《深水导管架生产设计规范》

1深水导管架生产设计规范本文件规定了深水导管架结构、配管、防腐、焊接专业的生产图纸设计、材料采办、方案设计、施工工艺等方面的技术要求及推荐做法。本文件适用于水深200米及以上深水导管架的生产设计，其它水深的导管架可参照执行。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，最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T226-2015钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T2650-2022焊接接头冲击试验方法GB/T2651-2023焊接接头拉伸试验方法GB/T2653-2008焊接接头弯曲试验方法GB/T2654-2008焊接接头硬度试验方法GB/T8163-2018输送流体用无缝钢管GB/T12716-201160°密封管螺纹GB50017-2017钢结构设计规范GB50661-2011钢结构焊接规范SY/T10002-2000结构钢管制造规范SY/T10028-2002海洋石油工程制图规范SY/T10030-2018海上固定平台规划、设计和制造的推荐做法-工作应力法SY/T10037-2018海洋工程结构物吊装规范ISO1461钢铁制件热浸镀锌层—技术要求及试验方法(Hotdipgalvanizedcoatingsonfabricatedironandsteelarticles—Specificationsandtestmethods)ISO2408钢丝绳—要求(Steelwirerope—Requirements)ISO4624色漆和清漆—拉开法附着力试验(Paintsandvarnishes—pull-offtestforadhesion)ISO8501涂覆涂料前钢材表面处理-表面清洁度的目视评定(Preparationofsteelsubstratesbeforeapplicationofpaintsandrelatedproducts-Visualassessmentofsurfacecleanliness)ISO8502涂覆涂料前钢材表面处理-表面清洁度的评定试验(PreparationofSteelSubstratesbeforeApplicationofPaintsandRelatedProducts-TestsfortheAssessmentofSurfaceCleanliness)ISO8503涂覆涂料前钢材表面处理-喷射清理后的钢材表面粗糙度特性(PreparationofSteelSubstratesbeforeApplicationofPaintsandRelatedProducts-SurfaceRoughnessCharacteristicsofBlast-CleanedSteelSubstrates)ISO8504-2涂装和相关产品施工前钢铁基材的处理—表面处理方法—第2部分：磨料喷射清理(Preparationofsteelsubstratesbeforeapplicationofpaintsandrelatedproducts—Surfacepreparationmethods—Part2:Abrasiveblastcleaning)2ISO11124涂装和相关产品施工前钢铁基材的处理—金属喷射清理磨料规范(Preparationofsteelsubstratesbeforeapplicationofpaintsandrelatedproducts—Specificationsformetallicblast-cleaningabrasives)ISO11126涂装和相关产品施工前钢铁基材的处理—非金属喷射清理磨料规范(Preparationofsteelsubstratesbeforeapplicationofpaintsandrelatedproducts—Specificationsfornon-metallicblast-cleaningabrasives)ISO11127涂装和相关产品施工前钢铁基材的处理—非金属喷射清理磨料的试验方法(Preparationofsteelsubstratesbeforeapplicationofpaintsandrelatedproducts—Testmethodsfornon-metallicblast-cleaningabrasives)ISO12135金属材料—准静态断裂韧性的统一试验方法(Metallicmaterials—Unifiedmethodoftestforthedeterminationofquasistaticfracturetoughness)ISO12944金色漆和清漆－防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护(Paintsandvarnishes—Corrosionprotectionofsteelstructuresbyprotectivepaintsystems）ISO15653金属材料焊缝断裂韧性试验方法(Metallicmaterials—methodoftestforthedeterminationofquasistaticfracturetoughnessofweldedjoints)3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1涂装系统coatingsystem由底漆、中漆、面漆组成的用于防腐的油漆涂层组合。