Thiết kế tuyến ống bài thuyết trình

Trang 112/27/14
1
Trường Đại học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa & Công nghệ thực phẩm
Trang 2
LOGO
Đề tài
THIẾT KẾ TUYẾN ỐNG
GVHD: ThS. Lê Trung Dũng
Trường Đại học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa & Công nghệ thực phẩm
12/27/14
Nhóm 8: Nguyễn Hoàng Đức
Trần Thị Thùy Chung
Trần Đức Biên
Trần Lập Thạnh
Nguyễn Văn Huân
Đặng Thanh Sang
Lê Minh Hùng
Trang 3
12/27/14
Thiết kế
tuyến ống
Thiết kế
tuyến ống
Các quy
phạm và tiêu
chuẩn
Các quy
phạm và tiêu
chuẩn

Các giai đoạn
thiết kế
Các giai đoạn
thiết kế
Thiết kế
tổng thể
Thiết kế
tổng thể
Thiết kế
ý tưởng
Thiết kế
ý tưởng
Thiết kế
chi tiết
Thiết kế
chi tiết
Lựa chọn
Lựa chọn
Khảo sát tuyến ống
Khảo sát tuyến ống
Lựa chọn kích thước
Lựa chọn kích thước
Lựa chọn vật liệu
Lựa chọn vật liệu
Phân tích thiết kế lắp đặt
Phân tích thiết kế lắp đặt
Ăn mòn
Ăn mòn
Ứng suất
Ứng suất

Chuẩn hóa
Chuẩn hóa
Mua vật liệu
Mua vật liệu
Bảo vệ
và kiểm tra
Bảo vệ
và kiểm tra
Thử thủy tĩnh
Thử thủy tĩnh
Phóng thoi
Phóng thoi
Lựa chọn bề dày
Lựa chọn bề dày
Trang 4
I - Các quy phạm và tiêu chuẩn
ASME B.31.4
Hệ thống vận chuyển chất lỏng: các hydrocarbon, khí hóa lỏng, amoniac khan
và rượu
ASME B.31.8
Hệ thống đường ống vận chuyển và phân
phối khí
Quy tắc DNV ‘81’
Các quy tắc đối với hệ thống ống ngầm
dưới biển
12/27/14
4
Tuân thủ theo các tiêu chuẩn thiết kế cơ bản sau:
Trang 5
Thiết kế tổng thể

Thiết kế tổng thể
Thiết kế ý tưởng
Thiết kế ý tưởng
Thiết kế chi tiết
Thiết kế chi tiết
II - Các giai đoạn thiết kế
12/27/14
5

Xác định về mặt sản
phẩm, lưu lượng và các
chế độ áp suất/nhiệt độ

Lập hồ sơ về kích thước
sơ bộ, các thông số thiết
kế.

Đưa nhiều phương án
lựa chọn

So sánh và đánh giá
từng phương án

Lựa chọn phương án
tối ưu nhất.

Lưạ chọn tuyến ống

Phân tích thiết kế lắp
đặt


Xây dựng hệ thống bảo
vệ.
Trang 6
12/27/14
6
12/27/14
Phân tích thiết kế
lắp đặt
Bảo vệ
Lựa chọn
•
Phân tích yếu tố ăn mòn
•
Phân tích ứng suất
•
Phân tích mức độ chuẩn hóa
•
Mua vật liệu
•
Thử thủy tĩnh
•
Phóng thoi
•
Khảo sát tuyến ống
•
Lựa chọn kích thước
•
Lựa chọn bề dày
•

Lựa chọn vật liệu
Thiết kế chi tiết
II - Các giai đoạn thiết kế
Trang 7
Khảo sát tuyến
ống
Khảo sát tuyến
ống
Đường kính
Đường kính
Bề dày
Bề dày
Vật liệu
Vật liệu
12/27/14
7
II.1 - Lựa chọn
Trang 8
II.1.1 - Khảo sát tuyến ống

Tuyến ống ngoài khơi:

Tuyến ống sơ bộ

Định vị

Tiếp bờ

Các tuyến ống và kết cấu hiện hữu


Vị trí tiếp giàn và ống đứng

Khảo sát địa hình và thủy văn

Dữ liệu thổ nhưỡng
12/27/14
8
Trang 9

Tuyến ống trên bờ
Tránh các chướng ngại vật
Cân nhắc các tình huống rủi ro từ các vùng dân cư
Định hình tuyến ống

Các vấn đề thường đề cập đến khi tiến hành khảo sát tuyến ống trên bờ:
II.1.1 - Khảo sát tuyến ống
Trang 10
Chướng ngại vật Tình huống rủi ro từ vùng dân cư
- Tòa nhà
- Vùng đất cứng
-
Vùng rừng rậm và cây lấy gỗ
- Các tuyến ống khác
-
Vùng lầy hay đầm lầy
- Đường cái
- Sông ngòi
- Vùng bờ biển
Sự phát triển trong tương lai:
-

Đường xá
-
Nhà cao tầng
-
Các công trình dây điện, cáp ngầm…
II.1.1 - Khảo sát tuyến ống
Trang 11

Cần cân nhắc tới độ giảm áp, thứ hai là sự cân bằng chi phí giữa bơm mới/máy nén mới
và các tuyến ống mới

