ISO 13703:2000
(Main)Petroleum and natural gas industries — Design and installation of piping systems on offshore production platforms
Petroleum and natural gas industries — Design and installation of piping systems on offshore production platforms
Industries du pétrole et du gaz naturel — Conception et installation des systèmes de tuyauterie sur les plates-formes de production en mer
La présente Norme internationale spécifie les exigences minimales et donne des lignes directrices pour la conception et l'installation de nouveaux systèmes de tuyauterie sur les plates-formes de production situées en mer, pour les industries du pétrole et du gaz naturel. Elle couvre les systèmes de tuyauterie supportant une pression maximale de 69 000 kPa, dans les limites d'une échelle de températures pour des matériaux répondant aux exigences de l'ASME B31.3. L'annexe A donne quelques exemples pratiques pour résoudre des problèmes de conception de tuyauterie.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ISO
СТАНДАРТ 13703
Первое издание
2000-12-15
Нефтяная и газовая промышленность.
Проектирование и монтаж
трубопроводных систем на морских
эксплуатационных платформах
Petroleum and natural gas industries — Design and installation of piping
systems on offshore production platforms
Ответственность за подготовку русской версии несет GOST R
(Российская Федерация) в соответствии со статьей 18.1 Устава ISO
Ссылочный номер
ISO 13703:2000(R)
©
ISO 2000
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
Отказ от ответственности при работе в PDF
Настоящий файл PDF может содержать интегрированные шрифты. В соответствии с условиями лицензирования, принятыми
фирмой Adobe, этот файл можно распечатать или смотреть на экране, но он не должен измениться, пока не будет получена
лицензия на установку интегрированных шрифтов в компьютере, на котором ведется редактирование. В случае загрузки
настоящего файла заинтересованные стороны принимают на себя ответственность за соблюдение лицензионных условий фирмы
Adobe. Центральный секретариат ISO не несет никакой ответственности в этом отношении.
Adobe - торговый знак фирмы Adobe Systems Incorporated.
Подробности, относящиеся к программным продуктам, использованным для создания настоящего файла PDF, можно найти в
рубрике General Info файла; параметры создания PDF были оптимизированы для печати. Были приняты во внимание все меры
предосторожности с тем, чтобы обеспечить пригодность настоящего файла для использования комитетами-членами ISO. В редких
случаях возникновения проблемы, связанной со сказанным выше, просьба проинформировать Центральный секретариат по
адресу, приведенному ниже.
ДОКУМЕНТ ЗАЩИЩЕН АВТОРСКИМ ПРАВОМ
© ISO 2000
Все права сохраняются. Если не указано иное, никакую часть настоящей публикации нельзя копировать или использовать в какой-
либо форме или каким-либо электронным или механическим способом, включая фотокопии и микрофильмы, без предварительного
письменного согласия ISO, которое должно быть получено после запроса о разрешении, направленного по адресу, приведенному
ниже, или в комитет-член ISO в стране запрашивающей стороны.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Опубликовано в Швейцарии
ii © ISO 2000 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
Содержание Страница
Предисловие.v
Введение .vi
1 Область применения.7
2 Нормативные ссылки .7
3 Термины, определения, условные обозначения и сокращения .8
3.1 Термины и определения .8
3.2 Условные обозначения и сокращения .11
4 Общие положения.13
4.1 Материалы .13
4.2 Нормы для трубопроводов под давлением.14
4.3 Разграничение систем с разными расчетными давлениями .14
4.4 Коррозионный анализ .16
5 Проектирование трубопроводов.18
5.1 Группа прочности материала труб.18
5.2 Размерные критерии. Общие положения .19
5.3 Методы определения размеров для жидкостных трубопроводов .20
5.4 Критерии определения размеров для трубопроводов однофазного газа .28
5.5 Критерии определения размеров трубопроводов для двухфазных потоков жидкость/газ.32
5.6 Толщина стенки трубы .35
5.7 Соединения.39
5.8 Расширение и гибкость .40
5.9 Правила запуска.41
6 Выбор трубопроводной арматуры .42
6.1 Общие положения.42
6.2 Типы трубопроводной арматуры.42
6.3 Огнестойкость трубопроводной арматуры.45
6.4 Размеры трубопроводной арматуры .45
6.5 Номинальные значения давления и температуры арматуры.46
6.6 Материалы арматуры .47
7 Фитинги и фланцы.48
7.1 Общие положения.48
7.2 Приварные фитинги.48
7.3 Резьбовые фитинги .48
7.4 Соединения отводов.49
7.5 Фланцы .50
7.6 Фирменные соединения.52
7.7 Особые требования для работы в условиях сульфидного растрескивания под
напряжением.52
7.8 Предупреждение эрозии .52
8 Обоснования проектирования конкретных трубопроводных систем.53
8.1 Общие положения.53
8.2 Вспомогательные элементы устьевого оборудования .53
8.3 Выкидные трубопроводы и вспомогательные устройства .54
8.4 Эксплуатационные манифольды.57
8.5 Трубопроводы технологических резервуаров.57
8.6 Системы инженерных коммуникаций.59
8.7 Отопительные системы с применением флюида и гликоля.60
8.8 Системы сброса давления и утилизации .61
© ISO 2000 – Все права сохраняются iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
8.9 Дренажные системы .62
8.10 Трубопроводные мосты между платформами.63
8.11 Райзеры .63
8.12 Пробоотборная арматура.63
9 Анализ сопутствующих вопросов.64
9.1 Общие положения.64
9.2 Компоновка .64
9.3 Высота .64
9.4 Опоры трубопроводов .64
9.5 Другие вопросы коррозии .64
9.6 Теплоизоляция.67
9.7 Шум.69
9.8 Таблицы для труб, арматуры и фитингов .70
9.9 Контроль, техническое обслуживание, ремонт и модификация.70
10 Монтаж и контроль качества .70
10.1 Общие положения.70
10.2 Сварка .70
10.3 Испытание под давлением .71
10.4 Отчет по испытаниям.72
Приложение A (информативное) Примеры задач .73
Приложение B (информативное) Примеры таблиц труб, арматуры и фитингов .85
Приложение C (информативное) Приемлемая конструкция сварных соединений встык для труб
с разной толщиной стенки .88
Библиография .90
iv © ISO 2000 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
Предисловие
Международная организация по стандартизации (ISO) является всемирной федерацией национальных
организаций по стандартизации (стандартизующих органов членов ISO). Подготовка международных
стандартов обычно проводится в технических комитетах ISO. Каждый стандартизующий орган, являющийся
членом ISO, и заинтересованный в области, для которой был создан технический комитет, имеет право
участвовать в деятельности этого комитета. В этой работе также участвуют международные,
правительственные и неправительственные организации, имеющие соответствующие соглашения о
сотрудничестве с ISO. ISO тесно сотрудничает с Международной электротехнической комиссией (IEC) по
всем вопросам стандартизации в электротехнике.
Международные стандарты разрабатываются в соответствии с правилами, приведенными в Директивах
ISO/IEC, Часть 3.
