Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này áp dụng cho phần thân và thiết bị lắp đặt trên giàn di động trên biển, bao gồm cả tự hành và không tự hành, theo định nghĩa tại TCVN12823-1:2020 Ngoài ra, các yêu cầu tương ứng trong TCVN 6259:2003 cũng được áp dụng Các tiêu chuẩn và tài liệu kỹ thuật tương đương khác có thể được chấp nhận nếu đáp ứng đủ yêu cầu.
Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn là rất quan trọng cho việc áp dụng Tiêu chuẩn này Nếu tài liệu viện dẫn có ghi năm công bố, cần áp dụng phiên bản được chỉ định Đối với tài liệu không ghi năm công bố, phiên bản mới nhất, bao gồm các sửa đổi và bổ sung, sẽ được áp dụng.
TCVN 12823-1 : 2020, Giàn di động trên biển - Phần 1: Phân cấp;
TCVN 12823-3 : 2020, Giàn di động trên biển - Phần 3: Máy và hệ thống;
TCVN 12823-4 : 2020, Giàn di động trên biển - Phần 4: An toàn và phòng chống cháy;
TCVN 12823-5 : 2020, Giàn di động trên biển - Phần 5: Vật liệu và hàn;
Bộ Tiêu chuẩn TCVN 6259 : 2003 1 , Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép.
Thuật ngữ và định nghĩa
Đối với tiêu chuẩn này, các thuật ngữ được giải thích như dưới đây trừ khi có các quy định khác
3.1 Giàn: Là một phương tiện hay kết cấu di động được thiết kế hoạt động ở trạng thái nổi hay tựa trên đáy biển
3.2 Giàn khoan: Là một giàn có khả năng hoạt động khoan phục vụ thăm dò hoặc khai thác nguồn tài nguyên dưới đáy biển
Giàn khoan tự nâng là loại giàn khoan sở hữu chân di động, cho phép nâng thân giàn lên khỏi mặt nước và hạ xuống đáy biển.
Thân giàn có đủ lực nổi để vận chuyển đến vị trí mong muốn Khi đứng tại vị trí, thân giàn
TCVN 6259:2003 đã được áp dụng để biên soạn QCVN 21:2010/BGTVT, quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép Khi tham chiếu đến TCVN 6259:2003, cần cập nhật các nội dung tương ứng trong QCVN 21:2010/BGTVT, phiên bản mới nhất bao gồm các bản bổ sung, sửa đổi và hợp nhất Quy định này đảm bảo rằng các cấu trúc được nâng lên đến độ cao xác định trên bề mặt biển và được hỗ trợ bởi đáy biển.
Các chân của giàn có thể được thiết kế để cắm trực tiếp xuống đáy biển, hoặc được gắn với phần mở rộng và đế, hoặc kết nối với đế chống lún.
Giàn khoan có cột ổn định là loại giàn khoan mà boong chính được kết nối với thân ngầm hoặc đế dưới nước thông qua các cột hoặc kết cấu cai son.
Giàn khai thác phụ thuộc vào sức nổi của cột và cai son để duy trì sự ổn định trong mọi trạng thái hoạt động Các thân ngầm hoặc chân được bố trí dưới cột nhằm cung cấp sức nổi bổ sung và đảm bảo diện tích đủ lớn để đỡ giàn trên đáy biển.
3.5 Giàn khoan bán chìm: Một giàn có cột ổn định được thiết kế cho hoạt động khoan, hoặc nổi hoặc tựa trên đáy biển
3.6 Giàn khoan tựa trên đáy biển: Một giàn có cột ổn định được thiết kế cho hoạt động khoan chỉ khi tựa trên đáy biển
Giàn khoan mặt nước là một thiết bị khoan có thân chiếm nước, được thiết kế với cấu trúc thân đơn hoặc nhiều thân, phục vụ cho hoạt động khoan trong trạng thái nổi.
3.8 Giàn khoan dạng tàu: Là giàn khoan mặt nước có máy đẩy
3.9 Giàn khoan dạng sà lan: Là giàn khoan mặt nước không có máy đẩy
3.10 Mớn nước: Mớn nước là khoảng cách đo theo phương thẳng đứng từ đường đáy giàn đến đường nước mạn khô được ấn định
Chiều sâu nước là khoảng cách thẳng đứng từ đáy biển đến mực nước danh nghĩa, bao gồm cả ảnh hưởng của thủy triều do bão và thủy triều thiên văn.
Đường cơ sở đáy giàn là một đường ngang quan trọng, đi qua bề mặt trên của tôn đáy, bao gồm tôn đáy của thân ngầm và tôn đáy của cai son.
3.13 Boong vách: Boong vách trong trường hợp là giàn mặt nước hoặc giàn tự nâng là boong cao nhất mà vách được làm kín nước hữu hiệu tới đó
Boong mạn khô, trong trường hợp giàn mặt nước hoặc giàn tự nâng, là boong liên tục cao nhất, nơi có các phương tiện đóng cố định tất cả các lỗ hở.
Trọng lượng giàn không là trọng lượng của giàn đã hoàn thiện, bao gồm tất cả máy móc, trang thiết bị, dằn cố định, chất lỏng và phụ tùng dự trữ cần thiết cho hoạt động, nhưng không bao gồm chất lỏng dự trữ, các thành phần tải trọng thay đổi, dự trữ hay thuyền viên.
3.16 Tổng tải trọng nâng: Tải trọng nâng tổng cộng của giàn tự nâng là sự kết hợp của:
- Trọng lượng giàn không, nhưng không bao gồm trọng lượng của chân và chân đế;
- Tất cả thiết bị trên giàn và thiết bị khoan và ống kèm theo;
- Vật rắn thay đổi; và
- Các tải trọng khoan kết hợp
Nhiệt độ làm việc của giàn được xác định là nhiệt độ tối thiểu của thép trong tất cả các chế độ khai thác, dựa trên nhiệt độ không khí trung bình ngày thấp nhất theo số liệu khí tượng tại vùng hoạt động đã được định trước Trong trường hợp không có dữ liệu về nhiệt độ trung bình ngày thấp nhất, cần sử dụng nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất để làm cơ sở.
- Thấp nhất: Thấp nhất của nhiệt độ trung bình ngày thấp nhất trong suốt một năm;
- Trung bình: Trung bình thống kê của các giá trị trung bình ngày trong giai đoạn quan sát (ít nhất 20 năm);
Nhiệt độ không khí trung bình trong một ngày đêm là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá điều kiện khí hậu Đối với các hoạt động có tính chất theo mùa, giá trị thấp nhất trong giai đoạn hoạt động sẽ được sử dụng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong các quyết định liên quan.
Hình 1 - Các khái niệm về nhiệt độ được sử dụng phổ biến
MDHT: Nhiệt độ cao hàng ngày trung bình
MDAT: Nhiệt độ trung bình hàng ngày trung bình
MDLT: Nhiệt độ thấp hàng ngày trung bình
3.18 Vận tốc gió: Vận tốc gió hay tốc độ gió là vận tốc gió trung bình một phút ở cao độ
Vào nước là hiện tượng nước thấm vào bên trong cấu trúc nổi của giàn qua các lỗ khoét không thể bịt kín, ảnh hưởng đến tiêu chí ổn định và an toàn trong quá trình khai thác.
Hồ sơ kỹ thuật trình thẩm định
Để thẩm định, cần trình nộp các bản vẽ và tài liệu sau: bố trí chung, bản vẽ mặt cắt ngang và dọc, bản vẽ phân chia không gian kín nước, sơ đồ thể hiện tính toàn vẹn kín nước và kín thời tiết, bảng tóm tắt phân phối trọng lượng, loại và số lượng dằn cố định, tải trọng boong, các kích thước mặt cắt, bản vẽ sơ đồ chống cháy, chi tiết đồ gỗ, sơ đồ thông gió, chi tiết xuyên qua vách và boong, sơ đồ thoát hiểm, boong trực thăng, khung sườn, tôn vỏ, kết cấu vách và boong kín nước, vị trí đỉnh chảy tràn và ống thông hơi, các cột chống và sống, thanh chéo, chân giàn, kết cấu nâng hạ, kết cấu đỡ tháp khoan, cột ổn định, thân giàn, thượng tầng, bố trí cửa kín nước, đế thiết bị, chi tiết quy trình hàn, đường hình dáng, đường cong mô-men nghiêng, bảng dung tích khoang, bố trí kiểm soát ăn mòn, phương pháp thử không phá hủy, kế hoạch kiểm tra dưới nước, mô tả điều kiện môi trường khai thác và các khu vực kết cấu tới hạn trong phân tích kết cấu.
Các tính toán cần trình nộp bao gồm: i) phân tích kết cấu và phân tích mỏi; ii) tính toán lực và mô-men từ gió, sóng, dòng chảy, neo và các tải trọng môi trường khác; iii) ảnh hưởng của băng đến ổn định và tải trọng kết cấu; iv) diện tích hứng gió của các thành phần kết cấu hở; v) ổn định nguyên vẹn và ổn định tai nạn; vi) tải trọng hoạt động từ tháp khoan, thiết bị căng ống đứng và các tải trọng đáng kể khác; vii) chứng minh khả năng truyền lực giữa chân và thân qua cơ cấu nâng hạ hoặc hệ thống tự nâng; viii) đánh giá độ ổn định của giàn chống lật khi tựa trên đáy biển.
Các tính toán trình thẩm định phải được trích dẫn phù hợp
Các kết quả từ thử nghiệm mô hình hoặc tính toán động lực học có thể được sử dụng để thẩm định, làm cơ sở thay thế hoặc chứng minh cho các tính toán cần thiết.
Các tải trọng môi trường
5.1 Các tiêu chuẩn tải trọng
Các chế độ khai thác của giàn cần được nghiên cứu và khảo sát dựa trên các tải trọng đã biết, bao gồm tải trọng do lực trọng trường, tải trọng chức năng và tải trọng môi trường như sóng, gió, dòng chảy Nếu cần thiết, chủ giàn và nhà thiết kế cũng phải xem xét ảnh hưởng của động đất, khả năng đỡ của đáy biển, nhiệt độ môi trường, hà bám và băng Tất cả các tải trọng này phải được áp dụng cho các loại giàn khoan di động Chủ giàn cần chỉ ra các điều kiện môi trường mà thiết kế giàn được thẩm định, và các điều kiện này phải được ghi lại trong sổ tay vận hành của giàn.
