深海半潛平臺剩余疲勞壽命預報研究.pdf

1、深海半潛平臺作為深海海洋油氣開采的主流設備,體積龐大,結(jié)構(gòu)復雜,造價成本高,工作環(huán)境極其惡劣。海洋平臺一旦發(fā)生安全性事故,不僅會帶來巨大的經(jīng)濟損失、人員傷亡,而且還會嚴重的污染環(huán)境。所以對深海半潛平臺進行剩余疲勞壽命預報是極其重要的。
　　本文基于 ABS《近海結(jié)構(gòu)物疲勞評估規(guī)范》,以某深水半潛式海洋平臺為目標,首先根據(jù)平臺整體結(jié)構(gòu)強度的計算結(jié)果,選取高應力區(qū)為關(guān)鍵節(jié)點部位,建立關(guān)鍵節(jié)點的精細有限元模型,進行結(jié)構(gòu)強度分析,進而找到

2、結(jié)構(gòu)的疲勞熱點。然后分別利用S-N曲線累積損傷方法和斷裂力學方法對半潛平臺關(guān)鍵節(jié)點進行剩余疲勞壽命分析,并將不同役齡半潛平臺的腐蝕損傷和裂紋損傷考慮到有限元模型中,計算不同服役年限下受腐蝕和裂紋損傷后的疲勞熱點應力,最后得到不同服役年限(每5年為周期)下平臺關(guān)鍵節(jié)點的剩余疲勞壽命。
　　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方法對不同服役年限(按每5年為周期)關(guān)鍵節(jié)點一的剩余疲勞壽命進行分析

3、,并考慮腐蝕損傷和裂紋損傷,得到了隨平臺服役年限的增加,平臺的剩余壽命不斷降低的結(jié)論;同時計算結(jié)果顯示該平臺滿足ABS規(guī)范設計使用壽命要求。
　　(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的實際工作環(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),不可避免的會產(chǎn)生裂紋,隨著服役年限的增加,裂紋有不斷擴展的趨勢,從而影響平臺的使用壽命。通過S-N曲線方法和斷裂