Проекты международных стандартов, принятые техническими комитетами, рассылаются организациям-
членам ISO для голосования. Публикация в качестве международного стандарта требует утверждения не
менее 75 % организаций-членов ISO, участвующих в голосовании.
Обращается внимание на возможность того, что некоторые элементы настоящего международного
стандарта могут быть объектом патентного права. ISO не берет на себя ответственность за идентификацию
какого-либо отдельного или всех таких патентных прав.
Международный стандарт ISO 13703 был подготовлен Техническим комитетом ISO/TC 67, Материалы,
оборудование и морские конструкции для нефтяной и газовой промышленности, Подкомитетом SC 6,
Технологическое оборудование и системы.
Приложения А, B и C настоящего международного стандарта являются только информативными.
© ISO 2000 – Все права сохраняются v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
Введение
Настоящий международный стандарт основан на API RP 14E, 5-е издание, октябрь 1991 г.
vi © ISO 2000 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 6 ----------------------
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ISO 13703:2000(R)
Нефтяная и газовая промышленность. Проектирование и
монтаж трубопроводных систем на морских
эксплуатационных платформах
1 Область применения
Настоящий международный стандарт устанавливает минимальные требования и является руководством по
проектированию и монтажу новых трубных систем на морских добывающих платформах в нефтяной и
газовой промышленности. Он предназначен для трубных систем с максимальным давлением до 69 000 кПа
(по манометру) в пределах диапазона температур материалов, соответствующих требованиям ASME B31.3.
ПРИМЕЧАНИЕ Настоящий международный стандарт может применяться за пределами заданных диапазонов
давлений и температур, но в этом случае особое внимание следует уделять свойствам материала.
В приложении A даны некоторые практические примеры решения задач проектирования трубопроводов.
2 Нормативные ссылки
Приведенные ниже нормативные документы содержат положения, которые также являются положениями
настоящего международного стандарта при наличии на них ссылок в тексте данного документа. Для ссылок
с твердой идентификацией последующие поправки к ним или издания любой из приведенных публикаций
не применяются. Однако, сторонам, заключающим соглашения на основании настоящего международного
стандарта, предлагается оценить возможность применения самых последних изданий нормативных
документов, указанных ниже. Для ссылок со скользящей идентификацией применяется последнее издание
указанного документа. Организации-члены ISO и IEC ведут реестры действующих в настоящее время
международных стандартов.
ISO 13623, Нефтяная и газовая промышленность. Трубопроводные транспортные системы
1)
API RP 520-2 , Практические рекомендации по проектированию и монтажу систем разгрузки давления
на нефтеперерабатывающих заводах. Часть 2
2)
ASME , Правила для котлов и сосудов под давлением: Секция VIII: Сосуды под давлением, Раздел 1
ASME B 31.3, Технологические трубопроводы
3)
NACE MR0175 , Сопротивление сульфидному растрескиванию под напряжением металлических
материалов нефтепромыслового оборудования
NACE TM0177, Лабораторное испытание металлов на сопротивление особым формам
трещинообразования в среде, содержащей H S
2
1) American Petroleum Institute, 1220 L Street, N.W., Washington, DC 20005-4070, U.S.A.
th
2) American Society of Mechanical Engineers, 345 East 47 Street, New York, N.Y. 10017, U.S.A.
3) National Association of Corrosion Engineers, P.O. Box 218340, Houston, Texas 77218-8340, U.S.A.
vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
NACE TM0284, Оценка стойкости к водородному растрескиванию сталей для трубопроводов и сосудов
под давлением
3 Термины, определения, условные обозначения и сокращения
В настоящем международном стандарте используются следующие термины, определения, условные
обозначения и сокращения.
3.1 Термины и определения
3.1.1
работа в условиях хлоридного коррозионного растрескивания под напряжением
chloride stress-corrosion cracking service
работа в условиях, при которых технологический поток содержит воду и хлориды в достаточной
концентрации и его температура достаточно высока для того, чтобы вызвать коррозионное растрескивание
под напряжением восприимчивых к этому материалов
ПРИМЕЧАНИЕ Наличие других компонентов, таких как кислород (O ), может способствовать хлоридному
2
коррозионному растрескиванию под напряжением.
3.1.2
дроссель
choke
устройство, специально предназначенное для ограничения расхода флюидов
3.1.3
коррозионная эрозия
corrosion-erosion
эрозия защитной пленки продукта от коррозии в результате воздействия технологического потока,
открывающего не корродированный металл, который, в свою очередь, подвергается коррозионному
воздействию
ПРИМЕЧАНИЕ В этих условиях возможна особо высокая интенсивность потери массы металла.
3.1.4
коррозионный газ
corrosive gas
газ, который при растворении в воде или в другой жидкости вызывает коррозию металла
ПРИМЕЧАНИЕ Коррозионные газы обычно содержат сероводород (H S), углекислый газ (CO ) и/или кислород (O ).
2 2 2
3.1.5
работа с коррозионным углеводородом
corrosive hydrocarbon service
работа, при которой технологический поток содержит воду или соляной раствор, углекислый газ (CO ),
2
сероводород (H S), кислород (O ) или другие коррозионные компоненты, в условиях, которые вызывают
2 2
коррозию металла
3.1.6
сильфонный компенсатор
expansion bellows
гофрированное устройство на трубопроводе, предназначенное для компенсации его расширения и сжатия
3.1.7
компенсатор расширения
expansion bend
конфигурация трубопровода, предназначенная для компенсации его расширения и сжатия
8 © ISO 2000 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
3.1.8
выкидной трубопровод
flowline
трубопровод, по которому транспортируется флюид от устья скважины к манифольду или к первому
технологическому резервуару
3.1.9
режим потока
flow regime
условия течения многофазного технологического потока
ПРИМЕРЫ Глобулярное течение, смешанный режим или расслоенный режим потока.
3.1.10
флюид
fluid
газ, пар, жидкость или их комбинация
3.1.11
коллектор
header
часть распределительного манифольда, который направляет флюид в определенную технологическую
систему
См. Рисунки 5 и 6.
3.1.12
углеводородная смачиваемость
hydrocarbon wettability
способность технологического потока создавать защитную углеводородную пленку на металлических
поверхностях
3.1.13
манифольд
manifold
система труб, трубопроводной арматуры и фитингов, при помощи которых флюид от одного или нескольких
источников избирательно направляется в различные технологические системы
3.1.14
патрубок
nipple
секция трубы с резьбой или с приварным раструбом длиной не более 300 мм, используемая в качестве
дополнительного соединения
3.1.15
номинальный размер трубы
номинальный размер
nominal pipe size
nominal size
NPS
DN
обозначение размера в дюймах, который является общим для всех компонентов трубной системы, за
исключением тех элементов, которые обозначаются наружным диаметром
ПРИМЕЧАНИЕ Номинальный размер трубы обозначается буквами NPS (при использовании дюймов) или DN (при
использовании миллиметров) и следующим за ними числом; такое обозначение используется для удобства ссылок и,
как правило, лишь приблизительно отражает заводские размеры.
