提高大型结构物称重系统可靠性与安全性研究

大型结构物称重系统的关键部分是液压系统、控制系统和承力部分,通过分析和提高每个系统的可靠性和安全性,可使称重系统在上升下降的全过程都具有很高的可靠性。所开发的称重系统目前已成功安全使用几十次,得到多家国内外船级社的认可。

X65管线钢焊接接头CTOD断裂韧度

根据BS74 4 8断裂韧度试验标准 ,对X6 5管线钢焊接接头的低温 (0℃ )裂纹尖端张开位移 (CTOD)进行了测试。取尺寸为B× 2B(B为试样厚度 )、缺口方向为NP的试样进行三点弯曲试验 ,然后由所得到的 0℃下母材、焊缝和热影响区 (HAZ)的P -V曲线来计算CTOD值 ,并对试验结果进行了讨论和总结。对显微组织的分析表明 ,共有3个HAZ试件不满足裂纹尖端不超过熔合线 0 .5mm且落在粗晶区内的要求。该结果恰好与P -V曲线和所得的CTOD值相一致 ,从而解决了试验值分散性大的问题 ,同时为ECA评估提供了重要依据 ,验证了BS74 4 8标准的合理性并体现了它的优越性。

海洋平台受损构件的承载能力与加固分析

采用了数值有限元和弹塑性理论解析方法,对某海洋平台结构受大型船舶冲撞的斜撑受损构件进行承载能力分析,同时对灌浆卡箍维修方案进行了理论分析与数值计算,分析评价了灌浆卡箍的修理方法。利用混凝土强度理论von Mises破坏准则,建立灌浆卡箍的轴向受拉、轴向受压和面内弯矩作用下的非线性有限元模型进行计算,与理论分析所得的承载能力设计值比较表明,灌浆卡箍的轴向抗拉、抗压承载能力要比原钢管强,但其抗弯承载能力不如原钢管。对照APIRP2A规范提供的设计值进行分析比较表明,其加固方案是安全的,用它进行海洋平台结构受损构件的承载能力及加固分析是可行的。

海洋平台大厚度焊接接头断裂韧度

依据BS74 4 8断裂韧度试验标准 (ISO/TC16 4 /SC4 -N4 0 0 ) ,对采用埋弧焊 (SAW)工艺施焊的、板厚为 5 4mm的海洋石油平台大厚度对接接头试样进行了低温裂纹尖端张开位移 (CTOD)试验。分别测试了 - 15℃下单丝和双丝埋弧焊工艺下焊缝金属和热影响区的CTOD值。试验表明 ,除双丝埋弧焊热影响区试件外 ,其余试件均满足挪威船级社DNV规定的最小特征CTOD为 0 .15mm的要求 。

X65管线钢焊接接头H_2S应力腐蚀研究及其有限元数值分析

在X6 5管线钢H2 S应力腐蚀试验的基础上 ,建立了三维弹塑性有限元模型 .通过三维弹塑性有限元的数值分析 ,得到了裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征 .通过对X6 5管线钢焊接接头的显微组织观察和基本力学性能研究 ,对影响其应力腐蚀影响因素提供了实验依据 .并根据楔形张开加载恒位移试样得出了X6 5管线钢焊接接头的临界应力强度因子KISCC和裂纹扩展速率 。

具有裂纹损伤的海底管道断裂评估及其软件开发

海底管道是海洋石油开发的重要设施之一 ,对其进行断裂安全评估是非常重要的。介绍结构失效评估图 (FAD)技术 ,并详细介绍BS 791 0 :1 999规范中 3个不同等级的断裂评估方法 ,以及依据该规范编写的海底管道焊缝修复评估软件系统。采用管道焊缝修复评估软件系统 ,能够对不同受力状态下的含焊接裂纹管道进行断裂评估 ,得到管道环向任何位置的极限裂纹长度。

导管架质量控制点的精度与误差椭圆

文章根据误差传播理论,对导管架质量控制点本身的精度进行探讨,并由导管架制造完工尺寸公差要求,导出控制点应达到的精度指标。在对质量控制点的点位方差进行深入研究的基础上,给出表示导管架质量控制点在任意方向上精度的绝对误差椭圆和相对误差椭圆,进而将这两种误差椭圆应用于导管架的质量控制中,从而使导管架的质量控制更有效和准确。

