KIIRDEFINITSIOON: KKK KKK: 5 PÕHJUST LSAW (JCOE) VÄSIMUSTAB VÄSIMUSKRIITILISTES VEERUPÕUSTES SPIRAALT TORU LSAW (JCOE) on pikisuunaline veealune kaarkeevitatud toru, mis on moodustatud astmelise pressimise ja API5-FL0-ga ja mehaanilise paisutamise teel DNV1 abil, mida juhitakse rangelt 5-FL0 ja mehaanilise paisumise teel. rakendusi. Seda kasutatakse eranditult dünaamilistes veealustes püstikutes ja väsimustundlikes hüppajates, kus valitseb tsükliline koormus. SSAW (spiraal) toru ebaõnnestub nendes keskkondades geomeetriliste pingekontsentratsioonide tõttu keevisõmbluste ristumiskohtades ja suutmatuse tõttu peatada jooksvaid plastilisi murde.
Staatiliste maismaaülekandeliinide puhul on spiraalselt sukeldatud kaarkeevitatud (SSAW) toru majanduse meister. Kuid veealuste püstikute dünaamilises kõrgsurvekeskkonnas on SSAW struktuurselt ohustatud. LSAW (Longitudinal Submerged Arc Welded) ja SSAW kriitiline eristaja ei ole ainult tõmbetugevus – see on murdumismehaanika , geomeetriline sümmeetria ja jääkpinge juhtimine.
See tehniline analüüs kirjeldab üksikasjalikult, miks JCOE protsess on väsimuskriitilise veealuse infrastruktuuri kohustuslik standard ja kuidas standardne spiraaltoru tekitab kokkupuutepunktis (TDP) väsimustõrgete 'surmaspiraali'.
1. DNV-ST-F101 piirangud: 'spiraaltrahv'
Standardsed andmelehed loetlevad voolavuspiirid (SMYS), kuid need varjavad spiraaltorudele rahvusvaheliste eeskirjadega kehtestatud projekteerimiskaristusi. DNV-ST-F101 piirab selgesõnaliselt spiraalkeevitatud torude kasutamist kolme 'mürgitableti' tingimusega, muutes need dünaamiliste tõusutorude jaoks ilma ülemäära kuluka kvalifikatsioonita elujõuliseks.
Miks DNV-ST-F101 karistab SSAW-d dünaamilistes rakendustes?
Koodeks näeb ette karistuse, mis põhineb luumurdude arestimisel (täiendav nõue F) . LSAW-s levib jooksev plastiline murd aksiaalselt ja peatub tavaliselt ümbermõõtkeevis, mis toimib 'tulemüürina'. SSAW-s on keevisõmblus pidev spiraal. Pragu võib teoreetiliselt 'lahti keerata' kogu torujuhtme, minnes mööda keevisõmbluse peatamismehhanismist. SSAW-i luumurdude peatamise tõestamine nõuab keerulist, sageli võimatut täismahus testimist.
Tehniline selgitus:
K: Kas SSAW-d saab kunagi kasutada vee all?
V: Jah, kuid tavaliselt ainult staatiliste, kontrollitud koormusega torujuhtmete puhul (mis asuvad merepõhjas tasapinnaliselt), kus väsimus on tühine. See on harva heaks kiidetud püstikute jaoks (juhitava nihkega), kus anuma tõus tekitab pidevat tsüklilist pinget.
2. 'E' tegur: mehaaniline paisumine vs. jääkpinge
'E' JCOE-s (J-kuju, C-kuju, O-kuju, laienemine) tähistab mehaanilist laienemist . See on insenertehniline avamine, mis võimaldab LSAW-l ellu jääda, kui SSAW ebaõnnestub.
Kuidas pikendab mehaaniline paisumine väsimuse eluiga?
JCOE valmistamise ajal laiendab hüdrosüdamik toru radiaalselt ligikaudu 1-2%. See annab terasest veidi üle oma elastsuse piiri, 'kustutades' tõhusalt vormimis- ja keevitusprotsessist tekkinud ebaühtlased jääkpinged. SSAW toru on pidevalt keerutatud ja keevitatud; see säilitab kõrged tõmbejääkpinged kuumusest mõjutatud tsoonis (HAZ). Väsimuskatsetes talub laiendatud LSAW tavaliselt kuni 220 MPa 10^7 tsükliga, samas kui laiendamata SSAW ebaõnnestub umbes 180 MPa juures.
Tehniline selgitus:
K: Milline on jääktõmbepinge mõju?
V: Tõmbe jääkpinge alandab pingekorrosioonipragude (SCC) läve. Kui torul on tootmisest tekkinud sisepinge, vajab see pragude tekitamiseks väiksemat väliskoormust.
3. 'T-liiges' õudusunenägu: stressi keskendumise tegurid
Püsttorusüsteemis oleva spiraaltoru kõige ohtlikum geomeetriline tunnus on spiraalõmbluse ja vöökeevisõmbluse (väljaliide) ristumiskoht.
Miks on spiraali ja ümbermõõduga keevisõmbluse ristumiskoht rikkepunkt?
See ristmik loob T-kujulise keevisõmbluse geomeetria. Dünaamilises tõusutorus toimib see T-ristmik tohutu stressikontsentratsioonitegurina (SCF). Kui tõusutoru paindub TDP-s, 'kuhjub' stress sellel ristmikul. LSAW pikiõmblused on joondatud peamise rõnga pingega ja neid saab orienteerida nii, et need ei ristuks kunagi nurga all (sageli nihkega), vältides täielikult 'T-liigendi' pingekordajat.