3.2裂纹尖端张开位移cracktipopeningdisplacement断裂力学中重要的韧性参数，用于定量描述材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。在弹塑性条件下，带有原始裂纹的试样或构件在承受载荷时，裂纹尖端两侧表面所张开的相对位移量。3.3端部需切割形成马鞍口相贯线，用于划线与数控切割的支管杆件。3.4与被切杆相贯且两端贯通的杆件（马鞍口工况）；主杆外径一般不小于被切杆外径。3.5主结构mainstructure结构物的主要受力结构。对于导管架而言，主结构包括导管腿、拉筋，具有管径大、壁厚大、结构形式简单等特征。3.6支管与主管相交时，支管端部切割形成的形似马鞍的接口形状。3.73焊接完成后，为恢复或提升焊接接头性能采取的热处理措施，包括高温退火、回火、正火等。3.8表面处理surfacepreparation采用喷砂、打磨、水清洗等方式，去除钢结构表面污染物并使其达到特定表面形貌的处理过程。3.9焊接工艺规程weldingprocedurespecification详细规定焊接工艺参数的指导性文件。明确焊接材料、方法、电流、电压、速度、预热温度等所有关键条件，用于确保焊接接头质量符合设计要求和相关标准。4内容概述及专业划分4.1生产设计说明深水导管架指适用水深超过200m的导管架，是由导管、钢桩、隔水套管、井口片、防沉板、靠船件、登船平台、泵护管、立管卡子、吊点、裙桩套筒、走道、电缆护管、防海生物系统、防涡激振动装置、阴极保护监测系统、灌浆管线、放空管线、注水管线及控制管线等部件组成。深水导管架生产设计是以详细设计文件和装船方案为依据，结合深水导管架的结构特点、施工场地条件、吊装能力、钢管卷制能力施工机具配置，开展适用于现场施工的生产图纸、建造程序、施工方案等生产设计文件的编制工作。导管架生产设计工作包括：a)导管架生产图纸设计；b)导管架施工工艺设计。4.2专业划分深水导管架生产设计涵盖结构、焊接、配管、防腐四个专业。5结构生产设计5.1工程材料采办5.1.1材料采办内容工程材料采办是生产设计的重要组成部分，导管架结构材料的采办依据钢管卷制能力、卷制方向、拼缝位置、材料技术要求及钢厂生产能力确定。5.1.2材料采办要求材料采办的总体要求如下：a)采办的材料应符合工程项目材料采办技术要求；b)采办前，应明确采办周期与常用规格，避免材料浪费；c)编制采办料单前，应明确工程项目实施策略对材料的控制要求；d)工程材料采办工作应包含材料采办清单、图纸及材料采办技术要求，三者缺一不可。5.2生产图纸设计5.2.1施工图4结构施工图依据建造、焊接、检验、材料相关技术文件，结合导管架结构特点、施工场地条件、吊装能力与钢管卷制能力，按照总体建造方案，在详细设计图纸基础上开展结构细化、优化与编号等施工化设计。结构施工图应真实反映导管架整体结构及细部构造、连接形式、材料、焊接等特性。5.2.1.1制图要求结构施工图纸的编制按照规范SY/T10028执行，具体制作要求如下：a)统一制图标准,明确图幅、图框、字体、字高、线型比例、尺寸标注样式、地理信息等；b)统一图框格式，替换为结构施工图专用图框，图框应包含工程名称、设计阶段、图纸名称、工号、图号、绘图比例、版次、版次说明、修改简述、单位标识等内容；c)结构布置合理，满足标准SY/T10028的要求，且便于现场施工；d)视图关系清晰,无重复、无遗漏；e)杆件编号清晰，便于检索与核对。5.2.1.2制作内容导管架结构施工图分为立面图、平面图、走道栏杆格栅图、井口导向图、防沉板图、隔水套管图、钢桩图、吊点图、节点详图、焊接节点详图以及靠船件、登船台、电缆护管、立管卡子等附件图纸。5.2.2单件图单件图用于表达单根钢管的形式与加工信息，反映钢管两端马鞍口或斜直口的展开形态，服务于钢材采办、卷管接长、划线、数控切管与现场组对，是结构钢管生产设计、施工与检验的重要技术文件。5.2.2.1制作要求a)单件图模型应按1:1绘制；b)被切杆与主杆一端正交、一端斜交时，以斜交端为左端绘制，右端不得出现扭转；c)主杆选取应取锐角侧直线为基准；d)偏心连接时，模型中主杆与被切杆应在异面公垂线处打断，避免出现外观交点导致错心误差；e)被切杆右端与主杆正交时，应校核主杆脚印0°/180°点位与单件图一致，保证组对精度；5.2.2.2焊缝位置确定受厂家供货能力和卷制设备能力的限制部分钢管采用纵焊缝和环焊缝拼接制造、接长，焊缝位置应符合5.2.2.2.1和5.2.2.2.2章节要求。5.2.2.2.1环焊缝位置确定钢管长度方向分段拼接形成环向焊缝；环缝位置应依据结构特点、材料规格与卷制能力确定，以卷制最大宽度为分段长度上限。