Vận tốc gió tối thiểu cho vùng hoạt động ngoài khơi không giới hạn trong điều kiện dịch chuyển và khoan bình thường là 36 m/s, trong khi tất cả các giàn ngoài khơi phải chịu được bão gió với vận tốc tối thiểu 51,5 m/s Để đáp ứng yêu cầu này, các giàn phải chứng minh sự phù hợp liên tục hoặc có khả năng thay đổi chế độ hoạt động Chủ giàn có trách nhiệm thực hiện các bước cần thiết để đạt tiêu chuẩn 51,5 m/s từ tiêu chuẩn 36 m/s Các giàn có hoạt động khai thác hạn chế không cần thiết kế theo tiêu chuẩn trên có thể được phân cấp hoạt động hạn chế, với vận tốc gió tối thiểu không được thấp hơn 25,7 m/s.
Khi tính toán áp suất gió, cần sử dụng công thức cụ thể và phân chia chiều cao theo phương thẳng đứng thành các giá trị gần đúng được nêu trong Bảng 2.
Ch - Hệ số chiều cao lấy theo Bảng 2;
Cs - Hệ số hình dáng lấy theo Bảng 1
Các hình dạng hoặc tổ hợp hình dạng không nằm trong các hạng mục được liệt kê dưới đây sẽ cần được xem xét một cách đặc biệt.
Bảng 1 - Hệ số hình dáng
Kết cấu và hình dạng kết cấu C s
Cơ cấu độc lập (Cần cẩu, dầm…) 1,5
Các phần tử dưới boong có dạng mặt trơn nhẵn 1,0
Các phần tử dưới boong có dạng dầm, xà… 1,3
Chiều cao h (m) là khoảng cách thẳng đứng từ bề mặt nước thiết kế đến tâm của diện tích A, định nghĩa tại 5.1.2.3
Bảng 2 - Hệ số chiều cao
Tải trọng gió, ký hiệu F, cần được tính toán theo công thức quy định cho từng diện tích theo phương thẳng đứng Đồng thời, giá trị tổng hợp của lực và vị trí đặt lực cũng phải được xác định một cách chính xác.
Diện tích hứng gió, tính bằng mét vuông, của tất cả các cơ cấu lộ thiên phải được xác định theo mặt vuông góc với hướng gió thổi tới, có thể ở tư thế thẳng góc hoặc nghiêng Để tính toán lực do gió gây ra, cần tuân thủ các yêu cầu cụ thể.
- Đối với giàn có cột ổn định, diện tích hứng gió phải được tính bao gồm cả các cột;
- Các diện tích lộ ra do nghiêng, chẳng hạn như diện tích dưới boong, phải bao gồm sử dụng các hệ số hình dạng thích hợp;
Diện tích hứng gió của một cụm kết cấu lầu có thể được tính toán tổng thể thay vì từng diện tích riêng biệt Hệ số hình dáng có thể được giả định là 1,1 để đơn giản hóa quá trình tính toán.
- Các lầu biệt lập, các hình dạng kết cấu, cần cẩu, phải được tính riêng sử dụng các hệ số hình dạng thích hợp ở Bảng 1;
Kết cấu khung giàn hở thường được áp dụng cho tháp khoan, cần và cột, cho phép chiếm 30% diện tích vuông góc với phương gió thổi từ cả hai phía trước và sau Khi xem xét chúng như một khối thay vì dạng khung giàn hở, diện tích này tương đương với 60% diện tích vuông góc với phương gió thổi từ một phía Hệ số hình dạng được xác định theo Bảng 1.
Tiêu chuẩn sóng do chủ giàn chỉ định được mô tả qua phổ năng lượng sóng, với dạng, kích thước và chu kỳ phù hợp với độ sâu của vùng nước hoạt động Sóng cần được xem xét từ mọi hướng đối với giàn, đặc biệt là những sóng có chiều cao nhỏ hơn chiều cao lớn nhất, vì chu kỳ dao động của chúng có thể ảnh hưởng đáng kể đến các thành phần kết cấu khác nhau.
5.1.3.1 Xác định các tải trọng sóng
Việc xác định tải trọng sóng trong thiết kế kết cấu cần dựa trên các tính toán hợp lý, thử nghiệm mô hình hoặc đo đạc thực tế Đối với các kết cấu có phần tử mảnh không làm thay đổi đáng kể trường sóng, có thể áp dụng công thức bán thực nghiệm như công thức Morison Tuy nhiên, khi tính toán tải trọng sóng cho các kết cấu ảnh hưởng lớn đến trường sóng, cần sử dụng phương pháp nhiễu xạ, bao gồm cả lực sóng tới (lực Froude-Krylov) và các lực do nhiễu xạ sóng cũng như sóng bức xạ gây ra.
Công thức Morison có thể áp dụng cho các kết cấu với các phần tử mảnh có đường kính nhỏ hơn 20% chiều dài sóng, đồng thời phải nhỏ so với khoảng cách giữa các thành phần chịu tải trọng sóng, như giàn tự nâng và các giàn có cột ổn định Để xác định chính xác lực sóng lớn nhất tác động lên kết cấu, cần khảo sát một dải vị trí đỉnh sóng tương ứng với mỗi tổ hợp chiều cao sóng, chu kỳ sóng và chiều sâu mực nước.
Công thức Morison mô tả lực thủy động học tác động vuông góc lên trục của các thành phần kết cấu hình trụ, được thể hiện qua tổng của các véc tơ lực.
Fw - Véc tơ thủy động học theo chiều dài giàn dọc theo thành phần kết cấu, tác động vuông góc lên trục của thành phần kết cấu;
FD - Véc tơ lực cản theo chiều dài giàn;
Véc tơ lực quán tính theo chiều dài giàn và véc tơ lực cản đối với thành phần kết cấu cứng không chuyển động được xác định bằng công thức cụ thể.
FD = (C/2)DCDun|un| (kN/m) Trong đó:
Chiều rộng hình chiếu, ký hiệu là D, của thành phần kết cấu được xác định theo hướng của vận tốc vuông góc với dòng chảy Trong trường hợp của hình trụ tròn, D biểu thị cho đường kính của hình trụ đó.
CD - Hệ số lực cản; un - Thành phần của véc tơ vận tốc, vuông góc với trục của thành phần kết cấu, m/s;
Giá trị tuyệt đối của un được đo bằng mét trên giây (m/s) Véc tơ lực quán tính theo chiều dài giàn đối với các thành phần kết cấu cứng không chuyển động được xác định thông qua công thức cụ thể.
Lựa chọn vật liệu
Cấp thép sử dụng cho thân giàn
6.2.1 Thép thường và thép có độ bền cao
TCVN 12823-5 quy định các đặc tính hóa học và cơ học, cùng với thông số xử lý nhiệt cho các loại thép chế tạo thân giàn, bao gồm cả độ bền bình thường và cao hơn.
6.2.2 Thép tôi và thép ram
Tham khảo Phụ lục A.3 khi xem xét việc lựa chọn vật liệu cho các giàn tự nâng và giàn có cột ổn định
6.2.3 Các yêu cầu bổ sung
Khi các tải trọng chính hoặc ứng suất khai thác và ứng suất dư do hàn vuông góc với chiều dày tấm tôn, cần xem xét việc sử dụng tôn tấm đặc biệt với độ dày tổng cộng được gia tăng theo hướng z.
Các vật liệu, mẫu thử và quy trình thử cơ học với đặc tính khác biệt so với mô tả trong bài viết này có thể được thẩm định dựa trên ứng dụng cụ thể của chúng.
Việc xem xét kỹ lưỡng các thông số vật liệu, nhà sản xuất thép, quy trình sản xuất, thực tiễn tại quốc gia sản xuất và mục đích sử dụng vật liệu là rất quan trọng.
Lưu ý rằng các yêu cầu về thông số cản đối với tôn tấm theo một số tiêu chuẩn công nhận rộng rãi cho phép giảm các đặc tính khi chiều dày tăng lên, và điều này cần được xem xét trong giai đoạn thiết kế.
Các thép không phải cấp của tổ chức giám sát phải được thử va đập Charpy theo 6.3.3.
Lựa chọn cấp thép
Khi phân cấp giàn tự nâng, giàn có cột ổn định và giàn khoan mặt nước, việc lựa chọn vật liệu cần xem xét nhiệt độ khai thác và các thành phần cấu trúc Các thành phần của giàn được phân loại theo ứng dụng vật liệu, với các mô tả chi tiết về cấu trúc trong các phần 7.3.1.1, 7.4.2 và 7.5.2.
Các thành phần kết cấu được phân nhóm vào các loại dưới đây phụ thuộc vào tính quan trọng của áp dụng
6.3.1.1 Kết cấu đặc biệt (mang tính quan trọng nhất)
Hư hỏng của các thành phần kết cấu đặc biệt có thể dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng cho giàn, với nguy cơ cao về mất mát nhân mạng và ô nhiễm môi trường Những thành phần này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự an toàn và ổn định của giàn.
Hư hỏng các thành phần kết cấu chính có thể dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng cho giàn, đồng thời gia tăng rủi ro về an toàn cho con người và ô nhiễm môi trường Do đó, các thành phần kết cấu chính đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định và tồn tại của giàn.
Hư hỏng của các thành phần kết cấu phụ có thể dẫn đến thiệt hại nhỏ cho giàn và rủi ro thấp về thiệt hại con người cũng như ô nhiễm môi trường Mặc dù các thành phần này có vai trò quan trọng, nhưng mức độ ảnh hưởng của chúng đối với sự tồn tại của giàn là tương đối thấp.
