海底管道JCOE成形引起的残余变形及其对压溃承载能力的影响

摘要

大口径海底管道在安装与服役过程中承受巨大的海水压力,易发生压溃失效,管道的这种压溃承载能力受管道制造过程引入的局部几何偏差和残余应力的影响。本文基于塑性理论与数值仿真方法,建立大口径海底管道“预弯-成形-扩径”一体化分析模型,研究JCOE线管制造工艺引起的管道残余应力、残余变形和成形力等关键力学参数及其变化规律。并基于RIKS方法,对成形后海底管道的压溃承载能力进行分析,研究不同制造工艺参数对结构压溃承载能力的影响。研究结果表明,管道JCOE成形过程会引起管道残余应力和残余变形,扩径可以缓解成形过程造成的应力集中和残余变形,提升管道的压溃承载能力。