API RP 14E CHINESE-1991 Recommended Practice for Design and Installation of Offshore Production Platform Piping Systems (FIFTH EDITION) .pdf
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1、 石油工业标准化研究所翻译出版海上生产平台管道系统设计和安装的推荐作法 API RP 14E 第 5 版, 1991 年 10 月 2007 年 3 月确认 石油工业标准化研究所翻译出版Recommended Practice for Design and Installation of Offshore Production Platform Piping Systems API RECOMMENDED PRACTICE 14E FIFTH EDITION, OCTOBER 1991 REAFFIRMED, MARCH 2007 API 标准翻译出版委员会 主 任:杨 果 副主任:高圣平 万
2、战翔 付 伟 邢 公 委 员:(按姓氏拼音为序) 陈俊峰 陈效红 崔 毅 杜德林 范亚民 方 伟 郭 东 韩义萍 何保生 李树生 刘雪梅 马开华 秦长毅 单宏祥 孙 娟 王 慧 王进全 王 欣 文志雄 夏咏华 张虎林 张 勇 张 玉 邹连阳 主 编:高圣平 副主编:杜德林 本标准由石油工业标准化研究所组织翻译、出版和发行。 本标准翻译责任人: 王春春 本标准一校责任人: 杨玉 刚 本标准二校责任人: 孙 娟 本标准三校责任人: 王定亚 刘长跃 本标准译文难免有不妥之处,欢迎各位读者批评指正。 API 授权声明 本标准由美国石油学会( API)授权许可,由石油工业标准化研究所( PSRI)组织翻
3、译。翻译版本不代替、不取代英文版本,英文版本仍为具备法律效力的版本。API 对翻译工作中出现的错误、偏差、误解均不承担任何责任。在未经 API 书面许可的情况下,不得将翻译版本进行再翻译或复制。 AUTHORIZED BY API This standard has been translated by Petroleum Standardization Research Institute (PSRI) with the permission of the American Petroleum Institute (API). This translated version shall no
4、t replace nor supersede the English language version which remains the official version. API shall not be responsible for any errors, discrepancies or misinterpretations arising from this translation. No additional translation or reproduction may be made of the standard without the prior written con
5、sent of API. 美国石油学会生产部出版 如果想得到关于本文件技术内容的更多信息,请联系美国石油学会生产部,地址:1201 MAIN STREET, SUITE 2535, DALLAS, TX 75202-3994 ( 214) 748 3841。关于如何获取本文件额外的副本,请参考封底注释。 本文件的使用者,应完全熟悉本文件的适用范围和内容。本文件仅作为补充,而不是代替个人工程判断。 版权 1991 美国石油学会目 次 政策声明 1 前 言 3 定 义 5 符 号 7 1 总则 9 1.1 范围 . 9 1.2 压力管道规程 . 9 1.3 政策性声明 10 1.4 工业法规、指南
