海洋工程防腐系统优化设计技术研究

发布时间：2020-08-21 00:16

【摘要】：海洋油气资源开发要求海洋工程结构在服役期内具备足够的可靠性和安全性。腐蚀问题是导致结构失效的主要原因之一。作为海洋工程结构的防腐措施,工程界通常采用防腐涂层结合阴极保护的复合防腐技术。在防腐系统设计方面,多采用基于规范和设计人员经验的传统设计方法,无法精细化地表述结构表面在全寿命期内防腐系统的演变状态。因此,研究海洋工程防腐系统优化设计的有效技术手段具有十分重要的意义。本文针对海洋工程结构防腐涂层配套体系和阴极保护系统的优化设计问题,完成的重点工作及取得的主要研究成果总结如下： (1)防腐涂层配套体系优化设计技术研究。本文通过文献规范、工程单位、涂料商等渠道开展了大量的调研工作,形成了能够涵盖实际工程中典型海洋工程结构涂层方案、涂料品种、涂料品牌、规范设计校核等的资料库。通过对资料库数据进行筛选优化和参数化处理,搭建了优化设计数据库。基于专家系统思想,开发了防腐涂层配套体系优化设计软件,实现了防腐涂层配套体系详细设计和优化设计两大功能。 (2)阴极保护系统优化设计关键技术研究。本文对包括并行计算技术、三维可视化仿真技术、内外网通信传输技术在内的若干关键技术进行了研究开发,有效支撑了阴极保护系统优化设计技术的研究工作。 (3)海底管道外表面阴极保护系统优化设计技术研究。本文提出了基于数值模拟计算的优化设计技术,设计了可以完整描述实际工程中绝大多数管道外表面防腐系统状态的大规模样本,利用基于边界元法的数值分析方法,得到了符合规范设计要求的海底管道外表面阴极保护系统大规模优化设计数据库。在对输入输出参数进行相关性分析的基础上,应用L-M算法和贝叶斯正则化算法实现了两级人工神经网络映射关系的训练。 (4)海洋平台水下结构阴极保护系统优化设计技术研究。针对具体平台水下结构的阴极保护系统优化设计,本文在规范设计体系的基础上,利用基于边界元法的仿真计算和分析,建立了以保护电流密度和保护电位方差为优化变量的优化设计模型。针对某一类平台水下结构的阴极保护系统优化设计,本文研究了参数化技术以实现结构表面的完整定义,并提出了优化设计的研究思路。通过导管架平台算例验证了上述方法的有效性。 (5)阴极保护系统优化设计软件研制。本文汇总了阴极保护系统优化设计技术的研究成果,编制出集成化的优化设计软件,具有良好的实际工程应用价值。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P755.3

【参考文献】