半潛式平臺(tái)關(guān)鍵焊縫的ECA評(píng)估.pdf

1、隨著海洋石油工程進(jìn)軍深水領(lǐng)域，半潛式鉆井平臺(tái)成為深海油氣資源探測(cè)的必然選擇，為此我國(guó)投巨資，建造了一座深水半潛式鉆井平臺(tái)。但是由于深海風(fēng)/浪/流等環(huán)境荷載遠(yuǎn)高于淺水海域，半潛平臺(tái)的工作環(huán)境十分惡劣，因此其在服役期間的安全性和使用壽命及其維修周期的確定備受關(guān)注。由于該平臺(tái)在設(shè)計(jì)過(guò)程是基于無(wú)缺陷理論進(jìn)行，沒(méi)有考慮焊接缺陷對(duì)平臺(tái)服役壽命的影響，因此本文將采用基于斷裂力學(xué)的ECA臨界評(píng)估技術(shù)重新審視焊接缺陷對(duì)平臺(tái)服役壽命的影響。
　　本文

2、首先利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)半潛式平臺(tái)立柱水平支撐與下船體焊接部位的一條焊縫進(jìn)行了焊接過(guò)程的有限元模擬，首次采用了局部-整體-局部的方法確定局部模型的邊界條件。有限元的結(jié)果表明當(dāng)局部模型相對(duì)于整體模型較小的時(shí)候，可以忽略整體對(duì)局部的約束作用，僅采用自由邊界和有整體約束時(shí)得到的應(yīng)力分布相差不多；且當(dāng)結(jié)構(gòu)受到30MPa的環(huán)境載荷時(shí)，沿焊縫的橫向應(yīng)力由182MPa降低至152MPa，為評(píng)估過(guò)程中用到的較為精準(zhǔn)的二次應(yīng)力。然后對(duì)EH36鋼

3、采用FCAW焊接方法在0℃的溫度下測(cè)試得到的CTOD值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，焊縫出現(xiàn)概率為95％的CTOD值為0.6577mm，熱影響區(qū)為0.7468mm。采用焊縫處統(tǒng)計(jì)概率為95%的CTOD值0.6577mm進(jìn)行斷裂和疲勞評(píng)估，發(fā)現(xiàn)表面裂紋在二次應(yīng)力為屈服強(qiáng)度時(shí)所得的安全裕量為145MPa，在二次應(yīng)力為152MPa，所得的安全裕量也為145MPa；埋藏裂紋在兩種情況下所到的安全裕量也都為154MPa，并且都受限于材料強(qiáng)度。焊趾處表面裂紋在最