环缝应避开相交结构，与相交结构净距不宜小于150mm；两道环缝间距应符合SY/T10002要求；T、K、Y管节点主杆厚壁段与支管端部环缝应符合SY/T10030要求。5.2.2.2.2纵焊缝位置确定钢管卷制合拢形成纵向焊缝，每段卷管一般设一条纵缝。应先绘制单件图，准确标注所有相交构件位置，再按SY/T10030要求确定纵缝位置。5.2.3被交位置图5对于卷制接长的焊接管，同时涉及环向和纵向两个方向的焊缝及各种脚印与焊缝的位置，生产设计内容较多，每根焊接管必须单独绘制被交位置图。钢桩、隔水套管等无相交脚印的管件，可不绘制被交位置图，仅在图纸中标注环缝位置，并在卷制接长方案中明确纵缝错开要求。5.2.3.1编制内容被交位置图包含两类信息，钢管的分段、焊缝信息和各相交结构的被交位置、脚印及管线开孔位置信息。以单件图为基础，确定环纵缝数量与位置、包板/筋板脚印及开孔位置；环纵缝布置应满足标准SY/T10030与图纸要求，兼顾材料利用率与施工便利性。基本信息包括：钢管外径、壁厚、长度、分段尺寸、材质、环纵缝位置、杆件编号、脚印位置。5.2.3.2双倾导管深水导管架的导管分为双倾和单倾，双倾导管上下有两个八度弯结构，其被交位置图按照八度弯分为三段绘制。双倾导管被交位置图绘制的注意要点：a)三段被交位置图0°线与180°展开线位置不同，应准确定义，防止纵缝定位重合；b)跨段脚印应在其中一段标注，并在另一段校核与环纵缝的位置关系；c)八度弯处为双面坡口，绘制时端口壁厚参数取较薄段壁厚的1/2；d)完整被交位置图纸应包含：180°线定位总图、端口参数、基准线、总长、分段信息、标高、现场口位置、环纵缝定位、脚印参数、筋板定位信息、加强环静水压溃环及开孔信息、焊接形式与定位说明。5.2.4完工图完工图用于反映工程最终完工状态，应归档并提交业主。导管架（海上）完工后，生产设计工程师应采用最高版次生产设计图纸，删除云雾线与修改符号，整合技术疑问单、现场疑问单、修改通知单等变更内容，确保图纸与实际完工状态一致。5.3生产工艺设计5.3.1总体建造方案深水导管架宜采用上扣片建造法，由中心向两侧同步施工，兼顾结构强度、场地布置、资源配置与经济性。主结构分为中心桁架与外侧两部分；中心桁架滑道总组完成后，外侧两部分在两侧同步预制安装，提升施工效率、缩短总工期。安装顺序遵循先内部、后外部，成框/成片吊装原则；导管内部管线在车间预制接长时安装，减少高空作业；内部附件应在顶部拉筋安装前就位，降低穿越框架难度。5.3.2分片预制方案分片预制方案是深水导管架建造核心依据，规定了组合片组成、单片预制、重量、场地要求、组装顺序、公差控制与尺寸要求等。5.3.2.1编制内容分片预制方案一般包含：概述、采用规范及技术要求、场地要求、施工步骤、施工辅料、尺寸控制图、垫墩和运输设备布置图。65.3.2.2分片原则导管架需分为若干个分片分别进行预制、总装，分片划分须确保结构的可制造性、运输的便捷性以及吊装安全性与高效性。应遵循如下要求：a)结构合理。经结构力学分析，保证分片在运输、吊装和总装过程中的结构完整，避免过大的变形与应力集中；b)尺寸适宜。满足预制场地、涂装车间和运输通道空间限制；c)重量可控。不超过运输设备与吊装设备额定能力；深水导管架分片宜采用自行式模块运输车运输、大吨位履带吊吊装；d)施工便利。便于车间预制与现场总装，减少高空作业量；e)对接口合理。对接口设计便于现场快速精准对接，减少现场焊接量并保证焊接质量；f)经济性。在满足安全和质量的前提下，优化分片数量，降低预制、运输、总装成本。5.3.2.3预制技术要求如无特殊规定时分片预制应满足如下要求：a)立面图纸上拉筋的定位尺寸点偏差不大于12mm；b)各层水平拉筋的垂直距离的偏差不大于25mm；c)杆件中心线交点误偏差不大于6mm；d)水平片对角线偏差不大于±19mm；e)同一视图平面内，导管对角线偏差不大于±19mm；f)导管中心线与相邻导管中心线水平距离偏差不大于±10mm；g)临时构件切除应距母材不小于5mm，气割后砂轮打磨平整，不得损伤母材。5.3.3分片吊装方案分片吊装是将深水导管架根据结构重量、尺寸、吊机能力划分为若干个预制单元，逐片吊装就位。5.3.3.1方案内容分片吊装方案应包括概述、重量和重心位置及吊点位置示意图、吊机及索具选用、吊点及临时加强详图、注意事项、工机具清单、强度计算报告、碰撞校核、吊装步骤和地基承载力校核：a)概述：说明分片结构特征与吊装概况；b)重量重心位置及吊点位置示意图：明确各分片重量、重心、吊点位置；c)吊机及索具选用：明确吊机能力、吊装作业表和索具规格、布置；d)吊点及临时加强详图：标注吊点及临时加强尺寸、数量、材质，用于施工预制和安装；e)注意事项：明确吊车站位、行走路线等；f)工机具清单：列出吊机、卡环、倒链、钢丝绳等工机具；g)强度计算报告：包含分片、吊点、撑杆等强度计算内容；h)碰撞校核：包含吊机站位图和吊装碰撞校核图，核实吊装过程及吊装就位时吊机与结构物间是否碰撞；i)吊装步骤：明确分片吊装总体作业流程，包含分片运输、索具连接、起吊、就位、摘除索具、吊机撤离等；j)地基承载力校核：核实场地地基承载力应满足顶升设备、吊机及运输车辆在满负荷状态下的承载要求。