6、和标准 10 a. 美国钢铁学会 AISI 10 b. 美国国家标准协会 ANSI . 10 c. 美国石油学会 API . 11 d. 美国材料试验学会 ASTM 12 e. 美国机械工程师学会 ASME 12 f. (美国)全国防腐工程师协会 NACE . 12 g. (美国)国家防火协会 NFPA . 13 h. 天然气加工供货商协会 GPSA 13 i. 水力学学会 . 13 1.5 政府条例和法规 . 13 1.6 以不同的压力等级来划分系统 . 14 1.7 对腐蚀的考虑 . 16 a. 概述 16 b. 严重腐蚀 . 16 c. 硫化物应力开裂 16 d. 氯化物应力开裂 16
7、e. NACE MR-01-75 的应用 . 17 2 管道设计 . 19 2.1 管道级别 19 a. 无腐蚀性 烃作业 19 b. 腐蚀性烃作业 19 c. 硫化物应力开裂作业 . 19 d. 公用系统 . 20 e. 小管道 . 20 2.2 确定尺寸的准则 概述 . 20 2.3 确定液体管道尺寸的准则 . 20 a. 概述 20 b. 泵的配管 . 26 2.4 确定单相气体管道尺寸的准则 . 28 a. 一般压降的计算公式 . 29 b. 经验压降公式 29 c. 气体流速公式 31 d. 压缩机管道 . 32 e. 一般注意事项 32 2.5 确定气/ 液双相管道尺寸的准则 32
8、 a. 冲蚀速度 . 32 b. 最小速度 . 33 c. 压力降 . 33 2.6 管道壁厚 34 2.7 连接 . 36 2.8 膨胀和挠度 36 2.9 启动设施 37 2.10 参考资料 37 3 阀门选择 . 41 3.1 概述 . 41 3.2 阀门的类型 41 a. 球阀 41 b. 闸阀 42 c. 旋塞阀 . 42 d. 蝶阀 42 e. 截止阀 . 42 f. 隔膜阀(片形) 42 g. 针阀 42 h. 止回阀 . 42 3.3 阀门尺寸的确定 . 43 3.4 阀门的压力和温度等级 44 3.5 阀门材料 44 a. 非腐蚀性作业 44 b. 腐蚀性作业 45 c. 有
9、氯化物应力开裂的作业 . 45 d. 有硫化物应力开裂的作业 . 45 3.6 参考资料 45 4 管件和法兰 . 47 4.1 概述 . 47 4.2 焊接管件 47 4.3 螺纹管件 47 4.4 支管连接 48 4.5 法兰 . 49 a. 概述 49 b. 垫片(圈) . 49 c. 法兰保护装置 50 d. 螺栓和螺母 . 50 4.6 专用连接器 50 4.7 对于有硫化物应力开裂作业中的特殊要求 . 50 4.8 冲蚀防护 50 4.9 参考资料 50 5 特殊管道系统的设计考虑 . 51 5.1 概述 . 51 5.2 井口附件 51 a. 取样与化学药剂注入管道接头 51 b
10、. 油嘴 51 5.3 出油管道及附件 . 51 a. 出油管道压力传感器 . 51 b. 出油管道孔板装置 . 51 c. 出油管道换热器 51 d. 出油管道止回阀 52 e. 出油管支架 . 52 5.4 生产管汇 52 a. 概述 52 b. 管汇支管 的连接 52 c. 管汇阀门的安装 52 5.5 处理容器配管 . 52 5.6 公用系统 52 a. 气动系统 . 53 (1 )空气系统 . 53 (2 )天然气系统 53 b. 消防水系统 . 53 c. 饮用水系统 . 53 d. 生活污水系统 53 5.7 加热流体及乙二醇系统 57 5.8 泄压和处理系统 . 57 a. 概
11、述 57 b. 泄压装置的配管 57 c. 泄压(处理)系统配管 . 58 5.9 排放系统 58 a. 压力排放 . 58 b. 开式排放 . 58 5.10 平台之间的栈桥管道 59 5.11 隔水管 . 59 5.12 取样阀 . 59 5.13 参考资料 59 6 相关事项的考虑 61 6.1 概述 . 61 6.2 布置 . 61 6.3 标高 . 61 6.4 管支架 . 61 6.5 其他的防腐考虑 . 61 a. 外表面保护涂层 61 (1 )平台管道涂层系统的种类 61 (2 )平台管道涂层系统的选择 61 (3 )隔水管 . 62 b. 内表面防腐 . 62 (1 )处理管
