해상 라인 파이프의 설계 및 응력 분석: 산업 표준 충족
1. 해상 플랫폼용 라인 파이프 표준 개요
해상 플랫폼용 라인 파이프 표준은 극한의 해양 조건에서 내구성, 안전성 및 효율성을 보장하기 위해 국제 표준을 준수하는 고성능 소재를 요구합니다. 다음을 포함하여 여러 주요 산업 표준이 해상 플랫폼용 라인 파이프 표준의 설계, 제조 및 적용을 규제합니다.
- API 5L(미국 사람 석유 학회 기준 5L): 석유 및 가스 산업에서 가장 널리 사용되는 표준 중 하나인 API 5L은 파이프라인 운송 시스템에 사용되는 원활 및 용접 강관의 제조 요구 사항을 지정합니다. X42, X52, X60, X70 및 X80과 같은 다양한 파이프 등급에 대한 기계적 특성, 화학 성분 및 성능 테스트를 정의하여 높은 강도와 내식성을 보장합니다.
- ISO 3183(국제 표준화 기구 3183): 이 표준은 API 5L과 긴밀히 일치하며 해상 플랫폼용 석유 및 천연가스 라인 파이프 표준에 대한 글로벌 사양을 수립합니다. 국제 프로젝트의 파이프라인 재료에서 일관성을 강조하고 강도, 인성 및 치수 정확도에 대한 요구 사항을 설정합니다.
- (주)디앤비-성-F101(설명 노르스케 베리타스 해저 관로 기준): 해상 파이프라인에 대한 중요한 표준인 (주)디앤비-성-F101은 해상 플랫폼을 위한 해저 라인 파이프 표준의 설계, 설치 및 운영에 대한 지침을 제공합니다. 파이프라인이 심해 압력, 외부 환경 조건 및 기계적 하중을 견딜 수 있도록 보장합니다.
- 미국재료시험협회(ASTM) A53 및 미국재료시험협회(ASTM) A106: 이 표준은 해상 및 육상 파이프라인 네트워크를 포함하여 압력 응용 분야에서 사용되는 원활 및 용접 강관에 대한 사양을 정의합니다. 미국재료시험협회(ASTM) A106은 고온 응용 분야에서 특히 중요합니다.
- KO (한국어) 10208(가스 및 석유 파이프라인의 강관에 대한 유럽 표준): 이 표준은 유럽 시장에 적용되며 유체 운송에 사용되는 강관 선 PIPE를 포괄하며, 지역 안전 및 성능 요구 사항을 준수합니다.
2. 해상 파이프라인 압력 처리를 위한 설계 요구 사항
해상 플랫폼용 선 PIPE는 고압 환경, 부식성 해수 노출, 해류 및 온도 변동으로 인한 동적 하중을 포함한 극한 조건을 처리하도록 설계되어야 합니다. 주요 설계 요구 사항은 다음과 같습니다.
- 압력 등급 및 벽 두께: 해상 선 PIPE의 벽 두께는 운반되는 유체가 가하는 내부 압력을 견딜 수 있을 만큼 충분해야 합니다. API 5L 및 ISO 3183은 작동 압력, 외부 힘 및 안전 계수를 기반으로 필요한 두께를 계산하는 공식을 제공합니다.
- 강도 및 내식성을 위한 재료 선택: 난바다 쪽으로 부는 선 PIPE는 종종 내식성 코팅이 된 탄소강, 스테인리스강 또는 합금강을 사용하여 내구성을 향상시킵니다. 퓨전 결합 에폭시(FBE) 및 3LPE(3층 폴리에틸렌 코팅)와 같은 특수 내식성 코팅은 파이프를 해양 부식으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다.
- 용접 이음부 및 접합부 품질: API 1104 및 (주)디앤비-성-F101에 명시된 용접 표준은 해상 선 파이프 용접부가 극한의 하중과 열 팽창 하에서도 구조적 무결성을 유지하도록 보장합니다.
- 부력 및 중량 고려 사항: 파이프라인의 밀도는 해저 안정성에 영향을 줄 수 있는 떠오름이나 과도한 가라앉음을 방지하기 위해 신중하게 계산해야 합니다.
3. 해상 파이프라인 설계의 응력 분석
응력 분석은 구조적 고장을 방지하기 위한 해상 선 파이프 엔지니어링에서 중요한 단계입니다. 해상 선 파이프 설계에서 고려되는 주요 응력 유형은 다음과 같습니다.
- 축응력: 파도와 조수로 인한 내부 압력, 온도 변화, 파이프라인 이동으로 인해 발생합니다.
- 후프 응력: 내부 유체 압력에 의해 가해지는 원주 방향 응력으로, 바로우 공식을 사용하여 계산됩니다.
\[ \시그마_h = \프랙{P_d \타임스 D}{2t} \]
여기서 \( P_d \)는 설계 압력, \( D \)는 외경, \( t \)는 벽 두께입니다.
- 굽힘 응력: 파이프라인이 해저 불규칙성, 해류 또는 설치 굽힘력을 받을 때 발생합니다.
- 비틀림 응력: 해저 이동과 플랫폼 작업으로 인한 회전력은 파이프라인에 비틀림 응력을 유발할 수 있습니다.
응력 관련 고장을 완화하기 위해 해상 선 PIPE는 다음과 같이 설계되었습니다.
- 열 팽창을 수용하기 위한 유연한 팽창 조인트.
- 부력으로부터 파이프를 안정화하기 위한 외부 콘크리트 가중 코팅.
- 작동 조건에서 응력 분포와 피로 수명을 예측하기 위한 유한 요소 분석(연금수령) 시뮬레이션.
4. 베이라이 그룹의 난바다 쪽으로 부는 선 파이프 전문성
베이라이 Group은 해상 플랫폼용 선 파이프 표준의 선도적 공급업체로서 API 5L, ISO 3183 및 (주)디앤비-성-F101 표준을 준수하여 극한 해양 환경에 맞게 조정된 해상 파이프라인 솔루션을 제조합니다. 당사 제품은 다음을 보장합니다.
- 높은 압력 내구성: 뛰어난 기계적 강도를 갖춰 심해 응용 분야에 적합하게 설계되었습니다.
- 부식 방지: 혹독한 해상 환경을 견딜 수 있는 첨단 코팅 기술.
- 맞춤형 제작: 특정 해상 플랫폼 요구 사항에 맞게 파이프를 제작하여 장기적인 내구성과 안전성을 보장합니다.
베이라이 그룹은 업계 전문 지식과 최첨단 기술을 활용하여 글로벌 해양 엔지니어링 수요를 충족하는 고품질 선 파이프 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