5.3.3.2计算校核7吊装方案应进行安全性计算校核，保证结构与施工设施安全，具体要求如下:a)吊车能力：校核吊装吨位、吊高、作业半径、吊机干涉、行走路线，性能参数取自吊机手册；b)吊点的设计：应按照包含动载系数的吊绳力进行设计，并根据规范GB50017要求考虑一定的横向（垂直于吊点面）力。吊绳力从结构分析中得到，对静定结构也应通过手工计算得到。吊点除了应满足强度要求外，还需满足尺寸构造上的要求，与选用的卸扣相适应；c)索具选择：索具的选用包括钢丝绳、卸扣等，钢丝绳的选用需根据规范ISO2408要求保证钢丝绳的一定的安全系数。钢丝绳的长度要保证吊绳与水平面的夹角大于60°；对于卸扣，一般其安全荷载已经包括了一定的安全系数，因此应直接根据吊绳力（包含动载系数）选用；d)结构强度的校核：必须对分片在吊装状态下的结构强度进行校核，以保证结构不会在吊装过程中破坏。计算应按照规范SY/T10037要求进行校核，一般用结构分析软件进行分析。计算要根据规范SY/T10037要求考虑动载系数。吊装分析时应从结构安全角度考虑吊点的布置，尽量减少结构的受力。对于结构强度不满足的情况，应采取调整吊点位置、增加吊点数量、采用撑杆（减少结构的横向受力）、临时加强等措施进行解决；e)结构变形的校核：在对结构进行强度分析时，除了需注意其强度外，还要注意其变形，结构变形首先应满足规范SY/T10037的要求；另外还需考虑到分片的吊装最终目的是与其它结构对接，如果变形尺寸超过1/150，将影响甲板片的空间对接，增加就位难度。5.3.3.3吊装流程分片吊装总装如图1所示。施工步骤如下：a)分片的预制；b)滑道块、滑靴、总装垫墩的布置；c)安装导管及拉筋；d)安装各个分片；e)安装裙桩套筒及附件；f)进行最终涂装、检验，等待牵引装船。图1分片吊装图86焊接生产设计6.1总则焊接生产设计应遵循项目设计技术规格书的要求。所有焊接作业，包括工艺评定、焊工考试、生产焊接及返修，如无特俗要求，应符合GB50661标准及项目设计技术规格书的补充要求。施工方应在焊接作业前编制完整的焊接程序文件，并提交业主批准。所有焊接作业必须在焊接程序文件获得批准后方可开始。6.2焊接材料6.2.1技术要求全部焊接材料应符合适用的相关焊材制造标准，应与被焊的母材性能匹配。全部焊缝应使用低氢型焊接材料，低氢定义为扩散氢含量≤10ml/100g，对于规定最小屈服强度≥345MPa的钢材，应保证所用焊接材料满足低氢要求。6.2.2控制与标识a)认证与验收：所有焊接材料应由第三方认证机构认证，并按批号提供力学性能和/或化学成分证明。焊接材料应以标识清晰、包装完好的形式验收；b)储存：焊接材料应储存在干燥、受保护的环境中，温度不低于5℃,相对湿度不大于60%，并遵循制造商建议。储存区应能防止焊接材料受潮、污染和标识丢失；c)标识：在储存、发放和使用过程中，应始终保持焊接材料的标识可追溯。标识应包含制造商、牌号/等级、批号。任何标识不清或包装损坏的焊接材料应予以废弃；d)烘干：焊条应按相应国标及制造商推荐要求进行烘干和控制；e)发放与使用：焊工必须使用具有加热功能的保温筒。焊条应从烘箱中取出放入保温筒，保温筒应维持焊条温度不低于75℃。焊条重新烘干不得超过一次。受潮焊条应废弃，不得使用；f)埋弧焊剂：焊剂回收、再利用应遵循制造商建议；g)药芯焊丝与实芯焊丝：应防止焊丝受潮，未用完的焊丝应在干燥环境中保存，受潮或生锈的焊丝应废弃。6.3焊接工艺评定6.3.1一般要求a)所有焊接工艺规程及焊接工艺评定应符合项目技术文件指定标准及本文件的要求；b)施工方应在焊接前编制并提交全套焊接工艺规程及支持的工艺评定报告，供业主批准，未经批准，不得开始焊接；c)焊接工艺评定应由施工方在开展焊接作业的施工场地进行；d)允许的焊接工艺包括焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、药芯焊丝气体保护焊、钨极气体保护焊。短路过渡的熔化极气体保护焊工艺仅允许用于打底焊接。药芯焊丝电弧焊不得用于无衬垫单面焊全熔透接头的打底焊接；e)施工方应编制焊接工艺清单，明确每个焊接工艺规程的应用场景。6.3.2焊接工艺规程内容如无特殊要求，焊接工艺规程除需包含GB50661要求的信息外，还应包括（但不限于）：a)适用的母材类型、等级、厚度及碳当量范围；b)详细的坡口示意图、组对公差；9c)焊接位置与方向；d)焊材的型号、制造商、牌号，保护气体类型与流量；e)各焊道（打底、填充、盖面）的电流、电压、焊接速度及热输入范围；f)最大摆动宽度（记录于工艺评定记录，并显示在焊接工艺规程上）；g)最低预热与最高层间温度及测量方法；h)焊后热处理（如适用）参数；i)支持的工艺评定报告编号。