СТАНДАРТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ (STANDARTIZATION AND QUALITY MANAGEMENT)

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НОРМАТИВНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОЧНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ МОРСКИХ ПОДВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

(IMPROVEMENT OF REGULATORY SUPPORT REGARDING STRENGTH AND SAFETY OF SUBSEA PIPELINES)

В статье рассматривается проблема нормативного обеспечения проектирования, строительства и эксплуатации морских подводных трубопроводов. Эта тема приобретает особую актуальность в связи с активным освоением континентального шельфа, которое ставит перед специалистами новые задачи. Для их решения необходима нормативная база, отвечающая современным требованиям безопасной добычи углеводородов на шельфе.
Рассмотрено состояние и перспективы развития нормативной базы по обеспечению прочности и безопасности морских подводных трубопроводов. Дан сравнительный анализ российских и современных зарубежных стандартов и норм. Показано, что в настоящее время в отечественной практике отсутствует полноценная система нормативно-технических документов, регламентирующих проектные, поверочные и специальные расчеты прочности и безопасности морских подводных трубопроводов. Используемые стандарты и нормы имеют существенные концептуальные, методические и терминологические разночтения. Доказано, что прямой перенос положений зарубежных документов на отечественную практику представляется крайне проблематичным в силу различий базовых положений, нормативных характеристик механических свойств, коэффициентов запасов и условий эксплуатации. Отмечается выраженный дефицит научно-методологической и экспериментальной основы для нормативного обеспечения прочности и безопасности отечественных морских подводных трубопроводов. Рассмотрены задачи совершенствования российской системы стандартов и норм. При разработке новых документов предлагается перейти от традиционной предписывающей методологии обеспечения прочности и безопасности морских подводных трубопроводов к риск-ориентированной методологии управления жизненным циклом. Для этого рекомендуется создать основополагающий стандарт управления жизненным циклом и стандарты, регламентирующие проектные, поверочные и специальные расчеты трубопроводов. Подчеркнута актуальность разработки нормативного документа по оценке защищенности трубопроводов по критериям риска аварий.

This article deals with the issues of regulatory support regarding design, construction, and operation of subsea pipelines. This subject is particularly critical due to intensified development of the continental shelf thus posing new challenges to experts. We need a regulatory system that meets current requirements for safe production of hydrocarbons on the continental shelf in order to address them.
The article considers status and perspectives for development of a regulatory system to ensure strength and safety of subsea pipelines. A gap-analysis of applicable Russian and foreign standards and regulations is also presented. It is demonstrated that the current domestic practice lacks a comprehensive system of referenced standards regulating the design, verification, and special-purpose analyses of subsea pipelines strength and safety. The available standards and regulations have significant conceptual, methodological, and terminological inconsistencies. It is proved that direct transfer of provisions from foreign documents to the domestic practice is utterly problematic due to differences in the basic provisions, specified parameters of mechanical properties, safety factors, and operating conditions. There is a strong deficit of scientific, methodological, and experimental framework for regulatory support regarding strength and safety of subsea pipelines in Russia. The article deals with the main tasks for improving the domestic system of standards and regulations. It is suggested the traditional prescriptive methodology of ensuring the strength and safety of subsea pipelines should be switched to risk-oriented lifecycle management methods when new documents are developed. To achieve this, it is recommended creating a fundamental standard for lifecycle management and standards regulating design, verification, and special-purpose analyses of pipelines. The article emphasizes the need to develop a regulatory document to assess the safety of pipelines according to accident risk criteria.

МОРСКОЙ ПОДВОДНЫЙ ТРУБОПРОВОД, ПРОЧНОСТЬ, БЕЗОПАСНОСТЬ, СТАНДАРТ, НОРМА

SUBSEA PIPELINE, STRENGTH, SAFETY, STANDARD, REGULATION

Н.А. Махутов, д.т.н., проф., член-корр. РАН, ФГБУН «Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук» (Москва, Россия), kei51@mail.ru
А.М. Лепихин, д.т.н., ООО «НТЦ Нефтегаздиагностика» (Москва, Россия), ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий» (Новосибирск, Россия), aml@ict.nsc.ru
В.В. Лещенко, к.т.н., ООО «НТЦ Нефтегаздиагностика», tom66@inbox.ru

N.A. Makhutov, DSc in Engineering, Professor, Associate Member of the Russian Academy of Sciences, Mechanical Engineering Research Institute of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia), kei51@mail.ru
A.M. Lepikhin, DSc in Engineering, NTC NefteGazDiagnostika LLC (Moscow, Russia), Federal Research Center for Information and Computational Technologies (Novosibirsk, Russia), aml@ict.nsc.ru
V.V. Leshchenko, PhD in Engineering, NTC NefteGazDiagnostika LLC, tom66@inbox.ru

ГОСТ Р 54382–2011. Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.- техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200086533 (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: для зарегистрир. пользователей.

