"ПНСТ 745-2025. Предварительный национальный стандарт Российской Федерации. Нефтяная и газовая промышленность. Системы подводной добычи. Старение в гибких трубах"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 28.02.2025 N 3-пнст)

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Газпром 335" (ООО "Газпром 335")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 023 "Нефтяная и газовая промышленность"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 февраля 2025 г. N 3-пнст

Создание и развитие отечественных технологий и техники для освоения шельфовых нефтегазовых месторождений должно быть обеспечено современными стандартами, устанавливающими положения для проектирования, строительства и эксплуатации систем подводной добычи. Для решения данной задачи Министерством промышленности и торговли Российской Федерации и Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии реализуется "Программа по обеспечению нормативной документацией создания отечественной системы подводной добычи для освоения морских нефтегазовых месторождений". В объеме работ программы предусмотрена разработка национальных стандартов и предварительных национальных стандартов, областью применения которых являются системы подводной добычи углеводородов.

Целью разработки настоящего стандарта является установление общих принципов проведения лабораторных испытаний на старение для прогнозирования изменения свойств гибких труб на протяжении срока эксплуатации.

1.1 Настоящий стандарт устанавливает общие принципы проведения лабораторных испытаний на старение внутренней полиамидной оболочки гибких труб для прогнозирования их срока службы.

1.2 Настоящий стандарт распространяется на гибкие трубы морских трубопроводов систем подводной добычи углеводородов.

1.3 Настоящий стандарт не применяется для оценки старения и прогнозирования срока службы гибких труб, учитывающих механические воздействия и нагрузки.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 9.710 Единая система защиты от коррозии и старения. Старение полимерных материалов. Термины и определения

ГОСТ 11034-2018 Полиамиды. Метод определения числа вязкости разбавленных растворов

ГОСТ 18249 Пластмассы. Метод определения вязкости разбавленных растворов полимеров

ГОСТ 32794 Композиты полимерные. Термины и определения

ГОСТ Р 57268.1 (ИСО 16014-1:2012) Композиты полимерные. Определение средней молекулярной массы и молекулярно-массового распределения полимеров методом эксклюзионной хроматографии. Часть 1. Основы метода

ГОСТ Р 57268.5 (ИСО 16014-5:2012) Композиты полимерные. Определение средней молекулярной массы и молекулярно-массового распределения полимеров методом эксклюзионной хроматографии. Часть 5. Метод детектирования по рассеянию света

ГОСТ Р 59304 Нефтяная и газовая промышленность. Системы подводной добычи. Термины и определения

ГОСТ Р 59309-2021 (ИСО 13628-2:2006) Нефтяная и газовая промышленность. Проектирование и эксплуатация систем подводной добычи. Часть 2. Гибкие трубные системы многослойной структуры без связующих слоев для подводного и морского применения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 9.710, ГОСТ 32794, ГОСТ Р 59304, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 внутренняя оболочка гибкой трубы (inner lining of flexible pipe): Внутренний полимерный слой гибкой трубы, рассчитанный на контакт с транспортируемыми средами, нагруженный внутренним избыточным давлением.

3.2

3.3

3.4 старение (aging): Совокупность химических и физических процессов за определенный период времени, происходящих в полимерном материале и приводящих к необратимым изменениям его свойств.

В настоящем стандарте использованы следующие сокращения и обозначения:

ИО - испытательный образец;

ИС - испытательная среда;

ПМИ - программа и методика испытаний;

СПД - система подводной добычи;

pH - водородный показатель;

ppmV - объемная доля компонента, млн^-1 (1·10^-6).

5.1 Старение полиамида в гибких трубах определяется условиями эксплуатации и совокупностью факторов, действующих на гибкий трубопровод.

5.2 Старение полиамида при эксплуатации гибкой трубы происходит вследствие процессов деструкции макромолекулярных цепей, которые приводят к изменению физико-механических свойств полиамида.

5.3 Прогнозирование срока службы гибких труб производится на основе ускоренных лабораторных испытаний, учитывающих условия эксплуатации СПД и особенности конкретного типа полимерного материала.

5.4 Полиамид, используемый в качестве материала внутренней оболочки гибких труб, должен соответствовать ГОСТ Р 59309-2021 (пункт 7.1.2).

5.5 Методы ускоренных испытаний применяют для определения скорости старения гибких труб, предназначенных для транспортирования сред, содержащих один или несколько агрессивных компонентов.

6.1.1 Ускоренные испытания проводят при нескольких значениях температуры и относительной влажности, увеличенных по сравнению с проектными значениями условий эксплуатации (температура, давление, расход и состав транспортируемой среды), а также при различных увеличенных концентрациях агрессивной среды относительно характеристик транспортируемой среды или технических условий на полиамид.

6.1.2 Ускоренные испытания на тепловое старение проводят циклическим методом, подвергая образцы попеременному воздействию температуры и влажности.

6.1.3 Ускоренные испытания полиамида на старение проводит изготовитель гибкой трубы по утвержденной им ПМИ, согласованной компанией-оператором.

6.1.4 При проведении лабораторных испытаний полиамида на старение могут быть учтены дополнительные условия, приведенные в приложении А, см. также [1].