6.3.3重要变素如无特殊要求，除应符合GB50661规定的重要变素外，以下重要变素变化需重新进行工艺评定：a)碳当量：对于规定最小屈服强度≥345MPa的高强钢，若母材碳当量CE≥0.43，且生产中母材碳当量比工艺评定记录母材碳当量增加超过0.02；b)接头类型：从双面焊变为单面焊；c)厚度：对于规定最小屈服强度≥345MPa的高强钢，最大适用厚度为评定厚度的2倍；d)母材制造工艺：对于规定最小屈服强度≥345MPa的钢材，在调质钢材、热机械控制工艺钢材，正火/轧制钢之间变更制造工艺；e)保护气体：类型或成分发生改变。6.3.4力学试验与验收标准a)如无特殊要求，力学试验类型、方法和验收标准应符合相应国标和本文件的要求。应包括拉伸、弯曲、冲击和硬度试验，应由认可的实验室进行；b)拉伸试验应按GB/T2651开展，强度不低于母材标准规定的下限值；c)弯曲试验应按GB/T2653开展，受拉面不应有大于3mm的缺欠；d)硬度试验应按GB/T2654开展，采用维氏硬度HV10，在焊缝、热影响区、母材打点测试，最大可接受值为325HV10；e)宏观试验应按GB/T226开展，焊缝金属、焊缝和母材应熔合完好；f)冲击试验应按GB/T2650开展，取样位置应包括焊缝中心、熔合线、FL+2mm、FL+5mm，验收标准应满足母材标准要求。6.3.5裂纹尖端张开位移a)裂纹尖端张开位移试验应由业主认可的实验室，依据ISO15653和ISO12135使用3点弯曲试件完成。裂纹尖端张开位移试验推荐使用B×2B试件，试验温度应不高于设计使用温度，应对焊缝金属和热影响区分别进行3个有效试验；b)验收标准：焊态下，焊缝金属和热影响区的裂纹尖端张开位移特征值应不小于项目要求。如果三个试样中的一个或多个试样的CTOD值小于现目要求，则可进行补样试验，在这种情况下，表2中规定的特征值应不小于项目，特征值确定方法见表1，如无特殊规定，特征值应不小于0.15mm；表1裂纹尖端张开位移特征值c)当裂纹尖端张开位移试验是工艺评定的一部分，以下附加重要变素的限制应适用于焊接工艺评定。重要变素的变化超过规定的限度，需要进行新的评定；1)需针对钢材等级、制造商、焊接工艺和焊材牌号的特定组合进行评定；2)试验热输入应代表生产中的最大值；3)试验板厚不小于生产最大板厚的90%，评定下限可至试验板厚的50%；d)CTOD测试焊缝应采用K或单V型全熔透对接焊缝，以获得垂直的熔合线和热影响区，用于测试热影响区位置的CTOD值。6.4焊工与焊接操作工评定a)一般要求：只有经评定合格的焊工/操作工方可进行焊接工作（包括点焊、结构焊、返修焊）。评定应符合标准GB50661及本文件要求。b)证书：焊工资格证书应由第三方认证机构认证。c)标识：每个合格焊工应有唯一编号，并应在其焊接的焊缝附近（焊趾100mm内）标记此编号。此标记应保留至焊缝被公司验收。无标识的焊缝可能被拒收。d)焊工证：每个焊工应携带包含照片、编号、资质项目和日期的焊工证或电子证书。6.5生产焊接控制6.5.1焊接环境当环境温度低于-20°C，或焊件潮湿，或暴露于雨、雪、大风等恶劣条件时，禁止焊接。除非采取加热和防护措施使焊接区域温度维持在-20°C以上。6.5.2预热与层间温度a)温度应符合批准的焊接工艺规程。最低预热温度不得低于10°C；最高层间温度一般不得超过250°C；b)预热应采用火焰、感应或电阻加热，禁止使用氧乙炔割炬直接加热；c)测温应使用热电偶或接触式高温计，在起弧前于焊缝两侧测量，预热范围不小于75mm。6.5.3焊接操作a)接头清理：焊前必须清除坡口两侧至少25mm范围内的水、油、锈、漆等污染物；b)焊接中断：根部焊道及后续至少6道或1/3厚度内应连续施焊，避免中断。中断后继续焊接前，需检查焊缝有无裂纹；c)点焊：应由合格焊工按正式焊接工艺规程施焊。点焊长度不小于50mm，开裂的点焊必须清除；d)临时附件焊接与移除：临时附件焊接要求与主结构相同。移除时，应打磨至母材表面以上至少5mm处，打磨区域需经磁粉检测；e)引弧与收弧：应在引弧板、熄弧板上进行。禁止在母材或坡口内随意引弧。电弧擦伤处需打磨并做磁粉检测。6.6焊接修复a)修复程序：施工方应编制焊接修复程序，包括缺陷清除、坡口制备、焊接、检验及修补尺寸限制，并提交业主批准；b)缺陷清除：裂纹等缺陷应清除至完好金属，并在裂纹两端至少延伸50mm。清除后需经磁粉检验确认；c)修复焊接：应采用低氢工艺和适当的预热。同一部位最多允许两次修复，第三次修复需经业主特别批准；d)修复工艺评定：若修复工艺与原焊接工艺规程不同，需单独评定。评定试板应通过气刨/打磨去除原焊缝厚度的75%，然后进行修复焊接，力学试验应与原焊缝相同。6.7疲劳节点6.7.1焊接接头疲劳设计原则对焊接接头而言，良好的构造细节和有效的焊接后处理措施将提高接头疲劳寿命，是抵抗结构疲劳破坏的重要手段。在设计中一般应遵循以下原则：a)构件间的连接尽量避免刚度突然变化；b)优先采用对接焊缝，尽可能不用角焊缝，承受循环应力的焊缝宜采用连续焊缝；c)尽可能避免采用偏心连接，避免不必要的附加应力。6.7.2疲劳性能的改善为提高疲劳性能，可采取下列措施改善管材T、K或Y形节点的焊缝形状：a)确保焊缝表面与邻近母材平滑过渡，外表上的缺口严禁深于1mm；b)打磨焊缝表面，表面应平整光滑，打磨痕迹应垂直于焊缝轴线；c)锤击焊趾，可以产生使焊缝与母材平滑过渡的局部塑性变形。