.2 独立的核查机构必须复核和评估设计方法，以便建立它所适宜的应用范围。独立的核查机构必须发布一个描述设计方法在适用方面限制的认证和报告。认证书必须包含在制造商设计报告中（见8.4），设计方法检验的报告必须可以提供给购买方，以便核查。5.2.3 设计方法必须对各层的磨损，腐蚀，制造过程，尺寸变化，渐变，以及老化（由于机械老化，化学降解，热降解）等问题进行解释。除非软管的设计以文件形式说明软管不会受到这些影响。5.2.4 必须表明在允许范围内的尺寸变化不会改变表6中所示软管数值的3%。5.2.5 计算软的金属层管厚度时必须包括使用期间允许的磨损率，和腐蚀率。5.2.6 如果软管设计超出了以往经过认证的设计范围，这时必须通过充分的前期试验来验证这种设计方法，并且获得经过独立机构认证的修正版设计方法检验报告。前期试验必须验证这一超出原验证范围的设计元素是否满足需求。参见 api 17 b，试验执行和推荐的试验步骤。 5.3 软管结构设计5.3.1 设计标准5.3.1.1 软管各层必须符合表6的设计标准，符合这部分的规定。5.3.1.2 内部压力鞘的使用必须同事考虑可以接受的最大蠕变和聚合体材料的最大张力，以5.3.2.1为依据。5.3.1.3 内部构架的使用必须以5.3.1.4为依据，考虑表6的三个水深。制造商必须计算构架和铠装层的弯曲损坏模型，并且必须由分析师确定软管层满足设计要求。构架的静水爆破计算可以根据压力铠装层所提供的支撑。这个计算方法必须文件化。5.3.1.4 压力和拉伸铠装层的必须根据一下公式计算：使用=压力/构造形成力公式中的压力是指实际层的计算压力。压力计算必须通过5.2.1中的设计方法进行计算，并符合5.3.2的设计要求。计算值必须包括动力荷载，并且依据软管层的平均压力。平均压力的计算必须依据将软管的所有压力平均分配在各层上。构造形成力必须是抗屈强度，或是材料最终拉力的0.9被，设计时需要的抗屈值或是最终强度值必须是平均值减去文件中试验数据的两个标准偏差，或是供应商提供的最小数值。5.3.1.5 外层鞘的计算方法必须依据可以承受的最大张力，根据5.3.2.2的要求5.3.1.6 储存时的最小半径必须通过计算作为满足表6的最小半径。当弯曲半径需要引起内锁层的锁定时，必须通过计算。储存的最小弯曲半径必须至少为引起锁定的最小半径的1.1倍。5.3.1.7 对于静态使用时（在全部荷载的情况下）运行的最小半径必须至少储存时最小半径的1倍。对于动态应用时（在全部荷载的情况下）最小半径必须为储存时最小半径的1.5倍。当出现偶然荷载时的非正常操作，以及正常操作，对于动态应用时使用时最小半径的安全参数可以从1.5降低至1.25。5.3.1.8 疲劳寿命的计算必须根据5.3.4的要求。预期的疲劳寿命必须至少为使用寿命的10倍。通过腐蚀分析必须确保由于腐蚀引起的材料脱落，不会造成使用参数在全部荷载的情况下，超过本章规定的标准。5.3.1.9 以可靠性为基础的设计可以作为选择性设计方法。所有与可靠性设计相关的设计标准都必须考虑。必须证明通过这种方法达到的安全等级不低于本规范规定的设计方法。5.3.2 对于软管层的设计要求5.3.2.1 内部压力层5.3.2.1.1 内部压力层至少分析以下荷载事件a. 最重要的内部压力组合，温度，运行的最小半径，以及聚合物的条件b. 在环境温度下，和储存的最小半径条件下水压试验压力5.3.2.1.2 必须分析相关的循环荷载的影响，例如滞后，松弛，收缩，增塑剂的丢失，液体扩散，液体被高分子基质吸收。至少要包括以下几点：a. 由于增强层缺口连接造成的蠕变b. 来自软管内部和软管环空的液体的压力和温度c. 来自于构架和铠装层的接触压力d. 由于软管弯曲引起的张紧，轴向拉伸和压力，扭转，径向膨胀5.3.2.1.3 测量内部压力层壁厚的方法必须通过文件化的试验或是实地经验进行确认，并且要至少与以下要求一致：a. 在弯曲至运行时的最小半径时，壁厚的计算中应用压力层的金属丝的缝隙的数值时，必须是最大缝隙，并且对制造误差作出解释b.分析必须解释由于弯曲至运行的最小半径（水压试验的最小储存半径）引起的聚合物层变薄，由于厚度变动引起的应力集中，塑性减弱造成的影响，膨胀以及材料性质的老化，制造的误差，聚合物材料的蠕变，以及接头处的软管末端5.3.2.1.4 制造商必须通过分析表明材料的最小机械属性，持力层的最大间隙，以及最大设计温度和压力，不会因为聚合物的蠕变间隙从而引起邻近金属层的故障。5.3.2.1.5 对于动态应用，制造商必须通过文件化的试验数据证实由于缺口灵感度和应力集中因素所导致的裂纹萌生，不会出现在内部压力层的材料上。这并不应用于用于多样的内部压力层结构的牺牲层上。5.3.2.2 外护套对于外护套的设计必须对对以下情况境况负责，软管的弯曲产生的影响，轴向拉伸和压缩，扭转荷载，外部和环空压力，安装荷载，磨损，以及来自附件的局部荷载。5.3.2.3 中间层如果中间层的设计是为了防止环空的液体泄漏出该层，或是海水进入该层，此时对该层的设计必须符合5.3.2.1的要求。