© ISO 2000 – Все права сохраняются 9
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
3.1.16
работа с некоррозионным углеводородом
non-corrosive hydrocarbon service
работа в условиях, при которых технологический поток не вызывает значительных потерь массы металла,
избирательной коррозии, хлоридного коррозионного растрескивания или сульфидного растрескивания под
напряжением
3.1.17
нормальные условия
normal conditions
абсолютное давление 101,325 кПа и температура 0 ºС
3.1.18
трубная обвязка платформы
platform piping
любая трубная система, предназначенная для содержания или транспортировки флюидов на платформе
3.1.19
номинальное давление
pressure rating
значение, на которое рассчитана система
ПРИМЕЧАНИЕ Это значение может напрямую относиться к номинальному рабочему давлению (например, по ISO
2
10423 [1] номинальное давление 13,8 МПа и по API номинальное давление 2 000 фунт/дюйм ), или связано косвенно
(например, ASME класс 300).
3.1.20
датчик давления
pressure sensor
устройство, предназначенное для контроля заданного давления
3.1.21
компонент технологического процесса
process component
отдельный функциональный компонент добычного оборудования и связанной с ним трубной системы
ПРИМЕРЫ Сосуд под давлением, нагреватель, насос и т.д.
3.1.22
райзер
водоотделяющая колонна
стояк
riser
вертикальная часть трубопровода (включающая донный его отвод), подходящая к платформе или
отходящая от нее
3.1.23
запорная арматура
shutdown valve
трубопроводная арматура c автоматическим приводом для отсоединения технологического компонента или
технологической системы
3.1.24
работа в условиях сульфидного растрескивания под напряжением
sulfide stress-cracking service
работа в условиях, при которых технологический поток содержит воду или соляной раствор и сероводород
(H S) в концентрации, достаточной для того, чтобы вызвать сульфидное растрескивание под напряжением
2
восприимчивых к этому материалов
10 © ISO 2000 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
3.1.25
устьевое давление
wellhead pressure
максимальное статическое давление на устье скважины, которое может иметь место в скважине
3.2 Условные обозначения и сокращения
3.2.1 Условные обозначения
A минимальная площадь поперечного сечения трубы на единицу объемного расхода флюида,
2 3
выраженная в квадратных миллиметрах на кубический метр в час (мм /м /ч)
B среднее значение коэффициента теплового расширения при обычных рабочих температурах,
выраженное в миллиметрах на кельвин (мм/К)
C эмпирическая постоянная, безразмерная
C суммарная коррозия, которую допускает механическая прочность и трубная резьба, выраженная в
e
миллиметрах (мм)
C коэффициент расхода трубопроводной арматуры, безразмерный
v
ПРИМЕЧАНИЕ 1 Это значение равно расходу воды в галлонах США в минуту при 60 ºF, необходимое для падения
2
давления на 1 фунт/дюйм (единицы измерения США используются в этом случае только для того, чтобы обеспечить
соответствие с другими опубликованными данными).
D внутренний диаметр трубы, выраженный в метрах (м)
i
D наружный диаметр трубы, выраженный в миллиметрах (мм)
o
d внутренний диаметр трубы, выраженный в миллиметрах (мм)
i
d относительная плотность газа (воздуха = 1), безразмерная
g
d относительная плотность жидкости (воды = 1), безразмерная
L
E продольный фактор сварного соединения, безразмерный
E модуль упругости материала труб в холодных условиях, выраженный в ньютонах на квадратный
m
2
миллиметр (Н/мм )
f коэффициент трения Moody, безразмерный
2
g ускорение свободного падения, выраженное в метрах в секунду за секунду (м/с )
h напор, вызванный ускорением и выраженный в метрах (м) жидкости
a
h потери напора на трение, выраженные в метрах (м) жидкости
f
h абсолютный напор, выраженный в метрах (м) жидкости
p
h статический напор, выраженный в метрах (м) жидкости
st
h скоростной напор, выраженный в метрах (м) жидкости
vh
h абсолютное давление насыщенного пара, выраженное в метрах (м) жидкости
vpa
h потери давления, выраженные в килопаскалях (кПа)
W
© ISO 2000 – Все права сохраняются 11
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
K коэффициент ускорения, безразмерный
L осевая длина труб, выраженная в метрах (м)
L длина труб, выраженная в километрах (км)
m
m заводской допуск на толщину стенки, выраженный в процентах (%)
NPSH фактический допускаемый кавитационный запас, выраженный в метрах (м) жидкости
a
p рабочее давление, выраженное в килопаскалях [кПа (абс)]
ПРИМЕЧАНИЕ 2 В тексте также используется термин “гидродинамическое давление”.
p расчетное внутреннее давление, выраженное в килопаскалях [кПа (манометрическое)]
i
3
q расход газа, выраженный в кубических метрах в час (м /ч) в нормальных условиях
g
3
q расход жидкости, выраженный в кубических метрах в час (м /ч)
L
q суммарный расход жидкости плюс масса пара, выраженные в килограммах в час (кг/ч)
m
R объемное соотношение газ/жидкость, безразмерное
Re число Рейнольдса, безразмерное
R скорость вращения насоса, выраженное в оборотах в минуту (об/мин)
p
2
S допустимое напряжение, выраженное в ньютонах на квадратный миллиметр (Н/мм )
T рабочая температура, выраженная в кельвинах (К)
ПРИМЕЧАНИЕ 3 В тексте также используется термин “температура потока”.
t расчетная толщина с учетом давления, выраженная в миллиметрах (мм)
t минимальная номинальная толщина стенки трубы, выраженная в миллиметрах (мм)
nom
U анкерное расстояние (расстояние по прямой между анкерами), выраженное в метрах (м)
v эрозионная скорость флюида, выраженная в метрах в секунду (м/с)
e
v средняя скорость газа, выраженная в метрах в секунду (м/с)
g
ПРИМЕЧАНИЕ 4 В тексте также используется термин “скорость газа”.
v средняя скорость жидкости, выраженная в метрах в секунду (м/с)
L
y результирующая суммарных деформационных смещений, выраженная в миллиметрах (мм)
Y температурный коэффициент, безразмерный
Z коэффициент сжимаемости газа, безразмерный
ΔL расширение, компенсируемое трубопроводом, выраженное в миллиметрах (мм)
Δp потери давления, выраженные в килопаскалях (кПа)
12 © ISO 2000 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
ρ плотность газа при рабочих давлении и температуре, выраженная в килограммах на кубический
g
3
метр (кг/м )
ρ плотность жидкости при рабочей температуре, выраженная в килограммах на кубический метр
L
3
(кг/м )
ρ плотность смеси газа/жидкости при рабочих давлении и температуре, выраженная в килограммах
m
3
на кубический метр (кг/м )
ΔT изменение температуры, выраженное в кельвинах (К)
μ вязкость газа при динамическом давлении и температуре потока, выраженная в паскалях в
g
секунду (Па·с)
μ вязкость жидкости, выраженная в паскалях в секунду (Па·с)
L
3.2.2 Сокращения
ERW контактная электросварка
Electric Resistance Weld
PWHT тепловая обработка после сварки
Post-Weld Heat Treatment
RF выступающая поверхность
Raised Face
RTJ кольцеобразное соединение
Ring Type Joint
SAW дуговая сварка под флюсом
Submerged Arc Weld
SMYS заданный минимальный предел текучести материала
Specified Minimum Yield Strength
4 Общие положения
4.1 Материалы
Материалы на основе углеродистой стали используются для многих трубопроводных систем на
эксплуатационных платформах, в то же время широко используются также нержавеющие стали и другие
материалы. При выборе материалов труб следует учитывать:
a) вид работы;
b) совместимость с другими материалами;
c) механическую прочность, пластичность, упругость и ударную вязкость;
d) необходимость особых технологий сварки и других методов соединения;
e) необходимость специальных видов контроля, испытаний и контроля качества;
f) возможность неправильного использования на месте эксплуатации;
g) коррозию и эрозию, вызываемые внутренними флюидами и/или морской средой;
© ISO 2000 – Все права сохраняются 13
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 13703:2000(R)
h) необходимость сохранения эксплуатационных характеристик при возникновении пожара.
