海底管道管跨的流激涡旋振动的试验研究与安全可靠性分析

海底管道在铺设过程中或后来受海水冲淘的作用会出现管跨段。为找出海流流激涡旋振动的基本规律,并以此为基础,分析管跨的振动响应、计算管跨的载荷与强度,研究实际管跨的安全可靠性评估的问题,采取了试验研究与理论分析相结合的方法。首先进行了管道的模拟计算,而后在石油大学海洋石油工程研究室模型试验水槽里进行了实验;在实验结果分析的基础上,参考国外有关数据标准,独立编制了管跨的疲劳寿命预测与可靠性分析的计算软件PSFRA。利用该软件,计算分析了不同长度管跨在不同载荷环境条件下的疲劳寿命问题,并给出了可靠度。找出了在稳定海流的作用下,发生同向与横向涡旋共振的条件,及发生涡旋共振时管跨的响应,建立了计算管跨振动的振幅及频率的经验公式。通过计算分析,认为管跨的同向涡旋振动一般不会对管道系统的正常运行构成威胁,而管跨的横向共振则必须予以消除。