海底管线焊接接头δ-R曲线的试验研究

根据BS7448:PartⅣ断裂韧度试验标准,采用多试样法,拟合建立了焊接接头的δ-R 曲线,确定了焊缝和热影响区(HAZ)的启裂值δ0.2。较全面地介绍了试验及曲线建立中应注意的细节问题。

大型结构物自动称重过程的计算机控制技术

大型结构物的称重通过多个千斤顶同步顶升实现。大型结构物往往存在柔度大、重量分布不均、支点跨距大的特点。在称重过程中需要进行计算机同步控制,实现结构物的平稳顶升和下降。大型结构物自动称重以工控机为核心,基于现场总线技术,对压力传感器、位移传感器、状态设置开关、油泵换向阀和油管超高压电磁阀等设备进行网络监控,对多个支点同步协调控制和结构物的精确称重,该系统已在多个油气田工程的建造中得到实际应用。

基于S7-300PLC的水泥灌浆机控制系统研究

通过应用PLC可以实现对水泥灌浆机系统的自动控制,提高系统的可靠性。介绍了一套由西门子S7-300PLC、TP27-10触摸屏、称重传感器等组成的实用水泥配料搅拌控制方案,对生产现场进行动态检测和控制,实现生产自动化。

热输入对双相不锈钢管接头力学和腐蚀性能的影响

采用两种焊接工艺对双相不锈钢管道进行全位置焊接 ,对比研究了不同热输入条件下焊接接头的组织、力学性能和抗腐蚀性能 ,并用扫描电镜分析了缝隙腐蚀后蚀坑的组织特征。结果表明 ,焊接热输入是影响焊接接头相比例的一个重要参数 ,焊接采用高热输入时 ,尽管会使凝固组织铁素体晶粒易长大 ,但却会促使较多的奥氏体转变。同时相比例又影响着焊接接头的拉伸、冲击韧度等力学性能。蚀坑扫描电镜结果显示铁素体相优先被腐蚀 ,露出管状的奥氏体组织 ,这是由于合金元素在两相中的分配比例不同造成的电化学势差 。

双相不锈钢管道全位置焊接残余应力三维有限元数值模拟

以热弹塑理论为基础,利用ANSYS非线性分析有限元程序,对双相不锈钢管道接头环焊缝残余应力进行三维数值模拟。建立了管道全位置焊接瞬态温度场和应力场三维移动热源模型,获得了环焊缝焊接接头轴向和环向残余应力的分布规律:在管道接头内表面的焊缝及近缝区的轴向和环向残余应力均为拉应力,随着离开焊缝距离的增加,由拉应力逐渐过渡为压应力。在管道接头外表面焊缝中心处的轴向残余应力为压应力,而环向残余应力为拉应力。从环向位置上的应力变化规律可以看出正半周和负半周的应力分布具有明显的对称性。研究结果为优化生产工艺,控制残余应力提供了理论依据。

双相不锈钢管道焊接残余应力参数的数值模拟

焊接残余应力一直为人们所关注,其大小和分布与焊接热源、接头形式和材料性能等多种因素有关.作者利用热弹塑性理论为基础的有限元数值模拟技术,对SAF2205双相不锈钢管道接头环焊缝残余应力进行有限元数值模拟,得到了管道内外表面残余应力的分布规律,即,在管道的焊缝及近缝区,内表面轴向残余应力是拉伸应力,外表面轴向残余应力是压缩应力,而内外表面环向残余应力都是拉应力;研究了不同的焊接线能量、管内径与壁厚比值Ri/d和多层焊对焊接残余应力的影响.结果表明,残余应力受焊接能量变化的影响不大,外表面残余应力和内表面轴向残余应力都随着壁厚增大而增大,多层焊的残余应力有不同程度降低.