6.3.2 Tiêu chuẩn lựa chọn đối với thép mang cấp của tổ chức giám sát
Bảng 3 cung cấp tiêu chuẩn lựa chọn cho các thành phần kết cấu thép trong giàn khoan tự nâng và giàn khoan có cột ổn định, với độ bền bình thường và độ bền cao, có khả năng hoạt động ở nhiệt độ -30 oC Các yêu cầu về cấp thép và quy trình làm nguội được nêu trong phụ lục A3 Nhiệt độ khai thác là mức nhiệt độ tối thiểu cho thép; nếu nhiệt độ của thép trong khu vực cụ thể cao hơn nhiệt độ khai thác, có thể áp dụng nhiệt độ ấm hơn Đối với thép có nhiệt độ 0 oC (32 oF) hoặc cao hơn, các yêu cầu vật liệu tương ứng cũng được áp dụng Hơn nữa, nếu vật liệu được xem xét nằm gần hoặc dưới đường nước thấp nhất, việc lựa chọn vật liệu có thể dựa trên yêu cầu của vật liệu ở nhiệt độ 0 oC (32 oF).
Các yêu cầu này áp dụng cho các giàn mà bị giới hạn vùng hoạt động nếu gia cường đi băng không được yêu cầu
Nếu bạn cần sử dụng thép không thuộc Bảng 3 và Bảng A.7 trong phụ lục A3, hoặc có chiều dày lớn hơn giá trị tối đa trong Bảng 3, thì cần phải xem xét kỹ lưỡng.
Bảng 3 - Yêu cầu CVN Độ bền chảy dẻo tối thiểu (2)
Năng lượng hấp thụ (Joules) CVN theo phương dọc (kgf-m, ft-lbf) ở vị trí 2 mm chiều dày dưới bề mặt mm (1, 4)
1) Đối với chiều dày trờn 40 mm thử Charpy phải được lấy ở vị trớ ẳ t
2) Đối với tôn tấm có chiều dày trên 100 mm, ngoài lưu ý 1 thử Charpy ở giữa chiều dày t phải được thực hiện để đạt được ít nhất 2/3 giá trị Joule yêu cầu được chỉ ra ở bảng trên đối với các mẫu dưới bề mặt Một cách khác thử mẫu chiều dày t có thể được thực hiện ở 10°C ở trên nhiệt độ thử CVN đã được chỉ ra để đạt cùng giá trị Charpy đã chỉ ra đối với các mẫu thử dưới bề mặt Thử mẫu Charpy giữa chiều dày t có thể không yêu cầu ở các trường hợp mà nó vừa được thiết lập bởi thử hàng hóa lần đầu và kiểm soát việc chế tạo sản xuất thỏa mãn, mà ở đó các giá trị Charpy ở giữa chiều dày là đủ và chất lượng bên trong được đảm bảo, và các tài liệu hỗ trợ cần thiết được trình thẩm định để xem xét Tuy nhiên trong những trường hợp này, nếu thấy cần thiết, một mẫu thử Charpy giữa chiều dày t ngẫu nhiên có thể được yêu cầu
3) Đối với các giá trị sức bền chảy dẻo trung gian, các giá trị CVN được dựa theo giá trị bền chảy dẻo Mpa/10 tới 50 mm và sau đó được gia số bởi cùng tỷ lệ với việc gia tăng chiều dày
4) Đối với chiều dày trên 200 mm, nhìn chung tiêu chuẩn CVN là giống nhau đối với chiều dày từ 150 mm tới 200 mm ỏp dụng ở ẳ t và ẵ t, xem lưu ý 2 Tuy nhiờn, tớnh quan trọng và chi tiết thành phần phải được đánh giá và các tiêu chuẩn thay thế có thể được chấp nhận hoặc yêu cầu
5) Thép đối với cơ cấu phụ được chế tạo theo tiêu chuẩn được công nhận, phải được thẩm tra hay thử để thỏa mãn yêu cầu, và có thể được sử dụng ở cấp A mà không cần phải thử CVN bổ sung với điều kiện là:
-Nhiệt độ khai thác là -10°C hay cao hơn;
- Chiều dày lớn nhất đối với thép tấm là 12.5 mm, và 19 mm đối với các bộ phận;
- Kết cấu không cấu thành nên tính nguyện vẹn kín nước thân vỏ hay tính nguyên vẹn kết cấu chân.
6.3.3 Tiêu chuẩn cho các thép khác
6.3.3.1 Thông tin hỗ trợ thích hợp hay dữ liệu thử phải chỉ ra rằng độ dai của thép phải tương xứng với ứng dụng thép của kết cấu giàn Nếu không có dữ liệu hỗ trợ, các cuộc thử được yêu cầu để chứng minh rằng các thép sẽ thỏa mãn các yêu cầu thử va đập Charpy (CVN) dưới đây Đối với thép có độ bền chảy nằm trong khoảng từ 235 N/mm 2 tới 420 N/mm 2 phải đáp ứng các yêu cầu của CVN như sau
Các yêu cầu CVN phải đạt được khi được thử ở các nhiệt độ sau:
- Kết cấu phụ: Nhiệt độ khai thác;
- Kết cấu chính: 10 o C dưới nhiệt độ khai thác;
- Kết cấu đặc biệt: 30 o C dưới nhiệt độ khai thác
6.3.3.3 Thép có độ bền cực cao
Thép nằm trong phạm vi độ bền chảy dẻo từ 460 đến 690 N/mm 2 phải thỏa mãn các yêu cầu CVN dưới đây ở các nhiệt độ thử dưới đây:
Bảng 4 trình bày yêu cầu về độ bền chảy dẻo tối thiểu và năng lượng hấp thụ của thép có độ bền cao Cụ thể, độ bền chảy dẻo tối thiểu được quy định là 3, 5, trong khi năng lượng hấp thụ CVN theo phương dọc (kgf-m, ft-lbf) ở vị trí 2 mm dưới bề mặt cần đạt giá trị tối thiểu là 1, 4 Joules.
1) Đối với chiều dày trờn 40 mm thử Charpy phải được lấy ở vị trớ ẳ t
2) Đối với tôn tấm có chiều dày trên 100 mm, ngoài lưu ý 1 thử Charpy ở giữa chiều dày t phải được thực hiện để đạt được ít nhất 2/3 giá trị Joule yêu cầu được chỉ ra ở bảng trên đối với các mẫu dưới bề mặt Một cách khác thử mẫu chiều dày t có thể được thực hiện ở 10°C ở trên nhiệt độ thử CVN đã được chỉ ra để đạt cùng giá trị Charpy đã chỉ ra đối với các mẫu thử dưới bề mặt Thử mẫu Charpy giữa chiều dày t có thể không yêu cầu ở các trường hợp mà nó vừa được thiết lập bởi thử hàng hóa lần đầu và kiểm soát việc chế tạo sản xuất thỏa mãn, mà ở đó các giá trị Charpy ở giữa chiều dày là đủ và chất lượng bên trong được đảm bảo, và các tài liệu hỗ trợ cần thiết được trình thẩm định để xem xét Tuy nhiên trong những trường hợp này, nếu hấy cần thiết, một mẫu thử Charpy giữa chiều dày t ngẫu nhiên có thể được yêu cầu
3) Đối với các giá trị sức bền chảy dẻo trung gian, các giá trị CVN được dựa theo giá trị bền chảy dẻo Mpa/10
4) Đối với chiều dày trên 200 mm, nhìn chung tiêu chuẩn CVN là giống nhau đối với chiều dày từ 100 mm tới
Kích thước 200 mm được áp dụng cho ẳ t và ẵ t, tuy nhiên, việc đánh giá tầm quan trọng và chi tiết của từng thành phần là rất cần thiết Các tiêu chuẩn thay thế có thể được chấp nhận hoặc yêu cầu trong quá trình này.
5) Đối với thép kết cấu có độ bền chảy dẻo tối thiểu lớn hơn 690 MPa, các chi tiết phải được trình thẩm định và xem xét đặc biệt.
Bảng 5 - Kết cấu (theo 6.3.1, 6.3.2 và 6.3.3) và nhiệt độ thử Nhiệt độ khai thác Kết cấu phụ Kết cấu chính Kết cấu đặc biệt
Khi khai thác ở nhiệt độ dưới -40°C, cần xem xét các yêu cầu thử nghiệm thay thế, tùy thuộc vào sự tư vấn từ nhà máy thép.
6.3.3.4 Các yêu cầu thay thế Đối với các yêu cầu ở 6.3.3.1 và 6.3.3.3, thép có thể áp dụng các yêu cầu sau:
- Đối với các mẫu thử ngang, 2/3 giá trị năng lượng;
- Đối với các mẫu thử dọc, độ giãn bên không được nhỏ hơn 0,5 mm Đối với các mẫu thử ngang, độ giãn bên không được nhỏ hơn 0,38 mm;
- Nhiệt độ không dễ uốn (Nil-ductility temperature), như được xác định bởi thử rơi trọng vật, phải là 5°C dưới nhiệt độ được chỉ ra ở 6.3.3.2;
- Tuân thủ theo Bảng A.7 đối với thép nguội và thép tôi mang cấp của tổ chức giám sát
6.3.3.5 Các yêu cầu bổ sung
Kết cấu thân giàn và bố trí
Phân tích kết cấu
7.1.1.1 Phân tích kết cấu chính
Kết cấu chính của giàn cần được phân tích dựa trên các điều kiện tải trọng quy định và xác định các ứng suất kết quả Để đánh giá các trường hợp tới hạn, cần xem xét tất cả các chế độ hoạt động của giàn Các tính toán cho các trường hợp tới hạn phải được thẩm định và chứng minh bằng tài liệu Đối với mỗi trường hợp tải trọng, các ứng suất phải được xác định và không được vượt quá giới hạn cho phép Cụ thể, ứng suất do tải trọng tĩnh phải được xem xét khi giàn ở trạng thái nổi hoặc tựa trên đáy biển trong nước tĩnh, và ứng suất do tải trọng tổ hợp phải tính đến khi kết hợp với các tải trọng môi trường như lực nghiêng và lực gia tốc.
7.1.1.2 Xem xét các ứng suất cục bộ
Các ứng suất cục bộ phải được kết hợp với các ứng suất chính, nếu áp dụng, để xác định mức độ ứng suất tổng
7.1.1.3 Kết hợp các thành phần ứng suất
Các kích thước cần được xác định dựa trên phương pháp theo tiêu chuẩn công nhận, kết hợp các thành phần ứng suất riêng biệt tác động lên các phần cấu trúc khác nhau của giàn.