DNV-OS-F101. Submarine pipeline systems // DNV GL: офиц. сайт. URL: https://rules.dnv.com/docs/pdf/DNVPM/codes/docs/2013-10/OS-F101.pdf (дата обращения: 14.08.2022).

ISO 19345-1:2019. Petroleum and natural gas industry – Pipeline transportation systems – Pipeline integrity management specification – Part 1: Full-life cycle integrity management for onshore pipeline // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/554803814 (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: после приобретения.

ISO 19345-2:2019. Petroleum and natural gas industry – Pipeline transportation systems – Pipeline integrity management specification – Part 2: Full-life cycle integrity management for offshore pipeline // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/563411322 (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: после приобретения.

API standards: International usage and deployment // API: офиц. сайт. URL: https://www.api.org/-/media/APIWebsite/products-and-services/apiinternationalstandardsreport.pdf?la=en&hash=8E068E27F8D99573C773357CF3EDE998F96EDD94 (дата обращения: 14.08.2022).

СНиП II-45–75. Часть II. Нормы проектирования. Глава 45. Магистральные трубопроводы. М.: Госстрой СССР, 1975. 62 с.

Р 412–81. Рекомендации по проектированию и строительству морских подводных нефтегазопроводов. М.: ВНИИСТ, 1981. 110 с.

ВСН 51-9–86. Проектирование морских подводных нефтегазопроводов. М.: Мингазпром СССР, 1987. 43 с.

ВН 39-1.9-005–98. Нормы проектирования и строительства морского газопровода. М.: ИРЦ Газпром, 1998. 32 с.

СТО Газпром 2-3.7-050–2006. Морской стандарт DNV-OS-F101. Подводные трубопроводные системы. М.: ИРЦ Газпром, 2006. 430 с.

Р Газпром 2-3.7-069–2006. Руководящие указания RP Е305. Расчет устойчивости на дне подводных трубопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 2006. 43 с.

DNV-RP-F109. On-bottom stability design of submarine pipelines // DNV GL: офиц. сайт. URL: https://www.dnv.com/oilgas/download/dnv-rpf109-on-bottom-stability-design-of-submarine-pipelines.html (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: по подписке.

СП 378.1325800.2017. Морские трубопроводы. Правила проектирования и строительства // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.- техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/550965722 (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: для зарегистрир. пользователей.

НД № 2-020301-005. Правила классификации и постройки морских подводных трубопроводов. СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2017. 178 с.

НД № 2-090601-007. Рекомендации по проектированию, постройке и эксплуатации морских подводных трубопроводов. СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2019. 101 с.

DNV-ST-F101. Submarine pipeline systems // DNV GL: офиц. сайт. URL: https://www.dnv.com/oilgas/download/dnv-st-f101-submarine-pipelinesystems.html (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: по подписке.

DNV-RP-F105. Free spanning pipelines // DNV GL: офиц. сайт. URL: https://www.dnv.com/oilgas/download/dnv-rp-f105-free-spanningpipelines.html (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: по подписке.

DNV-RP-F108. Fracture control for pipeline installations methods introducing cyclic plastic strain. Høvik, Norway: DNV, 2006. 24 p.

DNV-RP-F101. Corroded pipelines // DNV GL: офиц. сайт. URL: https://www.dnv.com/oilgas/download/dnv-rp-f101-corroded-pipelines.html (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: по подписке.

ASME B31.8–2007. Gas transmission and distribution piping systems. New York, NY, USA: ASME, 2008. 200 p.

ASME B31.4–2006. Pipeline transportation systems for liquid hydrocarbons and other liquids. New York, NY, USA: ASME, 2007. 126 p.

BS EN 14161:2011. Petroleum and natural gas industries. Pipeline transportation systems // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/461920133 (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: после приобретения.

