服役中后期海洋平台的安全寿命评估与维修决策

平台在服役过程中受到海浪等载荷的交变作用而引起结构的疲劳损伤,因而海洋平台结构的完整性、安全可靠性评估对于后期及超龄服役的海洋平台来说是十分重要的.科学合理地制定海洋平台的操作及检维修策略是平台安全经济运行的保证.相关研究和观测表明海洋平台结构的疲劳热点部位是在构件相互连接的连接焊缝焊趾处.其疲劳进程是焊趾处萌生裂纹或已存在裂纹类缺陷在疲劳载荷作用下形成长裂纹及其之后的扩展直至临界裂纹尺寸而失效.这一失效模式的结构可以采用基于断裂力学的安全评估和寿命预测方法进行评估,而且该失效过程的各个阶段都可以采用无损检测的方法对裂纹进行检测,检测结果可作为前次评定的验证又作为当前评估及寿命预测的输入,为后期或超期服役平台的安全性评估并由此制定该平台的操作及检维修策略提供方法和手段.     

FPSO延期服役评估方法

对达到设计使用年限的FPSO进行报废,将给船东带来巨大的经济损失,因此,对达到设计使用年限的FPSO进行评估,并制订相应的改造方案,使其满足继续服役的要求,成为了船东的最佳选择。决定FPSO使用年限的主要就是船体结构,FPSO延期服役评估主要针对FPSO船体结构进行现场勘验、无损检测、数据采集、计算、分析、改造设计等工作,使其满足船级社相关规范要求,达到延长服役期限的目的。     

服役中后期导管架海洋平台结构可靠性评估

为使海洋平台在服役中后期内安全服役,有必要对现役平台进行安全评估.以埕岛海域某服役中后期导管架式海洋平台为例,研究其可靠性变化问题.首先,根据平台状况资料,考虑平台结构的腐蚀、冲刷等损伤随年限增加而变化的情况,建立了反映结构实际动力特性的有限元模型;然后,考虑结构非线性,沿平台的不同方向逐级施加载荷,得到平台的桩顶位移与横向载荷的关系曲线,根据该曲线得出平台不同时间的极限承载力;最后,考虑冰荷载的不确定性,利用Monte-Carlo法研究平台每年的失效概率及可靠度指标,得到可靠度指标随服役年限变化的曲线,进而预测平台结构在未来服役期内的可靠度.     

在役固定平台的结构评估

定期对在役固定平台进行状态评估，对于平台的安全运行至关重要。描述了对在役平台进行状态评定的基本步骤以及须要考虑的环境条件，并从结构评估的角度，重点阐述了平台结构模拟的一般要求及细节考虑，对平台的静力、地震响应、疲劳以及基础强度的评价等，给出了分析评价的基本考虑和要求。     

基于断裂力学的老龄化自升式平台可靠性分析

对服役的老龄平台进行可靠性评估是非常必要的．为了更好地判定平台结构的疲劳可靠性,依据断裂力学理论,采用一阶二次矩法计算了自升式平台结构的疲劳可靠性指标,提出了年剩余疲劳可靠性指标概念,并通过对某自升式平台结构的计算分析,指出了要延长该平台的结构使用寿命至30年,需在第15年和第26年对其进行2次维修和保护．这种分析方法为服役的老龄平台的维护服务提供了参考．     

在役导管架平台动态可靠性研究

针对在役海洋平台结构进行可靠性分析,动态可靠性评估是最为有效的方法。包括结构的动力可靠性和时变可靠性评估。针对海洋导管架平台的复杂环境,首先考虑结构腐蚀和损伤等因素,计及载荷效应与抗力效应的影响,并结合时间离散法,计算平台的时变可靠度。通过计算结构的传递函数和响应谱,并依据首次超越理论进行动力可靠度的计算。文章研究的方法能够为海洋平台服役期间的安全状况评估提供理论依据并为平台结构的维修提供指导。     