7.1.1.4 Xem xét việc mất ổn định kết cấu
Khả năng mất ổn định của các thành phần kết cấu phải được xem xét
7.1.1.5 Xác định các ứng suất uốn a Khu vực bản cánh hiệu dụng
Mô-đun chống uốn mặt cắt của các thành phần kết cấu như sống và cơ cấu khỏe yêu cầu các khung đỡ và nẹp gia cường phải đạt tiêu chuẩn dựa trên chiều rộng hiệu dụng của tấm tôn Cụ thể, mặt cắt cần bao gồm các thành phần kết cấu với chiều rộng hiệu dụng không vượt quá một nửa tổng khoảng cách hai bên hoặc 33% nhịp không được đỡ ℓ, lấy giá trị nhỏ hơn Đối với sống và cơ cấu khỏe dọc miệng hầm, chiều rộng hiệu dụng không được vượt quá 16,5% nhịp không được đỡ ℓ Mô-đun chống uốn mặt cắt của khung sườn và các cơ cấu gia cường được giả định tạo ra bởi nẹp gia cường, với giá trị lớn nhất của khoảng cách khung sườn của tấm tôn mà cơ cấu đó gia cường Tải trọng dọc trục lệch tâm cũng cần được xem xét trong thiết kế này.
Khi xác định ảnh hưởng của độ lệch tâm tải trọng dọc trục, cần xem xét các độ võng đàn hồi phù hợp Đồng thời, các mômen uốn do tải lệch tâm gây ra cũng phải được cộng thêm vào các mômen uốn đã được tính toán cho các loại tải trọng khác.
7.1.1.6 Xác định các ứng suất cắt
Khi tính toán ứng suất cắt trong các thành phần kết cấu, chỉ diện tích cắt hiệu dụng của bản thành cần được xem xét Trong trường hợp này, chiều cao tổng cộng của thành phần kết cấu có thể được coi là chiều cao của bản thành.
7.1.1.7 Tập trung ứng suất Ảnh hưởng của các vết khía, sự gia tăng ứng suất và sự tập trung ứng suất cục bộ phải được xem xét khi xét đến các bộ phận chịu tải Nếu sự tập trung ứng suất được xem xét là lớn ở các bộ phận nhất định, thì các mức độ ứng suất có thể được chấp nhận sẽ phụ thuộc vào việc xem xét đặc biệt
7.1.1.8 Phân tích và chi tiết của các mối nối kết cấu
Việc chi tiết hóa các mối nối kết cấu, như mối nối bản lề, là rất quan trọng để đảm bảo sự chuyển tiếp đầy đủ của ứng suất và giảm thiểu sự tập trung ứng suất Cần xem xét các yếu tố như trượt các tấm bản thành qua mối nối để chuyển tải trọng nén và kéo, mở rộng hoặc chuyển tiếp mối nối để hạ thấp mức độ ứng suất, sử dụng vật liệu mối nối dày hơn hoặc thép bền cao để giảm ảnh hưởng của ứng suất cao, và các mã hoặc thành phần kết cấu chuyển tiếp có khoét lỗ cùng các chi tiết liên kết đầu mút phù hợp nhằm giảm thiểu sự tập trung ứng suất.
Các mối nối quan trọng trong kết cấu cần tránh sự truyền ứng suất kéo qua chiều dày của tôn để ngăn ngừa tách lớp Nếu không thể tránh, cần sử dụng vật liệu tấm có khả năng truyền ứng suất tốt và áp dụng quy trình kiểm tra phù hợp.
Trong thiết kế kết cấu chính của các giàn tự nâng, giàn có cột ổn định và giàn mặt nước, cần đặc biệt chú ý đến khả năng hư hỏng do mỏi dưới tác động của tải trọng chu kỳ.
Phân tích mỏi cần được điều chỉnh dựa trên các chế độ khai thác dự định và khu vực hoạt động trong thiết kế giàn Để thực hiện phân tích mỏi hiệu quả, cần sử dụng một phổ tải trọng phù hợp, tuân theo các lý thuyết đã được chấp nhận.
Tuổi thọ mỏi tính toán của kết cấu sẽ phải tối thiểu bẳng tuổi thọ thiết kế của giàn, nhưng không ít hơn 20 năm
Các phương pháp phân tích chất dẻo phải được xem xét đặc biệt
7.1.2 Các ứng suất cho phép
7.1.2.1 Các kích thước của các thành phần kết cấu hiệu dụng của khung sườn chính của giàn, được phân tích theo 6.1.1, phải được xác định trên cơ sở của các ứng suất cho phép được chỉ ra ở đây cho các giàn tự nâng và các giàn khoan có cột ổn định
7.1.2.2 Các ứng suất riêng rẽ
Các thành phần ứng suất riêng lẻ và các sự kết hợp trực tiếp của chúng không được vượt quá ứng suất cho phép F, được tính theo công thức cụ thể.
Fy - Ứng suất chảy dẻo của vật liệu, như được xác định trong TCVN 12823-5;
F.S - Hệ số an toàn Đối với các tải trọng tĩnh, như được định nghĩa tại 7.1.1.1.a
F.S.= 1,67 đối với ứng suất trục hay ứng suất uốn;
F.S.= 2,50 đối với ứng suất cắt Đối với các tải trọng kết hợp, như được định nghĩa tại 7.1.1.1.b
F.S.= 1,25 đối với ứng suất trục hay ứng suất uốn;
F.S = 1,88 đối với ứng suất cắt
7.1.2.3 Xem xét về mất ổn định kết cấu
Để đảm bảo tính ổn định của thành phần kết cấu, ứng suất nén và ứng suất cắt không được vượt quá giới hạn cho phép tương ứng của chúng.
F, được tính theo công thức sau:
Fcr là ứng suất nén tới hạn hoặc ứng suất cắt tới hạn của các thành phần kết cấu, phụ thuộc vào kích thước, hình dạng của kết cấu, điều kiện biên, dạng tải trọng và vật liệu Hệ số an toàn (F.S.) được sử dụng để đảm bảo độ tin cậy trong thiết kế kết cấu.
F.S.= 1,67 đối với các tải trọng tĩnh, như được định nghĩa tại 7.1.1.1.a;
F.S.= 1,250 đối với các tải trọng kết hợp, như được định nghĩa tại 7.1.1.1.b
7.1.2.4 Các thành phần kết cấu chịu tải trọng trục kết hợp và uốn a) Nếu các thành phần kết cấu chịu nén dọc trục kết hợp với nén do uốn, thì các ứng suất được tính toán phải tuân thủ các yêu cầu sau: fa/Fa + fb/Fb ≤ 1,0 nếu fa/Fa ≤ 0,15
Và thêm vào đó, ở các mút của kết cấu:
1,67 (fa/Fa) + (fb/Fb) ≤ 1,0 đối với các tải trọng tĩnh, như được định nghĩa tại 7.1.1.1.a
Các kết cấu thông thường
Tiêu chuẩn này áp dụng cho các giàn khoan bằng thép, tuân thủ các quy định tại TCVN 12823-5 Nếu giàn khoan được chế tạo từ thép hoặc vật liệu khác có đặc tính khác với quy định, việc sử dụng vật liệu và kích thước tương ứng sẽ được xem xét đặc biệt.
Kích thước các thành phần kết cấu chính của giàn cần phải được xác định theo Tiêu chuẩn hiện hành Đối với các thành phần kết cấu chỉ chịu tác động của tải trọng cục bộ và không được coi là thành phần hiệu quả của khung kết cấu chính, cần tuân thủ các yêu cầu trong TCVN 6259: 2003.
7.2.3 Bảo vệ kết cấu thép
7.2.3.1 Trừ khi được phê duyệt khác, tất cả các kết cấu thép phải được sơn phủ thích hợp
7.2.3.2 Các két hay các không gian gia tải khác với mục đích để chứa nước dằn phải có một lớp phủ cứng chống ăn mòn trên tất cả bề mặt bên trong Nếu do kiểu giàn mà nước dằn được giữ lại lâu trên giàn, thì có thể xem xét đến việc sử dụng chất gây ức chế ăn mòn hay các a-nốt hi sinh
7.2.3.3 Các a-nốt mà sử dụng một hệ thống kiểm soát và bảo vệ chống ăn mòn và sơn phủ phù hợp với các tiêu chuẩn công nghiệp được công nhận, chẳng hạn như là API và NACE phải được trang bị cho các kết cấu thân mà bị ướt Hiệu quả của hệ thống kiểm soát và bảo vệ chống ăn mòn là phải chịu được trong tuổi thọ thiết kế của giàn Việc sử dụng hệ thống bảo vệ catốt bằng dòng điện cảm ứng (ICCP) có thể được xem xét như là một sự thay thế cho các a-nốt Ở trong vùng mực nước thay đổi, giới hạn ăn mòn phải được thêm vào chiều dày tôn vỏ ngoài
7.2.3.4 Trong các trường hợp nếu các kích thước được dựa theo 7.1.1 và 7.1.2 và các phương pháp kiểm soát ăn mòn không được trang bị, thì các kích thước phải được gia tăng một cách phù hợp
Các quy định về sân bay trực thăng áp dụng theo các quy định của CAP 437
7.2.5 Kết cấu đỡ tháp khoan
7.2.5.1 Kết cấu đỡ phía dưới a) Kết cấu phía dưới đỡ tháp khoan, sàn khoan và thiết bị hỗ trợ phải được phân tích, như yêu cầu ở 6.1.1 Các ứng suất không được vượt quá các giá trị cho phép ở 7.1.2; b) Các tải trọng riêng lẻ
Các tải trọng riêng lẻ được xác định bởi chủ giàn hoặc nhà thiết kế bao gồm nhiều loại, như tải trọng tĩnh (trọng lượng thép, thiết bị cố định), hoạt tải (con người, thiết bị di động, vật liệu), tải trọng do băng tuyết, và tải trọng móc (hook load) trong quá trình thu hồi ống khoan Ngoài ra, cần xem xét các tổ hợp tải trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thiết kế giàn khoan.
Các tải trọng môi trường do gió, đặc biệt trong điều kiện bão khắc nghiệt, cần được kết hợp với các tải trọng riêng lẻ để đáp ứng yêu cầu khai thác cho các tình huống dự kiến Ngoài ra, tải trọng từ chuyển động của giàn cũng phải được xem xét trong tất cả các điều kiện nổi.