6.2.1 Порядок подготовки ИО для испытаний приводят в ПМИ. Рекомендуется подвергать испытаниям не менее трех образцов.

6.2.2 ИО должны быть вырезаны из полиамидной внутренней стенки новой гибкой трубы. Рекомендуемые размеры ИО 60 x 60 x 1 мм.

6.2.3 При наличии технической возможности испытанию на старение преимущественно подвергают ту сторону ИО, которая находится в контакте с транспортируемой по гибкому трубопроводу средой.

6.3.1 ИС должна обладать химическими свойствами транспортируемых продуктов и содержать агрессивные компоненты в повышенной концентрации, (см. также [1]).

6.3.2 Состав ИС целесообразно согласовывать с компанией-оператором.

6.3.3 При подготовке ИС учитывают возможные воздействия воды, углеводородов, кислой среды, метанола и гликолей.

6.3.4 При проведении испытаний в ИС на водной основе учитывают реакцию гидролиза полиамида.

6.3.5 Расчет уровня pH ИС должен выполняться с учетом pH при температуре и давлении транспортируемого продукта в гибком трубопроводе.

6.4.1 Порядок проведения ускоренных испытаний приводят в ПМИ.

6.4.2 Перед началом испытаний проводят подготовку испытательного оборудования, ИО и ИС.

6.4.3 Образцы размещают в испытательной камере, и выводят ее на испытательный режим. Время начала испытательного цикла считают с момента достижения в камере требуемых параметров воздействующих факторов.

6.4.4 С установленной в ПМИ периодичностью проводят замеры параметров испытательного режима на соответствие заданным значениям.

6.4.5 Испытания проводят с повторяющимися циклами. Каждый цикл состоит из попеременного или совместного воздействия основных факторов.

6.5.1 Методы определения скорости старения и прогнозирования срока службы гибкой трубы приводят в ПМИ для конкретного типа полиамида.

6.5.2 Химическое старение полиамида может быть определено:

- отслеживанием молекулярной массы полиамида методом эксклюзионной хроматографии по размеру или гельпроникающей хроматографии по ГОСТ Р 57268.1 и ГОСТ Р 57268.5;

- определением вязкости разбавленных растворов полиамидов по ГОСТ 11034 (методики 2 или 3) и приложению Б.

6.5.3 Оценку старения и прогнозирования срока службы в условиях эксплуатации гибкой трубы выполняют математическими методами экстраполяции результатов, полученных при ускоренных испытаниях.

А.1 В газе, который используется в ИС, рекомендуемое содержание кислорода менее 10 ppmV (см. [1]).

А.2 При лабораторных испытаниях обеспечивают регулярное обновление ИС.

А.3 Различные среды с одинаковым уровнем pH отличаются по характеру влияния на процесс старения, поэтому:

- оценку влияния CO₂ реализуют в лабораторных условиях только через CO₂;

- не допускается применение органических кислот и буферного раствора, которые, как правило, используются в лабораторных испытаниях для обеспечения постоянного уровня pH.

А.4 Результаты ускоренных испытаний в ИС, содержащей метанол при температурах выше 90 °C, не экстраполируют для условий эксплуатации при более низких температурах.

А.5 При проведении испытаний на старение в ИС, содержащей этиленгликоли, температура ИС не должна превышать 120 °C.

Б.1 При выполнении процедур определение вязкости разбавленных растворов учитывают тип полиамида.

Б.2 Обеспечивают следующие условия хранения и транспортирования образцов материала для проведения исследования (см. [1]):

- хранить, транспортировать образцы необходимо в сухом темном месте при температуре менее 20 °C;

- образцы для измерения вязкости должны храниться в герметичных пластиковых пакетах;

- образцы для измерения экстрагируемых веществ (добавок) оборачивают в алюминиевую фольгу и хранят в герметичных пластиковых пакетах.

Б.3 В качестве растворителя может применяться 3-метилфенол.

Б.4 Подготовка проб

Б.4.1 Для определения начального молекулярного веса необходимо исключить гидролиз образца, для этого рекомендуется погрузить образец в обескислороженную воду (pH = 7) на 24 часа при температуре 80 °C (см. [1]).

Б.4.2 Дегидратация/сушка образцов проводится в соответствии с ГОСТ 11034-2018 (пункт 7.1), если иное не указано производителем оболочки. В результате дегидратации в материале должно быть менее 0,1% воды.

Б.4.3 До проведения измерения вязкости проводят процедуру определения количества экстрагируемых веществ (добавок).

Б.4.4 Измеряют и документируют общую потерю веса материала.

Б.4.5 Измерение проводят на образцах, прошедших дегидратацию. Применяют образцы идентичные пробам, растворенным в растворе.

Б.4.6 Для состаренного материала определение вязкости рекомендуется выполнять как минимум на трех пробах.

Б.4.7 После дегидратации пробы охлаждают в вакуумном сушильном шкафу.

Б.4.8 После извлечения пробы из сушильного шкафа необходимо дозировать массу полимера для последующего растворения. Если отбор конкретной необходимой массы полимера занял более двух минут, то данную пробу отбраковывают.

Б.5 Определение вязкости проводят в течение 24 часов после растворения полимера.

Б.6 По результатам испытания проводят вычисление характеристической вязкости в соответствии с ГОСТ 18249.