通用型FPSO压载水管路系统应力分析及优化
发布时间：2021-04-13 06:36
通用型FPSO管路系统的复杂性和紧凑性相比传统FPSO有显著提升,作业负荷更大,油气泄漏和火灾风险更高,因而对整个管路系统的安全性以及支架的优化上有更高要求。本文将传统的输入附加位移D模拟船体变形变为温度T中热膨胀系数的叠加来表现,给出工况设置方法,综合考虑各种环境条件研究其对管道应力以及位移的影响,对通用型FPSO玻璃钢压载水管道进行一次、二次应力及水锤载荷计算,验证压载水管路设计的合理性,并对不合理部分给出优化方案,提高管路系统的安全性,为通用型FPSO管路系统工程设计提供技术借鉴。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(15)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
工况5应力超出部位示意图Fig.9Schematicdiagramofstressexceedingpartundercondition5
创?灞湫?D表现为热膨胀系数叠加来实现，包含在T中），工况设置如表2所示。2.3应力分析计算结果根据CAESARII所建立模型和上述工况组合，对比B31.3规范进行校核，输出压载水系统一次、二次应力校核结果，如表3所示。由表3可知，玻璃钢管压载水系统一次应力的校核结果为60.48%，在允许范围内，应力值为28322.39kPa，位于节点9719处；最大持续工况的一次应力水平为61.72%，应力值为28903.44kPa，相比于同节点9719处，可知在添加了偶然载荷情况下，两者应力差距不图1压载水系统模型Fig.1Ballastwatersystemmode表1压载水管路的系统特性和材料属性Tab.1Environmentalconditionsandpipeparametersofballastwatersystem环境条件设计压力/kPa静水试验压力/kPa环境温度/℃最高设计温度最低设计温度管道密度/kg·cm–370010503132110.0018管材参数弹性模量/kPa泊松比屈服强度/kPa热态许用应力/kPa冷态许用应力/kPa流体密度/kg·cm–31.5×1070.4241398001398001398001.025×10–3表2玻璃钢压载水管路分析工况设置Tab.2AnalysisconditionsettingofFRPballastwaterpipeline代号工况类型含义L1WW+HPHYD静水压力试验L2W+T1+P1OPE中垂下最高温度操作工况L3W+T2+P1OPE中拱下最低温度操作工况L4W+T3+P1OPE极端工况中垂下操作工况L5W+T4+P1OPE极端工况中拱下操作工况L6W+P1常温下的持续工况L7W+T3+P1+U1+WIN1OPE偶然载荷载及风载荷联合作用下操作工况L8W+T3+P1+U1+WIN2OPEL9W+T3+P1+U2–WIN1OPEL10W+T3+P
菏?凸ひ党霭嫔?.200.闫越,窦培林.FPSO消防水系统玻璃钢管路应力分析[J].中国水运(下半月),2016,16(12):252–254.[4]王超.深水半潜平台关键管线数值应力分析[D].镇江：江苏科技大学,2012.[5]刘立伟.从应力分析的角度简述FPSO上管路布置注意事项[J].现代工业经济和信息化,2015,5(16):60–62.[6]李金英.FPSO原油外输系统水锤分析[J].现代工业经济和信息化,2019,9(05):57–59.[7]秦欢,樊红,董勇.4500t半潜驳船压载水管路水锤计算与分析[J].船海工程,2017,46(4).[8]图10工况6应力超出部位示意图Fig.10Schematicdiagramofstressexceedingpartundercondition6图11模型修改详示示意图Fig.11Detaileddiagramofmodelmodification图12模型修改前后最大应力及所占百分比图示Fig.12Diagramofmaximumstressandpercentagebeforeandaftermodelmodification图8工况3应力超出部位示意图Fig.8Schematicdiagramofstressexceedingpartundercondition3图9工况5应力超出部位示意图Fig.9Schematicdiagramofstressexceedingpartundercondition5·68·舰船科学技术第42卷
【参考文献】：
期刊论文
[1]FPSO原油外输系统水锤分析[J]. 李金英. 现代工业经济和信息化. 2019(05)
[2]CAESAR Ⅱ在FPSO管路应力计算中的应用[J]. 陈雨菲,李珍. 广东造船. 2017(05)
[3]4500 t半潜驳船压载水管路水锤计算与分析[J]. 秦欢,樊红,董勇. 船海工程. 2017(04)
[4]管道应力分析概述[J]. 刘豫. 化工管理. 2017(15)
[5]FPSO消防水系统玻璃钢管路应力分析[J]. 闫越,窦培林. 中国水运(下半月). 2016(12)
