缺陷海底管道结构失效及风险评估研究

发布时间：2020-05-15 20:47

【摘要】：本文通过数值模拟结合实验验证的方式,研究椭圆度、腐蚀削薄、凹陷等管道缺陷对管道结构安全的影响,并在此基础上进行缺陷海底管道的风险评估。研究海底管道椭圆度产生的原因;在深海压力舱管道压溃实验中,通过调整海底管道试件的局部椭圆度,研究椭圆度对海底管道临界压溃压力的影响,并获得特定椭圆度下海底管道的临界压溃压力;通过对比实验数据的方式验证在abaqus中模拟椭圆度管道压溃过程的可行性,并通过abaqus模拟研究海底管道含椭圆度段长度对其抗压性能的影响。通过数值模拟的方式研究削薄缺陷下海底管道的内压破坏,对规则削薄缺陷的长度、宽度和深度作敏感性分析;研究凹陷海底管道模型的凹陷建模过程,采集凹陷海底管道模型压溃破坏的数据;运用神经网络的方式拟合削薄缺陷海底管道的临界破坏内压,利用神经网络的自变量降维功能识别凹陷海底管道临界压溃压力的弱影响因素。通过理论推导结合数值模拟的方法,研究阻尼比对正余弦载荷作用下椭圆度管道临界压溃压力的影响;通过DNV规范结合数值模拟的方式确定海底管道的合理阻尼取值。研究阻尼条件下正余弦载荷对椭圆度管道临界压溃压力的影响,对外部压力、动力载荷圆频率等因素作敏感性分析。研究正余弦载荷长轴方向加载和短轴方向加载情况下椭圆度管道结构响应的差异。建立缺陷海底管道结构失效故障树,提出一种新的专家打分法数据处理方法,并在两者的基础上进行缺陷海底管道结构失效的发生概率的计算。结合海底管道风险评价矩阵对缺陷海底管道进行风险评价,并提出风险控制的相应措施。
【图文】：

图 1-1 论文结构框架图1.4.2 主要创新点（1） 通过数值模拟结合实验论证的方式，，探究海底管道椭圆度段长度对其压溃压力的影响。（2） 研究了阻尼比对管道在外压和正余弦载荷联合作用下的椭圆度管道响应的影响，并结合 DNV 规范和 fluent 软件计算出海底管道的阻尼比取值范围。（3） 研究了阻尼情况下椭圆度管道在外部压力和正余弦形式的动力载荷作用下的破坏机理。（4） 利用神经网络的自变量降维实现对影响凹陷缺陷管道临界压溃压力的输入参数的重要度识别。（5） 提出一种新的专家打分法后期数据处理的方法，使数据的提取更具有科学性，并在此基础上研究缺陷管道的失效概率。

不可能被完全避免，轧出的荒管一定会存在椭圆部工序造成影响和成品管质量缺陷时，这种椭圆能由于某些因素控制不当造成椭圆度过大。道铺设安装的过程中，由于张紧器的夹紧力和椭圆化损伤，该初始椭圆度的存在将对管道今后深水管道屈曲压溃试验大学深水管道屈曲试验装置，开展全尺寸深水管自主研制了全尺寸试验装置——深海压力舱。该压能力 43MPa(相当于 4300m 水深压力)，内部型进行试验，能对管道试件施加轴向力等多种载行试验全程视频监控与记录‖[22]。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P756.2

【参考文献】

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本文编号：2665615