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SYT 7063-2016 海底管道风险评估推荐作法.pdf

在进行风险评估之前，操作者应定义活动安全性目标和风险接受标准。 任何风险评估的基础都依赖于全面的系统描述。系统描述通常用来识别影响管道和脐带缆的潜在 风险。风险评估过程中需对已识别的风险进行评估。 本章将描述风险评估程序的上述方面，如图2所示

图2管道保护评估过程

最初的意外事故（例如集装箱坠落）可能演变成最终事故（例如冲击管道）。通常，风险评估由 最终事故发生频率评估和最终事故产生后果评估组成。

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CY/T 185-2019 出版产品数据交换唯一控制符图3风险评估过程示意

【仅为示意图，实际的可接受限度应由操作者提供】

「以通过公式（2）计算：

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b）吊机操作半径和能力，包括限制的操作区域 c）专门供给船卸料位置。

作为5.7计算拖锚的输入信息，宜收集钻井平台抛锚活动的以下详细信息： a）抛锚程序 b）锚落点区和最终的位置等。 锚的类型（锚、锚链和缆绳的尺寸） d）为达到错抓力所需的错贯人深度和拖动的距离

有两种典型偶然荷载能导致立管、海管和脐带缆发生损伤：即冲击力（如落物引起）和拖拽、钩

管道材质损伤等级见如下分类： a） 轻微损伤（D1）：损伤程度既不需要修复，也没有导致碳氢化合物泄漏。 钢管壁上小的凹陷，例如小于5%管径的凹陷，对于管道运营通常不会即刻产生影响。该界 限值会发生变化，因此需要对每根管子进行评定。然而值得注意的是，当损伤发生时，需要 进行监测和技术评定，以确保管道结构完整性。 轻微损伤对于柔性管和脐带缆，不需要进行修复 其他对于涂层和阳极块的局部损伤通常也不需要进行修复。 b) 中等损伤（D2）：损伤需要修复，但未导致碳氢化合物泄漏 如果凹陷限制了内部检测（如凹陷大于5%的碳钢管管径），则通常需要进行修复。

管道材质损伤等级见如下分类： 轻微损伤（D1）：损伤程度既不需要修复，也没有导致碳氢化合物泄漏。 钢管壁上小的凹陷，例如小于5%管径的凹陷，对于管道运营通常不会即刻产生影响。该 限值会发生变化，因此需要对每根管子进行评定。然而值得注意的是，当损伤发生时，需 进行监测和技术评定，以确保管道结构完整性。 轻微损伤对于柔性管和脐带缆，不需要进行修复 其他对于涂层和阳极块的局部损伤通常也不需要进行修复。 b) 中等损伤（D2）：损伤需要修复，但未导致碳氢化合物泄漏 如果凹陷限制了内部检测（如凹陷大于5%的碳钢管管径），则通常需要进行修复。

海水进入柔性管和脐带缆将导致腐蚀失效。如果能证明海管的结构完整性，海管和脐带缆 能继续运营，其修复可延期。 当管道运营要求频繁通球时，宜对海管进行特殊考虑。对于这样的管道，大的凹陷将限制 通球，使其停产，尽管没有导致碳氢化合物泄漏，这样的损伤宜定性为重大损伤D3，而不 是中等损伤D2。 C） 重大损伤（D3）：损伤导致碳氢化合物或水等的泄漏， 如果管道被穿孔或者导致断裂，管道必须立即停产进行修理，受损部分必须移除替换。 如果损伤导致碳氢化合物泄漏，即重大损伤D3，泄漏程度可划分如下： 1）无泄漏（R0）：没有泄漏； 2） 小量泄漏（R1）：泄漏来自管壁上的小孔或中孔（孔径小于80mm）。管道将泄漏少量的 输送介质，由压力降低和外观检查监测到： 3）大量泄漏（R2）：泄漏来自断裂的海管。完全断裂将导致海管输送介质整体泄漏，直至 管道被隔离处理。 管道损伤等级分类用于经济评估，而泄漏等级用于人身安全和环境影响的风险评估。不同失效等 取决于管道类型（如钢管、柔性管等）和保护形式

E= 16()*· m,·(β)*·D ·()

式中： m, 管壁全塑性抗弯承载能力（m，=0.25·のy·t²）； 一钢管变形，凹陷深度； t——名义壁厚； 6——屈服应力； D—钢管外径。 公式（3）基于垂直作用于海管的刃口荷载建立，且假定致使管道发生凹陷的物体覆盖整个管道 横截面，如图4所示。保守考虑，忽略管道内压的作用。 详细吸收能量评价可借助有限元分析获得。然而，有限元分析需要有详细的冲击物几何信息。 高速冲击或局部小而尖锐的物体冲击，可导致穿透管壁产生泄漏的失效模式。泄漏或整体断裂的 可能性作为一个渐变的条件概率进行考虑，其发生的概率随冲击能量的增加而增加。 表4列出了裸管的损伤等级

4.3.2拖拽和钩挂情况

表4钢质管道和立管的吸收能量和损伤等级

宜谨慎评估较大损伤（即15%～20%）的能量极限，因为此时能量等级可能变得高的不切实际 对于损伤等级的定义（即D1，D2等）见1.6。

图4凹陷预测模型示意图

非粘结的柔性海管是由几层带有聚合物的加强筋组成。在设计中即使只有细微差别，相类似的管 道的实际抗冲击能力也会有所差异。针对每个特定柔性管，均宜单独确定其抗冲击能力，不存在简易 方法。然而，对于抗冲击能力而言，柔性海管（或立管）的性能通常显著低于钢管。如无对吸收能力 特别说明，表5给出了8in～10in柔性管的抗冲击能力值。