12、道 . 62 (2 )水管道 . 62 (3 )防腐涂层 . 62 c. 材料的相容性 62 d. 冲蚀和/ 或腐蚀的无损检测 . 63 e. 阴极保护 . 63 6.6 隔热 . 63 6.7 噪音 . 65 6.8 管道、阀门和管件表 65 6.9 检验、维护及修理 . 65 7 安装和质量控制 67 7.1 概述 . 67 7.2 合格的检验员 . 67 7.3 焊接 . 67 a. 安全措施 . 67 b. 焊接程序鉴定 67 c. 焊工考核 . 67 d. 焊接记录 . 67 e. 焊接要求 . 67 f. 热处理 . 67 g. 检验 67 (1 )X 射线检验 67 7.4 压力
13、试验 68 a. 水压试验 . 68 b. 气密试验 . 68 7.5 试压记录 68 附录 A 工程实例 . 69 附录 B 适用于不同壁厚管道的对焊接头设计 81 附录 C 管道、阀门和管件表 . 83 附录 D 公式索引 . 87 附录 E 插图索引 . 89 附录 F 表格索引 91 使用须知:相对于先前的版本,本标准的部分内容已经有所变化。变化部分在文中的位置,已在页边空白处用如本段左侧所示的竖线标示。有时是重大的变化,有时只是一些微小的编辑性修改。页边空白处的竖线符号有助于使用者找到相对于先前版本的改变之处。但是,API 不保证这些竖线符号的准确性。注:这是本推荐作法的第五个版本。
14、其中,包含了 1990 年标准化会议正式通过的相对于第四版的变化。 本标准自封面上所示日期起开始生效,但可以自愿从发布之日起采用。 如果需要获得复制或翻译本标准全部或部分内容的授权许可,请联系美国石油学会生产部主任,地址: 1201 Main Street,Suite 2595 , Dallas TX 75202-3994。 1 政策声明 API 出版物只能针对一些共性问题。有关特殊问题,宜查阅地方、州和联邦的法律法规。 API 不承担雇主、制造商、或供应商对其雇员及在场其他人员关于健康、安全风险和预防措施的告诫、适当地培训和装备的责任,也不承担他们对当地的、州的或联邦法律法规的责任。 API
15、 出版物中的任何内容,都不能解释为(以暗示或其他方式)赋予任何人制造、销售或使用专利权所涵盖的任何方法、仪器或产品的权力;也不能解释为担保任何人侵犯专利权而不承担责任。 通常,API 标准最长每隔五年就要复审一次,复审的结果是修订、确认或撤销。该五年复审周期可以延期一次,但延期最长不超过两年。 作为一个现行的 API 标准,这个出版物从其出版之日起,其有效期将不超过五年,除非根据再版延长其有效期。 可以从 API 编辑部查询本出版物的状况,电话是214-748-3841。 API 每年发布出版物和资料目录,每季度更新。 地址: 1200 L Street, N. W., Washington,
16、 D.C. 20005。 出版 API 推荐作法是为了使公众能够更方便地获取已经证实的、良好的工程与操作惯例。但至于何时何地应当使用这些推荐作法,仍需要用户依据自身的实践经验而做出明智的判断。API 推荐作法的制定和出版,无意以任何方式限制任何人使用任何其他操作惯例。 任何愿意使用 API 推荐作法的人都可以任意使用。 API 已经尽了一切努力来保证这些出版物中所含数据的准确性与可靠性;然而,关于本推荐作法 API 不做任何承诺、担保或保证,在此明确声明,由于使用本推荐作法而造成的任何损失 或损害 ,或者因本推荐作法与 联邦的、州的或市的 法规有冲突而造成违法,或者因使用本推荐作法而造成的侵犯
17、任何专利权,API 将不承担任何义务和责任。 3 前 言 a. 本推荐作法( RP)归美国石油学会(API )海洋安全和防污染设备标准化委员会管理。它是在美国国石油学会( API)、海洋作业者委员会( OOC)和西部油气学会( WOGA)的全面协商指导下制定的。有关腐蚀部分的章条是由(美国)全国防腐工程师协会( NACE)帮助制定的。 b. 本推荐作法( RP)包括了主要是为具有一定生产平台操作经验的设计工程师所使用的资料,某些资料可能对有经验的操作者是有用处的。本推荐作法(RP )中没有任何内容可以被认为是与完整的工程评价无关的固定规则,同时也无意超越或取代联邦的、州的或当地的适用的法规。