4.2 Нормы для трубопроводов под давлением
4.2.1 Проектирование и монтаж трубопроводов на платформе должны осуществляться в соответствии с
ASME В31.3 с учетом изменений, приведенных в настоящем международном стандарте. Райзеры, для
которых ASME В31.3 не применим, следует проектировать и устанавливать в соответствии с положениями,
приведенными ниже с 4.2.2 по 4.2.6.
4.2.
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13703
First edition
2000-12-15
Petroleum and natural gas industries —
Design and installation of piping systems
on offshore production platforms
Industries du pétrole et du gaz naturel — Conception et installation de
systèmes de tuyauterie sur les plates-formes de production en mer
Reference number
ISO 13703:2000(E)
©
ISO 2000
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13703:2000(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but shall not
be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In downloading this
file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat accepts no liability in this
area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation parameters
were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In the unlikely event
that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2000
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO's member body
in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 � CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Printed in Switzerland
ii © ISO 2000 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13703:2000(E)
Contents Page
Foreword.v
Introduction.vi
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms.2
3.1 Terms and definitions .2
3.2 Symbols and abbreviated terms .4
4 General considerations.6
4.1 Materials .6
4.2 Code of pressure piping .7
4.3 Demarcation between systems with different pressure ratings.7
4.4 Corrosion considerations .9
5 Piping design .10
5.1 Pipe material grades.10
5.2 Sizing criteria — General .12
5.3 Sizing methods for liquid lines.12
5.4 Sizing criteria for single-phase gas lines.19
5.5 Sizing criteria for gas/liquid two-phase lines .23
5.6 Pipe wall thicknesses.26
5.7 Joint connections .30
5.8 Expansion and flexibility.31
5.9 Start-up provisions.32
6 Selection of valves .32
6.1 General.32
6.2 Types of valves .33
6.3 Fire resistance of valves .35
6.4 Valve sizing .35
6.5 Valve pressure and temperature ratings.36
6.6 Valve materials.37
7 Fittings and flanges.37
7.1 General.37
7.2 Welded fittings .38
7.3 Screwed fittings .38
7.4 Branch connections .38
7.5 Flanges .39
7.6 Proprietary connectors .41
7.7 Special requirements for sulfide stress-cracking service.41
7.8 Erosion prevention .41
8 Design considerations for particular piping systems.41
8.1 General.41
8.2 Wellhead accessory items .41
8.3 Flowline and flowline accessories.42
8.4 Production manifolds.45
8.5 Process vessel piping .45
8.6 Utility systems.47
8.7 Heating fluid and glycol systems.48
8.8 Pressure relief and disposal systems .48
8.9 Drain systems .50
© ISO 2000 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13703:2000(E)
8.10 Bridge piping between platforms.50
8.11 Risers .50
8.12 Sampling valves.51
9 Considerations of related items .51
9.1 General.51
9.2 Layout .51
9.3 Elevations .51
9.4 Piping supports.51
9.5 Other corrosion considerations .51
9.6 Thermal insulation .54
9.7 Noise .56
9.8 Pipe, valves and fittings tables.56
9.9 Inspection, maintenance, repair and modification.56
10 Installation and quality control.56
10.1 General.56
10.2 Welding .56
10.3 Pressure testing.57
10.4 Test record.58
Annex A (informative) Example problems .59
Annex B (informative) Examples of pipe, valves and fittings tables.71
Annex C (informative) Acceptable butt-welded joint design for unequal wall thicknesses .74
Bibliography .76
iv © ISO 2000 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 13703:2000(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 13703 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and
offshore structures for petroleum and natural gas industries, Subcommittee SC 6, Processing equipment and
systems.
Annexes A, B and C of this International Standard are for information only.
© ISO 2000 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 13703:2000(E)
Introduction
th
This International Standard is based on API RP 14E, 5 edition, October 1991.
vi © ISO 2000 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13703:2000(E)
Petroleum and natural gas industries — Design and installation of
piping systems on offshore production platforms
1 Scope
This International Standard specifies minimum requirements and gives guidance for the design and installation of
new piping systems on production platforms located offshore for the petroleum and natural gas industries. It covers
piping systems up to 69 000 kPa (ga) maximum, within temperature range limits for the materials meeting the
requirements of ASME B31.3.
NOTE For applications outside these pressure and temperature ranges, this International Standard may be used but
special consideration should be given to material properties.
Annex A gives some worked examples for solving piping design problems.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 13623, Petroleum and natural gas industries — Pipeline transportation systems.
1)
API RP 520-2 , Recommended practice for design and installation of pressure-relieving systems in refineries —
Part 2.
2)
ASME , Boiler and pressure vessel code: Section VIII: Pressure vessels, Division 1.
ASME B 31.3, Process piping.
3)
NACE MR0175 , Sulfide stress cracking resistant metallic materials for oil field equipment.
NACE TM0177, Laboratory testing of metals for resistance to specific forms of environmental cracking in H S
2
environments.
NACE TM0284, Evaluation of pipeline and pressure vessel steels for resistance to hydrogen-induced cracking.
1) American Petroleum Institute, 1220 L Street, N.W., Washington, DC 20005-4070, U.S.A.
th
2) American Society of Mechanical Engineers, 345 East 47 Street, New York, N.Y. 10017, U.S.A.
3) National Association of Corrosion Engineers, P.O. Box 218340, Houston, Texas 77218-8340, U.S.A.
© ISO 2000 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 13703:2000(E)
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms
For the purposes of this International Standard, the following terms, definitions, symbols and abbreviated terms
apply.
3.1 Terms and definitions
3.1.1
chloride stress-corrosion cracking service
service in which the process stream contains water and chlorides in a sufficient concentration, and at a high
enough temperature, to induce stress-corrosion cracking of susceptible materials
NOTE Other constituents present, such as oxygen (O ), may contribute to such chloride stress-corrosion cracking.
2
3.1.2
choke
device specifically intended to restrict the flow rate of fluids
3.1.3
corrosion-erosion
eroding away of a protective film of corrosion product by the action of the process stream, exposing fresh metal
which then corrodes
NOTE Extremely high metal mass loss can occur under these conditions.
