冰区海洋平台疲劳可靠性评估方法的研究

给出了在随机波浪载荷和冰载荷作用下平台构件疲劳损伤的一种计算方法,并利用该方法分析了平台单个构件和平台整体的疲劳可靠性.用指数函数对波浪和海冰作用下平台构件的疲劳应力、应力循环次数和环境参数的关系进行了拟合,拟合精度很好.根据拟合的指数函数,并基于S-N曲线和Miner线性累积疲劳损伤理论,推导出构件疲劳损伤的计算公式,使构件疲劳损伤的计算过程得到很大简化.在此基础上给出了单个构件的疲劳可靠性计算公式,提出了平台整体疲劳失效的简化判断依据和平台关键失效模式的确定方法,并给出了平台整体失效概率的计算方法.计算实例表明,该方法简单可靠,可以有效地用于工程实际.     

基于ANSYS分析软件的海洋平台局部构造疲劳寿命评估研究

疲劳损伤失效是海洋结构面临的重要问题,而对于裙桩套筒这样的局部复杂结构而言,疲劳寿命评估更为关键。应用ANSYS软件建立了一套海洋平台局部构造疲劳寿命评估流程,通过热点应力外推法,采用疲劳的简化分析方法计算疲劳寿命,并运用该方法验证了某平台裙桩套筒满足疲劳要求。该方法利用了局部结构强度分析的ANSYS应力分析结果,得到的应力幅值更加合理、便利,同时将热点应力外推法融入到疲劳简化分析方法中,具有较高的工程应用价值,可为今后海洋平台其他典型局部构造的疲劳寿命评估提供指导。     

用风速单参数谱法估算海洋石油钢结构腐蚀疲劳寿命问题的探讨

本文是以断裂力学方法为基础来估算海洋钢结构构件腐蚀疲劳寿命的,其中考虑了各种海况的出现概率以及随机载荷的应力幅、应力比和加载频率对构件疲劳损伤的影响.本文介绍了ASTMA537钢试件在海水介质中的腐蚀疲劳实验,并确定了此种钢材的腐蚀疲劳特性参数.本文还介绍了用风速单参数海浪谱来估算构件在各种海况下的应力谱的方法.最后导出了腐蚀菠劳寿命的估算公式.     

基于累积损伤的FPSO上部模块简化疲劳分析

以浮式生产储油轮上部模块的疲劳评估为例,介绍了一种基于线性疲劳累积损伤原理的简化疲劳评价方法。方法考虑了FPSO生产周期内的各种工况和环境条件,并对各种工况做出合理的划分,借助海洋工程通用计算软件SACS的分析结果,最后得到了在一定概率下船体上部结构的累积损伤值。整个分析参照ABS规范,为海洋工程结构的简化疲劳评估提供了一种途径。     

硫化氢环境下老旧管道失效概率评价方法研究

老旧管道在服役过程中存在着失效风险,而影响老旧管道失效的因素有很多,在众多影响因素中硫化氢对管道产生的腐蚀损伤较严重。为解决受腐蚀损伤的老旧管道安全评估问题,文章建立了一种在硫化氢环境下老旧管道失效概率评价方法。以在硫化氢环境中使用了约20年的老旧集气管道为研究对象,采用蒙特卡洛法模拟管道服役过程中的动态压力和腐蚀损伤引起的剩余强度的变化,计算了单一腐蚀因素引起管道失效的概率,并通过正态分布概率给出管道使用的安全范围。研究结果表明：投运20年以上的含硫老旧管道在氢致开裂实验与应力腐蚀开裂实验中,均未发生开裂。根据模型计算得出,老旧管道依旧可以安全服役,但服役6年后失效概率超过0.5,需要进行整修工作,服役27年后,管道内腐蚀严重,剩余强度降到3.82 MPa,需要更换管道。通过模拟得到了失效概率与腐蚀缺陷和服役时间的关系,为老旧集气管道再服役提供理论依据和参考价值。     

海底管道系统管跨涡激振动疲劳可靠度综合评估方法

考虑海底管道悬空的动态变化情况,并从系统的角度对管跨疲劳风险评估方法进行了研究.选取主要影响因素,运用模糊数学方法确定管跨发生概率,进而提出了一种海底管道系统管跨涡激振动疲劳可靠度的评估方法.该方法综合考虑了各管段管跨发生概率、管跨发生在同一地点的概率、管道最大疲劳损伤发生在同一部位的概率、管跨长度以及定长管跨涡激振动疲劳失效概率等因素.与传统评估方法相比,本文方法评估结果更接近工程实际.     

