超声相控阵检测技术在焊接质量评判上的应用及思考

20世纪90年代以来,超声相控阵技术已广泛应用于航空航天、电力、船舶、石化等行业,显示出其在检测探测方面的优势。以超声相控阵技术在某型产品壳体复杂结构焊缝检测中的应用为例,介绍了目前该技术在焊缝检测应用中的发展及优势,针对目前该技术发展和推广中存在的问题,结合产品质量控制的要求给出了合理化建议。     

影响海洋平台检测质量因素的模糊综合评判分析

本文通过对海洋平台结构实际检测工作的调查分析，着重研究了检测人员的失误对检测质量影响的主要因素，并运用模糊数学的基本理论，对包括人因素，非人因素。进行了多级模糊综合评判，建立了相应的对检测质量影响的理论模型。为验证所建立的数学模型的正确性和有效性，进行了数值实例计算。计算分析结果表明，本文所建立的理论分析模型是比较科学合理的，能较好地分析人的因素对检测质量的影响，为平台结构的完整性、可靠性以及剩余寿命的评估提供了基础和依据     

海洋平台结构风险评估

作为结构系统可靠性方法与结构损伤冗余设计的一个合理延伸与综合，结构风险评估与决策技术是近年来得到迅速发展的新方法。本文讨论了海洋平台结构风险评估的理论框架，涉及了结构风险评估的几个基本方面，为进一步进行详细研究确立了一条主线。本文还对导管架式平台的结构风险评估进行了简要讨论。     

基于固有频率的海洋平台损伤检测方法的改进

针对海洋平台损伤检测方法中需要未损伤模型参数的不便,提出了一种相对频率变化量的方法。对不同类型构件的损伤及同一类型构件在不同位置损伤的情况,进行结构模态分析,研究平台结构的固有频率对损伤、损伤位置和损伤程度的敏感性,以及平台质量变化对频率的影响。利用两次测量的相对频率变化量,可以发现损伤的存在,并进行损伤的初步定位。     

海洋平台结构地震响应不确定性因素分析

本文将海洋平台结构的刚度、质量、阻尼以及动水阳力系数C_m,C_d模拟为随机变量,利用随机有限元法,分析了这些参数的变异性引起的海洋平台结构地震响应变异性问题。结果表明,海洋平台结构地震响应的变异性与输入结构参数本身的变异性具有同一量级,动水阻力参数变异性对平台反应的影响比结构参数变异性平台反应的影响稍小。     

基于小波变换的海洋平台损伤检测研究

当结构物产生损伤时,结构的动力特性会发生变化,从而引起结构振动响应产生相应的变化。小波变换是奇异性信号的良好检测工具,可以用于识别结构损伤的发生。建立了某海洋平台有限元模型,得到了随机海浪作用下不同损伤工况的结构振动响应。基于小波变换损伤检测,针对不同类型杆件损伤、不同位置杆件损伤、不同程度的噪声污染以及不同方向振动响应信号情况下,分别研究了海洋平台结构的损伤检测问题,得到了一些有用的结论。     

海洋平台结构实时安全监测系统

阐述了海洋平台结构实时计算模型的建立和修正方法，确定了在海洋环境监测的基础上本系统实时环境荷载，提出了海洋平台结构实时安全评估的方法，采用Delphi开发工具，开发出了Windows应用程序“海洋平台结构实时安全监测系统”。该系统于1998－1999年和1999－2000年冬季两次在渤海JZ20－2MUQ平台上试运行，实时监测了JZ20－2MUQ平台两个冬季的安全状况。     

海洋平台结构系统可靠性分析

本文研究了对三维模型的导管架平台结构系统可靠性评估方法。在极值载荷条件下，分别以极限冲剪应力及屈曲临界应力作为管节点及杆件的极限强度，采用增量载荷法建立失效模式安全余量方程。同时研究了求取结构系统主要失效模式的自动算法及计算系统失效概率的方法。作为一个算例，运用作者开发的计算机程序，对一固定式导管架平台进行了可靠性分析，验证了本文方法对开展三维模型平台结构系统可靠性评估是可行的。     

海洋平台结构抗震可靠性时程分析方法

将地震运动视为随机过程,建立海洋平台结构在地震作用任一时刻基于剪切变形控制的极限状态方程,应用JC法计算海洋平台结构在地震作用任一时刻的可靠度,得到海洋平台结构抗震可靠度的时程曲线。该方法可满足工程设计的要求,便于工程应用。     

锥体导管架海洋平台冰激结构振动响应分析

渤海冰区油气开发中,在桩腿上安装抗冰锥体的导管架平台是最常见的结构形式.冰激结构振动不仅会造成平台结构的损伤,还将对平台上部管线和设备的安全运行构成极大的威胁,并影响平台作业人员的正常生活和生产操作.针对渤海冰区锥体平台结构冰激振动响应的三种计算方法进行了研究,即平台结构的有限元分析、简化的结构动力分析和冰振响应幅值统计分析.以辽东湾JZ20-2油气田的MUQ平台为例,对以上三种冰振响应计算方法进行对比,以讨论它们的一致性和各自的适用条件.结果表明,这三种分析方法的计算结果基本一致,但有些计算参数需要现场实测资料的确定.     