7.2.5.2 Bố trí đỡ kết cấu phía dưới
Các kết cấu đỡ dưới cantilever 1 và dầm trượt 2 cần được phân tích để đảm bảo khả năng di chuyển, theo yêu cầu tại mục 7.1.1 Đồng thời, ứng suất không được vượt quá giới hạn cho phép nêu tại mục 7.1.2 Tất cả tải trọng tác động lên kết cấu thân phải bao gồm các phản lực lớn nhất từ sàn cantilever hoặc dầm trượt.
1) Các kết cấu cantilever có thể di chuyển được là các kết cấu kéo dài ra ngoài kết cấu thân trong quá trình khoan
2) Các kết cấu dầm trượt có thể di chuyển là các kết cấu được đỡ hoàn toàn bởi kết cấu thân trong quá trình khoan
7.2.6 Vách kín nước và sàn kín nước
7.2.6.1 Các vách kín nước và các sàn kín nước phải phù hợp với phần này Trong tất cả các trường hợp, các bản vẽ trình thẩm định phải chỉ rõ ràng vị trí và phạm vi của các vách kín nước và các sàn kín nước Đối với các giàn mặt nước, và các giàn tự nâng, các vách kín nước và các sàn kín nước phải tuân thủ các yêu cầu áp dụng TCVN 6259-2A : 2003 chương 11 Đối với các giàn có cột ổn định, kích thước của các vách kín nước và sàn kín nước phải được chỉ ra trên các bản vẽ thích hợp và phải thỏa mãn yêu cầu của ổn định tai nạn
Chiều dày tôn cho các vách và sàn kín nước phải không nhỏ hơn giá trị tính toán từ công thức t = sk 𝑞ℎ /290 + 1,5 mm, nhưng tối thiểu phải đạt 6 mm hoặc s/200 + 2,5 mm, lấy giá trị lớn hơn Trong đó, t là chiều dày (mm), s là khoảng cách giữa các nẹp (mm), và k được xác định theo công thức k = (3,075 √𝛼- 2,077)/(α + 0,272) cho 1 ≤ α ≤ 2, hoặc k = 1,0 cho α ≥ 2 Tỷ lệ tương quan của tấm được ký hiệu là α (cạnh dài/cạnh ngắn), và q được tính bằng 235/Y (24/Y, 34,000/Y).
Giới hạn chảy vật liệu được xác định là N/mm² (kgf/mm³, psi), tương ứng với 72% độ bền kéo đứt, và giá trị này cần được lấy nhỏ hơn Khoảng cách h, tính bằng mét, được đo từ mép dưới của tôn đến boong vách tại vị trí chính giữa vách, đồng thời cần tham khảo mục 6.2.6.1 đối với các giàn có cột ổn định.
Mô-đun chống uốn SM của nẹp vách hoặc xà trên các sàn kín nước, cùng với tôn gia cường, phải đạt giá trị không nhỏ hơn giá trị tính toán từ các công thức quy định.
SM = fchsℓ 2 (cm 3 ) Trong đó:
Đối với các giàn có chiều dài từ 61 m trở lên, hệ số F được xác định là 7,8 Đối với các nẹp có đầu được liên kết, giá trị c là 0,56, trong khi với các nẹp không được liên kết, c là 0,60 Khoảng cách h, tính từ điểm giữa của ℓ đến boong vách tại vị trí chính giữa, nếu nhỏ hơn 6,1 m, sẽ được tính theo công thức 0,8h + 1,22 Ngoài ra, cần tham khảo các điều khoản 7.2.6.1 và 7.4.5 cho các giàn có cột ổn định Khoảng cách giữa các nẹp được ký hiệu là s và đo bằng mm.
Chiều dài nẹp ℓ, tính bằng mét, là nơi các mã được lắp đặt với độ dốc khoảng 450 Chiều dài này có thể được đo đến một điểm trên mã, chiếm 25% chiều dài của mã Đối với các giàn dài dưới 45 m, giá trị c có thể là 0,46 và 0,58 tương ứng, trong khi h được xác định là khoảng cách từ điểm giữa của ℓ đến đỉnh boong vách ở giữa Đối với giàn dài từ 45 m đến 61 m, giá trị c có thể được xác định thông qua phương pháp nội suy.
Bảng 7 - Chiều dày và rộng bản cánh của mã và chân mã mm
Chiều cao cạnh dài hơn
Chiều dày Chiều rộng bản cánh Mép trơn Bẻ mép
Chiều dày của mã phải được tăng cường trong các trường hợp nếu chiều cao mối hàn nhỏ hơn 2/3 chiều cao của chân mã
Giàn khoan tự nâng
7.3.1 Các yêu cầu chung đối với phân loại kết cấu và quy cách
7.3.1.1 Các thành phần kết cấu dưới đây của giàn tự nâng được phân nhóm theo các loại ứng dụng vật liệu của chúng, chẳng hạn như là kết cấu đặc biệt, chính và phụ (Hình 5) a) Kết cấu đặc biệt i) Chỗ giao cắt giữa các cột thẳng đứng với kết cấu đế; ii) Các chỗ giao cắt của kết cấu chân dạng khung giàn mà kết hợp các cấu tạo mới, bao gồm việc sử dụng các nút làm bằng thép đúc và/hoặc các kết cấu làm bằng thép đúc khác b) Kết cấu chính i) Tôn ngoài của chân hình trụ; ii) Các thành phần kết cấu chính của chân dạng khung giàn, chẳng hạn như các thanh răng và phần chân cứng, các ống thép hàn và không hàn được sử dụng như là các thanh ngang, thanh chéo mặt và các tấm đệm; iii) Các tổ hợp của tôn vách, boong, mạn, đáy trong phạm vi của thân trên, mà hình thành lên kết cấu đỡ chính dạng “hộp” hay “chữ I”; iv) Kết cấu đỡ khung giá nâng và kết cấu chân phía dưới đáy mà nhận tải trọng chuyển ban đầu từ chân; v) Các vách bên trong, vỏ và boong của tấm chống lún hay kết cấu đỡ đế chống lún mà phân bố các tải trọng chính, đều hoặc tập trung (có thể tham khảo tới nhiệt độ 0°C ở Bảng 3 và Bảng A.4 đối với các ứng dụng này); vi) Các khung cố định trong khi nâng hạ chân hay các hệ thống tự nâng khác; vii) Các kết cấu cantilever có thể di chuyển được đỡ tháp khoan; viii) Trụ cẩu và các kết cấu đỡ c) Kết cấu phụ i) Các khung bên trong của các chân hình trụ ii) Các thành phần kết cấu của chân dạng khung giàn, chẳng hạn như là các ống thép không hàn và ống thép hàn được sử dụng như là các thanh giằng bên trong iii) Các tổ hợp của tôn vách, boong, mạn, đáy trong phạm vi của thân trên, mà không hình thành lên kết cấu đỡ chính dạng “hộp” hay “chữ I”, và các thành phần kết cấu bên trong được liên kết với các tấm tôn này; iv) Các vách bên trong, vỏ và boong của tấm chống lún (bottom mat) hay kết cấu đỡ đế chống lún mà không phân bố các tải trọng chính; v) Các khung nổi hay thanh giằng khi nâng hạ chân hay các hệ thống tự nâng khác; vi) Các kết cấu phụ hay các kết cấu đế dầm có thể di chuyển được đỡ cho tháp khoan, ngoại trừ nếu kết cấu được xem là ứng dụng chính; vii) Sàn xuồng cứu sinh; viii) Kết cấu đỡ ống; ix) Kết cấu đỡ cần đuốc
Hình 5 - Sự phân chia kết cấu điển hình đối với giàn tự nâng
Quy cách kết cấu của các thành phần chính của giàn cần tuân thủ các yêu cầu tại mục 6.1 và 6.2 Ngoài ra, các kích thước cũng phải đáp ứng các tiêu chuẩn TCVN 6259-2A:2003 và TCVN 6259-8A:2003 Đối với các thành phần kết cấu khung, yêu cầu về mô-đun chống uốn mặt cắt có thể được xác định thông qua các công thức tại mục 7.4.4, với các giá trị c, h, s và ℓ được chỉ ra trong Hình 6.
7.3.2 Các chế độ nâng giàn
7.3.2.1 Trong tất cả các chế độ nâng, giàn phải có đủ tải trọng dương do trọng lực gây ra để chống hiện tượng lật giàn và có đủ khoảng tĩnh không để ngăn cho sóng không tác động lên thân giàn Mỗi chân phải được gia tải trước đủ tới phản lực lớn nhất theo phương thẳng đứng có thể đoán trước ở đế chống lún Các yêu cầu ở 7.3.2.2, 7.3.2.3 và 7.3.2.4 phải được tuân thủ đối với một giàn ở các chế độ nâng
7.3.2.2 An toàn chống lật a) Các giàn mà phải tựa trên đáy biển phải có đủ tải trọng dương do trọng lực gây ra trên các chân đỡ hay tấm chống lún để chống được mô-men lật do các tải trọng môi trường kết hợp gây ra từ bất kỳ hướng nào với việc có tính đến độ võng ngang của chân; b) An toàn chống lật phải được đánh giá sử dụng hướng và tổ hợp tải trọng của môi trường, trọng lực, tải thay đổi và tải chức năng bất lợi nhất ở cả hai điều kiện khoan bình thường và điều kiện bão khắc nghiệt; c) Giàn với các chân riêng rẽ phải có mô-men hồi phục được tính đối với trục bất lợi nhất đi qua tâm của một hay nhiều chân và phải có hệ số an toàn tối thiểu 1,1 đối với các điều kiện được xác định dưới đây; d) Các giàn có tấm chống lún phải có mô-men hồi phục được tính đối với mép ứng suất cao nhất của tấm chống lún và phải có hệ số an toàn tối thiểu là 1,3 đối với các điều kiện được xác định dưới đây: i) Điều kiện tải trọng danh nghĩa đối với tính toán an toàn chống lật - điều kiện khoan bình thường: Các giàn được giả định có các tải trọng thay đổi thiết kế nhỏ nhất và cantilever ở vị trí bất lợi nhất với tải trọng khoan thiết kế kèm theo; ii) Điều kiện tải trọng danh nghĩa đối với tính toán an toàn chống lật - điều kiện bão khắc nghiệt: Các giàn được giả định có các tải trọng thay đổi thiết kế nhỏ nhất và cantilever ở vị trí thiết kế
7.3.2.3 Khoảng tĩnh không a) Khoảng tĩnh không là hoặc 1,2 m hoặc 10% giá trị kết hợp của thủy triều bão, thủy triều; b) Thiên văn và chiều cao của đỉnh sóng lớn nhất trên mực nước trung bình thấp, lấy giá trị nhỏ hơn, giữa mép dưới của giàn ở vị trí đã được nâng và đỉnh của sóng phải được duy trì Cao trình đỉnh sóng này phải được đo ở trên mực kết hợp giữa cả thủy triều bão và thủy triều thiên văn
7.3.2.4 Gia tải trước a) Đặc tính
Các giàn không có tấm chống lún cần có khả năng chịu tải trước, đảm bảo rằng phản lực tác động lên mỗi chân giàn theo phương thẳng đứng tối thiểu phải bằng với phản lực lớn nhất do tải trọng chức năng, tải trọng trọng trường và tải trọng gây lật trong điều kiện bão khắc nghiệt Bên cạnh đó, cần chú trọng đến sức bền của chân giàn.
