深海半潛平臺(tái)剩余疲勞壽命預(yù)報(bào)研究.pdf

1、深海半潛平臺(tái)作為深海海洋油氣開采的主流設(shè)備,體積龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)成本高,工作環(huán)境極其惡劣。海洋平臺(tái)一旦發(fā)生安全性事故,不僅會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡,而且還會(huì)嚴(yán)重的污染環(huán)境。所以對(duì)深海半潛平臺(tái)進(jìn)行剩余疲勞壽命預(yù)報(bào)是極其重要的。
　　本文基于 ABS《近海結(jié)構(gòu)物疲勞評(píng)估規(guī)范》,以某深水半潛式海洋平臺(tái)為目標(biāo),首先根據(jù)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果,選取高應(yīng)力區(qū)為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部位,建立關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的精細(xì)有限元模型,進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析,進(jìn)而找到

2、結(jié)構(gòu)的疲勞熱點(diǎn)。然后分別利用S-N曲線累積損傷方法和斷裂力學(xué)方法對(duì)半潛平臺(tái)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行剩余疲勞壽命分析,并將不同役齡半潛平臺(tái)的腐蝕損傷和裂紋損傷考慮到有限元模型中,計(jì)算不同服役年限下受腐蝕和裂紋損傷后的疲勞熱點(diǎn)應(yīng)力,最后得到不同服役年限(每5年為周期)下平臺(tái)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的剩余疲勞壽命。
　　通過本文研究得出的主要結(jié)論如下:
　　(1)基于S-N曲線方法和斷裂力學(xué)方法對(duì)不同服役年限(按每5年為周期)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)一的剩余疲勞壽命進(jìn)行分析

3、,并考慮腐蝕損傷和裂紋損傷,得到了隨平臺(tái)服役年限的增加,平臺(tái)的剩余壽命不斷降低的結(jié)論;同時(shí)計(jì)算結(jié)果顯示該平臺(tái)滿足ABS規(guī)范設(shè)計(jì)使用壽命要求。
　　(2)考慮腐蝕損傷和裂紋損傷的疲勞壽命比不考慮這些因素分析的疲勞壽命要短,這符合深海半潛平臺(tái)的實(shí)際工作環(huán)境,疲勞壽命結(jié)果更偏合理和安全。
　　(3)海洋結(jié)構(gòu)物是焊接結(jié)構(gòu),不可避免的會(huì)產(chǎn)生裂紋,隨著服役年限的增加,裂紋有不斷擴(kuò)展的趨勢,從而影響平臺(tái)的使用壽命。通過S-N曲線方法和斷裂