DIN EN ISO 19901-1-2016 Petroleum and natural gas industries - Specific requirements for offshore structures - Part 1 Metocean design and operating considerations (ISO 19901-1 2015.pdf

1、April 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 41DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 75.180.10!%J“2399556www.din.deDIN EN ISO 19901-1Erdl und Erdgasindustrie Spezielle Anf

2、orderungen fr OffshoreAnlagen Teil 1: Grundstze fr die Auslegung und den Betrieb auf dem offenen Meer(ISO 199011:2015);Englische Fassung EN ISO 199011:2015, nur auf CDROMPetroleum and natural gas industries Specific requirements for offshore structures Part 1: Metocean design and operating considera

3、tions (ISO 199011:2015);English version EN ISO 199011:2015, only on CDROMIndustries du ptrole et du gaz naturel Exigences spcifiques relatives aux structures en mer Partie 1: Dispositions ocanomtorologiques pour la conception et lexploitation (ISO 199011:2015);Version anglaise EN ISO 199011:2015, se

4、ulement en CDROMAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN ISO 199011:200603www.beuth.deGesamtumfang 230 SeitenDDIN-Normenausschuss Erdl- und Erdgasgewinnung (NG)a DIN EN ISO 19901-1:2016-04 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN ISO 19901-1:2015) wurde vom Techn

5、ischen Komitee ISO/TC 67 Materials, equipment and offshore structures for petroleum, petrochemical and natural gas industries“, Subkomitee SC 7 Offshore structures“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/TC 12 Materialien, Ausrstungen und Offshore-Bauwerke fr die Erdl-, petrochemische und

6、 Erdgasindustrie“ (Sekretariat: NEN, Niederlande) erarbeitet. Fr Deutschland hat hieran der Arbeitskreis NA 109-00-01-07 AK Offshore Bauwerke“ im DIN-Normenausschuss Erdl- und Erdgasgewinnung (NG) mitgearbeitet. Diese Europische Norm enthlt unter Bercksichtigung des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 nu

7、r die englische Originalfassung der ISO-Norm. Fr die in diesem Dokument zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: ISO 19900 siehe DIN EN ISO 19900 ISO 19901 (all parts) siehe DIN EN ISO 19901 (alle Teile) ISO 19902 siehe DIN EN ISO 19902

8、ISO 19903 siehe DIN EN ISO 19903 ISO 19904-1 siehe DIN EN ISO 19904-1 ISO 19905-1 siehe DIN EN ISO 19905-1 ISO 19906 siehe DIN EN ISO 19906 nderungen Gegenber DIN EN ISO 19901-1:2006-03 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Aktualisierung der normativen Verweisungen; b) neuer informativer Anhang

9、 B Northwest Europe“; c) neuer informativer Anhang C West coast of Africa“; d) neuer informativer Anhang D Offshore Canada“; e) neuer informativer Anhang E Sakhalin/Sea of Okhotsk“; f) neuer informativer Anhang F Caspian Sea“; g) neuer informativer Anhang G Southern East Asian Sea“. Frhere Ausgaben

10、DIN EN ISO 19901-1: 2006-03 DIN EN ISO 19901-1:2016-04 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Begriffe, Symbole und Abkrzungen Die Benummerung der folgenden Begriffe, Symbole und Abkrzungen ist identisch mit der Benummerung in der englischen Fassung. 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten

11、die Begriffe nach ISO 19900 und die folgenden Begriffe. 3.1 anormaler Wert ungewhnlicher Wert Bemessungswert fr einen ungewhnlich strengen Parameter, der angewendet wird, um berprfungen zuflliger Grenzzustnde vorzunehmen, unter denen nicht vorgesehen ist, dass ein kompletter Verlust der Integritt ei

12、ner Anlage eintritt Anmerkung 1 zum Begriff: Bei ungewhnlichen Ereignissen handelt es sich typischerweise um zufllige und umweltbezogene (einschlielich seismische) Ereignisse, die mit einer Wahrscheinlichkeit in der Grenordnung von 103bis 104pro Jahr berschritten werden. 3.2 Seekartennull Kartennull

13、 SKN rtliche Bezugsebene, die verwendet wird, um Wassertiefen auf einer Seekarte oder Gezeitenwasserstnde in einem Gebiet festzulegen Anmerkung 1 zum Begriff: Die Seekartennull ist blicherweise eine Nherung an das Niveau des niedrigsten mglichen Gezeitenwasserstandes. 3.3 konditionale Wahrscheinlich