海洋平台结构的冰力作用模型

首先分析了工程中静冰力计算中普遍应用的Korzhavin -Afanasev公式和Schawz公式 ,提出了统一的静冰力模型 ,给出了挤压破坏、屈曲破坏和弯曲破坏冰力系数函数CI(t)。应用该冰力模型分析了自激振动产生的条件 ,指出冰屈曲破坏和弯曲破坏动冰力可以作为强迫振动模型 ,冰挤压破坏动冰力则需要考虑CI(t)与冰阻尼的耦合效应。最后应用冰力一般模型计算单自由度结构的响应     

爆炸载荷下海洋平台波纹板防爆结构数值模拟研究

采用非线性瞬态动力学分析软件MSC.Dytran,对泄漏气体的爆炸载荷进行数值计算并与经验公式的计算值作比较。以海洋平台燃油舱围壁为研究对象,对其进行波纹板结构设计,根据波纹高度的不同,将波纹板分为三种:波纹板Ⅰ、波纹板Ⅱ和波纹板Ⅲ。利用MSC.Dytran,对不同波纹板围壁下燃油舱在油气爆炸载荷作用下的变形、能量吸收和加速度等响应进行数值模拟研究。通过对不同波纹板围壁与传统平板围壁的燃油舱动态响应的分析比较发现,燃油舱围壁采用波纹板Ⅰ时防爆效果相对较优。     

光纤光栅应变计监控海洋平台上部活动荷载

渤海某平台为了防止打井作业期间上部荷载过大,需要在一年周期内对上部荷载变化进行全程监控.光纤光栅应变计的高灵敏度与长期稳定性,适合结构物应变长期监测.利用在平台组块支撑部位粘贴光纤光栅应变计,有效地监测平台上部荷载变化信息,保障平台打井作业正常运行.并对光纤应变计进行长期监测中存在的问题进行讨论.     

海洋平台T型相贯节点抗火性能研究

利用有限元软件ABAQUS计算海洋平台T型相贯节点在火灾作用下的极限承载力,并对T型相贯节点进行火灾作用下的抗火性能及节点在降温段的力学性能分析,得出在不同火灾温度下节点的极限承载力.同时对计算结果进行了分析比较,通过参数分析,得到了T型相贯节点在火灾作用下节点极限承载力的变化规律.     

Topology optimization design for offshore platform jacket structure

Offshore jacket platform is widely used as production or oil recovering platform in the shallow sea, and is also applied to the offshore wind turbine supporting structure in the recent years. The jacket structures are normally designed to be conservative and bulky according to various design codes. In this work, a structural optimization design method for jacket platform structure has been developed based on topology optimization theory. The topology optimization method is applicable at an early design stage, which can determine the initial structure and force transmission path. The whole design space is chosen as design variables, and the goal is to maximize the structural stiffness. A set of constraints based on multi-criteria design assessment is applied according to standard requirements, which includes stress, deformation, vibration and design variable constraints. The optimization results are compared with the original platform for static performance, dynamic performance and Ultimate Carrying Capacity (UCC). Results show that the optimized structure show a 13.7% reduction in the global mass, 46.31% reduction in the maximum equivalent stress, and large ultimate carrying capacity ability under the same environmental loads. It is demonstrated that the proposed topology optimization method is capable of effectively determining the optimal design of jacket platform structures.     

一种适用于石油平台的有缆潜标系统的设计与布放方法

针对石油平台上的海洋环境动力检测,设计一套有缆潜标系统,并进行现场布放.该设计采用从海底到石油平台垂直布放一根受力钢缆,测量设备和通讯电缆依附于受力钢缆上.布放时采用船舶布放有缆潜标水下部分,平台布放有缆潜标水面以上部分,两部分在水面附近进行连接,调整受力.该设计可以大大降低布放成本,避免有缆潜标系统缠绕平台桩腿等问题,有一定的工程施工参考价值,可以应用于石油平台的有缆潜标布放设计.     

基于风险海洋结构物检测及维护研究进展

随着海洋石油天然气资源的不断开发,海洋结构物得到了广泛的应用。长时间持续工作于海洋环境以及一旦失效代价高昂的特点使得海洋结构物的安全问题倍加瞩目。基于风险的检测和维护将海洋结构物的风险与费用相结合,可以在满足安全要求的前提下合理地降低运营费用,是目前国际上研究领域的热点问题。通过分析基于风险的海洋结构物检测和维护的国内外研究现状,对检测及维护操作过程中的一些关键问题和目前主流的研究方法及应用情况做了概述。最后讨论了海洋结构物检测维护研究中存在的一些问题,提出了今后的研究方向。基于风险的检测和维护将是今后一个值得关注的重要课题。     

油气爆炸作用下海洋平台抗冲结构研究

海洋平台在服役期间,常会遭受到油气泄露而爆炸引起的冲击破坏.结合歧口QK18-2海洋平台结构,利用非线性瞬态动力学计算软件MSC.Dytran对气体爆炸造成海洋平台结构的损伤机理进行数值仿真研究.在此基础上,详细研究舱室在爆炸载荷下的动态响应,将舱室和爆炸区之间的围壁结构采用增加板厚和改变支撑结构形式、尺寸等四种不同的方式进行比较研究,得出支撑结构对于平台抗冲击的重要性,从而提出有效可行的抗冲结构形式.     

基于风险的海洋结构物无损检测功能的分级

提出了基于风险的海洋结构物无损检测功能分级方法,采用检测概率、错误识别概率和裂纹出现概率度量检测功能,并修正了错误识别概率的取值范围。根据风险值对无损检测功能进行了分级,研究了风险值随检测概率、错误识别概率和裂纹出现概率的变化规律,分析了风险值对检测费用、维修费用及失效费用的敏感性。在此基础上,将基于风险的海洋结构物无损检测功能分级方法应用于优化检测策略,用算例证明了文中所提方法的有效性。