本文關(guān)鍵詞：海洋平臺(tái)大型原油儲(chǔ)罐多缺陷影響安全分析

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【摘要】：海洋平臺(tái)原油儲(chǔ)罐是海洋石油生產(chǎn)工藝流程中典型的壓力容器,原油儲(chǔ)罐能否安全運(yùn)行直接影響平臺(tái)生產(chǎn)的安全性與經(jīng)濟(jì)效益。平臺(tái)原油儲(chǔ)罐極易在腐蝕生產(chǎn)環(huán)境和復(fù)雜海洋環(huán)境載荷的綜合作用下滋生缺陷。若存在的缺陷未及時(shí)被發(fā)現(xiàn)并處理,很可能造成原油儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)的缺損甚至穿孔,引起原油泄漏。最終將導(dǎo)致附近海域的環(huán)境污染、火災(zāi)爆炸等災(zāi)難性事故發(fā)生。所以為了確保海洋平臺(tái)原油儲(chǔ)罐的安全可靠性,開(kāi)展對(duì)于含缺陷平臺(tái)儲(chǔ)罐的安全評(píng)定工作十分必要。文中研究了在役承壓設(shè)備缺陷評(píng)定技術(shù)在海洋平臺(tái)多缺陷原油儲(chǔ)罐安全評(píng)定中的應(yīng)用,主要進(jìn)行了以下工作:(1)海洋平臺(tái)生產(chǎn)條件惡劣,平臺(tái)設(shè)備長(zhǎng)期暴露在高濕度、高鹽度的海洋大氣環(huán)境中,極易滋生腐蝕缺陷,海風(fēng)、海浪、地震等復(fù)雜的環(huán)境載荷更加速了缺陷的擴(kuò)展。課題研究首先針對(duì)海洋石油生產(chǎn)過(guò)程中的腐蝕因素和平臺(tái)可能受到的環(huán)境載荷進(jìn)行識(shí)別,分析了海洋石油生產(chǎn)環(huán)境對(duì)平臺(tái)原油儲(chǔ)罐產(chǎn)生的影響。(2)分析了海洋平臺(tái)原油儲(chǔ)罐上存在如裂紋、凹坑等缺陷在進(jìn)行安全評(píng)定時(shí)缺陷的規(guī)劃表征方法,重點(diǎn)研究了多裂紋缺陷共同作用時(shí)缺陷的結(jié)合規(guī)劃表征方法和多裂紋缺陷間的相互影響。(3)對(duì)平臺(tái)不同工況下的不同環(huán)境載荷組合進(jìn)行了分析,通過(guò)有限元軟件模擬了常規(guī)工況、極端海風(fēng)和地震工況對(duì)平臺(tái)原油儲(chǔ)罐的作用。分析了儲(chǔ)罐缺陷在各種工況下所受載荷,并將載荷分析結(jié)果應(yīng)力線性化用于缺陷評(píng)定計(jì)算中。參考《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》標(biāo)準(zhǔn)中多缺陷規(guī)劃的相關(guān)內(nèi)容,在常規(guī)工況下通過(guò)分析多缺陷不同結(jié)合規(guī)劃方法下應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化規(guī)律,提出含三個(gè)及三個(gè)以上的裂紋群的優(yōu)先結(jié)合規(guī)劃方法。(4)以海洋平臺(tái)含多缺陷的方形一體化原油儲(chǔ)罐為例,采用國(guó)標(biāo)GB/T19624-2004《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》中的常規(guī)評(píng)定法,對(duì)含多缺陷的某方形一體化原油儲(chǔ)罐進(jìn)行在極端海風(fēng)和地震工況下的安全評(píng)定,得到了安全性結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：原油儲(chǔ)罐 數(shù)值模擬 缺陷 載荷 缺陷評(píng)定
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE972
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 課題研究的背景及意義13-15
• 1.1.1 課題研究背景13-15
• 1.1.2 課題研究意義15
• 1.2 課題研究發(fā)展15-18