3.1.4
corrosive gas
gas which, when dissolved in water or other liquid, causes corrosion of metal
NOTE Corrosive gases usually contain hydrogen sulfide (H S), carbon dioxide (CO ) and/or oxygen (O ).
2 2 2
3.1.5
corrosive hydrocarbon service
service in which the process stream contains water or brine and carbon dioxide (CO ), hydrogen sulfide (H S),
2 2
oxygen (O ) or other corrosive agents under conditions which cause corrosion of metal
2
3.1.6
expansion bellows
corrugated piping device designed to absorb expansion and contraction
3.1.7
expansion bend
piping configuration designed to absorb expansion and contraction
3.1.8
flowline
piping that carries well fluid from wellhead to manifold or first process vessel
3.1.9
flow regime
flow condition of a multi-phase process stream
EXAMPLES Slug flow, mist flow or stratified flow.
3.1.10
fluid
gas, vapour, liquid or combinations thereof
2 © ISO 2000 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 13703:2000(E)
3.1.11
header
part of a manifold that directs fluid to a specific process system
See Figures 5 and 6.
3.1.12
hydrocarbon wettability
ability of the process stream to form a protective hydrocarbon film on metal surfaces
3.1.13
manifold
assembly of pipe, valves and fittings by which fluid from one or more sources is selectively directed to various
process systems
3.1.14
nipple
section of threaded or socket-welded pipe, shorter than 300 mm, used as an appurtenance
3.1.15
nominal pipe size
nominal size
NPS
DN
designation of size in inches which is common to all components in a piping system other than those components
designated by outside diameter
NOTE Nominal pipe size is designated by the letters NPS (when relating to inches) or DN (when relating to millimetres)
followed by a number; it is a convenient number for reference purposes and it is normally only loosely related to manufacturing
dimensions.
3.1.16
non-corrosive hydrocarbon service
service in which the process stream conditions do not cause significant metal mass loss, selective attack, chloride
stress-corrosion cracking or sulfide stress-cracking
3.1.17
normal conditions
absolute pressure of 101,325 kPa and temperature of 0 °C
3.1.18
platform piping
any piping intended to contain or transport fluid on a platform
3.1.19
pressure rating
number relating to the pressure for which a system is suitable
NOTE The number may relate directly to the rated working pressure (e.g. ISO 10423 [1] pressure rating 13,8 MPa and API
pressure rating 2 000 psi) or may have a more indirect correlation (e.g. ASME class 300).
3.1.20
pressure sensor
device designed to detect a predetermined pressure
3.1.21
process component
single functional piece of production equipment and associated piping
EXAMPLES Pressure vessel, heater, pump, etc.
© ISO 2000 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 13703:2000(E)
3.1.22
riser
vertical portion of a pipeline (including the bottom bend) arriving on or departing from a platform
3.1.23
shutdown valve
automatically-operated valve used for isolating a process component or process system
3.1.24
sulfide stress-cracking service
service in which the process stream contains water or brine and contains a sufficient concentration of hydrogen
sulfide (H S) to induce sulfide stress-cracking of susceptible materials
2
3.1.25
wellhead pressure
maximum shut-in surface pressure that may exist in a well
3.2 Symbols and abbreviated terms
3.2.1 Symbols
A minimum pipe cross-sectional flow area required per unit volume flowrate, expressed in square
2 3
millimetres per cubic metre per hour (mm /m /h)
B mean coefficient of thermal expansion at operating temperatures normally encountered, expressed in
millimetres per kelvin (mm/K)
C empirical constant, dimensionless
C sum of corrosion, mechanical strength and thread allowance, expressed in millimetres (mm)
e
C valve coefficient, dimensionless
v
NOTE 1 This value is equal to the water flowrate in US gpm at 60 °F required to generate a pressure drop of 1 psi
(US Customary units only are used in this instance to maintain alignment with other published data).
D pipe inside diameter, expressed in metres (m)
i
D pipe outside diameter, expressed in millimetres (mm)
o
d pipe inside diameter, expressed in millimetres (mm)
i
d gas relative density (air = 1), dimensionless
g
d liquid relative density (water = 1), dimensionless
L
E longitudinal weld joint factor, dimensionless
E modulus of elasticity of piping material in the cold condition, expressed in newtons per square millimetre
m
2
(N/mm )
f Moody friction factor, dimensionless
2
g gravitational constant, expressed in metres per second per second (m/s )
h acceleration head, expressed in metres (m) of liquid
a
h friction head, expressed in metres (m) of liquid
f
4 © ISO 2000 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 13703:2000(E)
h absolute pressure head, expressed in metres (m) of liquid
p
h static head, expressed in metres (m) of liquid
st
h velocity head, expressed in metres (m) of liquid
vh
h absolute vapour pressure, expressed in metres (m) of liquid
vpa
h pressure loss, expressed in kilopascals (kPa)
W
K acceleration factor, dimensionless
L developed pipe length, expressed in metres (m)
L pipe length, expressed in kilometres (km)
m
m manufacturing wall thickness tolerance, expressed as a percentage (%)
NPSH available net positive suction head, expressed in metres (m) of liquid
a
p operating pressure, expressed in kilopascals [kPa (abs)]
NOTE 2 Also denoted in text as “flowing pressure”.
p internal design pressure, expressed in kilopascals [kPa (ga)]
i
3
q gas flow rate, expressed in cubic metres per hour (m /h) at normal conditions
g
3
q liquid flow rate, expressed in cubic metres per hour (m /h)
L
q total liquid plus vapour mass flowrate, expressed in kilograms per hour (kg/h)
m
R gas/liquid volume ratio, dimensionless
Re Reynolds number, dimensionless
R pump speed, expressed in revolutions per minute (r/min)
p
2
S allowable stress, expressed in newtons per square millimetre (N/mm )
T operating temperature, expressed in kelvin (K)
NOTE 3 Also denoted in text as “flowing temperature”.
t pressure design thickness, expressed in millimetres (mm)
t minimum nominal pipe wall thickness, expressed in millimetres (mm)
nom
U anchor distance (straight line distance between anchors), expressed in metres (m)
v fluid erosional velocity, expressed in metres per second (m/s)
e
v average gas velocity, expressed in metres per second (m/s)
g
NOTE 4 Also denoted in text as “gas velocity”
v average liquid velocity, expressed in metres per second (m/s)
L
y resultant of total displacement strains, expressed in millimetres (mm)
© ISO 2000 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 13703:2000(E)
Y temperature factor, dimensionless
Z gas compressibility factor, dimensionless
�L expansion to be absorbed by pipe, expressed in millimetres (mm)
�p pressure drop, expressed in kilopascals (kPa)
3
� gas density at operating pressure and temperature, expressed in kilograms per cubic metre (kg/m )
g
3
� liquid density at operating temperature, expressed in kilogram per cubic metre (kg/m )
L
� gas/liquid mixture density at operating pressure and temperature, expressed in kilograms per cubic metre
m
3
(kg/m )
�T temperature change, expressed in kelvin (K)
� gas viscosity at flowing pressure and temperature, expressed in pascal seconds (Pa�s)
g
� liquid viscosity, expressed in pascal seconds (Pa�s)
L
3.2.2 Abbreviated terms
ERW Electric Resistance Weld
PWHT Post-Weld Heat Treatment
RF Raised Face
RTJ Ring Type Joint
SAW Submerged Arc Weld
SMYS Specified Minimum Yield Strength
4 General considerations
4.1 Materials
Carbon steel materials are suitable for many of the piping systems on production platforms, although stainless steels
and other materials are also widely used. The following should be considered when selecting piping materials:
a) type of service;
b) compatibility with other materials;
c) mechanical strength, ductility, elasticity and toughness;
d) need for special welding procedures, or other jointing techniques;
e) need for special inspections, tests, or quality control;
f) possible misapplication in the field;
g) corrosion and erosion caused by internal fluids and/or marine environments;
h) need for performance in a fire situation.