ISO 13623:2017. Petroleum and natural gas industries – Pipeline transportation systems // ISO: офиц. сайт. URL: https://www.iso.org/standard/61251.html (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: после приобретения.

ГОСТ 31447–2012. Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200103347 (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: для зарегистрир. пользователей.

ГОСТ ISO 3183–2012. Трубы стальные для трубопроводов нефтяной и газовой промышленности // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200102282 (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: для зарегистрир. пользователей.

СП 36.13330.2012. Магистральные трубопроводы // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200103173 (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: для зарегистрир. пользователей.

Москвичев В.В., Махутов Н.А., Шокин Ю.И. и др. Прикладные задачи конструкционной прочности и механики разрушения технических систем / отв. ред. В.В. Москвичев. Новосибирск: Наука, 2021. 796 с.

Escoe A.K. Piping and pipelines. Assessment guide. Oxford, UK: Elsevier, 2006. 573 p.

ASME B31G–2009. Manual for determining the remaining strength of corroded pipelines: Supplement to ASME B31 code for pressure piping. New York, NY, USA: ASME, 2009. 56 p.

API 579-1/ASME FFS-1. Fitness-for-service. New York, NY, USA: ASME, 2016. 1320 p.

РД-23.040.00-КТН-115–11. Нефтепроводы и нефтепродуктопроводы магистральные. Определение прочности и долговечности труб и сварных соединений с дефектами. М.: Транснефть, 2013. 142 с.

СТО Газпром 2-2.3-112–2007. Методические указания по оценке работоспособности участников магистральных газопроводов с коррозионными дефектами. М.: ИРЦ Газпром, 2007. 60 с.

ВРД 39-1.10-004–99. Методические рекомендации по количественной оценке состояния магистральных газопроводов с коррозионными дефектами, их ранжирования по степени опасности и определению остаточного ресурса. М.: ИРЦ Газпром, 2000. 51 с.

Морозов Е.М., Фридман Я.Б. Анализ трещин как метод оценки характеристик разрушения // Заводская лаборатория. 1966. № 8. С. 977–984.

Downling A.R., Townley C.H.A. The effect of defects on structural failure: A two-criteria approach // Int. J. Pressure Vessels Piping. 1975. Vol. 3, No. 2. P. 77–107. DOI: 10.1016/0308-0161(75)90014-9.

BS 7910:2013. Guide to methods for assessing the acceptability of flaws in metallic structures // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.- техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/461920986 (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: после приобретения.

EU-Project BE 95-1462. Structural integrity assessment procedure. Final revision. Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities for Commission of the European Communities, Directorate-General Telecommunications, Information Industries and Innovation, 1999. 231 p.

Лепихин А.М., Морозов Е.М., Махутов Н.А., Лещенко В.В. Возможности оценки вероятностей разрушения и допустимых размеров дефектов элементов конструкций по критериям механики разрушения // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2022. Т. 88, № 3. С. 41–50. DOI: 10.26896/1028-6861-2022-88-3-41-50.

Лисин Ю.В., Махутов Н.А., Неганов Д.А., Варшицкий В.М. Комплексный анализ запасов прочности трубопроводов и базовых механических свойств трубных сталей // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2017. Т. 7, № 1. С. 30–38.

ASME PPC-2–2018. Repair of pressure equipment and piping. New York, NY, USA: ASME, 2018. 292 p.

DNV-RP-F113. Pipeline subsea repair // DNV GL: офиц. сайт. URL: https://www.dnv.com/oilgas/download/dnv-rp-f113-pipeline-subsea-repair.html (дата обращения: 14.08.2022). Режим доступа: по подписке.

СТО Газпром 2-2.3-335–2009. Инструкция по ремонту дефектных участков трубопроводов стеклопластиковыми муфтами с резьбовой затяжкой. М.: Газпром, 2009. 38 с.

Federal Agency on Technical Regulating and Metrology. GOST R 54382–2011 (state standard). Oil and gas industry. Submarine pipeline systems. General requirements. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200086533 [Accessed: 14 August 2022]. (Accessible for registered users; in Russian)

DNV GL. DNV-OS-F101. Submarine pipeline systems. Available from: https://rules.dnv.com/docs/pdf/DNVPM/codes/docs/2013-10/OS-F101.pdf [Accessed: 14 August 2022].