海洋平台结构的安全寿命评估与维修决策研究

基于结构疲劳、断裂控制原理,平台结构疲劳裂纹产生、扩展规律以及修复更新可靠性评估技术,对平台结构进行安全寿命评估及维修决策方法进行了初步研究,给出了中后期服役海洋平台的安全寿命评估与维修决策基本思路和方法;提出了平台安全寿命评估及维修决策方法的基本框架,并依靠剩余强度和裂纹扩展计算来对已有损伤的结构进行安全寿命评定,给出科学的检维修方案,以保证结构安全、经济、可靠地运行。     

自升式平台作业适应性分析

自升式平台在较大水深海域及恶劣环境条件下的作业安全性受到威胁,常规的作业适应性分析方法不能满足科学决策的需要,为此研究了平台整体安全性能与作业区域环境条件的匹配性.以海洋石油HYSY93*平台为例,通过作业水深适应性、桩基稳定性、结构完整性等分析,研究平台适应性评估的分析方法.结果表明,该平台在某海域只适合于非台风季作业。     

老龄平台节点裂纹维修及评估方法

海洋平台在服役期间长期遭受风、浪、流等交变载荷作用,随着服役年限的增加,平台节点及构件处产生疲劳裂纹的可能性愈发增大,尤其是对于超期服役的老龄平台,裂纹缺陷已经是最常见的检出缺陷之一。如不及时处理裂纹缺陷,裂纹将在外载荷作用下继续扩展,甚至会出现结构断裂问题,严重影响平台结构的安全。文章针对南海东部海域某平台出现裂纹的情况,提出了一种修复思路,并对修复效果进行了评估和分析。分析结果表明:经修复后,目标平台能够满足未来10年的生产和钻修井服务需求。该修复和评估方案已经应用于实际工程项目中,为其他海域类似项目提供借鉴。     

基于风险的导管架平台水下结构安全检测规划

建立基于风险的结构安全检测技术,应用于导管架海洋平台结构完整性管理(SIM)的检测规划中。综合考虑平台失效后果与失效概率两方面因素,确定平台风险矩阵,提出基于风险评估等级的平台水下结构检测计划,完善了当前规范中检测时间间隔确定的不足之处。该文以某海洋平台为例,阐明基于风险的水下结构检测技术的应用方法,可为我国海洋平台结构检测计划的制定提供参考。     

石门水库溢洪闸的检测及安全评价

病险水库建筑物的检测和安全评价是病险水库除险加固过程中必不可少的环节,本文通过对石门水库溢洪闸的安全性、结构完整性和局部结构功能进行评价,为除险加固设计和计算提供依据和可靠数据。     

滚装船结构优化技术研究

良好的结构设计,要考虑到整体性、工艺性,而经济性则是评价任何设计的主要方面。在设计过程中,既要保持结构的足够强度,又要尽量减少船体的自重,以体现其结构设计的经济性和合理性,而最终达到结构优化和节能的目的。本文通过分析长江大型商品汽车滚装船结构特点,以1300车长江大型商品汽车滚装船为对象,采用规范计算或采用有限元软件进行直接计算,从拟定的2种结构布置方案中优化选出较佳方案,再对优选的结构布置方案进行纵骨间距优化,最终推荐的结构方案既能满足商品车装载要求,同时又大大减轻船舶结构重量,可为长江大型商品汽车滚装船的结构设计提供借鉴。     

Ship service life extension considering ship condition and remaining design life

Reliable and continuous operation of ships is vitally important to the decision-makers. Driven by the rising cost of newbuilding ships, maintenance actions are needed on existing ships to ensure safe and enduring service beyond their initial design life. Extending ship service life can provide economic operating profit and promote sustainability. Meanwhile, ships during their extended service life may involve higher failure risk and additional maintenance expenditure. Therefore, a cost-benefit evaluation is imperative for determining the optimal duration of service life extension (SLE) and the associated maintenance actions. In this paper, a novel method for this purpose is proposed. Two cost-benefit indicators, benefit-cost ratio (BCR) and net present value (NPV) are used to optimize the duration of SLE. Using Bayesian updating, information on the remaining design life and the structural condition at the SLE decision is incorporated into the optimization process to better inform SLE decision-making. The proposed method is illustrated by a fatigue-sensitive very large crude carrier (VLCC) at both structural component and structural system levels.     

