表面积比对固体浮力材料吸水率的影响

不同形状和尺寸的固体浮力材料在相同水压环境下的吸水率不同,其表面积与体积的比值,即表面积比,是影响吸水率的主要因素之一。为研究固体浮力材料表面积比与其吸水率的关系,对不同表面积比的固体浮力材料试样在10 MPa和20 MPa水压环境下进行了累计30 d的水压试验,得到了累计吸水率随表面积比增加而增加的对应趋势。基于菲克定律,推导了水在浮力材料内部扩散的动力学方程,得到了吸水率与组合参数(S/V)√t的线性关系,并通过与试验数据对比进行了验证。结果表明在相同水压环境和保压时间下,固体浮力材料的吸水率与其表面积比成正比。该结论对工程设计和分析具有指导意义。

固体浮力材料海洋生物污损及其防护研究进展

固体浮力材料为水下设备设施提供必要的浮力,是海洋开发和作业不可缺少的重要材料,其长期在海洋环境中使用,容易受到海洋生物污损的影响。海洋污损生物附着在固体浮力材料表面,会对浮力材料本身和使用浮力材料的设备产生严重的危害,导致浮力材料性能下降、功能受损,严重影响了水下设施设备的使用寿命及经济价值。本文通过检索近阶段固体浮力材料及海洋生物污损领域的研究进展,总结了固体浮力材料的特性、海洋生物污损原理和污损防护技术。重点分析和比较了各类防护技术的作用机理、适用范围及优缺点,评估了复合防护法和新型防护法的发展及应用前景,基于工程实践经验针对固体浮力材料防污技术的未来发展趋势进行了探讨并提出了建议。

基于RBI完整性管理在深水油气开发中的应用

相对传统的基于时间和状态的检测方法,基于风险检测(RBI)是最近一些年得到快速发展和应用到大型海洋装备的一种新完整性管理检测技术。RBI技术融合数据库管理技术、材料损伤和失效机理分析技术、结构强度有限元技术、裂纹评估断裂力学技术、风险分析和等级评定技术、计算机数字化管理系统等于一体,制定出一套最优化的检测方案和策略,从而实现对高风险结构或设备重点检测,低风险结构或设备放宽检测周期,从而在保障装备结构及设备系统完整性的同时,可有效节约检测成本。本文将比较系统论述如何利用RBI技术实现海上大型油气装备的完整性管理,系统论述如何采用RBI技术对大型深水采油平台的船体、锚系和立管等的结构系统(Hull-Mooring-Riser System)进行完整性管理,并着重对基于SN曲线海洋结构疲劳进行了定量风险算例分析。

基于RBI的完整性管理软件系统框架设计研究

大型深水半潜平台由于组成结构和系统及其复杂,而且设计寿命通常高达几十年,因此如何保障平台的结构和系统在设计寿命期间的完整性是整个运维的关键。大型海洋工程结构的运维通常是对其结构和系统进行检测和监测来获取实时状态数据,用于评估结构系统的完整性。相比传统的固定时间或者基于状态的检测,采用的基于风险检测(Risk-Based Inspection)能优化检测资源,实现大型装备运维的降本增效,因此从上个世纪九十年代在海洋工程领域就逐步开始得到大量应用。半潜平台的船体结构是整个系统的主承力结构,其结构完整性对整个平台的安全有着至关重要的作用。目前,很少有文章是专门针对海洋工程结物完整性管理系统软件设计的,因此文章将重点讲述基于RBI深水半潜平台船体结构完整性管理系统的框架,主要论述软件系统的各大功能模块、数据库的内容以及软件系统主要分析理论等,对大型海洋工程装备的运维软件系统开发有一定的借鉴作用。

基于RBI的完整性管理量化风险分析方法研究

相比传统的固定时间或者基于状态的检测,采用的基于风险检测技术的完整性管理可以优化大型海洋油气平台的检测周期和范围,在提高结构完整性的同时,可以有效降低总运维成本。相比定性风险分析方法,量化分析方法是一种更复杂更精确的方法。该方法不强烈依赖主观判断和工程经验,而是采用一定的假设模型、数学算法和数学理论,对随着时间推移而不断恶化的平台结构和系统的失效概率和失效后果进行量化分析。结构量化风险分析常用的方法包括强度和疲劳可靠性分析方法,可以基于RBI的结果数据,分别计算出结构的强度和疲劳可靠性指数随着时间的变化曲线,当可靠性指数超出了规范允许的目标可靠性指数时,则表明需要进行检测和维修,以降低平台结构或者系统的风险,保障平台在生命周期内的结构完整性。