含双裂纹缺陷海底管道疲劳寿命的分析

裂纹缺陷是制约海底油气管道正常运行的关键因素,裂纹会引起管道运行期间的泄漏、断裂,双裂纹共同作用对管道的破坏更为严重。该文研究了含双裂纹缺陷管道的疲劳寿命变化规律,计算了裂纹与管道轴线夹角的变化,双裂纹之间夹角和距离变化对管道疲劳寿命的影响,并对其进行敏感性分析。结果表明,双裂纹之间夹角和距离固定,疲劳寿命随着裂纹与管道轴线夹角的增加而降低,但是变化率逐渐增加;裂纹与管道轴线夹角固定,双裂纹之间夹角和距离变化时,疲劳寿命曲线会出现多个极值点,极小值多出现在夹角为90°时。分析结果可以为海洋工程的实际情况提供参考。     

海底管线悬跨监测技术初探

悬跨是作为海洋油气外输生命线的海底管线的最薄弱部分,因为涡激振动(VIV)产生交变应力,导致悬跨管段疲劳,严重威胁海底管线完整性。监测是预防其疲劳失效,提高完整性管理,降低运行风险的重要手段。但是,悬跨监测在我国尚处于技术空白阶段。鉴于此,深入分析了悬跨监测所涉及的疲劳参数、数据传输方法和数据处理方法等关键技术,并评价其目的、优点和局限性,其中数据传输是最具挑战性的环节。以水声通信网络为数据传输载体的监测技术代表了悬跨监测的发展方向,同时,其面临水声信道、海底地形、网络协议和测点自身等方面的挑战。研究内容可促进我国悬跨监测技术的发展,为海底管线的完整性管理提供技术支持。     

海底管道悬跨长度的计算

总结目前常用的几种海底管道悬跨长度的评估方法,阐述DNV在2002年最新提出的海底管道悬跨长度评估指导性文件(DNV RPF105)的特点以及当前的最新研究进展.论述内容有较强的实用性,可供工程设计人员参考.     

海底管道的疲劳寿命分析

分析了影响裂纹扩展寿命的多个随机因素,推导了海底管线裂纹疲劳寿命计算公式。考虑了管跨所承受栽荷、裂纹尺寸、材料断裂韧性等参数,使用Monte Carlo法疲劳寿命模型对海底管道进行疲劳寿命可靠性计算.比较了不同裂纹尺寸对疲劳寿命的影响,编写了计算机应用程序,算例表明它在疲劳寿命的可靠性估计中的应用及其工程意义。     

海底管道悬跨长度的计算

总结目前常用的几种海底管道悬跨长度的评估方法 ,阐述DNV在 2 0 0 2年最新提出的海底管道悬跨长度评估指导性文件 (DNVRPF1 0 5)的特点以及当前的最新研究进展。论述内容有较强的实用性 ,可供工程设计人员参考     

海底管道的疲劳寿命分析

分析了影响裂纹扩展寿命的多个随机因素，推导了海底管线裂纹疲劳寿命计算公式。考虑了管跨所承受载荷、裂纹尺寸、材料断裂韧性等参数，使用MonteCarlo法疲劳寿命模型对海底管道进行疲劳寿命可靠性计算．比较了不同裂纹尺寸对疲劳寿命的影响，编写了计算机应用程序，算例表明它在疲劳寿命的可靠性估计中的应用及其工程意义。     

基于疲劳寿命的海底管道自由悬跨分析

传统悬跨分析以不发生涡激振动和强度极限状态为原则确定最大可以接受的自由悬跨长度。随着水深的增加,悬跨处理的成本急剧增加,以疲劳寿命为准则可以显著地增加最大可接受悬跨长度,减少工程费用。介绍了海底管道设计过程中的悬跨分析方法和悬跨接受标准。提出在设计阶段以疲劳极限状态为接受标准,并结合有限元计算进行悬跨分析,可减少悬跨处理量,节约大量工程费用。     

海底油气输送焊接管线的疲劳评定

以旅顺至大连海底油气输送焊接管线为例,依据英国BS7910标准中的疲劳评定规程,对管线敷设过程中受到周期循环海浪施加在管线上的震动(ⅤⅣ)载荷作用时管线的疲劳性能进行了工程临界评定,得到了不同水深、不同敷设跨距、不同缺陷形式和位置及不同错边量条件下管道焊接接头的使用寿命,为海底管线敷设工程的定期维护提供了理论依据.     

海底电缆在涡激振动下的疲劳寿命

针对悬空段海底电缆结构失稳、疲劳失效和使用寿命缩短等问题,基于洋流作用下海底电缆涡激振动机理,结合海底电缆结构特性,采用流体力学法建立适用于海底电缆的振动仿真模型,基于仿真模型研究洋流流速、电缆机械特性（截面、质量、自阻尼特性等）、悬空断长度等对海底电缆振动和疲劳损伤的影响,结合应变性疲劳曲线和雨流计数法,计算海底电缆的疲劳损伤,根据线性损伤累积理论得到海底电缆的疲劳寿命,分析海底电缆疲劳寿命的影响因素。结果表明,增大海底电缆的弹性模量和阻尼比、缩短电缆悬空段长度可有效延长海底电缆的疲劳寿命。     

海底管道检测与维修技术

海底管道检测与维修技术是重要的海底管道安全保障技术,文章重点介绍了海底管道的内检测和外检测技术,海底管道的修复技术和更换技术,可供工程参考.     