6.8焊后热处理对于厚度大于50mm的全熔透焊缝，若需免除焊后热处理，应进行裂纹尖端张开位移试验，同时开展基于断裂力学测试、断裂失效和疲劳裂纹扩展分析的ECA/FFS评估，证明焊态下的焊接结构具有良好的使用性能，能够满足设计要求，并获业主批准；如果图纸强制要求或免除焊后热处理未获业主批准、且厚度大于50mm时，应进行焊后热处理。焊后热处理程序应提交业主批准。热处理程序应包含加热冷却速率、温度梯度、保温温度范围和时间、热电偶布置及记录设备等内容。当局部热处理时，加热带宽度不小于焊缝两侧各3倍板厚区域。a)焊后热处理设备在使用前应得到良好的保管维护，热电偶应经过校准且在有效期内，同时得到业主或第三方认证机构的认可；b)热电偶应有效布置、校准，并提供连续温度记录曲线。热电偶应通过点焊或绑扎的方式固定在工件上，点焊前应进行预热，焊后热处理结束后，打磨点焊部位并做磁粉检测；c)焊后热处理时，应通过一定数量的热电偶测量工件温度，以确保工件整体温度及温度变化范围满足设计要求；d)焊后热处理时要求工件各部位均匀受热达到要求的温度，并按规定的时间进行保温，对于壁厚超过50mm的接头，最低保温时间为2小时，如果厚度在50mm基础上每增加25mm，保温时间应增加15分钟；e)当温度低于315oC时，工件应自由加热；f)温度高于315oC，加热速率（oC/小时）不应超过5600除以最大金属厚度（mm）所得数值，但最大不应超过220oC/小时，加热速率建议不低于55oC/小时；g)工件在600-650oC下保温时，其保温时间应根据金属厚度来制定，保温时，工件上最高温度和最低温度的温差不能大于80oC；如母材厂家有推荐的焊后热处理温度和时间，应按照厂家要求进行；h)温度高于315oC时，冷却速率不应超过6604除以最大金属厚度（mm）所得数值，但不得大于260oC/小时，不得低于55℃/小时，温度低于315oC时，工件应空冷；i)焊后热处理曲线应包含从开始加热至冷却结束的各个阶段，并作为完工报告的一部分；j)焊后热处理完成后，如出现返修或热工作业，则应根据上述要求对工件再次进行焊后热处理。7管线生产设计7.1管线系统介绍7.1.1概述导管架管线系统共分为两类：安装辅助管线系统和工艺管线系统。安装辅助管线用于导管架海上安装，由注水与放空系统、灌浆系统管线组成。材质通常为碳钢。工艺管线用于平台投产，主要由立管、排海管线、沉箱管线组成。材质一般为碳钢，还有少许不锈钢、玻璃钢和塑料管。7.1.2注水和放空系统深水导管架海上安装通常采用注水扶正的方法，把导管和裙桩划分为若干舱室，在每个舱室安装一套液压控制和ROV控制的注水阀、放空阀。在导管架下水后，在合适的状态下通过开关放空及注水管线的阀门向指定的舱室注水来实现导管架扶正。7.1.2灌浆系统对于钢制桩基式导管架，灌浆系统是必不可少的一个系统。灌浆工作在导管架钢桩安装完成后进行，介质通常为水泥浆，待水泥凝固后，将导管架和钢桩紧紧固定在一起。7.1.3立管导管架立管为连接海底管线和平台工艺管线之间的一段管线，通常由绝缘法兰、弯管、悬挂法兰、5D弯管、旋转法兰和管线组成，如若是双层立管，还应有锚固件。用立管卡子和悬挂法兰固定安装在导管架上。7.1.4排海管线排海管线是平台排放和提取海水泵泵护管，并不是每个导管架都有，通常安装在导管外侧。上端和平台连接，下端敞开。7.1.5沉箱管线沉箱是导管架上的护管，一般尺寸较大需卷制。有些沉箱例如开排沉箱和海水排放沉箱等内部有很多小管线，顶部为法兰接口，与平台连接。7.2管线三维图根据前段输入的详细设计阶段的细节图，利用三维建模软件根据细节图信息将管线路径在模型中进行建模模拟，确认路径合理性、避免与结构物碰撞，从模型中抽取涵盖焊点编号的供施工的三维图纸与采办清单。7.3管线试压7.3.1概述管线清洗和压力试验目的是为确认管线有足够强度和不存在泄漏点。注水、放空和灌浆系统管线应进行试压。试验压力如无特殊要求试验压力为设计压力的1.5倍。试压介质为干净的淡水，氯离子含量低于50ppm，试压水温度要高于5°C，如若低于5°C，需要添加防冻液以防结冰。7.3.2试压过程开始试压工作之前，准备好试压所需要的工具仪表和设备。所有的压力表应提前由具有资质的计量器具标定部门根据国家标准要求进行校准，温度和压力记录仪也应提前根据国家标准要求由校准实验室进行校准，经过校准的仪表和记录仪应悬挂写有记录号和校准日期的标签，任何标签有损毁的仪表和记录仪不能用于试压。压力表量程应为试验压力的1.5~2倍。试压应至少准备两块压力表。一块安装在管线系统的最低点，另一块安装在管线系统的最高点。两个压力表的指示差值应低于试验压力的10%。记录仪安装在打压泵出口与管线入口之间。用于试压的管件尺寸和等级应与安装在管线系统上的管件一致,在管线历史记录表中予以记录并报业主审批。一个直径不小于注水管线的泄压安全阀应安装在泵出口处，安全阀的设定值为1.1倍试验压力与安装位置的静水压力之和。安全阀应经过有资质的计量器具标定部门标定并提供标定证书。7.3.2.1试压步骤管线试压步骤如下：a)试压前检查。所有管线安装包括支架和无损检测检验均已完成。