基于可靠性理论的多失效模式老龄平台剩余寿命预测

建立综合考虑平台结构构件的疲劳失效、腐蚀失效和静强度失效3种失效模式的可靠性模型.提出多失效模式下平台整体系统可靠度计算方法,分析不同失效模式对平台系统可靠性的影响.以可靠性理论为基础,考虑已服役载荷的验证作用,计算老龄平台系统在后继服役期内的可靠度指标,进而预测平台的剩余寿命.通过:Monte Carlo实例模拟结果表明,文中研究为平台服役后期的剩余寿命预测提供更为合理的计算方法,区分不同服役阶段的构件失效模式,可为平台的检修决策提供依据.     

LNG储罐外墙裂缝检修用高空吊装系统方案对比

对于大型LNG储罐混凝土外墙出现裂纹的情况，国内检修设备及手段尚不成熟，需要采用定制的高空吊装系统进行检测和修补作业。采用ANSYS有限元计算软件对国内某LNG接收站提出的两种高空吊装系统技术方案进行了力学分析，其中包括4种荷载组合工况下吊装装置本体的强度计算、稳定性计算和储罐珍珠岩填充孔的强度计算。分析结果表明：两种吊装方案的最大应力均小于材料许用应力，均可以满足强度要求，其中方案1整个吊装系统在停泊时满足稳定性要求，在工作状态不满足稳定性要求，需要通过缆绳与珍珠岩填充孔连接增强其抗倾覆能力。该文提出的方法有助于提高吊装装置的运行稳定性和可靠性，可为国内LNG接收站储罐的检维修装置选型提供参考。     

尿素合成塔缺陷评定

为确保尿素合成塔安全运行，采用失效评定图对尿素合成塔进行了缺陷评定。鉴于有限元分析技术可以针对尿素合成塔这一特定结构建立精细的分析模型进行参数分析，能够大大地提高结果的准确度，采用有限元方法计算评定参数。建立含裂纹结构的尿素合成塔缺陷三维分析模型，通过节点位移插值计算应力强度因子；基于塑性屈服和裂纹稳态扩展准则求得结构的极限载荷；利用SINTAP中的失效评定曲线进行缺陷评定与1～4年后的安全预评定。结果表明，目前设备处于安全状态，安全裕度为0．2026，1—2年后设备仍安全，第3年临界安全，第4年设备失效。     

大型LNG储罐内罐壁高的地震动力响应分析

介绍了大型LNG全容储罐内罐壁高的设计原理;为应对长周期地震动作用激发储液产生的大幅晃动,分析了多个规范中的地震反应谱在内罐壁高设计中的适用性,从而选择了规范EN 1998-1:2004和GB/T 50761-2018中的水平设计反应谱;并以某20×104 m3大型LNG储罐为例,通过理论计算与数值模拟进行了水平设计反...     

考虑疲劳与腐蚀的冰区平台动态可靠性分析

针对海洋平台动态可靠性研究中存在的不足,将疲劳和腐蚀作为影响平台抗力衰减最主要的2种因素,根据疲劳与腐蚀的相互影响机理,确定了疲劳应力范围随时间的变化函数,建立了考虑疲劳与腐蚀交互作用的平台动态可靠性模型。并采用该模型分析了渤海4冰区的海洋平台,采用非线性弹簧单元模拟桩土的交互作用,根据冰厚、冰速和来冰方向3参数概率模型对整个冰激疲劳环境划分工况和子工况。分析结果表明,建立的可靠性模型能够很好地体现腐蚀对平台动态可靠性的影响。     

大型液化天然气储罐内罐寿命计算分析

大型液化天然气(LNG)全容罐是LNG接收站项目中最重要的设备之一,在LNG低液位与高液位循环操作期间(卸船周期内)、大修时空液阶段、水压试验与试验水排空等循环使用中,受低温收缩、液位变化等影响,内罐壁-底连接大角焊接接头、壁板、锚固带等危险部位会产生材料使用疲劳,若按LNG储罐50a设计寿命考虑,需对内罐易疲劳关键部位进行材料疲劳校核分析。以国内某已建LNG储罐为例,针对储罐在预冷、水压试验、低-高液位循环使用等工况,对内罐底部大角焊接接头、罐壁板、锚固带等部位材料进行了材料疲劳失效风险分析,对内罐50a设计寿命进行了校核分析。     

T型焊接管节点应力集中系数数值分析

针对目前T型焊接管节点应力集中系数(stress concentration factor,SCF)计算方法的不足,提出一种新的SCF数值计算方法.借助于有限元软件ANSYS中子模型技术,同时采用实体单元和壳单元模拟管节点;根据规范建立焊接接头模型,考虑焊址打磨对应力集中的缓和作用,建立打磨圆角模型以真实反应焊缝附近的应力分布;利用路径映射技术分析应力沿支管轴向的变化规律,采用路径分析方法确定名义应力和热点应力,从而求得SCF.最后采用该方法对15个T型焊接管节点在轴向载荷、面内弯矩和面外弯矩作用下的SCF进行分析,研究了3种基本载荷作用下几何参数对SCF大小与沿焊址分布的影响规律.     

浅谈地震载荷条件下大型LNG储罐分析软件的设计与开发

随着LNG储罐体积的增大,其设计和分析计算复杂程度倍增,进行储罐的安全、经济设计是重要难题.大型LNG储罐设计主要依赖非线性有限元内核的数值分析软件,而现有相关软件主要依赖国外产品.针对此,本文基于国产化有限元软件平台进行了地震载荷下大型LNG储罐分析软件的顶层设计,明确了软件的主要功能内容.该软件平台大大简化了设计人...     

老龄平台定量风险评价

针对目前大量海洋平台进入老龄期的现状,文章结合胜利油田海洋采油厂埕岛A平台进行定量风险评价,并进行重要度分析。研究基于事故树的老龄平台定量风险评价方法．分析平台失效原因：采用ANSYS软件中可靠性设计模块计算基本事件中静强度和疲劳强度失效事件的发生概率：根据平台上人员工作时间及逃亡概率计算失效后果．并依据它定量计算平台风险：采用ALARP准则进行风险评价：根据失效事故树与发生概率对10个基本事件结构重要度、概率重要度和关键重要度进行分析。研究表明．埕岛A平台个人风险处于最低合理可行的ALARP区域;极限荷载作用对老龄平台失效的影响最大．但其本身发生的概率不大,而平台构件名义应力失效、管节点冲剪失效以及构件疲劳失效不但对平台失效概率敏感性高．而且本身发生的概率也较大。     

基于风险的老龄平台检修规划

为确定老龄平台合理的检修方案,建立基于风险的老龄平台检修规划模型。研究模型中检测、维修与失效期望费用的计算方法,采用遗传算法进行优化求解;利用事件树进行概率分析,计算出各检测时间点平台检测、维修与失效三个基本事件的概率;基于规划模型对老龄平台延寿服役期间的检测间隔、方法及维修决策三个参数进行优化。最后以一老龄平台为例,根据备用的检测方法与维修方法确定10种检修方案,采用检修规划模型进行检修优化,结果表明,合理地安排检测与维修能够有效地降低平台风险,维修方法对检修方案的影响大于检测方法。