6 © ISO 2000 – All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 13703:2000(E)
4.2 Code of pressure piping
4.2.1 The design and installation of platform piping shall be in accordance with ASME B31.3, as modified by this
International Standard. Risers for which ASME B31.3 is not applicable should be designed and installed in
accordance with 4.2.2 to 4.2.6.
4.2.2 Design, construction, inspection and testing of risers shall be in accordance with ISO 13623 and
governmental rules and regulations as appropriate to the application, using a design stress no greater than
0,6 times SMYS. Pipeline design codes may be used from pig trap to pig trap, except where precluded by national
regulations.
4.2.3 One hundred percent radiography of welding should be performed on riser piping. The non-destructive
testing of platform piping complying with ASME B31.3 should as a minimum satisfy Table 10 of this International
Standard.
4.2.4 Impact tests shall be performed as specified by ASME B31.3. The design of high-pressure piping systems
(i.e. above ASME class 2500) needs special consideration and shall be in accordance with the high-pressure piping
requirements of ASME B31.3.
4.2.5 Valves, fittings and flanges should be manufactured in conformance with International and/or National
Standards. Pressure/temperature ratings and material compatibility should be verified.
4.2.6 In determining the transition between risers and platform piping to which these practices apply, the first
incoming and last outgoing valve that block pipeline flow are the limits of this International Standard’s application,
except for riser wall thickness calculations and material selection which may be to a pipeline code to permit a
constant bore for pigging. Recommended practices included in this International Standard may be utilized for riser
design when factors such as water depth, batter of platforms legs, potential bubbling area etc. are considered.
National regulations may require the pipeline code to be continued to/from the pig launcher/receiver.
4.2.7 It is also common practice for a pipeline code to apply through the riser up to the pig trap and to include the
piping and the first valve on each branch on the riser/pipeline.
4.3 Demarcation between systems with different pressure ratings
4.3.1 Normally, after the well-stream leaves the wellhead the pressure is reduced in stages.
After the pressure is reduced, process components of lower pressure ratings may be used. A typical example is
shown inFigure1.
4.3.2 A pressure-containing process component shall either be designed to withstand the maximum internal
pressure which can be exerted on it under any conditions, or shall be protected by a pressure-relieving device. In
this case, a pressure-relieving device means a safety relief valve or a rupture disc. In general, when determining if
pressure-relieving devices are needed, high-pressure shutdown valves, check valves, control valves or other such
devices should not be considered as preventing overpressure of process components.
4.3.3 Pressure-rating boundaries shall be indicated on piping and instrument diagrams. Each system component
(vessels, flanges, pipe or accessories) shall be designed to withstand the highest pressure to which it
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13703
Première édition
2000-12-15
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Conception et installation des systèmes de
tuyauterie sur les plates-formes de
production en mer
Petroleum and natural gas industries — Design and installation of piping
systems on offshore production platforms
Numéro de référence
ISO 13703:2000(F)
©
ISO 2000
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13703:2000(F)
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier peut
être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence autorisant
l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées acceptent de fait la
responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute responsabilité en la
matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info du
fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir l'exploitation de
ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation, veuillez en informer le
Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
© ISO 2000
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l’ISO à
l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Version française parue en 2002
Imprimé en Suisse
ii © ISO 2000 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13703:2000(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction.vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes, définitions, symboles et abréviations .2
3.1 Termes et définitions.2
3.2 Symboles et abréviations .4
4 Considérations d’ordre général .6
4.1 Matériaux .6
4.2 Code pour les conduites forcées.7
4.3 Limite entre les systèmes de pressions différentes .7
4.4 Considération sur la corrosion .9
5 Conception de la tuyauterie .10
5.1 Qualité des matériaux de tuyauterie.10
5.2 Critères de dimensionnement – Généralités .12
5.3 Méthodes de dimensionnement des conduites de liquides.13
5.4 Critères de dimensionnement des conduites de gaz monophasiques.20
5.5 Critères de dimensionnement des conduites gaz/liquides biphasiques.24
5.6 Épaisseurs des parois des tuyauteries.27
5.7 Raccordements.31
5.8 Dilatation et flexibilité.32
5.9 Dispositions pour la mise en route.33
6 Sélection des appareils de robinetterie.34
6.1 Généralités .34
6.2 Types d’appareils de robinetterie .34
6.3 Résistance au feu des appareils de robinetterie.37
6.4 Dimensionnement des appareils de robinetterie .37
6.5 Caractéristiques de pression et de températures des appareils de robinetterie.38
6.6 Matériaux des appareils de robinetterie.38
7 Raccords et brides .39
7.1 Généralités .39
7.2 Raccords soudés.40
7.3 Raccords vissés .40
7.4 Piquages.40
7.5 Brides.41
7.6 Connecteurs spéciaux .43
7.7 Exigences spéciales pour la corrosion fissurante par les sulfures.43
7.8 Prévention de l'érosion .43
8 Conception des systèmes de tuyauterie particuliers .44
8.1 Généralités .44
8.2 Éléments accessoires de têtes de puits.44
8.3 Flowlines et leurs accessoires.44
8.4 Manifolds de production.48
8.5 Tuyauteries des récipients de production .48
8.6 Systèmes auxiliaires .50
8.7 Systèmes de fluide caloporteur et de glycol .51
8.8 Systèmes de décompression et d'évacuation.51
8.9 Systèmes de drains.53
© ISO 2000 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13703:2000(F)
8.10 Tuyauteries sur passerelle entre plates-formes.54
8.11 Risers (colonnes montantes) .54
8.12 Robinets de prise d'échantillon.54
9 Autres considérations.54
9.1 Généralités .54
9.2 Implantation.54
9.3 Élévations .55
9.4 Supports de tuyauterie.55
9.5 Autres considérations en matière de corrosion.55
9.6 Isolation thermique.57
9.7 Bruits.60
9.8 Tableaux concernant les tuyauteries, les vannes et les raccords .60
9.9 Inspection, entretien, réparations et modifications .60
10 Installation et contrôle de qualité.60
10.1 Généralités .60
10.2 Soudage.61
10.3 Tests de pression .62
10.4 Résultats des tests .63
Annexe A (informative) Exemples de problèmes.64
A.1 Introduction.64
A.2 Exemple de calcul des flowllnes.64
A.3 Exemple de conception de tuyauterie d’aspiration des pompes .70
Annexe B (informative) Exemples de tableaux pour tuyauteries, appareils de robinetterie et raccords .76
B.1 Exemple d’index.76
B.2 Exemple .77
Annexe C (informative) Conception de joints soudés bout-à-bout acceptable pour des parois
d'épaisseurs inégales.79
Bibliographie .81
iv © ISO 2000 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 13703:2000(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 13703 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement, structures en mer, pour les
industries du pétrole et du gaz naturel, sous-comité SC 6, Systèmes et équipements de traitement.