• 1.2.1 斷裂力學(xué)研究發(fā)展16
• 1.2.2 缺陷評(píng)定技術(shù)研究發(fā)展16-18
• 1.3 本文主要研究工作18-19
• 第2章 海洋平臺(tái)生產(chǎn)環(huán)境影響因素分析19-31
• 2.1 平臺(tái)生產(chǎn)環(huán)境中的影響因素19
• 2.2 平臺(tái)腐蝕19-25
• 2.2.1 內(nèi)腐蝕20-22
• 2.2.1.1 氫氧腐蝕20
• 2.2.1.2 硫、菌腐蝕20-21
• 2.2.1.3 二氧化碳腐蝕21-22
• 2.2.2 外腐蝕22-25
• 2.2.2.1 海水腐蝕22-23
• 2.2.2.2 大氣腐蝕23-25
• 2.3 平臺(tái)環(huán)境載荷25-30
• 2.3.1 海風(fēng)載荷25-26
• 2.3.2 海流載荷26-27
• 2.3.3 波浪載荷27-28
• 2.3.4 海冰載荷28-29
• 2.3.5 地震載荷29-30
• 2.4 作業(yè)溫度30
• 2.5 小結(jié)30-31
• 第3章 原油儲(chǔ)罐缺陷評(píng)定方法31-39
• 3.1 承壓設(shè)備缺陷類(lèi)型32
• 3.2 裂紋缺陷32-35
• 3.2.1 單裂紋表征32-34
• 3.2.2 群裂紋表征34-35
• 3.3 凹坑缺陷表征35-36
• 3.3.1 單凹坑表征35
• 3.3.2 群凹坑表征35-36
• 3.4 氣孔與焊渣36
• 3.5 缺陷評(píng)定方法簡(jiǎn)介36-38
• 3.5.1 簡(jiǎn)化評(píng)定法36-37
• 3.5.2 常規(guī)評(píng)定法37-38
• 3.5.3 分析評(píng)定法38
• 3.6 小結(jié)38-39
• 第4章 原油儲(chǔ)罐多缺陷影響分析39-53
• 4.1 研究對(duì)象概況39
• 4.2 環(huán)境載荷計(jì)算39-44
• 4.2.1 有效環(huán)境載荷分析40
• 4.2.2 風(fēng)載設(shè)計(jì)40-41
• 4.2.3 地震載荷模擬41-44
• 4.2.3.1 網(wǎng)格劃分41
• 4.2.3.2 Fluent模擬的設(shè)置41-42
• 4.2.3.3 晃動(dòng)模擬結(jié)果42-44
• 4.3 儲(chǔ)罐缺陷模擬44-46
• 4.3.1 模型參數(shù)44-45
• 4.3.2 缺陷參數(shù)45
• 4.3.3 常規(guī)工況模擬45-46
• 4.4 應(yīng)力強(qiáng)度因子46-47
• 4.5 裂紋缺陷模擬47-52
• 4.5.1 獨(dú)立缺陷分析47-50
• 4.5.1.1 應(yīng)力強(qiáng)度因子隨裂紋長(zhǎng)度尺寸的變化47-48
• 4.5.1.2 應(yīng)力強(qiáng)度因子隨裂紋深度尺寸的變化48-50
• 4.5.2 合并后的缺陷分析50-52
• 4.6 小結(jié)52-53
• 第5章 海洋平臺(tái)原油儲(chǔ)罐缺陷評(píng)定53-60
• 5.1“合乎使用”原則53-54
• 5.2 常規(guī)評(píng)定中的計(jì)算54
• 5.2.1rK的計(jì)算54
• 5.2.2rL的計(jì)算54
• 5.3 安全系數(shù)的確定54-55
• 5.4 實(shí)例分析55-59
• 5.4.1 極端風(fēng)載工況安全評(píng)定56-57
• 5.4.1.1 極端風(fēng)載工況模擬56
• 5.4.1.2 極端風(fēng)載作用下的安全評(píng)定56-57
• 5.4.2 地震工況安全評(píng)定57-59
• 5.4.2.1 地震工況模擬57-58
• 5.4.2.2 地震作用下的安全評(píng)定58-59
• 5.5 小結(jié)59-60
• 結(jié)論及展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-67
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67

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本文編號(hào)：700629