西气东输用焊接钢管疲劳可靠性寿命评估

通过疲劳试验, 建立了西气东输用X70焊管焊接接头材料在 0 5、0 999、0 999 9和0 999 99等 4种可靠度下的疲劳寿命曲线, 即P S N曲线; 根据西气东输管道输气量不均匀系数,建立了X70焊接钢管所承受的载荷谱; 基于焊接接头材料可靠性疲劳寿命P S N曲线和管道载荷谱,采用Miner累积损伤准则, 估算了X70焊管的疲劳可靠性寿命。在 0 999、0 999 9和 0 999 99等 3种目标可靠度下, 西气东输用X70焊管的疲劳寿命均超过 30a, 在管道设计寿命内X70焊管不会发生疲劳破坏。     

含缺陷海底管线安全评定系统研究

针对海底管线可能存在的缺陷类型,考虑缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧度和力学强度等参数,基于权威评定规范,应用面向对象的编程语言VB开发了含缺陷海底管线安全评定系统分析软件。介绍了该系统的基本模块及功能特点。应用该系统对胜利埕岛油田某海底管线的2个检测缺陷进行了评定分析。结果表明,评定系统能够进行海底管线各类缺陷的安全分析计算,并将结果绘成失效评定图,给出可视化评定结论,为海底管线安全评定及管理提供了科学方法。     

海底管道系统的压力试验

根据挪威船级社《Rules For Submarine Pipeline Systems》1981版和《Offshore Standard DNV-OS-F101 SubmarinePipeline Systems》2000版规范以及澳大利亚标准《AS1978-1987 Pipelines-Gas and liquid petroleum-Field pressure test-ing》对海底管道系统的压力试验的操作技术和相关计算进行了阐述,以供相关工程技术人员参考。     

阻流器对海底管道自埋效果的数值模拟分析

在杭州湾海底管道的埋设中应用自埋技术,取得了防止产生管跨和增加管道的稳定性的理想效果。鉴于此,介绍了海底管道埋设的自埋原理;用数值模拟的方法分析了有无阻流器2种情况下海水对管道冲刷产生的不同影响。通过对比发现,有阻流器的管道表面的压力系数在阻流器的两侧产生剧烈变化,沿水流方向由正值变为负值;升力系数变为负值;管道与海床间隙中水流的速度增大,从而使海床受到海水的剪应力也相应增大,海床易于受冲蚀,有利于实现海底管道自埋。     

基于可靠性评价的含缺陷核压力管道疲劳寿命预测方法

含缺陷压力管道经缺陷评定合乎使用后,其疲劳寿命的估计具有重要的工程意义。将整个含缺陷压力管道作为一个整体,分析了含缺陷压力管道的疲劳裂纹扩展特点,提出了相应的含缺陷压力管道疲劳寿命的计算过程,并在基于可靠性评价的基础上,给出了核压力管道的可接受失效概率,最终得到了含缺陷核压力管道疲劳寿命预测方法。     

X65钢级海洋管道全尺寸疲劳性能试验研究

文章针对X65钢级海洋管道,综合考虑焊接残余应力、应力集中、焊接初始缺陷、管道停输及内部介质压力波动等多因素影响,在国内首次开展了管道四点弯曲+内压联合的全尺寸疲劳试验研究。通过管道全尺寸疲劳性能试验,得到不同规格管道在不同应力幅下的疲劳循环次数,而后依据国际通用的标准规范BS 7608与DNV C203对全尺寸疲劳试验结果进行了量化的评定分析。该研究不仅有利于积累海洋管道全尺寸疲劳性能试验数据,且可为评价海洋管道后续的全尺寸疲劳试验寿命及服役期间的安全运行周期提供定量依据。     

海底管道路由风险定量评估方法研究及软件开发

针对海底管道路由潜在风险的特点,提出了一种层次分析与灰色模式识别理论相结合的海底管道路由风险定量评估方法。分析研究了海底管道路由风险评估指标体系的组成及分级标准,建立了基于专家模糊评价的海底管道路由风险定量评估模型,并开发出计算机辅助海底管道路由风险定量评估系统软件及相应的数据库。应用该系统软件对渤海某海底管道路由风险进行了分项及综合定量评估,其评估结果与实际情况相符。     

漂浮法敷设海底管道悬浮段有限元分析

利用有限元法对管道漂浮充水下沉时悬浮段进行分析，编制出有限元分析计算程序ＰＡＰＦＥＭ。采用这个程序可方便、快速、准确地计算出管道悬浮段长度及充水段长度，并可对管道进行内力、应力及强度计算，为工程中的管道设计提供了依据。     

输油管道腐蚀剩余寿命的预测

针对某273mm×6(7)mm输油管道建成时间不长,管道腐蚀却很严重,腐蚀发展速率非常高的情况,利用此管道历年来的近千个腐蚀大修缺陷尺寸数据,统计出管线的腐蚀速率分布,建立了腐蚀速率概率分布的模型,并对模型进行了验证,发现腐蚀速率服从正态分布N(03968,01412)。利用腐蚀剩余强度评价确定的极限缺陷尺寸数据,在可靠性理论的基础上对273mm×6(7)mm输油管道的腐蚀剩余寿命进行了预测,发现在低、中风险地段,管道使用5～6年后,需要检测和维修;在高风险地段,管道使用4～5年就需要检测和维修。建议应对此输油管道加强防腐,严把防腐质量关。