Tất cả các chân phải đảm bảo đủ sức bền để chịu được điều kiện gia tải theo quy định tại 7.3.2.4.a Hệ số an toàn cho các tải trọng kết hợp được nêu trong 7.1.2.2 cần được áp dụng khi xem xét khía cạnh kết cấu của điều kiện gia tải Đồng thời, cần chú ý đến các phản ứng động lực học do sóng gây ra.
Trong việc đánh giá khả năng dao động kết cấu của giàn tự nâng trong điều kiện nâng, cần chú ý đến các phản ứng động lực học do sóng và dòng chảy gây ra Cụ thể, hai điều kiện cần được thỏa mãn là: i) Chu kỳ dao động tự nhiên của giàn trong trạng thái tịnh tiến tổng thể hoặc lắc boong nằm trong khoảng 0,9 đến 1,1 lần chu kỳ sóng; ii) Hệ số khuếch đại động lực học (DAF) phải lớn hơn 1,1.
Tn có thể được xác định từ công thức sau áp dụng đối với một chân:
Khối lượng hữu hiệu liên quan đến một chân cần được xem xét kỹ lưỡng Nó bao gồm khối lượng tương ứng với tải trọng tổng cộng được nâng chia cho số chân, khối lượng của một chân phía trên vị trí kẹp hữu hiệu của nó, và một nửa khối lượng của một chân phía dưới vị trí kẹp hữu hiệu Lưu ý rằng khối lượng này không bao gồm đế chống lún nhưng phải tính khối lượng nước bị thay thế bởi chân.
Để đảm bảo tính cứng chống uốn hiệu quả cho chân, cần xem xét khả năng chống lại sự chuyển dịch ngang khi thân được nâng lên Độ cứng chống uốn của chân phụ thuộc vào việc chân được ghim chặt ít nhất 3 mét dưới đáy biển, độ cứng của thân và chân, cũng như ảnh hưởng của sự dịch chuyển khung ngang đối với chân dưới tải trọng nén lớn nhất từ khối lượng được đỡ, cùng với các tác động từ tải trọng môi trường như sóng và dòng chảy.
Hệ số khuếch đại động lực học, DAF được xác định từ công thức sau:
𝑐 Hệ số đặc trưng chống rung động (được lấy không lớn hơn 7%);
T n và T như được định nghĩa phía trên
7.3.3.1 Chân ở trạng thái nâng a) Loại chân
Chân có thể được phân loại thành hai loại chính: chân có kết cấu vỏ và chân dạng khung giàn Trong đó, chân có kết cấu vỏ có thể là vỏ được gia cường hoặc không được gia cường Ngoài ra, chân có thể là các bộ phận riêng lẻ hoặc được gắn với một tấm chống lún ở đáy Kích thước chân cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét.
Các chân cần được thiết kế để chịu được tải trọng nâng dự kiến và tải trọng môi trường trong mọi chế độ nâng Kích thước của chân phải được xác định dựa trên phương pháp phân tích đã được công nhận, và các tính toán liên quan cần phải được thẩm định một cách chính xác.
Khi tính toán ứng suất tại các chân và mô-men lật lớn nhất, cần xem xét lực cắt cơ sở lên giàn dưới điều kiện bất lợi nhất của các tải trọng thay đổi Các lực và mô-men do võng khung ngang của chân cũng như phản ứng động lực học gây ra bởi sóng cần được tính đến Hơn nữa, sự tương tác giữa chân và đất cũng là yếu tố quan trọng không thể bỏ qua trong quá trình tính toán.
Các chân không có tấm chống lún cần được chốt cố định ít nhất 3 m dưới đáy biển Khi xem xét điều kiện tải trọng và phản ứng động lực học của giàn, có thể tin vào độ cứng bổ sung từ sự tương tác giữa chân giàn và đất Tuy nhiên, nếu sử dụng độ cứng chân giàn - đất bổ sung để bù đắp cho ảnh hưởng của phản ứng động lực học, cần đảm bảo các điều kiện sóng giới hạn hoặc sóng kết hợp dòng chảy thỏa mãn tiêu chuẩn mà không có độ cứng bổ sung.
Theo quy định tại mục 7.3.3.1.c, để đánh giá độ cứng bổ sung từ sự tương tác giữa chân giàn và đất, độ cứng chống xoắn được giới hạn ở một giá trị tối đa dựa trên các công thức cụ thể Chủ giàn có thể lựa chọn các giá trị độ cứng chống xoắn từ 0 (tương ứng với điều kiện kẹp) đến giá trị tối đa, tùy thuộc vào các điều kiện được xem xét trong phân cấp giàn và được ghi trong sổ tay vận hành.
Giàn khoan có cột ổn định
7.4.1 Các xem xét đặc biệt đối với các ứng suất
Trên các giàn khoan có cột ổn định, các ứng suất cao nhất ở một số thành phần kết cấu có thể lớn hơn các giá trị tối đa được chỉ định bởi chủ giàn trong điều kiện môi trường ít khắc nghiệt hơn Nếu cần thiết, cần tính đến việc gia tăng các ứng suất này và khả năng xảy ra của chúng thông qua hai yếu tố: i) Giảm mức độ ứng suất cho phép theo quy định tại 7.1.2 đối với các tải trọng kết hợp đã định nghĩa ở 7.1.1.1.b; ii) Kiểm tra chi tiết các đặc tính mỏi để đánh giá khả năng của các ứng suất cao Đặc biệt, cần chú ý đến các chi tiết kết cấu ở các khu vực quan trọng như các thanh xiên và các mối nối.
7.4.2 Ảnh hưởng của lực neo lên kết cấu cục bộ
Các thành phần kết cấu của giàn có cột ổn định được phân nhóm theo loại vật liệu ứng dụng, bao gồm các loại đặc biệt, chính và phụ.
7.4.3.1 Kết cấu đặc biệt (quan trọng nhất) i) Kết cấu vỏ ngoài ở các chỗ giao cắt của các cột thẳng đứng, boong, và các thân dưới; ii) Các phần của tôn boong, các bản cánh nặng và các vách trong phạm vi thân trên hay sàn mà hình thành lên kết cấu đỡ chính dạng “hộp” hay “chữ I” và nhận các tải trọng tập trung chính; iii) Giao cắt của các thanh xiên; iv) Các mã ngoài, các phần của vách, các sàn và các khung mà nhận các tải trọng tập trung ở các giao cắt của các thành phần kết cấu chính; v) Các kết cấu liên tục sử dụng ở các chỗ kết nối của các cột đứng, các boong sàn trên, và các thân trên và thân dưới mà tạo ra sự liên kết và chuyển tải thích hợp
7.4.3.2 Kết cấu chính (mức độ quan trọng trung bình) i) Kết cấu vỏ ngoài của các cột thẳng đứng, các thân dưới và thân trên, các thanh xiên và thanh ngang (đối với các tôn vỏ dưới, có thể tham khảo tới giá trị nhiệt độ 0 o C của Bảng 6 và Bảng A.7); ii) Tôn boong, các bản cánh nặng và các vách trong phạm vi thân trên hay sàn mà hình thành lên kết cấu đỡ chính dạng “hộp” hay “chữ I” hay sàn khoan và không nhận các tải trọng tập trung chính; iii) Các vách, sàn hay boong, khung sườn, và các ống thép hàn hay không hàn mà cung cấp sự gia cường cục bộ hay sự liên tục kết cấu ở các chỗ giao cắt, ngoại trừ nếu kết cấu được xem là kết cấu đặc biệt; iv) Trụ cẩu và kết cấu đỡ; v) Đế chân vịt; vi) Đế con lăn dẫn hướng
7.4.3.3 Kết cấu phụ i) Kết cấu bên trong, bao gồm các sống vách và các ống ở trong các cột thẳng đứng, các boong, các thân dưới, và các thanh ngang và thanh xiên; ii) Các boong sàn phía trên hay các boong của thân trên, ngoại trừ nếu kết cấu được xem là kết cấu đặc biệt hay ứng dụng chính; iii) Các cột thẳng đứng có tỷ lệ chiều dài so với đường kính nhỏ, ngoại trừ các chỗ giao cắt; iv) Sàn xuồng cứu sinh; v) Kết cấu đỡ ống; vi) Kết cấu đỡ cần đuốc
Hình 7 - Sự phân chia kết cấu điển hình đối với giàn khoan có cột ổn định
7.4.4.1 Kết cấu phía trên là kết cấu ở trên đỉnh của các cột để tạo ra không gian cho các hoạt động khoan và khu vực sinh hoạt cho thuyền viên Kết cấu phía trên đồng thời liên kết tất cả các cột, các thanh chống gia cường, thân dưới cùng với nhau để tạo nên một sức bền tổng thể của một giàn khoan có cột ổn định Kết cấu phía trên có thể ở dạng thân sà lan hay boong đơn
7.4.4.2 Kích thước của kết cấu phía trên không được nhỏ hơn các giá trị được yêu cầu bởi các quy định sau cùng với các tải trọng được chỉ ra trên sơ đồ tải trọng boong Các giá trị tải trọng này sẽ không được nhỏ hơn các giá trị tối thiểu được chỉ ra ở 5.1.6 Ngoài ra, bất kỳ phần nào của kết cấu phía trên được xem xét là thành phần kết cấu hữu hiệu của khung kết cấu tổng thể của giàn, kích thước kết cấu phải đủ để chịu được các kết cấu cục bộ thực tế cộng với bất kỳ các tải trọng bổ sung nào được thêm vào do hoạt động của khung sườn, trong phạm vi các giới hạn ứng suất của 7.1.2
7.4.4.3 Tôn boong a) Chiều dày của tôn boong hay tôn sàn là không được nhỏ hơn giá trị được yêu cầu cho mục đích sức bền tổng thể của giàn, và tải trọng cục bộ; b) Các boong khu vực cất giữ hàng hóa
Chiều dày tôn boong trong khu vực cất giữ hàng hóa cần phải đảm bảo đủ cho công việc dự kiến, không được nhỏ hơn giá trị tính toán theo công thức t = (K √hSb + a)mm, và tối thiểu phải đạt 5,0 mm.
