杭州湾海底管道第三方破坏风险评价研究

摘要

杭州湾海底管线工程是中国石化在海洋工程领域开展对外合作的一个重要项目，在复杂恶劣的服役环境中，海底管道的安全、稳定运行是需要考虑的首要问题。腐蚀、波流冲刷、第三方破坏、海床运动是海底管道失效的主要原因。因此，开展杭州湾海底管道的风险评价，保障其安全运行具有十分重要的意义。
　　 本文主要针对杭州湾海底管道第三方破坏进行风险分析及评价。主要的研究内容与结论如下：
　　 (1)在查阅大量有关杭州湾海底管道的资料和有关文献的基础上，建立杭州湾海底管道第三方破坏故障树模型，确定了海底管道第三方破坏失效可能性和失效后果的主要影响因素。
　　 (2)在海底管道风险评价中，有许多因素存在着模糊不确定性。为了能准确地描述这些模糊不确定性因素而引入了模糊数学的思想和方法，采用故障树与模糊综合评价法相结合的方法对杭州湾海底管道第三方破坏进行失效可能性评价。
　　 (3)采用大型通用有限元软件LS-DYNA对管道受落物冲击的受力和变形情况进行分析。有限元数值模拟的结果，可以清楚、直观的表达出管道受落物冲击后的受力情况、破损情况以及凹陷深度。
　　 (4)在模糊综合评价法中，各失效因素等级的划分起着十分重要的作用，是否合理划分因素等级直接影响到管线风险评价结果的准确与否。本文根据设计资料、施工资料、检测资料以及动力学LS-DYNA有限元模拟海底管道受落物冲击管道变形情况来划分各失效因素等级。
　　 (5)对杭州湾海底管道溢油在海水中的运移扩散过程进行研究。分别从溢油在海水下以及溢油在海面上的扩散进行分析，确定了油滴的最终上浮速度以及油膜的扩散面积，为杭州湾溢油事故预测以及海面溢油处理工作提供依据。
　　 (6)采用层次分析法计算失效后果各影响因素的权重，继而采用模糊综合评价方法对杭州湾海底管道第三方破坏进行失效后果评价。从而获得各管段的风险等级。