导管架管节点裂纹的断裂评估和疲劳评估方法

海洋工程装备与技术 ›› 2014, Vol. 1 ›› Issue (2): 129-135.

导管架管节点裂纹的断裂评估和疲劳评估方法

尹彦坤

湛江南海西部石油勘察设计有限公司,广东湛江 524057

收稿日期:2014-05-29 出版日期:2014-03-29 发布日期:2017-12-07
作者简介:
尹彦坤(1980-),男,工程师,主要从事海洋石油固定式平台结构设计方面的研究.

Fracture Assessment and Fatigue Assessment of Jacket Tubular Joints

Yan-kun YIN

Zhanjiang Nanhai West Oil Survey & Design Co.,Ltd., Zhanjiang, Guangdong 524057, China

Received:2014-05-29 Online:2014-03-29 Published:2017-12-07

摘要/Abstract

摘要：

目前海洋油气研究中对导管架管节点的疲劳设计和校核,主要采用应力-寿命(S-N)曲线的方法,断裂力学方法的研究和应用较少.系统地介绍了断裂力学的基础理论,ECA评估,裂纹扩展率以及管节点评估方法和流程.最后通过应用JPEFA软件进行的评估实例,介绍了评估过程.

关键词: 海洋油气工程, 管节点, 疲劳, 断裂力学, ECA

Abstract:

The design and assessment of jacket tubular joints are usually performed based on the stress-lifetime (S-N) curve in Chinese ocean oil and gas engineering projects, while the fracture mechanics methods are rarely employed. This article describes the basic theory of fracture mechanics, ECA, fatigue crack growth law and general assessment procedure, and then gives an assessment example by JPEFA program.

Key words: ocean oil and gas engineering, tubular joint, fatigue assessment, fracture mechanics, ECA

中图分类号:

TE54

尹彦坤. 导管架管节点裂纹的断裂评估和疲劳评估方法[J]. 海洋工程装备与技术, 2014, 1(2): 129-135.

Yan-kun YIN. Fracture Assessment and Fatigue Assessment of Jacket Tubular Joints[J]. Ocean Engineering Equipment and Technology, 2014, 1(2): 129-135.

图/表 13

图1

图2

图3

图4

表1

表2

表3

图5

表4

图6

表5

图7

表6

参考文献 6

[1]	American Petroleum Institute API RP 2A--2007. Recommended practice for planning, designing and constructing fixed offshore platforms--working stress design[S]. Washington DC: American Petroleum Institute, 2007.
[2]	程靳,赵树山. 断裂力学[M]. 北京: 科学出版社, 2006.
[3]	British Standards Institution. BS7910--2005. Guide to methods for assessing the acceptability of flaws in metallic structures[S]. London: British Standards Institution, 2005.
[4]	Dowling A R, Townley C H A. The effect of defects on structural failure: a two-criteria approach[J]. International J Pressure Vessels and Piping, 1975, 3(2): 77.
[5]	Paris P C.The Boeing Company Document No. 17867, Addendum N[S]. 1957.
[6]	Connolly M P, Hellier A K, Dover W D, et al. A parametric study of the ratio of bending to membrane stress in tubular Y and T joints[J]. International Journal of Fatigue, 1990, 12(1): 3.

极端工况名义应力/MPa			应力集中系数			热点应力 /MPa	焊接残余应力 /MPa	弯曲度	主膜应力 p_m/MPa	主弯曲应力 p_b/MPa
轴向	平面内弯曲	平面外弯曲	轴向	平面内弯曲	平面外弯曲	热点应力 /MPa	焊接残余应力 /MPa	弯曲度	主膜应力 p_m/MPa	主弯曲应力 p_b/MPa
47.6	1.32	60.43	3.22	2.13	1.84	156	355	0.326	178	86

[1]	袁振钦, 邹科, 孙亚峰, 刘刚, 屈衍, 李居跃. 基于时域分析法的动态电缆疲劳分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2022, 9(2): 50-55.
[2]	刘浩 , 张宁 , 王火平 , 朱礼云 , 张宇 . 一种通过增加弯曲段惯性体改善钢悬链线立管运动性能的方法[J]. 海洋工程装备与技术, 2022, 9(1): 37-45.
[3]	尹彦坤, 易涤非. 半潜式生产平台船体结构关键节点工程临界评估[J]. 海洋工程装备与技术, 2022, 9(1): 52-57.
[4]	胡永明, 欧阳雄. 深水导管架结构延寿评估中的若干问题探讨[J]. 海洋工程装备与技术, 2019, 6(1): 478-481.
[5]	赵帆, 刘洋, 时晨. 仙人掌型截面圆柱体群涡激振动响应的水槽试验研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(增刊): 19-25.
[6]	梁园华, 韦斯俊, 孙政策, 杨清峡. 深水张紧式聚酯缆系泊系统疲劳分析研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(增刊): 226-233.
[7]	马网扣, 刘军. 新型立柱式生产储油平台桁架管节点疲劳分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(4): 252-258.
[8]	夏秋玲, 冯现洪. 悬跨评估新趋势及在海管在役评估中的应用[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(3): 154-159.
[9]	刘玉玺, 黄怀州, 刘钊. 张力腿平台在位期间张力腿涡激振动疲劳分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(3): 186-190.
[10]	严维锋, 袁则名, 和鹏飞, 史文专. 339.7 mm套管回收技术在东海油田A10井的应用[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(1): 30-35.
[11]	李华祥. 疲劳谱分析方法及其在立柱式平台结构分析中的应用[J]. 海洋工程装备与技术, 2016, 3(6): 338-345.
[12]	王洪庆, 李德江, 傅强, 李磊, 张国栋, 杜之富. 半潜式平台立柱与浮筒连接节点疲劳可靠性分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2016, 3(4): 227-235.
[13]	谢彬, 李阳, 张威, 谢文会, 王俊荣. 超深水半潜式钻井平台设计技术创新与应用[J]. 海洋工程装备与技术, 2015, 2(6): 353-360.
[14]	张宁, 冒家友, 阳建军. 水下井口头在张力腿平台顶张式立管作用下的疲劳分析和参数比较[J]. 海洋工程装备与技术, 2015, 2(5): 285-291.
[15]	冯加果, 刘小燕, 王世圣, 谢文会. 基于ANSYS分析软件的海洋平台局部构造疲劳寿命评估研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2015, 2(5): 325-331.