Khoảng cách giữa các xà boong được xác định là Sb, với a = 1,5 mm và chiều cao nội boong h tính bằng công thức h = p/n, trong đó p là tải trọng thiết kế (kN/m²) và n = 7,05 Đối với các két, chiều dày tôn boong không được phép nhỏ hơn giá trị quy định tại mục 7.2.7.4 Ngoài ra, cần tuân thủ các yêu cầu cụ thể đối với xe nâng.
Quy định này áp dụng cho việc sử dụng xe nâng, yêu cầu thực hiện các điều chỉnh cần thiết Độ dày của các boong làm bằng thép tấm được xác định theo TCVN 6259 - 2A: 2003, chương 32.
Mỗi xà và tôn tấm gia cường cần đạt giá trị mô-đun chống uốn, SM, không nhỏ hơn giá trị tính toán từ công thức quy định.
Công thức tính SM = fchsℓ² (cm³) được áp dụng với f = 7,8 và c = 0,6 cho các xà không đi qua các két, trong khi c = 1,00 cho các xà ở các két Chiều cao h (m) tương ứng với tải trọng thiết kế, và s là khoảng cách giữa các xà (m).
Chiều dài ℓ, tính bằng mét, được đo từ mép bên trong của mã đỉnh sườn đến đường gần nhất của kết cấu đỡ sống hoặc giữa các kết cấu đỡ sống, và giá trị được lấy là giá trị lớn hơn.
7.4.4.5 Sống a) Các yêu cầu về sức bền
Mỗi sống boong hay sống sàn phải có giá trị mô-đun chống uốn, SM, không nhỏ hơn giá trị đạt được từ công thức sau:
Công thức tính SM = fchbℓ 2 (cm 3 ) được xác định với f = 4,74 và c = 1,0 cho các sống không đi qua các két, trong khi c = 1,5 áp dụng cho các sống đi qua các két Chiều cao h được yêu cầu theo tiêu chuẩn 7.4.4.4, và b là chiều rộng trung bình của khu vực boong được đỡ.
Các giàn khoan mặt nước
7.5.1 Mục này áp dụng cho các giàn khoan mặt nước như được định nghĩa ở 7.4.4.4 7.5.2 Phân loại kết cấu
Cấp thép cho giàn khoan mặt nước cần tuân thủ TCVN 6259:2003, và có thể áp dụng quy định tại điều 6.3 để lựa chọn vật liệu phù hợp.
Trên giàn khoan dạng tàu, các kết cấu chính và phụ được phân loại theo TCVN 6259:2003 thành ba cấp độ: cấp III, cấp II và cấp I Các kết cấu đặc biệt (cấp III) bao gồm dải tôn mép mạn, tôn sống boong và tôn boong ở vách dọc trong phạm vi 0,4 L giữa giàn, cùng với tôn đáy tại các góc lỗ khoét hầm khoan Các kết cấu chính (cấp II) gồm tôn đáy, tôn boong chịu lực, và các thành phần kết cấu dọc liên tục, tất cả trong phạm vi 0,4 L giữa giàn Các kết cấu phụ bao gồm các dải tôn vách dọc, tôn boong tiếp xúc với không khí và tôn mạn trong phạm vi 0,4 L, cũng như các dải tôn ở bên ngoài phạm vi 0,6 L giữa giàn Việc phân loại và đánh giá các kết cấu này là rất quan trọng để đảm bảo tính an toàn và hiệu suất của giàn khoan.
Hình 8-Sự phân chia kết cấu đặc trưng đối với giàn khoan mặt nước
7.5.2.2 Giàn khoan dạng sà lan
Trên giàn khoan loại sà lan, các kết cấu được phân loại theo TCVN 6259-8A:2003, với các kết cấu đặc biệt tương đương cấp IV và V, bao gồm dải tôn hông, mép mạn, tôn sống boong và các tôn ở vị trí lỗ khoét hầm khoan Các kết cấu chính tương đương cấp III, bao gồm tôn đáy và boong chịu lực, cùng các thành phần kết cấu dọc liên tục Các kết cấu phụ tương đương cấp I và II bao gồm tôn mạn, tôn boong trong các hầm tiếp xúc với không khí, và các thành phần kết cấu không thuộc các loại trên Tham khảo TCVN 6259-8A:2003 để có phân loại thép đầy đủ.
7.5.2.3 Các kết cấu giao diện với thân kho chứa
Các kết cấu chính bao gồm: đế của mô-đun thượng tầng, trụ cẩu và kết cấu đỡ, đế thiết bị đẩy, và kết cấu đỡ cần đốt Trong khi đó, các kết cấu phụ gồm sàn buồng cứu sinh và kết cấu đỡ ống.
7.5.3.1 Kích thước thân và kết cấu đỡ cục bộ a) Kết cấu của giàn khoan mặt nước phải được xem xét trong phạm vi phân cấp bao gồm kết cấu thân, thượng tầng và lầu boong, boong trực thăng, các kết cấu cục bộ mà đỡ tháp khoan và thiết bị liên quan đến khoan khác và các kết cấu cục bộ mà đỡ các thiết bị liên quan đến an toàn được yêu cầu, chẳng hạn như là sàn xuồng cứu sinh; b Thiết kế của kết cấu phải xét đến hai trạng thái tải trọng chung: i) Trạng thái di chuyển: Là trạng thái giàn di chuyển trên biển nếu thiết bị khoan và thiết bị khác có hình dạng và được chằng buộc thích hợp để di chuyển; ii) Trạng thái ở vị trí khai thác: Nếu giàn ở vị trí khai thác nơi mà thiết bị khoan và thiết bị liên quan được định hình để phục vụ khai thác, và chịu các điều kiện môi trường Các điều kiện môi trường phải bao gồm điều kiện khoan bình thường và điều kiện bão khắc nghiệt Nếu cần thiết để thay đổi hình dạng, việc cất giữ hay kết cấu đỡ thiết bị trong công tác chuẩn bị cho các điều kiện môi trường khắc nghiệt, các quy trình yêu cầu và tính khả thi để thực hiện các công việc này phải được phản ánh một cách thích hợp trong sổ tay khai thác của giàn c) Giàn phải được thiết kế cho điều kiện hoạt động không hạn chế, trừ khi dấu hiệu phân cấp
“Không hạn chế” được yêu cầu
7.5.3.2 Sức bền thanh dầm tương đương a) Sức bền dọc phải được dựa trên TCVN 6259-2A : 2003 (ngoại trừ quy định về “lực cắt và mô-men uốn đối với các két dằn trong trạng thái dằn” và “lực cắt và mô-men uốn đối với các két dằn trong trạng thái chở hàng”) cho giàn dạng tàu có chức năng khoan hay TCVN 6259-8A: 2003 cho các giàn khoan loại sà lan Mô-men uốn thanh dầm tương đương tổng cộng M t phải được xem như là tổng đại số lớn nhất của mô-men uốn lớn nhất trên nước tĩnh (M sw ) đối với trạng thái giàn ở vị trí khai thác (trạng thái khoan hay trạng thái bão gió khắc nghiệt) hay trạng thái di chuyển kết hợp với mô-men uốn gây ra do sóng tương ứng (M w ) đối với trạng thái di chuyển và trạng thái ở vị trí khai thác Thay vì các lực cắt và các mô-men uốn thẳng đứng của thanh dầm tương đương gây ra do sóng được tính toán trực tiếp đối với trạng thái khai thác, thì có thể sử dụng phương pháp hệ số khắc nghiệt môi trường (ESF) Ngoài các yêu cầu về sức bền dọc nêu trên đối với giàn khoan mặt nước, kết cấu thân đồng thời phải được xác nhận phù hợp với các yêu cầu về ứng suất cực đại của độ bền dọc; b) Phân tích mỏi của kết cấu thân của các giàn khoan kiểu xà lan phải thỏa mãn các yêu cầu của 7.1.1.9
7.5.3.3 Các tải trọng thiết kế đối với các kết cấu cục bộ Đối với các giàn dạng tàu có chức năng khoan, các tải trọng thiết kế dưới đây đối với các kết cấu cục bộ phải được áp dụng Các tải trọng thiết kế đối với các kết cấu cục bộ ở giàn khoan kiểu sà lan phải thỏa mãn các yêu cầu áp dụng của TCVN 6259-8A : 2003
7.5.3.4 Thượng tầng, lầu và sân bay trực thăng a) Thượng tầng và lầu
Thiết kế thượng tầng và lầu cần tuân thủ TCVN 6259-2A:2003, đảm bảo bố trí kết cấu boong thượng tầng mũi phù hợp với các yêu cầu, không phụ thuộc vào tốc độ Đồng thời, sân bay trực thăng cũng phải được xem xét trong quá trình thiết kế.
Thiết kế kết cấu của sàn sân bay trực thăng phải tuân thủ các yêu cầu của CAP 437 c) Kết cấu khác
Kết cấu phụ như sàn xuồng cứu sinh, trụ cẩu và kết cấu đỡ ống cần tuân thủ yêu cầu tại mục 6.2.8.1 Đối với các kết cấu thân khác không được đề cập trong tiêu chuẩn này hoặc các tiêu chuẩn tham chiếu, cần tuân thủ theo các tiêu chuẩn được công nhận.