[6]从应力分析的角度简述FPSO上管路布置注意事项[J]. 刘立伟. 现代工业经济和信息化. 2015(16)
硕士论文
[1]深水半潜平台关键管线数值应力分析[D]. 王超.江苏科技大学 2012
本文编号：3134812
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(15)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
工况5应力超出部位示意图Fig.9Schematicdiagramofstressexceedingpartundercondition5
创?灞湫?D表现为热膨胀系数叠加来实现，包含在T中），工况设置如表2所示。2.3应力分析计算结果根据CAESARII所建立模型和上述工况组合，对比B31.3规范进行校核，输出压载水系统一次、二次应力校核结果，如表3所示。由表3可知，玻璃钢管压载水系统一次应力的校核结果为60.48%，在允许范围内，应力值为28322.39kPa，位于节点9719处；最大持续工况的一次应力水平为61.72%，应力值为28903.44kPa，相比于同节点9719处，可知在添加了偶然载荷情况下，两者应力差距不图1压载水系统模型Fig.1Ballastwatersystemmode表1压载水管路的系统特性和材料属性Tab.1Environmentalconditionsandpipeparametersofballastwatersystem环境条件设计压力/kPa静水试验压力/kPa环境温度/℃最高设计温度最低设计温度管道密度/kg·cm–370010503132110.0018管材参数弹性模量/kPa泊松比屈服强度/kPa热态许用应力/kPa冷态许用应力/kPa流体密度/kg·cm–31.5×1070.4241398001398001398001.025×10–3表2玻璃钢压载水管路分析工况设置Tab.2AnalysisconditionsettingofFRPballastwaterpipeline代号工况类型含义L1WW+HPHYD静水压力试验L2W+T1+P1OPE中垂下最高温度操作工况L3W+T2+P1OPE中拱下最低温度操作工况L4W+T3+P1OPE极端工况中垂下操作工况L5W+T4+P1OPE极端工况中拱下操作工况L6W+P1常温下的持续工况L7W+T3+P1+U1+WIN1OPE偶然载荷载及风载荷联合作用下操作工况L8W+T3+P1+U1+WIN2OPEL9W+T3+P1+U2–WIN1OPEL10W+T3+P
菏?凸ひ党霭嫔?.200.闫越,窦培林.FPSO消防水系统玻璃钢管路应力分析[J].中国水运(下半月),2016,16(12):252–254.[4]王超.深水半潜平台关键管线数值应力分析[D].镇江：江苏科技大学,2012.[5]刘立伟.从应力分析的角度简述FPSO上管路布置注意事项[J].现代工业经济和信息化,2015,5(16):60–62.[6]李金英.FPSO原油外输系统水锤分析[J].现代工业经济和信息化,2019,9(05):57–59.[7]秦欢,樊红,董勇.4500t半潜驳船压载水管路水锤计算与分析[J].船海工程,2017,46(4).[8]图10工况6应力超出部位示意图Fig.10Schematicdiagramofstressexceedingpartundercondition6图11模型修改详示示意图Fig.11Detaileddiagramofmodelmodification图12模型修改前后最大应力及所占百分比图示Fig.12Diagramofmaximumstressandpercentagebeforeandaftermodelmodification图8工况3应力超出部位示意图Fig.8Schematicdiagramofstressexceedingpartundercondition3图9工况5应力超出部位示意图Fig.9Schematicdiagramofstressexceedingpartundercondition5·68·舰船科学技术第42卷
【参考文献】：
期刊论文
[1]FPSO原油外输系统水锤分析[J]. 李金英. 现代工业经济和信息化. 2019(05)
[2]CAESAR Ⅱ在FPSO管路应力计算中的应用[J]. 陈雨菲,李珍. 广东造船. 2017(05)
[3]4500 t半潜驳船压载水管路水锤计算与分析[J]. 秦欢,樊红,董勇. 船海工程. 2017(04)
[4]管道应力分析概述[J]. 刘豫. 化工管理. 2017(15)
[5]FPSO消防水系统玻璃钢管路应力分析[J]. 闫越,窦培林. 中国水运(下半月). 2016(12)
[6]从应力分析的角度简述FPSO上管路布置注意事项[J]. 刘立伟. 现代工业经济和信息化. 2015(16)
硕士论文
[1]深水半潜平台关键管线数值应力分析[D]. 王超.江苏科技大学 2012
本文编号：3134812
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