漂浮软管接头破损及粘结面脱粘研究

作     者：魏代锋 安晨 张哲 徐泽金 高强 李有安 WEI Daifeng;AN Chen;ZHANG Zhe;XU Zejin;GAO Qiang;LI Youan

作者机构：中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249 昆明船舶设备研究试验中心云南昆明650051 上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 河北泽邦塑胶科技有限公司河北衡水053500 

出 版 物：《中国海上油气》 (China Offshore Oil and Gas)

年 卷 期：2023年第35卷第4期

页      面：173-180页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：国家自然科学基金“基于相变传热理论的海洋复合管道保温层材料热物性预测及温度调控机理研究(编号:51879271)”部分研究成果 

主　　题：漂浮软管 接头破损 粘结面脱粘 捆扎钢筋破断 轴向拉伸荷载 

摘      要：漂浮软管接头在复杂海洋环境作用下,可能发生钢筋破断、层间脱粘和法兰脱落等,危及油气输运安全。为研究漂浮软管接头破损及粘结面失效行为,以某DN 300漂浮软管为例,利用Rebar单元、Embedded嵌入技术和粘聚力接触模型,构建了漂浮软管接头三维有限元模型,对软管接头在拉伸荷载作用下的力学特性进行研究,并通过有限元分析结果与试验结果的对比验证了数值模拟方法的可行性,进而采用有限元方法分析了漂浮软管接头破损及粘结失效原因。结果表明:①采用Rebar单元和Embedded嵌入技术建立的三维数值模型分析软管接头破损特性是可行的;②软管接头的损伤、脱粘主要是由接头捆扎钢筋破断造成的;③极限轴向拉伸荷载作用下,软管接头的粘结损伤主要发生在距离法兰端面200~672 mm区域,其中570~672 mm区域大部分位置进入完全损伤。研究成果为漂浮软管接头的极限承载设计和泄漏机理研究提供了参考。