半潛式平臺關(guān)鍵焊縫的ECA評估.pdf

1、隨著海洋石油工程進軍深水領(lǐng)域，半潛式鉆井平臺成為深海油氣資源探測的必然選擇，為此我國投巨資，建造了一座深水半潛式鉆井平臺。但是由于深海風(fēng)/浪/流等環(huán)境荷載遠高于淺水海域，半潛平臺的工作環(huán)境十分惡劣，因此其在服役期間的安全性和使用壽命及其維修周期的確定備受關(guān)注。由于該平臺在設(shè)計過程是基于無缺陷理論進行，沒有考慮焊接缺陷對平臺服役壽命的影響，因此本文將采用基于斷裂力學(xué)的ECA臨界評估技術(shù)重新審視焊接缺陷對平臺服役壽命的影響。
　　本文

2、首先利用ANSYS有限元分析軟件對半潛式平臺立柱水平支撐與下船體焊接部位的一條焊縫進行了焊接過程的有限元模擬，首次采用了局部-整體-局部的方法確定局部模型的邊界條件。有限元的結(jié)果表明當(dāng)局部模型相對于整體模型較小的時候，可以忽略整體對局部的約束作用，僅采用自由邊界和有整體約束時得到的應(yīng)力分布相差不多；且當(dāng)結(jié)構(gòu)受到30MPa的環(huán)境載荷時，沿焊縫的橫向應(yīng)力由182MPa降低至152MPa，為評估過程中用到的較為精準(zhǔn)的二次應(yīng)力。然后對EH36鋼

3、采用FCAW焊接方法在0℃的溫度下測試得到的CTOD值進行了統(tǒng)計分析，焊縫出現(xiàn)概率為95％的CTOD值為0.6577mm，熱影響區(qū)為0.7468mm。采用焊縫處統(tǒng)計概率為95%的CTOD值0.6577mm進行斷裂和疲勞評估，發(fā)現(xiàn)表面裂紋在二次應(yīng)力為屈服強度時所得的安全裕量為145MPa，在二次應(yīng)力為152MPa，所得的安全裕量也為145MPa；埋藏裂紋在兩種情況下所到的安全裕量也都為154MPa，并且都受限于材料強度。焊趾處表面裂紋在最