港口码头健康检测与评估技术研究现状及主要问题

港口码头由于常年服役于复杂的自然环境下极易出现破损,这些破损和损伤势必会影响码头的健康状况,对港口的安全运行造成一定隐患,研究港口码头健康检测与评估技术显得非常必要.鉴于此,本文对国内外港口码头在健康检测与评估方法两方面的研究和主要问题进行了综述和分析.目前港口码头主要采用单一的检测方式、评估方法,并不能对码头的健康状况提供合理、客观的评估结论;基础完整性检测,无论在理论方面还是在应用方面,都远未达到成熟可靠的程度;在评估指标体系的构建方面还有待进一步的研究,以实现混凝土结构耐久性评估工作由定性向定量的转变、由局部向整体的转变、由单因素研究为主向多因素、荷载与环境耦合作用研究的转变.     

水下波能装置的波致弹性变形研究（英文）

Structural integrity has remained a challenge for design and analysis of wave energy devices. A difficulty in assessment of the structural integrity is often laid in the accurate determination of the wave-induced loads on the wave energy devices and the repones of the structure. Decoupled hydroelastic response of a submerged, oscillating wave energy device to extreme nonlinear wave loads is studied here. The submerged wave energy device consists of an oscillating horizontal disc attached to a direct-drive power take-off system. The structural frame of the wave energy device is fixed on the seafloor in shallow water. Several extreme wave conditions are considered in this study. The nonlinear wave loads on members of the submerged structure are obtained by use of the level I Green-Naghdi equations and Morison's equation for cylindrical members.Distribution of Von Mises stresses and the elastic response of the structure to the extreme wave loads are determined by use of a finite element method. The decoupled hydroelastic analysis of the structure is carried out for devices built by four different materials, namely stainless steel, concrete, aluminium alloy, and titanium alloy. The elastic response of these devices is studied and results are compared with each other. Points of maximum stress and deformations are determined and the structural integrity under the extreme conditions is assessed. It is shown that the proposed approaches provide invaluable information about the structural integrity of wave energy devices.     

高桩码头检测评估内容的探讨

高桩码头泊位升级改造是泊位功能变化、集约式经营发展、解放生产力、扩大再生产的需要。港口改扩建工程都要建立在对原有码头现状科学评估基础上 ,明晰原码头对改建后的使用功能的适应能力及加固、限荷使用的部位与措施。需对桩基、上部结构、挡土结构、附属设施分别评估     

肋形板梁式液体化工码头桩台结构研究

针对液体化工码头桩台无有轨装卸设备荷载、竖向使用荷载小且水平荷载较大的特点,提出了肋形板梁式液体化工码头桩台结构。通过计算分析及构造处理可以得出,肋形板梁式结构是一种安全可靠、整体性好、预制安装程度高、施工快捷且造价较省的结构形式,具备良好的应用前景,可为实际工程提供一种供比选的结构形式。     

门机金属结构的寿命管理与性能状态评价

为保证门机的安全性,延长使用寿命,对门机金属结构进行寿命管理和性能状态评价。介绍门机金属结构从采购、使用、维修,直至报废的全寿命管理的过程和方法,并对门机金属结构性能状态的评价方法和评价标准进行了探讨。可供参考。     

舰用设备技术状态综合评估的结构完整性模型

讨论了机械设备技术状态评估的作用和技术状态评估方法的现状，以某汽轮给水泵机组这一舰用蒸汽动力装置的关键设备为对象，讨论了其结构完整性定义，并提出了从结构偏差上综合评估其技术状态的方法与实用模型，可指导类似设备技术状态评估模型的建立。     

基于现场检测数据的海工混凝土强度经时变化规律研究

混凝土的强度是直接影响结构承载力的重要参数，其经时变化规律是建立结构抗力变化模型的基础。针对海洋环境下混凝土结构受环境和荷载共同作用，随服役时间推移而出现的劣化损伤问题，本文共收集110例中国南方沿海服役1～35 a港口码头的检测案例，以混凝土实测数据为基础，采用相关分析和回归分析对海工混凝土强度随时间变化规律开展研究，明确了回弹法和钻芯法检测混凝土强度的相关性，获得了混凝土强度经时变化的计算模型，为海工混凝土结构安全性评估提供重要参考依据。