Giới thiệu TIÊU CHUẨN API RP 2A-WSD 21th Edition

Giới thiệu
- Bộ tiêu chuẩn API do Viện Dầu mỏ Hoa Kỳ (API - American Petroleum Institute) xuất bản bắt đầu năm 1924. Ban đầu mang tính chất phục vụ công tác thiết kế và xây dựng, nhằm đi đến khai thác dầu mỏ của Mỹ. Sau thời gian dài kiểm nghiệm cũng như nghiên cứu của các chuyên gia hàng đầu ngành dầu khí của Mỹ đã sửa đổi, bổ sung và tiêu chuẩn hóa với độ chính xác ngày càng cao. Qua thời gian phát triển và chuẩn hóa, tiêu chuẩn API được các cơ quan đăng kiểm quốc tế kiểm nghiệm và chứng nhận với độ tin cậy cao, phù hợp với nhiều điều kiện khác nhau không những ở vùng biển Mỹ mà còn nhiều nơi trên thế giới. Vì vậy, API trở thành tiêu chuẩn thế giới, là tiêu chuẩn hàng đầu về kiểm soát chất lượng thiết kế và thi công. Hiện nay, API là tiêu chuẩn được rất nhiều quốc gia trên thế giới sử dụng vào việc chế tạo, thiết kế thi công các công trình nói chung trong đó có Việt Nam. Tiêu chuẩn API - “Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing fixed offshore platforms working stress design” là một trong những bộ tiêu chuẩn lớn nhất của API, là bộ tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến trong thiết kế các công trình biển cố định bằng thép nói chung.

Nội dung cơ bản:
- Tiêu chuẩn API - “Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing fixed offshore platforms working stress design” gồm 18 phần:
+ Phần 1: Lập kế hoạch dự án;
Phần 1 là các tiêu chuẩn để chuẩn bị thiết lập ra một dự án xây dựng. Đánh giá tính khả thi và khả năng của dự án: Điều kiện thiết kế, thi công, điều kiện môi trường và tác động của môi trường, điều kiện địa chất và yếu tố khác tại vị trí xây dựng, các số liệu môi trường phục vụ thiết kế, các dạng công trình và lựa chọn dạng kết cấu, các vấn đề thi công vận hành;
+ Phần 2: Các tiêu chuẩn thiết kế và quy trình thiết kế;
Các vấn đề về tải trọng: tải trọng môi trường, tải trọng bản thân, tải trọng trong thi công, tải trọng thay đổi theo thời gian, tải trọng khi hoạt động vận hành;
Các yếu tố chủ yếu phục vụ vào thiết kế như tải dài hạn, ngắn hạn, các loại tải cơ bản như sóng và dòng chảy, gió …;
+ Phần 3: Thiết kế kết cấu thép;
Nội dung chủ yếu của phần 3 là các vấn đề cơ bản về ứng suất. Các đặc trưng ứng suất trong thép và thép chịu ứng suất phức tạp;
+ Phần 4: Đặc điểm các loại mối nối;
Phần 4 là các quy phạm về nội lực tại các vị trí nối và các liên kết. Các bài toán tính toán các liên kết. Cách kiểm tra độ an toàn tại các vị trí đó;
+ Phần 5: Các bài toán tính toán, phân tích mỏi của kết cấu công trình.
Các vấn đề trong tính toán mỏi. Bản chất của mỏi và tác hại cũng như cách phòng tránh phá hoại mỏi;
+ Phần 6: Thiết kế nền móng;
Các loại móng trong kết cấu công trình biển. Cách tính toán và đưa vào sơ đồ tính móng nông và móng cọc. Sự làm việc của nền và móng, giữa nền và cọc. Nền đất được mô hình hóa theo tiêu chuẩn và được tính toán gần đúng. Và đánh giá sự ổn định của nền;
+ Phần 7: Cấu tạo các thành phần kết cấu và hệ kết cấu khác;
Phần 7 giới thiệu các cơ cấu của một modul thượng tầng, cấu tạo của chúng. Các chi tiết cần thiết để tạo nên một thượng tầng cho công trình. Cơ cấu nối chuyển tiếp từ thượng tầng với khối đế. Các vấn đề chịu tải và mỏi của thượng tầng;
+ Phần 8: Vật liệu dùng trong thiết kế, chế tạo ;
Các đặc trưng của thép và các chỉ tiêu cơ bản trong xây dựng; cấu tạo và các chỉ số tiêu chuẩn của thép ống; Vật liệu bê tông và vữa xây dựng; các loại vật liệu gia cố và hệ thống phụ gia bảo vệ chống ăn mòn;
+ Phần 9: Đặc điểm của các loại bản vẽ;
Phần 9 bao gồm các nội dung về các yêu cầu trong bản vẽ thiết kế. Các chi tiết kỹ thuật trong bản vẽ và cách xây dựng một bản vẽ. Các yêu cầu để tạo thành một bản thiết kế để dự thầu. Các bản vẽ được thể hiện chi tiết theo từng hạng mục đã được quy định;