ISO. ISO 19345-1:2019. Petroleum and natural gas industry – Pipeline transportation systems – Pipeline integrity management specification – Part 1: Full-life cycle integrity management for onshore pipeline. Available from: https://docs.cntd.ru/document/554803814 [Accessed: 14 August 2022]. (Available upon purchase)

ISO. ISO 19345-2:2019. Petroleum and natural gas industry – Pipeline transportation systems – Pipeline integrity management specification – Part 2: Full-life cycle integrity management for offshore pipeline. Available from: https://docs.cntd.ru/document/563411322 [Accessed: 14 August 2022]. (Available upon purchase)

API. API standards: International usage and deployment. Available from: https://www.api.org/-/media/APIWebsite/products-and-services/apiinternationalstandardsreport.pdf?la=en&hash=8E068E27F8D99573C773357CF3EDE998F96EDD94 [Accessed: 14 August 2022].

The USSR State Committee for Construction (USSR Gosstroy). SNiP II-45–75 (building codes and regulations). Part II. Design regulations. Chapter 45. Main pipelines. Moscow: USSR Gosstroy; 1975. (In Russian)

All-Union Research Institute for Construction, Operation of Pipelines and Fuel and Energy Complex Facilities (VNIIST). R 412–81 (recommended practice). Recommended practice for design and construction of subsea oil and gas pipelines. Moscow: VNIIST; 1981. (In Russian)

Ministry of the Gas Industry of the USSR (USSR Mingazprom). VSN 51-9–86 (sectoral construction regulations). Engineering of subsea oil and gas pipelines. Moscow: USSR Mingazprom; 1987. (In Russian)

OAO Gazprom (open joint-stock company). VN 39-1.9-005–98 (sectoral standard). Regulations on design and construction of offshore pipelines. Moscow: Gas Industry Information and Advertising Center (Gazprom IAC); 1998. (In Russian)

Gazprom. STO Gazprom 2-3.7-050–2006 (company standard). Sea standard DNV-OS-F101. Submarine pipeline systems. Moscow: Gazprom IAC; 2006. (In Russian)

Gazprom. R Gazprom 2-3.7-069–2006. Recommended practice RP Е305. Analysis of subsea pipeline stability on the sea bed. Moscow: Gazprom IAC; 2006. (In Russian)

DNV. DNV-RP-F109. On-bottom stability design of submarine pipelines. Available from: https://www.dnv.com/oilgas/download/dnv-rp-f109-onbottom-stability-design-of-submarine-pipelines.html [Accessed: 14 August 2022]. (Available upon subscription)

Ministry of Construction, Housing and Utilities of the Russian Federation. SP 378.1325800.2017 (code of practice). The offshore pipelines. Design and construction. Available from: https://docs.cntd.ru/document/550965722 [Accessed: 14 August 2022]. (Accessible for registered users; in Russian)

Russian Maritime Register of Shipping. ND No. 2-020301-005 (normative document). Rules for the classification and construction of subsea pipelines. Saint Petersburg: Russian Maritime Register of Shipping; 2017. (In Russian)

Russian Maritime Register of Shipping. ND No. 2-090601-007. Recommended practice: design, construction and operation of subsea pipelines. Saint Petersburg: Russian Maritime Register of Shipping; 2019. (In Russian)

DNV. DNV-ST-F101. Submarine pipeline systems. Available from: https://www.dnv.com/oilgas/download/dnv-st-f101-submarine-pipelinesystems.html [Accessed: 14 August 2022]. (Available upon subscription)

DNV. DNV-RP-F105. Free spanning pipelines. Available from: https://www.dnv.com/oilgas/download/dnv-rp-f105-free-spanning-pipelines.html [Accessed: 14 August 2022]. (Available upon subscription)

DNV. DNV-RP-F108. Fracture control for pipeline installations methods introducing cyclic plastic strain. Høvik, Norway: DNV; 2006. DNV. DNV-RP-F101. Corroded pipelines. Available from: https://www.dnv.com/oilgas/download/dnv-rp-f101-corroded-pipelines.html [Accessed: 14 August 2022]. (Available upon subscription)

ASME. ASME B31.8–2007. Gas transmission and distribution piping systems. New York, NY, USA: ASME; 2008.

ASME. ASME B31.4–2006. Pipeline transportation systems for liquid hydrocarbons and other liquids. New York, NY, USA: ASME; 2007.