18、c. 为了增加图表和经验公式的清晰度,删除了英制单位到国际制单位( SI)的换算。英制单位到国际制单位换算可能用到的系数引自 API 出版物 2564 并列举如下: 长度 1 英寸(in ) = 25.4毫米( mm)精确值 压力 1 磅/ 英寸2( psi) = 0.068 947 57 巴( Bar) 注:l 巴(bar )= 100 千帕( kPa) 强度或应力 1 磅/ 英寸2( psi) = 0.006 894 757 兆帕(MPa ) 动能 1 英尺磅(ft lb ) = 1.355 818 焦耳( J) 力矩 1 英尺磅(ft lb ) = 1.355 818 牛顿米(N m )
19、 温度 华氏()到摄氏()的换算用下列公式: = 5/9 ( -32) 体积 1 立方英尺(ft3) = 0.028 316 85 立方米( m3) 1 加仑(gal ) = 0.003 785 412 立方米( m3) 1 桶( bbI) = 0.158 987 3 立方米(m3) 重量 1 磅(Ib ) = 0.453 592 4 公斤(kg ) 4 API RP 14E 力 1 磅(Ib ) = 4.448 222 牛顿( N) 流量 1 桶/ 天( bbl/d) = 0.158 987 3 立方米/ 天( m3/d) 1 立方英尺/ 分( cf/min) = 40.77626 立方米/
20、 天( m3/d)5 定 义 下列定义专门适用于本推荐作法( RP)所叙述的设备和系统。 氯化物应力开裂作业 所处理流体中含有水和氯化物并且其达到了足以导致铁 (Chloride Stress Cracking Service ) 基合金材料应力开裂的浓度和温度,其他如氧(O2)等成分的出现可能会加速这种氯化物应力开裂。 油嘴( Choke) 一种专门用来控制流体流量的设备。 腐蚀-冲蚀( Corrosion-Erosion) 锈蚀物形成的一层保护膜被处理物流的冲刷作用冲蚀掉,暴露出来的新的金属表面再受腐蚀的一种现象。在这种现象的反复作用下,可能会出现非常严重的金属重量减少。 腐蚀性气体( C
21、orrosive Gas) 溶解于水中或其他液体中时会引起金属腐蚀的气体,通常包括硫化氢( H2S)、二氧化碳( CO2)和氧气( O2)。 腐蚀性烃类作业 处理含有能引起金属重量减少的水或海水和二氧化碳(Corrosive Hydrocarbon Service ) (CO2)、硫化氢( H2S)、氧气( O2)或其他腐蚀性介质的 物流作业。 设计压力(Design Pressure ) 设计温度下的最大允许工作压力。 膨胀波纹管( Expansion Bellows) 为吸收膨胀和收缩而设计的一种波纹管件。 膨胀弯(Expansion Bend ) 为吸收膨胀和收缩而设计的一种管道。 消防
22、警戒(Fire Watch ) 在焊接或燃烧期间,由一名或多名训练有素的人员携带切实可行的消防设备站在那里警戒。 出油管道(Flowline ) 从井口将流体输送到管汇或一级处理容器的管道。 流态(Flow Regime ) 多相物流的流动状况. 如段塞流、雾状流或分层流。 流体(Fluid ) 表示一种天然气、蒸汽、液体或其混合物的一般术语。 集管( Header) 管汇上将流体导人专用处理系统的那一部分(图 5.1A)。 烃的可湿润性(Hydrocarbon Wetability ) 处理物流在金属表面形成一层保护性烃膜的能力。 原文为图 6.1A,疑有误,应为图 5.1A。 译者注 6
23、API RP 14E 管汇(Manifold ) 把从一个或多个来源来的流体有选择地引到各种处理系统的一种管道、阀门和管件的总成。 短节( Nipple) 作为附件使用的、长度小于 12 in 的一段螺纹的或插焊的管段。 无腐蚀性烃类作业 处理不会引起明显金属重量损失、局部性化学反应或应力 (Non-Corrosive Hy drocarbon Service) 腐蚀开裂的物流的作业。 平台管道(Platform Piping ) 表示在平台上装载和输送流体的各种管道的一般术语。 压力传感器( Pressure Sensor) 为探测预先设定的压力而设计的一种元件。 工艺单元(Process
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