西气东输二线X80钢管焊缝疲劳寿命分析

输气管道运行过程中,输气量的变化会导致管道承受一定的波动压力,造成管道发生疲劳损伤,从而威胁管道的安全。通常在管材疲劳寿命测试和分析中尚未考虑置信度和安全概率的要求,不能完全满足管道可靠性评估的需要。为此,通过对管道焊缝材料进行疲劳实验,采用单边容限分析方法,同时考虑安全概率和置信度要求,建立了不同安全概率下西气东输二线X80钢管焊缝的疲劳寿命曲线;根据管道输气量不均匀系数,建立了管道的应力谱;在此基础上利用损伤累计原理评估了西气东输二线管道焊缝疲劳可靠性寿命。计算结果表明,在设计寿命周期内,西气东输二线管道不会发生疲劳破坏。该方法可以为管道疲劳寿命分析和可靠性评估提供依据,具有一定的工程应用价值。     

套管钻井中套管疲劳损伤模型研究

根据套管材料的疲劳应力寿命曲线推导出了套管构件的疲劳应力寿命曲线;结合疲劳损伤理论,通过定义套管疲劳损伤量和疲劳损伤强度2个基本参数,对套管疲劳损伤进行度量,建立了套管疲劳累积损伤计算模型。由现场套管钻井实例分析结果可知,位于井口的套管疲劳损伤程度最大;采用单因素分析法,当转速一定时,套管的疲劳损伤随着井深的增加而减小;当钻压固定不变时,套管的疲劳损伤随转速的增大而增大。该模型对于套管的疲劳损伤评估具有重要的指导意义。     

海上半潜式钻井平台立柱的腐蚀疲劳寿命计算

本文的目的是通过试件在海水腐蚀环境下有关疲劳特征的一些参数来描述材料的腐蚀疲劳规律。同时,以这些规律为依据,提出一个较为完整可靠的腐蚀疲劳寿命的计算方法,此法直接从随机应力频率谱出发得出应力循环关于应力幅和应力比的两参数计数的计算方法,并通过实验对国标16Mn钢在海水腐蚀环境下与疲劳特征有关的一些参数——疲劳载荷系数、疲劳循环比系数及疲劳频率系数的测定而提出对Paris公式的改进。文章还以Miner线性累积损伤律为依据对在中国南海海况下的半潜式平台立柱的腐蚀疲劳寿命进行了理论预测。     

腐蚀条件下平台桩腿疲劳损伤寿命的预测

介绍了在海水腐蚀环境中海上平台桩腿的疲劳寿命试验 ,得出了桩腿腐蚀试样及光滑试样的S -N曲线及da/dN -ΔK曲线 ,得到了服役海上平台桩腿的疲劳损伤计算方法。考虑了海水中的均匀腐蚀损伤及点蚀损伤 ,给出了这些腐蚀损伤的计算方法。根据疲劳与腐蚀两类损伤的综合评价 ,给出了桩腿实际寿命的预测方法。这种预测方法对在役海上平台的安全可靠性评估具有实际参考价值     

高压聚乙烯循环冷却器换热管开裂原因分析

某高压聚乙烯装置换热管堵塞及腐蚀情况严重,换热管腐蚀主要为应力腐蚀。腐蚀产生的原因是换热管焊接过程产生的焊接应力和冷冻盐水介质,导致应力腐蚀裂纹发生扩展,造成换热管应力腐蚀开裂。     

冷凝冷却器腐蚀原因分析及防腐对策

对硫磺回收装置冷凝冷却器的腐蚀状况进行了分析。应力腐蚀、湿H2S损伤、疲劳腐蚀、缝隙腐蚀、露点腐蚀、硫化腐蚀以及酸、碱腐蚀等是造成冷凝冷却器腐蚀的主要因素。改进换热管与管板的连接方法,进行防腐设计．选用耐蚀性能好的材料可以提高设备的防腐能力。     

高压装置应力腐蚀失效分析及防护

针对高压装置E408I换热器频繁泄漏问题,结合生产工况对换热管进行了腐蚀失效分析。通过专业检测分析手段,结合高压装置特定的运行条件,指出了产生管束应力腐蚀开裂的条件因素,同时从材料方面分析了更新后设备故障率更高的原因。该分析结果及建议对于在相似工艺条件下已运行换热器及更新换热器的管束应力腐蚀的防护具有一定的借签作用。     