Les annexes A, B, et C de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d’information.
© ISO 2000 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 13703:2000(F)
Introduction
e
La présente Norme internationale est basée sur l’API RP 14E, 5 édition, octobre 1991.
vi © ISO 2000 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 13703:2000(F)
Industries du pétrole et du gaz naturel — Conception et
installation des systèmes de tuyauterie sur les plates-formes de
production en mer
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les exigences minimales et donne des lignes directrices pour la
conception et l'installation de nouveaux systèmes de tuyauterie sur les plates-formes de production situées en mer,
pour les industries du pétrole et du gaz naturel. Elle couvre les systèmes de tuyauterie supportant une pression
maximale de 69 000 kPa, dans les limites d'une échelle de températures pour des matériaux répondant aux
exigences de l'ASME B31.3.
NOTE Pour les applications avec des pressions ou températures différentes, la présente Norme internationale peut être
utilisée tout en accordant une attention particulière aux propriétés des matériaux.
L’annexe A donne quelques exemples pratiques pour résoudre des problèmes de conception de tuyauterie.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l’ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 13623, Industries du pétrole et du gaz naturel ― Systèmes de transport par conduites
1)
API RP 520-2 , Recommended practice for design and installation of pressure-relieving systems in refineries —
Part 2
2)
ASME , Boiler and pressure vessel code: Section VIII: Pressure vessels, Division 1
ASME B 31.3, Process piping
3)
NACE MR0175 , Sulfide stress cracking resistant metallic materials for oil field equipment
NACE TM0177, Laboratory testing of metals for resistance to specific forms of environmental cracking in H S
2
environments
NACE TM0284, Evaluation of pipeline and pressure vessel steels for resistance to hydrogen-induced cracking
1) American Petroleum Institute, 1220 L Street, N.W., Washington, DC 20005-4070, U.S.A.
2) American Society of Mechanical Engineers, 345 East 47th Street, New York, N.Y. 10017, U.S.A.
3) National Association of Corrosion Engineers, P.O. Box 218340, Houston, Texas 77218-8340, U.S.A.
© ISO 2000 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 13703:2000(F)
3 Termes, définitions, symboles et abréviations
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes, définitions, symboles et abréviations suivants
s'appliquent.
3.1 Termes et définitions
3.1.1
corrosion fissurante par les chlorures
corrosion induite par un effluent contenant de l'eau et des chlorures dans des conditions de concentration et de
température suffisamment élevées pour entraîner la fissuration des matériaux sensibles
NOTE D'autres constituants tels que l'oxygène (O ) peuvent contribuer à une telle fissuration.
2
3.1.2
duse
choke
dispositif conçu spécialement pour limiter le débit des fluides
3.1.3
corrosion-érosion
phénomène durant lequel le film protecteur est détruit par l'action de l'effluent, mettant à nu le métal et l'exposant à
la corrosion
NOTE Une corrosion considérable de type perte de masse du métal peut alors survenir.
3.1.4
gaz corrosif
gaz qui, une fois dissout dans l'eau ou dans d'autres liquides, attaque le métal
NOTE Il s'agit le plus souvent d'hydrogène sulfuré (H S), de gaz carbonique (CO ) et/ou d'oxygène (O ).
2 2 2
3.1.5
hydrocarbures corrosifs
effluents contenant de l'eau ou de la saumure et du gaz carbonique (CO ), de l'hydrogène sulfuré (H S), de
2 2
l'oxygène (O ) ou d'autres agents corrosifs, dans des conditions entraînant une perte de masse du métal
2
3.1.6
soufflet de dilatation
dispositif de tuyauterie constitué d’ondes conçu pour absorber la dilatation et la contraction
3.1.7
lyre de dilatation
configuration de la tuyauterie conçue pour absorber la dilation et la contraction
3.1.8
flowline
tuyauterie reliant la tête de puits production au collecteur production ou au premier récipient de production
3.1.9
régime d’écoulement
condition d’écoulement d'un effluent multiphasique
EXEMPLES Bouchon, écoulement en brouillard ou écoulement stratifié.
3.1.10
fluide
gaz, vapeur, liquide ou la combinaison des trois
2 © ISO 2000 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 13703:2000(F)
3.1.11
collecteur
partie du manifold qui dirige le fluide vers un système de production spécifique
Voir Figures 5 et 6.
3.1.12
mouillabilité de l’hydrocarbure
aptitude d’un effluent à former un film protecteur sur les surfaces en métal
3.1.13
manifold
assemblage de tuyauteries, d’appareils de robinetterie et de raccords qui reçoit le fluide provenant d'une ou
plusieurs sources et le dirige vers divers systèmes de production
3.1.14
manchon
élément de tube fileté ou soudé par emboîtement, utilisé comme accessoire, d'une longueur inférieure à 300 mm
3.1.15
diamètre nominal du tube
diamètre nominal
NPS
DN
désignation de la dimension en inch, commune à tous les composants d'un système de tuyauterie, autres que les
composants désignés par leur diamètre externe
NOTE Le diamètre nominal du tube est désigné par les lettres NPS (lorsque l’unité est l’inch) ou DN (lorsque l’unité est le
millimètre), suivies d’un nombre; ce nombre sert de référence et n'a habituellement qu'un rapport approché avec les dimensions
de fabrication.
3.1.16
hydrocarbures non corrosifs
effluents ne causant pas de perte de masse significative du métal, d'attaque localisée ou de fissuration due à la
corrosion sous tension
3.1.17
conditions normales
pression absolue à 101,325 kPa et température de 0 °C
3.1.18
tuyauterie de la plate-forme
toute tuyauterie d'une plate-forme conçue pour contenir ou transporter un fluide
3.1.19
classe de pression
classe
nombre indiquant la pression maximale de service du système
NOTE Ce nombre peut indiquer directement la pression de service (par exemple ISO 10423 [1] qui indique une pression
de service de 13,8 MPa et l’API classe de pression 2 000 psi) ou une corrélation moins directe (par exemple ASME classe 300).
3.1.20
capteur de pression
dispositif destiné à détecter une pression prédéterminée
3.1.21
équipement de production
équipement assurant, avec sa tuyauterie associée, une fonction unique
EXEMPLES Récipient sous pression, réchauffeur, pompe, etc.