4.4.2拖拽、钩挂情况

典型的脐带缆是由管子、电缆、加强筋和保护层组成。最易破坏部分通常是电缆，而不是钢 带缆最薄弱部分的承受能力宜代表了脐带缆的整体承受能力。实际承受能力宜根据具体设计确 无信息提供，可参考表6使用

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h一一缺陷长度； 一凹陷深度； D一管径。 对于大管径海管，公式（5）相对不保守，宜考虑公式（4）中的凹陷形状。 如无相关信息资料，对于45mm标准密度的混凝土涂层，受30mm宽度的物体冲击，其吸收能 量可取40kJ。

图5对混凝士涂层的冲击

聚合物可用于保护海管免受潜在损伤。聚合物是由几层不同厚度和材质的物质组合而成。有必要 根据试验结果来确定聚合物的吸收能量性能。 如没有相关信息，可以使用表7给出的能量吸收能力

表7聚合物涂层吸收能量

如果聚合物涂层用于保护海管免受特定设计荷载（如拖网板冲击力），宜有相关文件对其保护效 应具体说明

4.6.3抛石和自然回填

对于海管，抛石是最常使用的保护方法。基于全尺度试验，当坠落的管子嵌入到抛石中时，抛 吸收能量E，计算公式如下：

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E,=0.5yD.N,·A,·*+Y..N·A

式中： 形状系数，取0.6； 冲击棱边的长度。

不同物体能量吸收情况如图6所示

要低于碎石。自然回填的细沙非常松散，管子不会在沙中成 塞。自然回填细沙抵抗外部冲击的能力可假设为碎石的2%～10%。管道埋设是一种抵抗商船拖锚风 验的有效保护措施。对于需要埋设的深度，由过往船只的锚大小及局部土壤特性决定，即由锚在土中 的嵌人深度决定。

4.6.4其他保护方法

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5. 2. 1落物概率

表9物体落入海中频率

5.2.2物体漂移和碰撞概率

落物在海中的漂移与其形状和重量有很大的关系。细长物体如管子，可能在漂移过程中经历晃动 （参考Aanesland1987和图7）。而大型物体，如箱形物通常垂直下落。

图7观察到的管段在水中下落形式（Aanesland，1987

管子实际的下落形式与其落人海中的角度有关，图7中的a)，d）和e）是主导的下落形式，在 大多数人海角度中有观测到。 推荐采用下面的数值用于计算物体在海床上的漂移。物体在海床上的漂移可假定服从正态分布， 且具有表10中的角度偏差。 正态分布定义如下：

p(r) = e()

力（r）—一落物漂移距离的概率，为落物在海床接触点与通过起始落点垂直线的距离； 海底水平距离，m； 侧向偏移量.m，参见表 1)和图8

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表10物体分类对应的角度偏移

坠落物在水平距离内碰撞海床的概率

图8公式（9）中的符号

P(r≤r) = p(r)dr

P(r≤r)=p(r)dz

在一定半径的圆环内的概率可以被分为多个圆环来计算JJF 1335-2012 定角式雷达测速仪型式评价大纲，如图9所示。以落物点为圆心的两个 圆，内圆半径为r；，外圆半径为r。，则圆环内的击中概率为：

每个圆环的宽度可取为10m。在每一个圆环内的击中概率可依据不同偏移角度和水深来计算。 注：立管的击中概率计算，尤其是立管垂直段，宜进行特殊考虑。立管的任何垂直段都将使击中概率计算复杂 化。计算立管击中概率的一种方法如下： a）将立管分为儿段（如垂直段和水平段）。 b）计算每一段的击中概率，总击中概率可视为每一段击中概率的和。 在圆环内，击中管道或脐带缆的概率Pri.sl，可以考虑为海管或脐带缆在环内的暴露面积除以整 圆环面积，然后乘以环内击中概率，见公式（12）。

图9以落物点为圆心内圆半径为r外圆半径为r.的圆环内击中概率

B—落物宽度，m，如图10所示； 一圆环面积，m，如图9所示

B—落物宽度，m，如图10所示； A. 一圆环面积，m，如图9所示。

GB 5009.198-2016 食品安全国家标准 贝类中失忆性贝类毒素的测定图10碰撞面积的定义

对于集装箱和其他大型物体，宽度B可以定义为两个最短边的平均值；对于管状物体，当正面 谨撞时B考虑为其外径，当从侧面碰撞时B考虑为其长度， 注：考虑到管状物体碰撞时的倾斜角，碰撞面积会增大。但另一方面包括了水平方向管状物的碰撞，则在第4章 中由于起始只考虑刀型荷载，因此给出的防撞能力评估可能是保守的。 初始阶段，每一个吊机可以选择一个落物点。落物点通常位于供给船和平台卸货区之间。另外 种方法是根据吊机的具体活动选择几个落点。 堆放在一起的管子一同起吊时宜考虑为一吊，但击中概率宜乘以管子数量

考虑到物体在深水中的漂移，长形/扁平形状的物体其扩散会随水深增加，直至约180m水深。 超过180m水深后，扩散不会有明显的增加，可保守的设为常量（Katteland和Oygarden，1995）。 同时，对于深水，物体在海床上的扩散不一定符合正态分布，见Katteland和Oygarden的相关文献 (1995）。