海上浮式装置倾斜、摇摆载荷下管道应力分析研究

摘要

海上浮式装置广泛应用于石油、化工、核电等领域,受海上风浪影响,海上浮式装置会产生剧烈的倾斜和摇摆现象.利用管道应力分析软件PepS对海上浮式装置管道系统进行力学分析时,必须考虑倾斜、摇摆载荷.采用载荷系数法,取虚拟节点的载荷系数,参照美国机械工程师学会(ASME)锅炉及压力容器规范,对倾斜、摇摆作用下的海上浮式装置管道进行了应力分析,为海上浮式装置管道的应力分析提供了有效示例.分析结果表明,载荷系数法计算出来的结果具有一定的保守性,当存在应力分析值超标或者过大的节点时,为真实地反映管道的结构应力情况和降低设计成本,可以用该节点处实际坐标的载荷系数重新计算该节点的摇摆载荷,进行该节点的应力评定,能够降低一定的保守性;同时在同一有限元模型下,对比有风浪和无风浪两种条件下应力分析结果,证明海上浮式装置受风浪造成的倾斜、摇摆载荷对管道造成了巨大的应力作用,因此,在设计阶段海上浮式装置管道应力分析研究中,应予以充分的考虑.