7.5.4 Phương pháp tải trọng động lực học a) Nếu được yêu cầu, phương pháp tải trọng động lực học có thể được áp dụng để đánh giá sự thỏa mãn của kết cấu giàn khoan mặt nước Việc áp dụng phương pháp tải trọng động lực học là tùy chọn; b) Các thành phần tải trọng động lực học được xem xét trong đánh giá kết cấu thân phải bao gồm các tải trọng áp suất thủy động học bên ngoài, các tải trọng thủy động học bên trong (các chất lỏng được chứa trên giàn, dằn, các thiết bị chính,…) và các tải trọng quán tính của kết cấu thân Độ lớn của các thành phần tải trọng và các tổ hợp của chúng phải được xác định từ các tính toán phản ứng chuyển động giàn thích hợp đối với các trạng thái tải trọng mà tương ứng với các ứng suất gây ra do động lực học lớn nhất ở giàn khoan Sự thỏa mãn của kết cấu thân đối với tất cả tổ hợp tải trọng động lực học ở trạng thái di chuyển sử dụng môi trường sóng của biển Bắc Đại Tây Dương với tuổi thọ hoạt động 20 năm phải được đánh giá sử dụng phương pháp phân tích phần tử hữu hạn được chấp nhận Không trường hợp nào kích thước kết cấu nhỏ hơn các giá trị tính được từ các yêu cầu khác trong Tiêu chuẩn này
7.5.5 Giếng khoan a) Sức bền dọc yêu cầu của giàn khoan phải được đảm bảo ở vị trí giếng khoan, và sự chuyển tiếp của các thành phần kết cấu mũi và đuôi phải được phát triển sao cho đảm bảo được tính liên tục của kết cấu dọc Thêm vào đó, tôn của giếng phải được gia cường thích hợp để ngăn ngừa hư hỏng do các vật bên ngoài có thể kẹt trong giếng khi giàn hành hải Kích thước của tôn giếng phải ít nhất tương đương với tôn vỏ mạn; b) Không gian trống quanh giếng khoan có thể không yêu cầu, với điều kiện các không gian kề giếng khoan không chứa dầu nhiên liệu hay chất lỏng nguy hiểm nào khác (ngoại trừ xả nguy hiểm) và có thể dễ dàng tiếp cận để kiểm tra (ngay lập tức sau đó được bơm ra ngoài, trong trường hợp két)
7.5.6 Các hầm a) Khu vực boong ở chỗ hầm rộng phải được bù, nếu cần thiết, để đảm bảo độ bền của giàn; b) Các hầm nhỏ trên boong mũi hở phải tuân thủ theo TCVN 6259-2A : 2003
7.5.7 Ảnh hưởng của các lực neo lên các kết cấu cục bộ
Kết cấu của các thành phần như con lăn dẫn hướng và tời trong hệ thống neo cần phải đảm bảo khả năng chịu đựng các lực tương ứng với sức bền kéo đứt của dây neo.
Thiết kế hàn
7.6.1.1 Bản vẽ và thông số
Các kích thước thực của mối hàn góc cần được thể hiện rõ ràng trên các bản vẽ chi tiết hoặc trong một kế hoạch hàn riêng biệt Những tài liệu này phải được trình thẩm định và phê duyệt cho từng trường hợp cụ thể.
7.6.1.2 Mối nối chữ T a) Kích thước của mối hàn góc
Mối nối chữ T được hình thành từ các mối hàn góc liên tục hoặc không liên tục ở cả hai bên, theo yêu cầu của Bảng 11 Kích cỡ chân, w, của các mối hàn góc được tính bằng công thức: w = tpℓ × C × s/ℓ + 2,0 (mm) Giá trị tối thiểu của w là wmin = 0.3 tpℓ hoặc 4,5 mm (4,0 mm nếu áp dụng 7.6.1.5), trong đó giá trị lớn hơn sẽ được chọn.
Chiều dài thực tế của mối hàn góc được ký hiệu là ℓ (mm), trong khi khoảng cách giữa các mối hàn góc được ký hiệu là s (mm), tính từ tâm mối hàn này đến tâm mối hàn kia Tỉ lệ s/ℓ bằng 1,0 đối với mối hàn góc liên tục Ngoài ra, tpℓ đại diện cho chiều dày của thành phần kết cấu mỏng hơn được hàn, tính bằng mm.
C - Các hệ số hàn được đưa ra ở Bảng 10
Khi chọn kích thước chân mối hàn và khoảng cách mối hàn góc, kích thước chân mối hàn cần được xác định là giá trị nhỏ hơn giữa kích thước chân mối hàn thiết kế và 0,7tpℓ + 2,00 (mm).
Trong việc xác định các kích thước mối hàn dựa trên các công thức ở trên, giá trị gần nhất của 0,5 mm hay 1/30s của 1 inch có thể được sử dụng
Chiều cao của mối hàn góc, t, là không nhỏ hơn 0,7w
Kích thước của mối hàn đối với tpℓ nhỏ hơn 6,5 mm sẽ phải được xem xét một cách đặc biệt b) Chiều dài và bố trí mối hàn góc
Theo Bảng 10, nếu mối hàn gián đoạn được cho phép, chiều dài của mỗi mối hàn góc phải đạt tối thiểu 75 mm đối với tpℓ có chiều dày 7 mm và không nhỏ hơn 65 mm đối với tpℓ nhỏ hơn Đồng thời, chiều dài không hàn phải không được dưới 32tpℓ Ngoài ra, cần lưu ý về mối hàn gián đoạn tại các điểm giao nhau.
Khi hàn các xà, nẹp, sườn, cần đảm bảo rằng các mối hàn gián đoạn được thực hiện tại vị trí giao cắt của các sống ngang và sống dọc Đồng thời, các xà, nẹp, sườn phải được liên kết chặt chẽ với các sống ngang, sống dọc và kệ/giá Ngoài ra, việc hàn các cơ cấu gia cường dọc với tôn tấm cũng cần được chú ý để đảm bảo tính ổn định và bền vững cho kết cấu.
Hàn các cơ cấu gia cường dọc với tôn tấm cần đảm bảo có hai mối hàn liên tục tại các đầu mút và vị trí cơ cấu gia cường ngang phải có chiều dài mối hàn tương đương chiều cao của cơ cấu gia cường dọc Đối với các xà dọc boong, yêu cầu có một cặp mối hàn tại cùng vị trí với các xà ngang boong Ngoài ra, các nẹp và cơ cấu khỏe với nắp hầm cũng cần được chú trọng.
Các nẹp và cơ cấu khỏe không gắn mã của nắp hầm cần được hàn liên tục với tôn tấm và tấm mặt, đảm bảo chiều dài hàn ở các đầu bằng với chiều cao đầu mút của cơ cấu.
7.6.1.3 Các liên kết đầu mút loại chữ T
Các liên kết đầu mút loại chữ T tại các mối hàn góc phải cần có mối hàn liên tục ở cả hai phía Kích cỡ chân mối hàn phải tuân thủ Bảng 10 đối với các liên kết đầu mút không sử dụng mã, nhưng có thể điều chỉnh trong trường hợp các thành phần kết cấu nặng được kết nối với tấm nhẹ hơn Nếu chỉ có bản thành của sống, xà, hoặc nẹp gia cường cần liên kết với tấm, việc cắt bớt các tấm mặt hay bản cánh là khuyến nghị.
7.6.1.4 Các đầu mút của các nẹp gia cường không được gắn mã a) Các nẹp gia cường không được gắn mã của vỏ, các vách kín nước, kín dầu và các vách trước của lầu phải có các đường hàn liên tục kép đối với 1/10 chiều dài của chúng ở mỗi đầu; b) Các nẹp gia cường không được gắn mã của các vách kết cấu, các mạn lầu boong và các vách sau không kín phải có một cặp của các mối hàn không liên tục ở cùng vị trí ở mỗi đầu
7.6.1.5 Kích thước mối hàn được giảm a) Sự giảm kích thước mối hàn góc có thể được phê duyệt một cách đặc biệt bởi Giám sát viên phù hợp với hoặc 7.6.1.5.b hoặc 7.6.1.5.c, với các điều kiện của 7.6.1.2 được thỏa mãn; b) Các khe hở được kiểm soát
Nếu việc kiểm soát chất lượng cho phép sai số khe hở giữa các kết cấu được liên kết là
1 mm hoặc nhỏ hơn, một sự giảm kích thước chân mối hàn góc, w, đi 0,5 mm có thể được cho phép c) Các mối hàn ngấu sâu
Khi sử dụng các đường hàn góc liên tục kép và kiểm soát chất lượng cho phép sai số khe hở giữa các kết cấu liên kết là 1 mm hoặc nhỏ hơn, có thể cho phép giảm kích thước chân mối hàn góc, w, đi 1,5 mm Tuy nhiên, điều kiện là độ ngấu của chân mối hàn phải ít nhất là 1,5 mm ở các kết cấu liên kết.
7.6.1.6 Các mối hàn chồng a) Các mối hàn chồng nhìn chung phải có chiều rộng vùng gối lên nhau không nhỏ hơn hai lần chiều dày tấm mỏng hơn cộng 25 mm; b) Các liên kết đầu mút được gối lên nhau
Các liên kết đầu mút chồng lên nhau trong các thành phần kết cấu cần có mối hàn góc liên tục ở cả hai mép Chiều rộng chân mối hàn, ký hiệu là w, phải bằng chiều dày của kết cấu mỏng hơn được liên kết Đối với các liên kết đầu mút chồng lên nhau khác, cần đảm bảo có mối hàn liên tục ở mỗi mép với kích thước chân mối hàn w sao cho tổng chiều rộng của cả hai mối hàn không nhỏ hơn 1,5 lần chiều dày của kết cấu mỏng hơn.
Các mối nối chồng lên nhau cần có đường hàn liên tục ở cả hai cạnh, theo kích thước quy định trong Bảng 10, đặc biệt cho các biên của két sâu và vách kín nước Tuy nhiên, đối với mối nối của các tấm dày 12,5 mm hoặc nhỏ hơn không nằm trong két, một cạnh có thể áp dụng mối hàn không liên tục theo Bảng 10 dành cho vách biên kín nước.
7.6.1.7 Các đường hàn khoét lỗ
