书 书 书犐犆犛 ４７ ． ０２０ ． ９９ 犝 １７ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ３７３３１ — ２０１９ 自升式钻井平台结构材料设计细则 犇犲狊犻犵狀犵狌犻犱犲犾犻狀犲狊犳狅狉狊狋狉狌犮狋狌狉犲犿犪狋犲狉犻犪犾狅犳狊犲犾犳犲犾犲狏犪狋犻狀犵犱狉犻犾犾犻狀犵狌狀犻狋狊 ２０１９  ０３  ２５ 发布 ２０１９  １０  ０１ 实施 国家市场监督管理总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由全国海洋船标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ１２ ） 提出并归口 。 本标准起草单位 ： 大连船舶重工集团有限公司 、 中国船舶重工集团公司第七 ○ 四研究所 。 本标准主要起草人 ： 王海军 、 刘英芳 、 戴挺 、 张萍 、 张占力 、 陈寒松 、 李海州 、 李佳 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３７３３１ — ２０１９ 自升式钻井平台结构材料设计细则 １ 　 范围 本标准规定了自升式钻井平台 （ 以下简称 “ 平台 ”） 结构材料的设计依据 、 主要参数确定原则及设计 方法 。 本标准适用于自升式钻井平台结构材料的设计 ， 其他海洋工程结构及舾装的材料设计可参照 使用 。 ２ 　 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 ２ ． １ 　 特殊构件 　 狊狆犲犮犻犪犾犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狊狋狉狌犮狋狌狉犲 在关键载荷传递点和应力集中处的主要构件 。 ２ ． ２ 　 主要构件 　 狆狉犻犿犪狉狔犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狊狋狉狌犮狋狌狉犲 对自升式钻井平台结构整体完整性有重要作用的构件 。 ２ ． ３ 　 次要构件 　 狊犲犮狅狀犱犪狉狔犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狊狋狉狌犮狋狌狉犲 其失效不会影响自升式钻井平台结构整体完整性的非重要的构件 。 ３ 　 设计依据 结构材料设计依据的图样和技术文件包括 ： ａ ） 　 合同技术说明书 ； ｂ ） 　 入级船级社规范 ； ｃ ） 　 总布置图 ； ｄ ） 　 基本结构图 ； ｅ ） 　 结构分类图 。 ４ 　 主要参数确定原则 ４ ． １ 　 结构最低设计温度 ４ ． １ ． １ 　 结构最低设计温度按合同技术说明书的要求 ； 若无此要求 ， 一般与平台的服务温度一致 。 ４ ． １ ． ２ 　 水下结构的最低设计温度一般取 ０℃ 。 ４ ． １ ． ３ 　 内部结构的最低设计温度一般假定与邻接的外部结构的设计温度相同 ， 但永久加热舱室内部结 构的设计温度可不必低于 ０℃ 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３７３３１ — ２０１９ ４ ． ２ 　 结构构件分类 根据构件所承受的载荷 、 应力水平及模式 、 关键载荷传递和应力集中以及失效后果 ， 平台结构构件 可分为特殊构件 、 主要构件和次要构件 ， 分类原则参见附录 Ａ 。 ４ ． ３ 　 结构应力水平 ４ ． ３ ． １ 　 设计初期 ， 结构应力水平可根据母型船确定 ， 设计完成后经有限元分析验证 。 ４ ． ３ ． ２ 　 结构材料按照强度级别分为一般强度 、 高强度和超高强度三类 ， 材料等级详细划分依据入级船 级社规范 。 部分船级社材料等级对照参见附录 Ｂ 。 ４ ． ４ 　 抗层状撕裂的能力 为了防止板材的层状撕裂 ， 主要连接处的板材如果在厚度方向承受重大拉应力 ， 应采用入级船级社 规范要求的 Ｚ 向钢 。 ５ 　 设计方法 ５ ． １ 　 钢材的厚度 结构钢材的厚度根据入级船级社规范计算确定 ， 并经有限元分析校核 。 ５ ． ２ 　 结构材料等级的确定 根据结构最低设计温度 、 构件类别 、 结构应力水平以及钢材的厚度等参数 ， 按照表 １ 选取结构材料 的等级 。 根据板材厚度方向是否承受重大拉应力 ， 确定是否采用 Ｚ 向钢 。 表 １ 　 结构材料等级选取 单位为毫米 构件类别 钢材等级最低设计温度 ０℃ －１０℃ －２０℃ －３０℃ －４０℃ －５０℃ 次要构件 Ａ ３０ ２０ １０ — — — Ｂ ４０ ３０ ２０ １０ — — Ｄ １００ １００ ４５ ３５ ２５ １５ Ｅ １００ １００ １００ １００ ４５ ３５ ＡＨ ４０ ３０ ２０ １０ — — ＤＨ １００ １００ ４５ ３５ ２５ １５ ＥＨ １００ １００ １００ １００ ４５ ３５ ＦＨ １００ １００ １００ １００ １００ １００ ＡＱ ４０ ２５ １０ — — — ＤＱ ７０ ４５ ３５ ２５ １５ — ＥＱ ７０ ７０ ７０ ４５ ３５ ２５ ＦＱ ７０ ７０ ７０ ７０ ７０ ４５ ２ 犌犅 ／ 犜 ３７３３１ — ２０１９ 表 １ （ 续 ） 单位为毫米 构件类别 钢材等级最低设计温度 ０℃ －１０℃ －２０℃ －３０℃ －４０℃ －５０℃ 主要构件 Ａ ２０ １０ — — — — Ｂ ２５ ２０ １０ — — — Ｄ ４５ ４０ ３０ ２０ １０ — Ｅ １００ １００ １００ ４０ ３０ ２０ ＡＨ ２５ ２０ １０ — — — ＤＨ ４５ ４０ ３０ ２０ １０ — ＥＨ １００ １００ １００ ４０ ３０ ２０ ＦＨ １００ １００ １００ １００ １００ ４０ ＡＱ ２０ — — — — — ＤＱ ４５ ３５ ２５ １５ — — ＥＱ ７０ ７０ ４５ ３５ ２５ １５ ＦＱ ７０ ７０ ７０ ７０ ４５ ３５ 特殊构件 Ａ — — — — — — Ｂ １５ — — — — — Ｄ ３０ ２０ １０ — — — Ｅ ７０ ４５ ３５ ２５ １５ — ＡＨ ２０ — — — — — ＤＨ ３０ ２０ １０ — — — ＥＨ ７０ ４５ ３５ ２５ １５ — ＦＨ ７０ ７０ ７０ ７０ ４０ ３０ ＡＱ １５ — — — — — ＤＱ ２５ １５ — — — — ＥＱ ７０ ４０ ３０ ２０ １０ — ＦＱ ７０ ７０ ７０ ４０ ３０ ２０ 　　 注 １ ： 表中 “—” 表示不适用 。 注 ２ ： 对于中间值温度 ， 厚度限制值可以考虑内插值 。 注 ３ ： 表中 Ｈ 表示高强度结构用钢 ； Ｑ 表示超高强度结构用钢 。 ５ ． ３ 　 结构材料规格的确定 ５ ． ３ ． １ 　 确定板材规格时的主要原则如下 ： ａ ） 　 与物资采购部门沟通 ， 了解钢材生产厂家的最新状况 ， 确定板材的规格范围 ； 对于使用数量极少的特殊材质和厚度的板材 ， 应和钢材生产厂家确定规格 ； ｂ ） 　 与钢料加工部门沟通 ， 了解钢料加工设备的能力和平台预计的生产方式 ， 板材规格应满足钢料加工设备及项目生产方式的要求 ； ３ 犌犅 ／ 犜 ３７３３１ — ２０１９ ｃ ） 　 与工艺部门充分沟通 ， 根据平台的分段划分图 、 精度控制方案确定板材规格 ； ｄ ） 　 考虑平台的建造工艺以及钢板的运输 、 吊运和材料利用率等因素 。 ５ ． ３ ． ２ 　 型钢规格的确定原则如下 ： ａ ） 　 结构设计中型钢一般选用角钢或球扁钢 。 常用型钢选用规格参见附录 Ｃ 。 ｂ ） 　 如果选用特殊规格的型钢应与采购部门和生产厂家确认 。 ５ ． ４ 　 其他要求 超出平台入级船级社规定范围的材料 ， 应将材料的力学性能 、 化学成分 、 脱氧方法 、 交货状态 、 使用情况提交船级社认可 。 ４ 犌犅 ／ 犜 ３７３３１ — ２０１９ 附 　 录 　 犃 （ 资料性附录 ） 自升式钻井平台结构构件分类原则 犃 ． １ 　 特殊构件 特殊构件包括 ： ａ ） 　 与沉垫或桩腿相连接部分的桩腿垂直结构 ； ｂ ） 　 含有新颖构造桁架式桩腿结构中的连接部位 ， 包括使用的铸钢件或锻钢件 。 犃 ． ２ 　 主要构件 主要构件包括 ： ａ ） 　 圆柱形桩腿的外板 ； ｂ ） 　 桁架式桩腿的齿条板 、 弦杆 、 水平支撑管 、 斜支撑管以及内部支撑管 （ 作为特殊构件者除外 ）； ｃ ） 　 沉垫或桩靴的外板 ， 以及最初传递桩腿载荷的构件 ； ｄ ） 　 将主要集中载荷或均布载荷分散到结构中去的沉垫或桩靴支撑结构的内部舱壁和骨架 ； ｅ ） 　 平台主体中组成箱型或工字型主支撑结构的舱壁板 、 甲板板 、 舷侧板和底板 ； ｆ ） 　 升降基础结构 ； ｇ ） 　 悬臂梁结构甲板板 、 甲板桁材 、 侧板板 、 侧板桁材以及悬臂梁内部主要支撑结构 ； ｈ ） 　 悬臂梁滑移板及支撑结构 ； ｉ ） 　 悬臂梁上钻台滑移支撑结构 ； ｊ ） 　 钻台结构甲板板 、 主要框架 、 设备基座等 ； ｋ ） 　 钻台挡风墙的支撑结构 ； ｌ ） 　 起重机座及其支撑结构 。 犃 ． ３ 　 次要构件 次要构件包括 ： ａ ） 　 圆柱形桩腿内部骨架 ， 包括隔板 、 桁材 ； ｂ ） 　 沉垫或桩靴支撑结构的内部舱壁和骨架 （ 作为主要构件者除外 ）； ｃ ） 　 平台主体内部舱壁和骨材 （ 作为主要构件者除外 ）； ｄ ） 　 悬臂梁结构甲板骨材 、 内部平台板及骨材 （ 作为主要构件者除外 ）； ｅ ） 　 钻台结构甲板骨材 （ 作为主要构架者除外 ）； ｆ ） 　 钻台挡风墙结构的板材及骨材 （ 作为主要构件者除外 ）； ｇ ） 　 救生艇平台 ； ｈ ） 　 管架 ； ｉ ） 　 海水塔导轨结构 ； ｊ ） 　 燃烧臂支撑结构 。 自升式钻井平台桩腿 、 桩靴 、 主体结构 、 悬臂梁构件分类的示意图见图 Ａ．１ 、 图 Ａ．２ 、 图 Ａ．３ 、 图 Ａ．４ 。 ５ 犌犅 ／ 犜 ３７３３１ — ２０１９ 图 犃 ． １ 　 桁架式桩腿及桩靴结构构件分类示意图