© ISO 2000 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 13703:2000(F)
3.1.22
colonne montante
riser
section verticale d’un pipeline (comprenant le coude de fond) à l’arrivée ou au départ d’une plate-forme
3.1.23
robinet d’arrêt
robinet automatique utilisé pour isoler un équipement de production ou un système de production
3.1.24
corrosion fissurante par les sulfures
corrosion induite par un effluent contenant de l'eau ou de la saumure et de l'hydrogène sulfuré (H S) dans des
2
concentrations assez élevées pour provoquer la fissuration, à la suite de la corrosion sous tension, des matériaux
sensibles
3.1.25
pression en tête de puits
pression statique maximale en surface, pouvant exister dans un puits
3.2 Symboles et abréviations
3.2.1 Symboles
A section d'écoulement minimale requise d'une tuyauterie par unité de débit volumique, exprimée en
2 3
millimètres carrés par mètre cube par heure (mm /m /h)
B coefficient moyen de dilatation thermique à des températures de fonctionnement normales, exprimé en
millimètres par kelvin (mm/K)
C constante empirique, sans dimension
C somme des surépaisseurs de corrosion, de fabrication ou de prise en compte du filetage, exprimée en
e
millimètres (mm)
C coefficient de débit de vanne, sans dimension
v
NOTE 1 Cette valeur est égale à un débit d’eau à 60 °F mesuré en US gallons/minute, requis pour créer une perte de
charge de 1 psi (les unités américaines ne sont utilisées dans cet exemple que pour être en ligne avec d’autres données
publiées).
D diamètre intérieur de la tuyauterie, exprimé en mètres (m)
i
D diamètre extérieur de la tuyauterie, exprimé en millimètres (mm)
o
d diamètre intérieur de la tuyauterie, exprimé en millimètres (mm)
i
d densité relative du gaz (air = 1), sans dimension
g
d densité relative du liquide (eau = 1), sans dimension
L
E coefficient de joint de soudure longitudinal, sans dimension
2
E module d'élasticité du matériau de la tuyauterie à froid, exprimé en newtons par millimètre carré (N/mm )
m
f coefficient de friction Moody, sans dimension
2
g accélération de la pesanteur, exprimée en mètres par seconde au carré (m/s )
4 © ISO 2000 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 13703:2000(F)
h pression due à l'accélération, exprimée en mètres (m) de liquide
a
h perte de charge due au frottement, exprimée en mètres (m) de liquide
f
h hauteur de refoulement absolue, exprimée en mètres (m) de liquide
p
h pression statique, exprimée en mètres (m) de liquide
st
h pression dynamique, exprimée en mètres (m) de liquide
vh
h tension de vapeur absolue, exprimée en mètres (m) de liquide
vpa
h perte de charge, exprimée en kilopascals (kPa)
W
� facteur de compressibilité, sans dimension
L longueur de tuyauterie développée, exprimée en mètres (m)
L longueur de tuyauterie, exprimée en kilomètres (km)
m
m tolérance sur l’épaisseur de fabrication, exprimée en pourcentage (%)
NPSH hauteur énergétique nette absolue disponible à l’aspiration, exprimée en mètres (m) de liquide
a
p pression de fonctionnement, exprimée en kilopascals [kPa (abs)]
NOTE 2 Également désignée dans le texte comme «pression d'écoulement».
p pression de calcul interne, exprimée en kilopascals [kPa (ga)]
i
3
q débit de gaz, exprimé en mètres cube par heure (m /h), aux conditions normales
g
3
q débit liquide, exprimé en mètres cube par heure (m /h)
L
q débit massique total liquide plus gaz, exprimé en kilogrammes par heure (kg/h)
m
R rapport du volume gaz/liquide, sans dimension
Re nombre de Reynolds, sans dimension
R vitesse de rotation de la pompe, exprimée en tours par minute (tr/min)
p
2
S contrainte admissible, exprimée en newton par millimètre carré (N/mm )
T température de fonctionnement, exprimée en kelvins (K)
NOTE 3 Egalement désignée dans le texte comme «température d'écoulement».
t épaisseur calculée à la pression, exprimée en millimètres (mm)
t épaisseur nominale minimale, exprimée en millimètres (mm)
nom
U distance entre ancrage (distance droite entre les ancrages), exprimée en mètres (m)
v vitesse d'érosion des fluides, exprimée en mètre par seconde (m/s)
e
© ISO 2000 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 13703:2000(F)
v vitesse moyenne du gaz, exprimée en mètre par seconde (m/s)
g
NOTE 4 Également désignée dans le texte comme «vitesse du gaz».
v vitesse moyenne du liquide, exprimée en mètre par seconde (m/s)
L
y déplacement total dû à la dilatation, exprimé en millimètres (mm)
Y coefficient de température, sans dimension
Z coefficient de compressibilité du gaz, sans dimension
∆L dilatation absorbée par la tuyauterie, exprimée en millimètres (mm)
∆p perte de charge, exprimée en kilopascals (kPa)
ρ masse volumique du gaz à la pression et à la température de fonctionnement, exprimée en kilogrammes
g
3
par mètre cube (kg/m )
ρ masse volumique du liquide à la température de fonctionnement, exprimée en kilogrammes par mètre
L
3
cube (kg/m )
ρ masse volumique du mélange gaz/liquide à la pression et à la température de fonctionnement, exprimée
m
3
en kilogrammes par mètre cube (kg/m )
∆T variation de température, exprimée en kelvins (K)
µ viscosité dynamique du gaz à la pression et à la température d'écoulement, exprimée en pascals
g
seconde (Pa·s)
µ viscosité dynamique du liquide, exprimée en pascals seconde (Pa·s)
L
3.2.2 Abréviations
ERW Soudage électrique
PWHT Traitement thermique après soudage
RF Face surélevée
RTJ Joint annulaire
SAW Soudage à l'arc sous flux
SMYS Limite d’élasticité minimale spécifiée
4 Considérations d’ordre général
4.1 Matériaux
Les matériaux en acier au carbone conviennent à de nombreux systèmes de tuyauterie des plates-formes de
production, bien que les aciers inoxydables ou d’autres matériaux soient également d’un usage répandu. Il
convient de prendre en considération les facteurs suivants lors de la sélection des matériaux:
a) type d'utilisation;
b) compatibilité avec d’autres matériaux;
6 © ISO 2000 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 13703:2000(F)
c) propriétés mécaniques, ductibilité, élasticité et dureté;
d) nécessité de procédures de soudage spéciales, ou d'autres méthodes d'assemblage;
e) nécessité d'inspections, d'essais ou de procédures de contrôle de la qualité spécifiques;
f) mauvaise application éventuelle sur le terrain;
g) corrosion et érosion causée par les fluides internes et/ou par l'environnement marin;
h) nécessité de performance en cas d'incendie.
4.2 Code pour les conduites forcées
4.2.1 La conception et l'installation de la tuyauterie d'une plate-forme doivent être conformes à l’ASME B31.3,
telles que modifiées dans la présente Norme internationale. Il convient que les risers, pour lesquels l’ASME B31.3
ne s'appliqu
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.