具有裂纹损伤的海底管道断裂及疲劳评估

海底管道是海洋石油开发的重要设施之一,对其进行断裂安全评估是非常重要的。介绍了结构失效评估图(FAD)技术,详细阐述了BS7910∶1999规范中三个不同等级的断裂评估方法和疲劳评估方法。通过断裂评估方法,能够对不同受力状态下的含焊接裂纹管道进行断裂评估,得到管道任何位置的极限裂纹长度;通过疲劳评估方法,能够对受复杂动荷载的含焊接裂纹管道进行疲劳评估,得到管道在此种受力环境下的疲劳寿命。

海底管线用钢焊接接头的安全评定及寿命预测

焊接接头是海底油气输送管道焊接结构中的薄弱环节.作者在给定裂纹尺寸和载荷条件下,根据裂纹尖端张开位移CTOD试验结果,采用欧共体提出的结构完整性评定方法SINTAP,对API5LX65管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行评定.根据拉伸试验结果,给出了X65管线钢焊接接头焊缝和母材的一级与三级评定曲线.结果表明,不论采用一级还是三级评定,各评定点均在评定曲线定义的范围内,说明该结构是安全的.根据评定结果对结构进行疲劳寿命估算具有工程实际意义和经济价值.

基于BS 7910海底外输管线ECA评估

依据英国标准BS 7910对海底外输管线API5L X56焊接接头焊趾处表面裂纹进行了ECA(engineering critical assessm ent)评定。评定根据母材和全焊缝拉伸试验结果建立评定曲线;根据英国标准BS 7448:Part 4采用多试样方法进行了低温断裂韧度试验,建立了焊缝和HAZ的CTOD-R阻力曲线,从而确定了启裂CTOD值0δ.2。在评定计算中取不同水深的应力最大值,分别考虑应力集中和残余应力的影响,针对无错位和最大错位情况,给出了在铺设条件下的容许表面裂纹尺寸。为管线铺设工程中的焊接缺陷验收和拒收提供了依据。

多体系整合再造与创新 创建海洋石油工程运行模式

多个管理体系并存,难免导致管理行为的重复、交叉,并且增加了各种资源的重复投入。通过整合各个体系来提高管理效率,通过管理增值,使海油工程公司统一了各体系管理要求,并在体系整合的同时,应用先进的管理方法提升了安全环境管理的绩效。

海底油气管道焊接接头的安全评定

采用欧共体提出的结构完整性评定方法SINTAP(StructuralIntegrityAssessmentProcedure) ,针对API5LX6 5管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹和埋藏裂纹进行安全评定。评定是在给定裂纹尺寸和载荷条件下 ,应用有限元分析 ,根据CTOD(裂纹尖端张开位移 )试验结果进行的。同时根据母材和全焊缝拉伸试验结果 ,建立了X6 5管线钢焊接接头的一级、三级评定曲线。评定结果表明 ,不论是采用一级或是三级评定 ,各评定点均在评定曲线定义的范围内 ,说明该结构是安全的。将SINTAP安全评定方法应用于管道结构 。

含表面缺陷的双相不锈钢管道非匹配焊接接头的安全评定

采用欧洲经济共同体提出的结构完整性评定方法SINTAP(Structuralintegrityassessmentprocedure) ,对焊趾处含有表面裂纹 (裂纹长度和深度分别为 2 .5mm和1.1mm)的SAF2 2 0 5双相不锈钢管道非匹配焊接接头进行了安全评定。根据拉伸试验结果 ,建立了双相不锈钢管道焊接接头焊缝和母材的一级、二级评定曲线 ,测定了SAF2 2 0 5钢焊接接头的低温 (- 18℃ )断裂韧度 ,为安全评定提供了试验依据。评定结果表明 ,不论是采用一级或是二级评定 ,各评定点均在评定曲线定义的范围内 ,说明该结构是安全的。根据计算得到的极限裂纹尺寸进行了疲劳裂纹扩展寿命估算 ,最终疲劳寿命为 0 .

海底管线钢焊接接头的安全评定及寿命预测

本研究在给定裂纹尺寸和载荷条件下，根据CTOD（裂纹尖端张开位移）试验结果，采用欧共体提出的结构完整性评定方法SINTAP（Structural Integrity Assessment Procedure），针对API5LX65管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行评定。根据拉伸试验结果，建立了X65管线钢焊接接头焊缝和母材的一级、三级评定曲线。评定结果表明，不论是采用一级或是三级评定，各评定点均在评定曲线定义的范围内，说明该结构是安全的。并根据上述评定结果对结构进行疲劳寿命估算，具有实际的工程意义和经济价值。