BSI. BS EN 14161:2011. Petroleum and natural gas industries. Pipeline transportation systems. Available from: https://docs.cntd.ru/document/461920133 [Accessed: 14 August 2022]. (Available upon purchase)

ISO. ISO 13623:2017. Petroleum and natural gas industries – Pipeline transportation systems. Available from: https://www.iso.org/standard/61251.html [Accessed: 14 August 2022]. (Available upon purchase)

Euroasian Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification. GOST 31447–2012. Steel welded pipes for trunk gas pipelines, oil pipelines and oil products pipelines. Specifications. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200103347 [Accessed: 14 August 2022]. (Accessible for registered users; in Russian)

Euroasian Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification. GOST ISO 3183–2012. Steel pipes for pipelines of petroleum and natural gas industries. General specifications. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200102282 [Accessed: 14 August 2022]. (Accessible for registered users; in Russian)

Federal Agency for the Construction, Housing and Utilities. SP 36.13330.2012. Trunk pipelines. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200103173 [Accessed: 14 August 2022]. (Accessible for registered users; in Russian)

Moskvichev VV (ed.), Makhutov NA, Shokin YuI, Lepikhin AM, Aniskovich EV, Burov AE, et al. Application Tasks of Structural Strength and Failure Behaviour for Engineering Systems. Novosibirsk: Science [Nauka]; 2021. (In Russian)

Escoe AK. Piping and Pipelines. Assessment Guide. Oxford, UK: Elsevier; 2006.

ASME. ASME B31G–2009. Manual for determining the remaining strength of corroded pipelines: Supplement to ASME B31 code for pressure piping. New York, NY, USA: ASME; 2009.

API. API 579-1/ASME FFS-1. Fitness-for-service. New York, NY, USA: ASME; 2016.

AK Transneft (stock company). RD-23.040.00-KTN-115–11 (guideline). Oil pipelines and oil product main pipelines. Determination of strength and durability of defective pipes and welded joints. Moscow: Transneft; 2013. (In Russian)

Gazprom. STO Gazprom 2-2.3-112–2007. Recommended practice for assessing performance capacity of main pipeline components with corrosion defects. Moscow: Gazprom IAC; 2007. (In Russian)

Gazprom. VRD 39-1.10-004–99 (sectoral guideline). Recommended practice for quantitative assessment of main pipelines with corrosion defects, their hazard rating, and determination of residual service life. Moscow: Gazprom IAC; 2000. (In Russian)

Morozov YeM, Fridman YaB. Crack analysis as a method for evaluation of failure parameters. Industrial Laboratory [Zavodskaya laboratoriya]. 1966; (8): 977–984. (In Russian)

Downling AR, Townley CHA. The effect of defects on structural failure: A two-criteria approach. Int. J. Pressure Vessels Piping. 1975; 3(2): 77–107. https://doi.org/10.1016/0308-0161(75)90014-9.

BSI. BS 7910:2013. Guide to methods for assessing the acceptability of flaws in metallic structures. Available from: https://docs.cntd.ru/document/461920986 [Accessed: 14 August 2022]. (Available upon purchase)

Brite Euram Programme. EU-Project BE 95-1462. Structural integrity assessment procedure. Final revision. Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities for Commission of the European Communities, Directorate-General Telecommunications, Information Industries and Innovation; 1999.

Lepikhin AM, Morozov EM, Makhutov NA, Leschenko VV. Assessment of failure probabilities and the allowable size of defects in structural elements using the criteria of fracture mechanics. Industrial Laboratory. Diagnostics of Materials [Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov]. 2022; 88(3): 41–50. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2022-88-3-41-50.

Lisin YV, Makhutov NA, Neganov DA, Varshitskiy VM. Comprehensive analysis of the pipelines safety and basic mechanical properties of the pipe steels. Science & Technologies: Oil and Oil Products Pipeline Transportation [Nauka i tehnologii truboprovodnogo transporta nefti i nefteproduktov]. 2017; 7(1): 30–38.

ASME. ASME PPC-2–2018. Repair of pressure equipment and piping. New York, NY, USA: ASME; 2018.

DNV. DNV-RP-F113. Pipeline subsea repair. Available from: https://www.dnv.com/oilgas/download/dnv-rp-f113-pipeline-subsea-repair.html [Accessed: 14 August 2022]. (Available upon subscription)

Gazprom. STO Gazprom 2-2.3-335–2009. Instructions on repairs of defective pipeline sections with fiberglass threaded couplings. Moscow: Gazprom IAC; 2009. (In Russian)

NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57