+ Phần 10: Mối hàn và các vấn đề trong hàn thép;
Bao gồm các chi tiết về mối hàn, thể hiện mối hàn và các tiêu chuẩn của một mối hàn để đạt cường độ. Các phương pháp hàn một kết cấu, phụ thuộc vào tính chất liên kết của công trình. Cách tính toán và kiểm tra mối hàn, các tiêu chuẩn của một mối hàn đảm bảo tiêu chuẩn;
+ Phần 11: Quy trình chế tạo;
Nội dung của phần bao gồm các vấn đề cơ bản về quy trình chế tạo các modul của một công trình và các lưu ý trong trong khi thi công. Các tiêu chuẩn về an toàn trong việc bảo vệ xâm thực của môi trường, các phương pháp chống ăn mòn. Các bài toán và quá trình liên quan trong hạ thủy;
+ Phần 12: Quy trình lắp đặt;
Là các nội dung trong lắp đặt công trình, hoàn thiện công trình và vận chuyển đến vị trí cần xây dựng. Các bài toán khi bắt đầu hạ thủy và vận chuyển, các loại phương tiện và các bài toán tính toán tương ứng. Đánh chìm và cố định công trình bằng cọc. Cuối cùng là lắp đặt thượng tầng và các thiết bị phụ trợ;
+ Phần 13: Quy trình kiểm tra;
Là các tiêu chuẩn để kiểm tra trong quá trình thi công công trình. Chuẩn bị các điều kiện để tổ chức kiểm tra. Các quy phạm kiểm tra quá trình chế tạo lắp ráp tại bãi lắp ráp. Các chỉ tiêu cấu tạo của các liên kết, kiểm tra khả năng chịu tải, kiểm tra sai số cho phép, các tiêu chuẩn về khuyết tật. Kiểm tra độ an toàn khi hạ thủy, vận chuyển đánh chìm, và lắp dựng. Các tài liệu liên quan đến quá trình kiểm tra;
+ Phần 14: Quy trình khảo sát, đánh giá lại công trình;
Sau thời gian vận hành, công trình sẽ có sai số và cần kiểm tra liên tục để tiến hành sửa chữa khắc phục kịp thời. Tiêu chuẩn chỉ rõ các quy định chung trong khảo sát và mức độ khảo sát. Các yếu tố trong khảo sát như vị trí, tần suất khảo sát và cách thức khảo sát;
+ Phần 15: Cải hoán, tái sử dụng;
Các quy định trong việc sửa chữa và cải hoán công trình, đem vào tái sử dụng. Những điều cần chú ý khi tái sử dụng công trình;
+ Phần 16: Các dạng kết cấu tối thiểu, công trình đặc biệt;
Các vấn đề đặc biệt trong tính toán khi thiết kế. Trong đó tải trọng được tính toán được phân tích kỹ và kể đến các yếu tố đặc biệt. Tác động của mỏi đến công trình và cách tính toán tuổi thọ theo mỏi. Vật liệu và các mối hàn;
+ Phần 17: Đánh giá và phân tích lại kết cấu;
Việc công trình được đưa vào sử dụng trên thực tế sẽ có sự tác động phức tạp của môi trường. Tác động của mỏi dẫn đến tuổi thọ công trình luôn thay đổi. Việc đánh giá lại công trình theo định kỳ để biết được hiện trạng của công trình. Nội dung của tiêu chuẩn gồm các yếu tố để đánh giá công trình, chỉ tiêu phân loại và các số liệu cần thiết để phân loại, quy trình đánh giá, tải trọng đặc biệt: băng trôi, động đất. Phân tích kết cấu dựa trên số liệu thu thập để kết luận công trình. Xử lý giảm tải cho công trình khi cần thiết;
+ Phần 18: Tác động do cháy, nổ và sự cố khác (Fire, Blast and Accidental Loading)
Nội dung chính của phần này là các quy phạm để đánh giá mức độ ảnh hưởng của sự cố. Các yếu tố gây ra sự cố, quy trình đánh giá sự cố của một công trình, đánh giá xác suất xảy ra sự cố và rủi ro. Tính toán ảnh hưởng đến công trình do tải trọng sự cố gây ra, đánh giá.
Phạm vi áp dụng
- Giống với tiêu chuẩn DvN, tiêu chuẩn API tuy ban đầu được sử dụng ở khu vực Bắc Mỹ nhưng hiện nay đã được dùng rộng rãi trên toàn thế giới và được cơ quan đăng kiểm quốc tế kiểm nghiệm và chứng nhận, có thể áp dụng với nhiều vùng biển khác nhau. Đối với Việt Nam khi hậu nóng ẩm gió mùa tương đối giống với vùng biển Hoa Kỳ với tác động khắc nghiệt của gió bảo thường xuyên, Việt Nam có thể hoàn toàn sử dụng tiêu chuẩn vào thiết kế các công trình khi xây dựng ngoài biển Việt Nam. Tuy nhiên các yếu tố phức tạp của môi trường tại Mỹ như địa chất và chế độ dòng chảy cần được nghiên cứu và có sự kiểm nghiệm từ các công trình xây dựng từ trước.