对照最新版次的管线系统示意图及三维图检查所有管线，确保连接正确；b)管线冲洗。所有管线应用1barG的清洁淡水冲洗管线直至管线流水不含杂物。c)依据试压流程图在试压入口处向管内灌水，注水速度应缓慢,以避免水锤,充分的排出系统内所有空气，直至管线系统最高位置的放空阀有稳定的水流出；d)水流稳定后说明系统内的空气已排空,关上高点放空；e)起泵的初始静压为1.7bar，稳压至少10分钟，检查系统中是否有泄漏点；发现任何泄漏和其它问题，应作标记并记录，卸压至0kpaG后，开展修复工作。当原来用于密封的填料函不能阻止泄漏时，应替换元件中的填料；f)试验时，缓慢加压至试验压力的50%，稳压5分钟，继续加压至75%的试验压力，稳压5分钟，最后增至试验压力；泄压时，缓慢泄压，降至75%试验压力后稳压，然后再降至50%试验压力，最后泄压至0kpaG；g)保压。每隔10分钟记录一次压力值。如果保压时间过后压力与开始保压时的压力变化超过因为气温变化引起的压力变化值，则视为试压失败。试压人员需查找原因并且修复，在得到业主认可后，重新试压；h)签字确认试压结果后方可泄压；i)试验结束，依据流程图指定位置从管线上拆除所有试压用管件，并恢复成试压前状态；j)打开低点排放管帽及阀门，彻底排空每根管线中的水，排水的同时打开所有的放空点避免出现真空。引水至安全地点（储罐或者排水沟）；k)管线吹扫。在试压结束后管线应用至少10barG的压缩空气进行吹扫，直至排放出的空气不含杂物并且试压水排放干净，业主批准后停止吹扫。所有的高点放空和低点排放丝堵和管帽应点焊、临时封堵，堵头和盲板均应被拆除。在每次试压之后都应提供报告证明所有的试压设备被移除，所有的高点放空和低点排放都已放置丝堵，管线已恢复到试压前的状态。复原确认书应包含管线号、日期和检验负责人的签字。7.3.2.2试验记录试验工作应依据试压流程图完成。当试压完成后，试压记录也应同时完成。记录包括试压程序的授权号、管线号、试压时间、日期、试验压力、压力温度变化曲线、试压负责人签字和温度——时间、压力——时间记录、压力记录仪器的校准曲线图，并需提交以下文件：a)水质分析报告；b)试压记录；c)记录仪图表；d)试压设备校准报告。7.3.3试压安全在试压地点周围应设置警告标志，除了试压人员或者需要对试压检测的人员外任何人不能入内。工作人员必须穿戴安全劳保，在试压地点张贴被允许进入试压范围的人员列表。7.4气密7.4.1气密范围导管架以下几个部位需要进行气密实验：a)导管舱室；b)浮筒；c)导管舱室间的水密隔板补强圈；d)滑靴；e)封隔器及其相应的充气管线。7.4.2气密要求如无特殊规定深水导管架每个部位的气密试验压力和保压时间按照表2要求执行：表2气密试验压力表4bar8防腐生产设计8.1导管架涂装工艺防腐生产设计应遵循项目设计技术规格书的要求。施工方应在涂装作业前编制完整的涂装施工程序文件，并提交业主批准。所有涂装作业必须在程序文件获得批准后方可开始。本章节规定了深水导管架涂装工艺和各工序施工方法。8.1.1涂装系统8.1.1.1系统1处于飞溅区内的导管架主结构、泵护管、电缆护管、泥浆管线、隔水套管、靠船件、立管卡子、登船平台、开排沉箱的外表面等，涂装系统见表3。表3涂装系统1表3涂装系统1（续）8.1.1.2系统2处于飞溅区以上的导管架主结构、泵护管、电缆护管、泥浆管线、隔水套管、靠船件、立管卡子、登船平台和其它结构的外表面，以及处于飞溅区及飞溅区以上范围的梯子、栏杆，涂装系统见表4。表4涂装系统2SSPC-SP1/SSPC-SP10/SSPC表4涂装系统2（续）8.1.1.3系统3开排沉箱内表面（操作温度≤93℃)涂装系统见表5。表5涂装系统3SSPC-SP1/SSPC-SP10/SSPCRating2表5涂装系统3（续）8.1.1.4系统4碳钢材质螺栓、螺母、螺钉、垫片（包含飞溅区、飞溅区以上、飞溅区以下等导管架所有区域）应按照ISO1461标准要求进行镀锌处理，并进行铬酸盐钝化或类似方式钝化处理,最后再涂覆一层25μm厚聚四氟乙烯涂层。8.1.2不喷砂、不喷漆表面不需要喷砂和喷漆的表面如下：a)塑料及涂塑材料、铝、铜及铜合金以及其他非金属；b)机械加工表面和垫圈接触面；c)玻璃纤维、塑料或不受紫外线照射影响老化的塑料涂层；d)所有供货商已涂底漆和面漆的设备(泵、马达和其它机械、仪表等)；e)设备铭牌或者任何附件，以及包括在设备单元内的部件；f)不锈钢仪表盒和工艺控制盘；g)机加工表面、仪表玻璃、法兰面、控制阀件及类似构件；8.1.3接触表面接触表面的喷涂要求如下：a)由橇底座、设备的装配表面、管支架、拉筋、螺栓孔等组成的接触面应当喷漆；b)接触面在组装之前至少应喷涂一层底漆。8.1.4环境标准喷涂环境标准如下：a)应在干燥天气下进行喷砂作业；b)干法喷砂操作不能在已暴露于降雨、喷水或其他潮湿环境中的表面进行；c)在有雨、风、雪、雾、沙尘或其它有害空气杂质存在时都不应室外喷砂、喷漆；d)表面温度至少比露点高3℃;e)空气相对湿度低于85%。8.1.5油漆储存油漆存储要求如下：a)安全防火；b)储藏区不能存在潜在的火险；c)油漆、稀料及相关材料应当储藏在通风储藏室内，其温度限制和保质期应满足油漆商产品说明书中的要求；d)在储存期间发生凝胶或变质的油漆不能使用；e)在不污染环境的条件下，废弃油漆应进行适当处理。