对于动态应用，中间层必须能够承受由于邻近层的相对运动造成的摩擦。避免由于弯曲造成的褶皱或是裂纹。5.3.2.4 内部构架对于内部构架的设计要对以下要求负责：a. 发生瓦解的最小的规定内部压力和最大外部压力，以及最大椭圆度。外部压力为作用于内部压力层外部的压力或是当该压力超过了外部压力时，为最大环空压力b. 构架条状位置的疲劳c. 由于弯曲引起的压力沿构架条状位置的裂缝。对构架的设计要避免裂缝的出现d. 由于热膨胀和收缩引起的荷载，并且/或者内部压力层膨胀e. 腐蚀和侵蚀5.3.2.5 压力铠装层对于压力铠装层的设计必须满足环向应力的要求，并且要负责对金属线之间的间隙的控制以及防止连锁的丢失。5.3.2.6 拉力铠装层5.3.2.6.1 拉力铠装层的设计必须满足需要的轴向强度。设计要满足任何扭转性质的要求，控制金属线之间的间隙，以及环向应力，尤其是对于没有压力铠装层的管线。5.3.2.6.2 完整的管线结构设计必须使扭转平衡以及压缩强度的性质复合功能要求。5.3.2.7 附加层5.3.2.7.1 隔热层的设计必须符合5.4.3的要求5.3.2.7.2 防磨层的设计必须满足6.1.2.6的要求，并且不得充当密封层。由于防磨层的局部破坏引起的拉伸层附加压力，必须要进行评估并且作为偶然荷载事件进行文件记录。5.3.2.7.3 附加外部保护层，无论是聚合物或是金属材质，对其设计依据制造商规定的设计条件，必须要防止外部破坏或是出现在外层上的磨损。5.3.3 接头 5.3.3.1 接头的设计必须为软管提供可靠的终端，在其使用寿命期间如泄漏，结构变形，或是脱离金属线或是挤塑层等情况都不得发生，考虑所有的相关因素包括收缩，蠕变，老化，以及压力影响。对于接头的设计方法必须文件化，必须通过文件化的试验和分析进行确确认。设计方法要对制造误差作出解释。设计要对来自于接头连接的临近附件的荷载支撑作出解释，包括弯曲加强件。5.3.3.2 接头的设计必须保证接头与内部压力层和外层的接头的密封性。接头设计的压接/密封机制必须保证由于使用期间的对接头的拉力和接头密封环的安装引起的复合强度，不会引起护套的故障。5.3.3.3 在进行接头设计时，构架相对于接头的轴向位移必须进行机械限制。5.3.3.4 考虑到物理上可能的看荷载组合，以下设计要求必须应用在接头的承压部件上：t n*ye n*y其中，t表示拉伸环向压力，e表示等效应力（冯米塞斯或是斯卡），n代表可利用参数，如表7所列5.3.3.5 对于动态应用的疲劳寿命的计算必须根据5.3.4的要求。预期的疲劳寿命必须是使用寿命的10倍。5.3.3.6 对于接头材料的选择必须根据第六部分的要求。5.3.4 使用寿命分析5.3.4.1 使用寿命静态应用5.3.4.1.1 对于软管使用寿命的分析必须根据第6部分的规定，通过文件记录使用期间软管材料的性质。对于金属材料使用期间的最小强度，对于聚合材料只用期间破裂处的最小拉伸率，都必须在设计计算时应用。至少要分析以下内容：a. 蠕变，尺寸的改变（收缩，膨胀），以及在操作环境下应变造成的损坏。b. 对于金属组件的腐蚀和侵蚀5.3.4.1.2 要考虑到静态使用的软管环空金属构件受到其浸泡环境中盐度和氧气的侵入速率对其的腐蚀影响。通过确定盐度和氧气侵入速度，可以考虑到外层和隔离层使用时的具体表现。5.3.4.1.3 对于非酸性环境使用的情况必须要根据5.3.1，至少要考虑一下内容：a. 对聚合物层老化的最低限制的标准。制造商规定出特殊的标准b. 压力铠装层和拉伸铠装层的局部或是整体腐蚀导致使用参数增加至0.85。此项评估是根据6.2.4.3.1的叙述得来。5.3.4.1.4 对于在酸性环境下使用的情况必须根据以下条件确定，并根据5.3.1的要求 a. 根据5.3.4.1.3 对使用寿命进行评估b. 设计必须要与6.2.4.2的要求保持一致5.3.4.2 使用寿命动态应用5.3.4.2.1 对于动态应用，必须根据5.3.4.3的要求。除此之外，还要对压力和拉伸铠装层进行疲劳分析，以此考虑到动态应用时，可能引起故障的所有机械和动力影响。至少要考虑磨损，老化，由于腐蚀引起的材料降级，润滑剂的降级或是流失等因素。5.3.4.2.2 对于酸性环境中，如果硫化氢的含量超过了nace的要求时，动态应用必须根据5.3.4.2.5的要求。否则要根据5.3.4.2.4的要求。5.3.4.2.3 软管所使用的钢丝在低硫化氢的条件下会对疲劳敏感，对于动态应用时，水中的硫化氢和交变应力的组合影响必需根据6.2.4.5（c）进行评估。5.3.4.2.4 非酸性环境使用的使用寿命必须根据以下条件确定，符合5.3.1的要求：a. 根据5.3.4.1.3对于静态应用的评估b. 根据6.2.4.5的数据，对压力和拉伸铠装层进行评估c. 该评估的关键是隔水管环空排放至大气，以及密封性。对于环境的预测必须同时考虑到由于二氧化碳和水的腐蚀导致的金属丝的渗透以及消耗。氧气通过排气系统的渗透必须包括在内。使用期间环空冲水量也要进行计算。5.3.4.2.5 酸性环境下使用时必须