文档介绍：天津大学
硕士学位论文
海底管道在波浪作用下的疲劳寿命评估
姓名:陈麟
申请学位级别:硕士
专业:船舶与海洋结构物设计制造
指导教师:徐慧
20021201
中文摘要随着海上石油工业的飞速发展,海底管道在近海石油及天然气的大量开采运本文以评估浅海海域海底管道在波浪作用下沿水平方向的疲劳裂纹萌生阶段寿命评估为研究任务,利用咝岳刍鹕死砺塾肫涤蚍ǚ治龉艿浪艿的波浪力。在力学模型上充分考虑了边界条件,环境影响,温度影响,力图使之本文提出了解决管道腐蚀和冲刷的初步模型,并根据实际工程的特点给出了关键词:营中得到广泛使用。由于海底管线所处环境复杂及破损带来的恶劣后果,使得对管道破损的研究成为国内外学术研究的热点。与实际情况相接近。解决该问题的具体措施,研究成果具有较强的工程实用价值。海底管道疲劳累积损伤理论波浪力
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导师麟缠终学位论文作者签名:仁寺、泰豸学位论文作者签名:醋、磊玄独创性声明学位论文版权使用授权书签字日期:。口。辏痾月≯签字日期:力的之年,之月特授权墨鲞墨堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,撰写过的研究成果,也不包含为获得墨鲞盘鲎或其他教育机构的学位或证书而本学位论文作者完全了解叁鲞盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。签字日期:沙删辍T屡兹本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
第一章前言管跨疲劳评估问题的提出浪诱发冲蚀作用引起疲劳,特别是在管焊缝上。鲎财苹担诠芟吒浇氖承受各类环境载荷,其中波、流引起的水动力载荷最为重要。在管跨出现后,波、要形式。另外,管道的接头会存在表面裂纹、咬边、未焊透等缺陷,焊接区往往是结构中对裂纹萌生和扩展最危险的区域。一旦破裂,将造成巨大的经济损失。前述随着近海石油工业的发展,海底管道在近海石油及天然气的大量开采运营中得到广泛使用。根据美载【“,管线事故的四大类别为:雌苹担饕J怯捎谟霉艿朗渌透匆禾逡鸬哪诟矗浯问峭飧础内衬渗漏和压力控制也包括在这种腐蚀之内。@推苹担诠芟吆峤孛嫔喜工作业,导管架钻井、狂风暴雨时船锚碰撞损坏、收锚和其它不明之物撞击损坏。榷ㄐ晕侍猓粱锏南禄贫ㄋ莼蚧阂苹尽管腐蚀是海底管线损坏的主要原因,但一半以上的事故直接或间接地与沉积物不稳定有关系。重要的沉积物不稳定性包括大面积的下滑移动、波浪一沉积物一管线谐振@这个过程。因此,疲劳破坏是管道破坏的主要原因之一。海底管道的疲劳破坏是由管跨引起的。由于管道设置在恶劣的海洋环境中,流产生交替作用于管跨上的举升力和拖曳力,引起了管跨的振动,产生交变应力,时间久了就会发生疲劳破坏。这使得管跨的疲劳失效成了海底管跨疲劳失效的主如图荆图卜
迹壕孔杂晒芸缟枋ǖ陌疽2问总络管跨涡壤振动静舍力模海底管跨疲劳评估研究历史及现状出现管跨的躁因有两个,第一是设计管跨:这是由于海底地形复杂,管道沿线鼍§?缭铰∑鹳缯削铮9荡髟诎昕楣刂黾苌韬q菹撸堵痘徨嘀羐积秘裁会变褥不稳定瑟鞍净走,渖捌终趱会使埋设懿管线裸露出泉,在冲列嚣雾捌过程如蓬援示:如果着意去避免警黪懿壅瑷,将丈大影臻警线豹经济性。毽楚警跨毅露营系统的安全及完整性都裔着重大的影响,所以及早检查、评估、修复管跨段对管遂系统敦歪露运行骞惹蘩簧熬意义。在九十年代以裁,援舸墩峦羬羽、中图船级社】强调罔基于哂訫线性累积损伤方法去评储海底管道疲劳问题,给出该评估方法的步骤、公式,僵对于断裂力学方法没有具体豹指导。人们泊女了大鬣的工干鐾,提出了许多方法对自由鬻跨的涡敬振动进行评债。钟对海底管道进行了动力响应分析。蕋妣炕诟读⒁督换惶岢龆宰杂晒芸缥惺穸慕品治龇椒ā型。搬这个力学模型运用到管跨设计。年,芙崾庇颉频城、时域和颓域混合三释方法去评估海底管遴疲劳寿命。基予断裂力举的评语方法主簧用在对于陆地铃道和核管道,总体可分为两类,一类是用非工程的方傺跨问题。第二魁冲刷管跨;波浪在浅水域海床附近产生相当大的水平流速,沉的地方管线基础被掏空,受到很大的水平拖曳力和惯性力,从而彤成了管跨。冲图第一章前言蒋蟪凭仂佰躏橹ぬ蜕瓹口埔た躺部摊辩黼神斟穑琹警’
大连大学马刚】等人针对部分埋入海底的管道因海洋环境中波、流作用或由于地方法的缺点是过于保守。另一种是复杂的评定方法,随着断裂力学的发展和计算在应用弹塑性断裂力学评估管道的疲劳裂纹剩余寿命方面做了大量的工作,形状和尺寸的断裂力学参数,如应力强度因子及秩苄越獾取馑