8.1.6安全措施油漆喷涂安全措施如下：a)在狭窄的空间喷漆应确保空气流通。使用防爆灯、穿防护服、戴防护面具、用帐篷围栏等方法将喷漆施工区域隔离。在喷漆时需保证通风和保护措施，使漆雾和挥发性溶剂浓度处于安全范围内，以免发生中毒；b)应使用必要的安全仪器对漆雾和挥发性溶剂情况进行监测，尤其在狭窄或密闭的空间，如罐内部和工作间内。8.1.7喷砂前表面处理与保护油漆喷砂前表面处理及保护要求如下：a)焊缝区域的飞溅焊剂应清除。在进行表面处理之前，将工件毛刺、焊接飞溅、夹层、起皮、缺口以及其它粗糙的表面打磨平滑；b)有边角的表面应打磨至半径至少为2mm的倒角，注意不能损伤金属表面；c)在喷砂处理前应完成螺栓孔的钻孔工作；d)已经安装好的设备、仪表、铭牌、控制阀、控制器、钢印标记等在喷砂喷漆时都需进行保护以免破坏；e)喷砂区域的电缆都应在喷砂之后安装；f)在组装后不能有效的喷砂涂底漆的用法兰连接的阀门和其它相关类管件都应在组装前分别除锈涂底漆，在除锈时法兰密封面和螺纹应进行有效的保护；g)机加工和带螺纹的表面在喷砂时应当进行保护避免损坏；h)在抛丸除锈开始前，油或油脂等污物都应完全清洗干净；i)抛丸除锈后的金属表面不能再用酸或其它溶液和溶剂清洗，包括任何防锈剂的使用；j)杂质、剥落物或其它表面异物在抛丸开始前都应先行去除。8.1.8磨料磨料的选用要求如下：a)喷砂清理用磨料应依照ISO8504-2和表6要求执行；b)磨料的特性应分别满足ISO11124和ISO11126中相关部分的要求。测试方法按照ISO11127标准规定测试方法进行；c)不锈钢喷砂用磨料的电导率宜最多150μS/cm。对于所有其它磨料，导电率不得超过250μS/cm；d)不锈钢、热浸镀锌和有色金属表面的喷砂只能用石榴石或氧化铝进行；e)磨料应无油、油脂、湿气、氯化物污染等，并提供可追溯至材料批次的证明文件，磨料禁止含有石棉。表6磨料说明8.1.9喷砂操作喷砂操作按照如下要求执行：a)确保喷砂和喷涂设备使用状态良好且妥善维护。喷砂和喷涂设备应完全符合当地及(或)b)压缩空气应无油无水；d)当金属表面温度比露点温度高3℃以上并且相对空气湿度低于85%时，才可进行喷砂作业；e)喷砂作业应当远离喷漆施工区，使涂装表面保持清洁；f)在底漆涂装前，抛丸除锈后的表面应使用压缩空气或真空吸尘器除去灰尘；g)如果不存在毗邻涂层表面时，至少应在喷砂区域边缘周围留出150mm距离不要涂底漆，如果有毗邻层表面时，喷砂应延至毗邻涂层30mm以上区域；h)不能喷砂除锈的表面应该符合ISO8501St3标准，在表面处理操作前应去除表面油脂。在除锈操作中，金属表面应具有不小于20μm的粗糙度。边棱应当打磨圆滑。8.1.10涂装施工涂装施工的具体要求如下：a)油漆使用寿命：应按照油漆说明书进行涂装，超过有效使用寿命的油漆不能使用；b)油漆混合：在使用前，每桶油漆都应使用动力搅拌器搅拌，使涂料均匀、流畅。不应采用手动搅拌。对于双组分涂料，固化剂加入到涂料中后，还应当充分搅拌。只有所有的组分全部都加入到涂料桶后才应使用，但小部分的涂料应按比例进行混合搅拌；c)油漆稀释：除非施工需要，不应加入稀料。添加稀释剂用量不能超过油漆说明书规定的范围。应使用油漆产品说明书指定的稀释剂。当允许使用稀释剂时，应当在混合期间加入，在涂料已经稀释到一定浓度后，油漆工不应再加入稀料稀释。稀释剂应该按照规定的比例和型号加入；d)施工技术：在喷涂下一层漆时，上一层损坏的油漆都应进行修补。准备焊接的区域边缘100mm范围内不能进行喷漆。未喷砂与喷砂毗邻区，距未喷砂区边缘要留100mm已喷砂区不喷漆。潮湿的表面严禁进行油漆喷涂，钢铁表面温度至少要高于露点3℃以上。每道涂层应该均匀喷涂，保证连续均匀的漆膜，避免产生针孔、漏涂、流挂等漆病。边缘、角落、焊缝和其它不易喷涂的区域都应先预涂，然后再进行喷涂。油漆工应该配有湿膜卡，并在喷涂施工中应随时进行湿膜厚度的检查；e)机器喷涂：为了喷涂施工的顺利进行，喷涂设备应预先调试完毕，并处于最佳状态。喷枪接触到的表面不能有油和水。喷涂设备应该保证清洁干净，避免与干燥的油漆颗粒或其它外来杂质接触喷到漆膜中。在使用前，喷涂设备应使用与待喷涂的涂料相对应的稀释剂进行清洗；f)刷涂：由于任何原因引起的不适合喷涂的区域都应使用刷涂。刷涂应达到相同厚度、均匀、平滑的外表。油漆应覆盖所有的角落和缝隙。流挂应该刷掉。为了保证油漆涂层连续应该使用十字交叉法刷涂。8.1.11检验检验应按照表7中的规定执行。表7检验要求表7检测要求（续）半径不小于2mm的倒角Sa2.5级mg/m2NaCl.8.2立管节点防腐工艺立管节点防腐材料采用3LPE/3LPP热缩套带或2LPE/2LPP热缩带。8.2.1施工设备和检验仪器8.2.1.1涂敷设备涂敷设备包括：动力工具（钢丝刷、砂轮片等）、棉布或压缩空气（清理钢表面用）、烤把（最小150000BTU/hr，带有调节器）、喷砂设备，小刀、接触式测温仪、溶剂清洗剂（丙酮，二甲苯或者脱水酒精，用于处理表面