14、keit bedingte Wahrscheinlichkeit konditionale Verteilung bedingte Verteilung statistische Verteilung (Wahrscheinlichkeit) fr das Auftreten einer Variablen A unter der Bedingung, dass weiteren Variablen B, C, bestimmte Werte zugeordnet sind Anmerkung 1 zum Begriff: Die konditionale Wahrscheinlichkeit

15、 fr A unter der Voraussetzung, dass B, C, auftreten, wird schriftlich dargestellt als P (A|B, C, ). Dieses Konzept gilt sowohl fr metoceane Parameter als auch fr Einwirkungen und die Einflsse dieser Einwirkungen. BEISPIEL Bei Betrachtung von Wellen-Parametern kann A die individuelle Hhe eines Wellen

16、bergs sein, B die Wassertiefe und C die signifikante Wellenhhe usw. DIN EN ISO 19901-1:2016-04 4 3.4 Bemessungswert fr die geographische Hhe eines Wellenbergs Extremwert der Wellenberghhe, gemessen unter Bezug auf den Ruhewasserspiegel Anmerkung 1 zum Begriff: Der Bemessungswert fr die geographische

17、 Hhe eines Wellenbergs wird in Verbindung mit Angaben zu astronomischer Tide, Sturmflut, Absacken einer Plattform, Absenkung von Lagersttten und zur Unsicherheit der Wassertiefe angewendet; sie wird mit Hilfe einer Extremwertanalyse abgeleitet. Wenn vereinfachte Modelle zur Abschtzung der Kinematik

18、von Bemessungswellen angewendet werden, kann der Bemessungswert fr die geographische Hhe eines Wellenbergs von der geographischen Hhe der Bemessungswelle, die zur Berechnung von Einwirkungen auf die Anlage verwendet wird, abweichen (im Allgemeinen ist sie etwas grer). Tatschlich sind die Welle mit d

19、er grten Hhe zwischen Wellental und -berg und die Welle mit dem hchsten Wellenberg unterschiedliche Wellen. 3.5 Bemessungswelle deterministische Welle, die zur Auslegung einer Offshore-Anlage verwendet wird Anmerkung 1 zum Begriff: Die Bemessungswelle ist eine technische Abstraktion. Meist handelt e

20、s sich um eine periodische Welle mit geeigneten Kennwerten (z. B. Hhe H, Periodendauer T, Steilheit, Wellenkammhhe). Die Auswahl einer Bemessungswelle ist abhngig von dem/den jeweiligen Auslegungszweck(en); der Wellenumgebung; den geometrischen Bedingungen der Anlage; der Art der ausgebten Einwirkun

21、g(en) oder des ausgebten Einflusses dieser Einwirkungen. Anmerkung 2 zum Begriff: blicherweise ist eine Bemessungswelle nur mit den Bemessungssituationen kompatibel, in denen der Einfluss einer Einwirkung bezglich der zugehrigen Welleneinwirkungen auf die Anlage quasistatisch ist. 3.6 Fachmann Exper

22、te Person, die aufgrund ihrer Ausbildung und Erfahrung fr einen bestimmten Bereich oder fr ein bestimmtes Thema die Kompetenz zu einer Beratung bei spezifischen metoceanen Problemen aufweist 3.7 extremer Wasserstand EWL Kombination von Bemessungswert fr die geographische Hhe eines Wellenbergs, astro

23、nomischer Tide und Sturmflut unter Bezug auf die LAT oder die MSL 3.8 Extremwert reprsentativer Wert fr einen Parameter, der zur berprfung von Grenzzustnden der Tragfhigkeit angewendet wird Anmerkung 1 zum Begriff: Die Wahrscheinlichkeit fr das Auftreten extremer Ereignisse liegt in der Grenordnung

24、von 102pro Jahr. DIN EN ISO 19901-1:2016-04 5 3.9 Schwerewelle Welle in einem strmenden Medium oder an der Grenzflche zwischen zwei strmenden Medien, fr die Schwerkraft und Auftrieb die grundlegenden Rckstellkrfte sind Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Beispiel fr Schwerewellen sind durch Wind erzeugte O

25、berflchenwellen. 3.10 B Be Windsto kurzzeitiges An- und Abschwellen der Windgeschwindigkeit mit einer Dauer von weniger als 1 min Anmerkung 1 zum Begriff: In einigen Lndern wird in meteorologischen Beobachtungen von Windben gesprochen, wenn die maximale Windgeschwindigkeit etwa 8 m/s berschreitet. 3