Các yếu tố quan trọng khác:
+ Lưu lượng
+ Đặc tính của chất lưu
+ Giới hạn vận tốc
+ Áp suất làm việc và áp suất tại van và đầu nối
+ Các tiêu chuẩn kích cỡ
II.1.2 - Lựa chọn đường
kính ống
Trang 12
Thép carbon
Thép carbon
Chất dẻo cốt thủy tinh
Chất dẻo cốt thủy tinh
Hợp kim chống ăn mòn
Hợp kim chống ăn mòn
Chất dẻo
Chất dẻo
Ống mềm
Ống mềm

II.1.3 - Lựa chọn vật liệu
12/27/14
12
1
2
3
4
5
Trang 13
-
Ống chọn theo tiêu chuẩn API Spec.5L (B,
X42, X52, X60, X65, X70)
-
Cấp vật liệu xác định bởi cường độ chảy
nhỏ nhất (SMYS). VD: X-42 = 42,000 psi.
-
Tuyến ống ngoài khơi: X42 và X52
-
Tuyến ống trên bờ: B
1. Thép carbon
II.1.3 - Lựa chọn vật liệu
Trang 14

1. Thép carbon
II.1.3 - Lựa chọn vật liệu
Trang 15
2. Chất dẻo cốt thủy tinh
•
Ưu điểm: vận chuyển các sản phẩm ăn mòn,
tuổi thọ cao hơn so với thép.

•
Nhược điểm: chi phí cao khi thực hiện và cả
vòng đời.
II.1.3 - Lựa chọn vật liệu
Trang 16

Sử dụng hợp kim chống ăn mòn như thép không gỉ hay thép cacbon mạ bên trong.
3. Hợp kim chống ăn mòn
II.1.3 - Lựa chọn vật liệu
Trang 17

Bao gồm: HDPE, MDPE, UHMW-HDPE, PVC.

Đối với dòng có áp lực cao, nên sử dụng ống thép
bọc PE. Vỏ nhựa PE chóng ăn mòn còn khung thép
tạo nên sức chịu lực

Ứng dụng: vận chuyển nước và khí dân dụng.
4. Ống bằng chất dẻo
II.1.3 - Lựa chọn vật liệu
Trang 18

Bao gồm nhiều loại: ống mền 1 lớp, 2 lớp
thép không gỉ, ống cao su….

Ưu điểm: được sử dụng ở các vùng nước
sâu.
5. Ống mềm

Nhược điểm: giá khá đắt nên chỉ dùng để sửa chữa tuyến ống hư hỏng, ống đứng,

họng nối ống hay các tuyến ống ngắn.
II.1.3 - Lựa chọn vật liệu
Trang 19

Lựa chọn chiều dày ống tùy vào mục đích sử dụng cho từng nhu cầu, cần quan tâm đến
hiện tượng tăng áp đột ngột.

Các yếu tố ảnh hưởng đến bề dày ống:
-
Áp suất, nhiệt độ
-
Ăn mòn
-
Phương pháp lắp đặt
-
Địa hình đáy biển
-
Độ ổn định
-
Tuổi thọ đường ống
II.1.4 - Lựa chọn bề dày
thành ống
Trang 20

Có thể tăng chiều dày thành ống để:
-
Chịu được ứng suất lắp đặt
-
Đảm bảo ổn định đáy biển
-

Đảm bảo an toàn tại các khu vực nhất định
-
Dễ hàn
-
Tăng sức chống đỡ
II.1.4 - Lựa chọn bề dày
thành ống
Trang 2112/27/14
21
II.2 - Phân tích thiết kế
lắp đặt
Mua vật liệu
Ăn mòn
Ứng suất
Chuẩn hóa
1
2
3
4
Trang 2212/27/14
22
Vòng đời tuyến ống
Vòng đời tuyến ống
Yếu tố ăn mòn
Yếu tố ăn mòn
Biện pháp chống ăn mòn
Biện pháp chống ăn mòn
Đánh giá độ bề
Đánh giá độ bề
ĂN MÒN

II.2.1 - Ăn mòn
Trang 23

Vòng đời tuyến ống:

Điển hình là 30 năm đối với tuyến ống ngoài khơi.

Khi tuyến ống đến vòng đời tới thì có thể được lưu giữ lại dùng lại mục định khác hoặc
bị loại bỏ.

Yếu tố ăn mòn:

Yếu tố bên trong tuyến ống: Các hydrocacbon và các yếu tố ăn mòn như nước, O2,
CO2,H2s,…

Yếu tố bên ngoài: T, P, ẩm độ, H2O,…
II.2.1 - Ăn mòn
Trang 24

Biện pháp ăn mòn:

Biện pháp vật lý: Sử dụng lớp bọc bảo vệ ống (chất liệu:
polyethylene(PE), EPDM,…)

Biện pháp hóa học: Sử dụng chất ức chế chống ăn mòn.
Tùy theo chế độ dòng khác nhau ta sử dụng chất ức chế
khác nhau (Chế độ chảy khuyếch tán, kín hay có bọt: chất
ức chế liên tục; dòng chảy phân lớp: Chất ức chế theo đợt)

Điện hóa( bảo vệ bằng cathode): Dùng dòng điện một

chiều tạo một hiệu điện thế định mức sao cho mức độ ăn
mòn là nhỏ nhất cho tuyết ống.
II.2.1 - Ăn mòn
Trang 25

Đánh giá độ bền
Việc đánh giá độ bền thông qua kiểm tra độ dung sai ăn mòn:

Nếu độ dày thành ống vượt qua độ dày tối thiểu thì không cần giảm tải

Ngược lại thì phải giảm tải
II.2.1 - Ăn mòn