海底管道裂纹损伤评估及软件开发.pdf

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1、第3卷第1期2016年2月海洋工程装备与技术OCEANENGINEERINGEQUIPMENTANDTECHNOLOGYV01．3，No．1Feb．，2016海底管道裂纹损伤评估及软件开发李丽玮1，郝林2，周巍伟1，裴晓梅，，曹静，(1．中海油研究总院，北京100028；2．中海油安全技术服务有限公司，天津300452)摘要海底管道是海上油气资源集输、外输的主要手段。对于建成的海底管道，由于投产后输送介质的变化、腐蚀、渔业捕捞、过往船只拖／抛锚等活动，使管道局部产生应力集中现象，发生裂纹并导致裂纹扩展，从而带来油气停产等重大经济损失。因此对海底管道裂纹损伤强度的评估是非常重要的。

2、介绍了通用的结构失效评估图(FAD)技术，详细阐述了规范BS7910--1999裂纹损伤强度评估二级评定方法的运用，并依据规范编写了海底管道裂纹损伤强度评估系统。采用该评估系统，可快速评价已发生裂纹是否能够继续满足强度要求。关键词海底管道；裂纹损伤；评估；结构失效评估图；BS7910中圈分类号TE973文献标志码A文章缡号：2095—7297(2016)01—0012—08EvaluationonSubmarinePipelinewithCrackDamageandSoftwareDevelopmentLILi—weil，HA0Lin2，ZHOUWei—weil，PEIXiao—

3、meil，CAOJin91(1．CNOOCResearchInstitute，Bering100028，China；2．CNOOCsafetyTechnologyServicesCo．，Ltd．，Tianfin300452，China)AbstractSubmarinepipelineisthemaintoolforthetransportationandexportingofoffshoreoilandgasresource．Theworkingpipelinewouldsufferstressconcentrationandoccurrenceofcrack，whichmay

4、leadtocrackpropaga-tion，duetothechangeoftransmissionmedium，corrosion，fishing，dragginganchorsandotheractivities．Itisveryimportanttoevaluatethestrengthofthesubmarinepipelinewithcrackdamage．Generalstructurefailureassessmentdiagram(FAD)technologyandapplicationoflevel2evaluationmethodinthespecific

5、ationBS7910--1999areintro—duced．AnevaluationsystemisdevelopedaccordingtoBS7910—1999．Casestudyshowsthatthissystemcanbeusedtoquicklyassessthestrengthofpipelinewithcrackdamage．Keywordssubmarinepipeline；crackdamage}evaluation；failureassessmentdiagram(FAD)；BS7910O引言海底管道故障原因多种多样。根据对国内外现役海底管道故障原因的调查

6、统计发现，管道故障类型主要包括第三方破坏、腐蚀、母材或焊缝缺陷失效、台风袭击等。其中第三方破坏造成的损伤形式有裂纹、凹痕以及划痕。本文重点介绍含裂纹损伤的海底管道强度评估方法。裂纹是由于母材／焊缝失效或者腐蚀在管道表面产生的局部缺陷，在运行过程中极有可能发生裂纹扩展的现象，进而给生产运营带来诸多影响。国际上通用的海底管道含裂纹缺陷损伤评估规范包括英国标准BS7910--1999[I]和美国石油协会(API)标准APl579—2007[引。BS7910与APl579裂纹缺陷评估的总体流程是一致的，都是采用基于失效评估图(FAD)的缺陷损伤三级评估方法，但两个标准对参考应力、断裂韧性

7、、应力强度因子的计算以及分项安全系数的选取是有所区别的。本文主要介绍BS7910缺陷损伤评估方法。BS7910缺陷损伤评估分为三级：一级评估为简单评估，适用于评估数据较少的情况；二级评估为普通评估；三级评估较为复杂，当需要考虑材料硬化指数等情况时选用三级评估方法E3

8、。对于含裂纹缺陷的海底管道强度评估推荐采用BS7910二级评估方法。基于BS7910二级评估方法，开发了海底管道裂纹损伤强度评估软件系统，并通过评估实例证实了该系统的有效性。收稿日期：2015—12—24作者简介：李