26、.11 Windbengeschwindigkeit maximaler Wert der Geschwindigkeit einer Windbe, der innerhalb einer festgelegten lngeren Dauer (1 min bis 1 h) ber eine festgelegte kurze Dauer (3 s bis 60 s) gemittelt wird Anmerkung 1 zum Begriff: Fr den jeweiligen Auslegungszweck hngt die festgelegte Dauer von den Maen

27、 und der Eigenperiode der Anlage (oder eines Teils der Anlage) ab, die so bemessen sind, dass die Anlage fr die ungnstigsten Bedingungen ausgelegt ist; daher ist ein kleiner Teil einer Anlage fr eine Windbengeschwindigkeit mit krzerer Dauer (und folglich einer hheren Windbengeschwindigkeit) ausgeleg

28、t als eine grere Anlage (oder ein gerer Teil der Anlage). Anmerkung 2 zum Begriff: Die Hhe der gemessenen Windben sollte ebenfalls festgelegt werden. 3.12 hchste astronomische Tide HAT Wasserstand bei hoher Tide, wenn alle harmonischen Komponenten, die eine Tide verursachen, in Phase sind Anmerkung

29、1 zum Begriff: Die harmonischen Komponenten befinden sich ungefhr einmal alle 19 Jahre in Phase, eine angenherte Phasengleichheit wird jedoch mehrere Male in einem Jahr erreicht. 3.13 Hindcasting Analyse frher erfolgter Aktivitten Verfahren zur Simulation historischer (metoceaner) Daten fr eine Regi

30、on mit Hilfe numerischer Modelle 3.14 Infraschwerewelle Schwerewelle an der Oberflche mit einer Periode von etwa 25 s bis 300 s Anmerkung 1 zum Begriff: Grundstzlich wird eine Infraschwerewelle durch andere physikalische Prozesse erzeugt, wird jedoch meistens mit Wellen in Verbindung gebracht, die a

31、uf Wechselwirkungen nichtlinearer Differenzfrequenzen der zweiten Ordnung zwischen unterschiedlichen Seegangs-Wellenkomponenten zurckzufhren sind. 3.15 interne Welle Schwerewelle, die sich innerhalb der Schichtung einer Wassersule fortpflanzt DIN EN ISO 19901-1:2016-04 6 3.16 Langzeitverteilung Wahr

32、scheinlichkeitsverteilung einer Variablen ber eine lange Zeitskala Anmerkung 1 zum Begriff: Die Zeitskala berschreitet die Dauer eines Seegangs, in dem die Statistik als konstant anzusehen ist (siehe 3.34 Kurzzeitverteilung). Diese Zeitskala ist folglich mit einer Saison oder mit der Bemessungs-Nutz

33、ungsdauer einer Anlage vergleichbar. BEISPIEL Langzeitverteilungen von: signifikanten Wellenhhen (beruhend auf z. B. Sturmspitzen oder auf allen Seegngen); signifikanten Wellenhhen in den Monaten Mai bis September; individuellen Wellenhhen; den aktuellen Geschwindigkeiten (z. B. fr die Bewertung von

34、 durch Kreisstrmungen induzierten vortexinduzierten Schwingungen von Risern); Streudiagrammen mit der gemeinsamen Verteilung von signifikanten Wellenhhen und Wellenperioden (z. B. fr die Anwendung bei Ermdungsuntersuchungen); einem besonderen Einfluss einer Einwirkung; Arten und Dicke des See-Eises;

35、 Masse und Geschwindigkeit des Eisberges; einer signifikanten maximalen Sturmwellenhhe. 3.17 niedrigste astronomische Tide LAT Wasserstand bei niedriger Tide, wenn alle harmonischen Komponenten, die eine Tide verursachen, in Phase sind Anmerkung 1 zum Begriff: Die harmonischen Komponenten befinden s

36、ich ungefhr einmal alle 19 Jahre in Phase, eine angenherte Phasengleichheit wird jedoch mehrere Male in einem Jahr erreicht. 3.18 Randverteilung marginale Verteilung Randwahrscheinlichkeit marginale Wahrscheinlichkeit statistische Verteilung (Wahrscheinlichkeit) fr das Auftreten einer Variablen A un

37、abhngig von allen weiteren Variablen Anmerkung 1 zum Begriff: Die Randverteilung wird durch Integration der gesamten Verteilung ber alle Werte der brigen Variablen B, C, erhalten und schriftlich dargestellt als P(A). Dieses Konzept gilt sowohl fr metoceanen Parameter als auch fr Einwirkungen und die