重油催化装置CO余热锅炉节能技术改造分析

CO余热锅炉通过省煤器翅片管替代光管为传热元件,利用水热媒技术增设给水预热器,完善吹灰器等手段进行了节能改造,解决了省煤器积灰与腐蚀问题,节能效果显著。     

BFe30-1-1铜镍海水冷却器管侧泄漏原因分析

渤海某浮式生产储油装置工艺系统BFe30-1-1铜镍海水冷却器在使用过程中发生了管侧泄漏问题。从材质、焊接性能、海水水质、运行状况及腐蚀机理等方面,系统地分析了冷却器发生管侧泄漏的原因,并提出了预防措施。海水点蚀和冲刷腐蚀的共同作用是导致冷却器换热管管端及焊缝区域腐蚀的主要原因,管侧大量海生物随机堵塞换热管所产生的不稳定液体强力冲击是导致浮头密封面失效的主要原因。建议采用TA2等耐腐蚀和耐冲刷材料的换热管,采用复层开槽的胀焊结构连接换热管与管板,并根据实际运行情况灵活控制冷却器管束的清洗周期,密切监视冷却器海水侧的压降变化,合理调节电解铀装置开度。     

凝汽器黄铜管断裂原因分析

文章分析了断裂黄铜管的材料状态,并对断裂黄铜管的垢层、断裂特征、界面层微观形貌进行了分析研究,确定凝汽器黄铜管内壁已遭受沉积物垢下氯离子缝隙腐蚀,断裂特征属腐蚀疲劳,动应力来源于运行中的管束振动。探讨了腐蚀机理,提出了防护措施。     

循环水不锈钢换热器抗氯离子应力腐蚀研究

炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40％左右,占总投资的30％-45％,换热设备中大约有1／3是水冷器,其中不锈钢换热器容易受循环冷却水中Cl-影响而发生应力腐蚀,这就制约着有污水回用的循环水系统提升浓缩倍数。通过调研得出这种腐蚀受Cl-的含量、温度影响较大,pH值也有一定的影响。文章提出了当温度为50-80℃及pH值大于8时,工业循环水的Cl一质量浓度最大可达1000mg／L。还介绍了列管式和盘管式换热器的应力腐蚀开裂情况,并依据对现场调研结果得出换热器易发生应力腐蚀的部位主要包括胀接部位、U形管的弯曲部位、折流挡板和换热管其它部位等。并建议在循环水系统内进行挂片试验进一步研究不同因素和换热器不同部位对应力腐蚀的影响,以便提出防护措施。     

超级开架式气化器新型传热管内流场及对流换热的数值模拟

超级开架式气化器(Super ORV)新型传热管主要是在普通传热管的内管中加入了十字螺旋扰流杆,以强化传热管的换热效果。为了研究该装置的换热效率,建立了与新型传热管和普通传热管相对应的数学和模型物理模型,采用数值模拟的方法对两种传热管内流场及对流换热性能进行了对比分析,得到了传热管内流道的努赛尔数随入口速度的变化图,以及传热管不同位置处温度和传热系数的分布规律。通过对现有实验进行数值模拟,对比分析了模拟结果与实验结果。结果表明:(1)FLUENT数值模拟方法能准确描述传热管的传热特性;(2)十字螺旋扰流杆的存在,不仅能够加强流体的湍流强度,而且还能有效减小边界层厚度,产生强烈的二次流,加强了流体在径向上的热交换,提高了传热管的整体换热能力;(3)流体入口速度与努赛尔数的增长幅度呈正比,传热系数随着温度的升高而增加,在相同的雷诺数下,新型传热管内流体的平均温度明显高于普通传热管内流体温度。该研究成果能够为超级开架式气化器国产化进程提供参考。     

高氯油对加氢高压换热器的影响及对策

某化工厂航煤加氢装置,因上游原料变化一段时间内加工高氯原油,期间高压换热器多次出现铵盐结晶堵塞,增加在线注水,实施间断注水缓解换热器的堵塞,维持生产。后在装置停工检修期间,对高压换热器进行抽芯检查,发现注水点后不锈钢换热器管束出现明显腐蚀,其中在一台换热器管板部位发生明显泄漏,分析认为腐蚀失效的主要原因是Cl-的应力腐蚀开裂,对该台换热器进行短接处理,泄漏与Cl-的腐蚀有直接关系,因此,生产过程中要严格控制原料中氯含量,这是解决问题的根本方法。