38、 Einflsse dieser Einwirkungen. BEISPIEL Bei Betrachtung der Wellenbedingungen kann A die individuelle Hhe eines Wellenbergs fr alle mittleren Perioden des Nulldurchgangs B und alle signifikanten Wellenhhen C sein, die an einer bestimmten Stelle auftreten. 3.19 marines Wachstum lebende Organismen, di

39、e sich an einer Offshore-Anlage ansiedeln DIN EN ISO 19901-1:2016-04 7 3.20 mittlere Meereshhe MSL arithmetischer Mittelwert aus allen Meereshhen, die ber eine lange Dauer gemessen wurden Anmerkung 1 zum Begriff: Es kann davon ausgegangen werden, dass in einigen Regionen saisonbedingte nderungen der

40、 mittleren Meereshhe auftreten; nderungen der mittleren Meereshhe knnen auch ber eine Dauer von vielen Jahren auftreten. 3.21 mittlere Windgeschwindigkeit ber die Zeit gemittelte Windgeschwindigkeit, wobei ein festgelegtes Zeitintervall und eine festgelegte geographische Hhe zugrunde liegen Anmerkun

41、g 1 zum Begriff: Die mittlere Windgeschwindigkeit schwankt mit der geographischen Hhe ber der mittleren Meereshhe und dem gemittelten Zeitintervall; eine genormte Bezugshhe liegt bei 10 m, und ein genormtes Zeitintervall ist 1 h. Siehe auch 3.11 Windbengeschwindigkeit und 3.43 anhaltende Windgeschwi

42、ndigkeit. 3.22 mittlere Periode des Nulldurchgangs mittlere Periode zwischen dem Nulldurchgang von Wellen (nach oben oder nach unten) bei Seegang Anmerkung 1 zum Begriff: In der Praxis wird die mittlere Periode des Nulldurchgangs hufig aus dem nullten Moment und dem zweiten Moment des Wellenspektrum

43、s abgeschtzt als z= 2= 0 2 = 20() 2() . 3.23 Monsun saisonbedingte Umkehr der Windrichtung mit zugehrigem Regenmengenmuster Anmerkung 1 zum Begriff: Die Benennung Monsun wurde zunchst auf die Winde ber dem Arabischen Meer angewendet, die sechs Monate lang aus nordstlicher Richtung und sechs Monate a

44、us sdwestlicher Richtung wehen; die Benennung wurde spter auf hnliche Winde in anderen Teilen der Welt erweitert. 3.24 wahrscheinlichstes Maximum Wert fr das Maximum einer Variablen, der die hchste Auftretens-Wahrscheinlichkeit hat Anmerkung 1 zum Begriff: Das wahrscheinlichste Maximum ist der Wert,

45、 fr den die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion der Maxima einer Variablen ihren Hchstwert erreicht. Es wird auch als Mode oder Modus der statistischen Verteilung bezeichnet. 3.25 Betriebsbedingungen strengste Kombination der Umgebungsbedingungen, unter denen eine Fortsetzung eines bestimmten Arbeitsg

46、angs zulssig ist Anmerkung 1 zum Begriff: Betriebsbedingungen werden fr die Arbeitsgnge bestimmt, die signifikante Einwirkungen auf Anlagen ausben. Die Betriebsbedingungen stellen im Allgemeinen einen Kompromiss dar: Sie sind ausreichend streng, dass der Arbeitsgang im Allgemeinen ohne bermig lange

47、Stillstandszeit durchgefhrt werden kann, sie sind jedoch nicht so streng, dass sie einen ungnstigen Einfluss auf die Auslegung haben. 3.26 polares Tiefdruckgebiet Tief, das sich in polarer Luft bildet, hufig im Grenzbereich zwischen Eis und Meer DIN EN ISO 19901-1:2016-04 8 3.27 Reststrmung Teil der

48、 gesamten Strmung, der nicht aus harmonischen tidalen Komponenten (d. h. aus der Gezeiten-strmung) gebildet wird Anmerkung 1 zum Begriff: Reststrmungen werden durch eine Vielzahl physikalischer Mechanismen hervorgerufen; sie umfassen einen groen Bereich von Eigenfrequenzen und Grenordnungen in unterschiedlichen Teilen der Welt. 3.28 Wiederkehrperiode mittlere Dauer zwischen dem Auftreten eines Ereignisses oder der berschreitung eines bestimmten Wertes Anmerkung 1 zum Begriff: In der Offshore-Indus