Tehniline selgitus:
K: Kas me saame selle parandamiseks keevisõmblust lihvida?
V: Lihvimine vähendab geomeetrilist SCF-i, kuid ei eemalda metallurgilist katkestust ega T-ristmiku jääkpinge profiili.
4. Keevisõmbluse tõenäosusstatistika: pikkuse puudus
Tehniline usaldusväärsus on statistika mäng. Spiraalõmblus on 30-50% pikem kui pikisuunaline õmblus täpselt sama pikkusega toru puhul.
Kuidas on keevisõmbluse pikkus korrelatsioonis rikkeriskiga?
Statistiliselt tähendab SSAW kasutamine, et teil on kontrollimiseks 50% rohkem lineaarset kaadrit keevisõmblusest. See võrdub 50% suurema tõenäosusega, et tekib poore, räbu sissekanne või sulandumise puudumine. Väsimustundlikus keskkonnas, nagu merealune tõusutoru, võrdub 'rohkem keevisõmblust' 'rohkem risk'. LSAW minimeerib tsüklilise koormuse all oleva keevisõmbluse kogumahu.
Hoiatus: negatiivne piirang
ÄRGE
määrake SSAW toru
nihkega juhitavate süsteemide jaoks (tõusutorud, džemprid). DNV määrab SSAW vaikimisi olekuks 'koormus juhitud'. Dünaamilise nihke teostatavuse dokumenteerimise katse maksab tavaliselt testimisel rohkem kui odavama torumaterjaliga saavutatav kokkuhoid.
5. Geomeetriline terviklikkus ja kokkuvarisemiskindlus
Süvaveerakendused avaldavad tohutut välist hüdrostaatilist rõhku. Varisemiskindlus on suuresti tingitud ovaalsusest (ümarusest).
Miks pakub JCOE suurepärast kokkuvarisemiskindlust?
JCOE mehaaniline paisumise samm tagab ovaalsuse tolerantsid <0,5%. SSAW tugineb vormimispea kalibreerimisele spiraalprotsessi ajal, mille tulemuseks on sageli ebaühtlane ovaalsus. Isegi väike ebaühtlus võib vähendada kokkuvarisemisrõhku 15-20% võrreldes samaväärse seinapaksusega LSAW toruga. Süvameres ei ole see ohutusvaru läbiräägitav.
Levinud insenerivaldkonna küsimused KKK: 5 põhjust, miks LSAW (JCOE) ületab väsimuskriitiliste veealuste püstikute spiraaltoru
Kas SSAW toru saab kuumtöödelda, et see vastaks LSAW jõudlusele?
Kuigi kogu keha normaliseerimine võib SSAW-s jääkpingeid leevendada, ei paranda see spiraalse keevisõmbluse orientatsiooni geomeetrilist puudust tõusutoru põhipingetega võrreldes. Lisaks on suure läbimõõduga spiraaltoru keevitusjärgne kuumtöötlus (PWHT) sageli logistiliselt ebapraktiline ja kulukas võrreldes LSAW hankimisega.
Miks on puutepunkt (TDP) SSAW-i esmane rikketsoon?
TDP kogeb kõige tõsisemaid paindemomente, kui tõusutoru läheb rippuvalt kontaktvõrgult merepõhja toele. See painutamine tekitab pikisuunalise pinge. LSAW-s on keevisõmblus paralleelne toru teljega (neutraaltelg võib olla orienteeritud). SSAW-s liigub keevisõmblus spiraalselt läbi nii pinge- kui ka survetsoonide, tagades, et keevisõmblus – kõige nõrgem metallurgiline lüli – puutub kokku maksimaalsete pingetsüklitega.
Kas madalaveetorude jaoks on vaja LSAW-d?
Isegi madalas vees tekitab lainetus dünaamilist väsimust. Kui süsteem on 'tõusutoru' (ühendab merepõhja pinnaga), on LSAW standardne tehniline valik. SSAW on tavaliselt reserveeritud staatilisele voolujoonele, mis toetub merepõhjale.
Tehnilised lahendused inseneritöö jaoks KKK: 5 põhjust, miks LSAW (JCOE) ületab väsimuskriitiliste veealuste püstikute spiraaltoru
Väsimuskriitiliste veealuste rakenduste puhul on õige tootmisprotsessi valimine elutsükli terviklikkuse jaoks ülioluline. Veenduge, et teie spetsifikatsioonis nõutakse JCOE või UOE LSAW tõusutorusüsteemide jaoks DNV-ST-F101 nõuetega vastavust.
Soovitatavad toote spetsifikatsioonid:
KKK: Tehniline sügavsukeldumine JCOE ja SSAW kohta
Mis vahe on DNV-ST-F101 koormuse ja nihkega juhitavatel tingimustel?
Koormus kontrollitud tingimused viitavad staatilistele jõududele nagu siserõhk (rõngaspinge). Nihkega juhitav viitab pealesunnitud liikumistele, nagu anuma tõus või toru painutamine. SSAW on üldiselt piiratud koormusega juhitavate (staatilise) rakendustega, kuna selle keevisõmbluse geomeetria tekitab nihke (liikumise) korral ettearvamatuid pingekontsentratsioone.
Kuidas 'E' (laiendus) protsess konkreetselt leevendab stressikorrosioonipragusid (SCC)?
SCC nõuab kolme elementi: söövitav keskkond, vastuvõtlik materjal ja tõmbepinge. 'E' protsess JCOE-s annab toru mehaaniliselt, jättes sageli pinnale jääksurvepinge või neutraliseerides tõmbepingeid. Eemaldades 'tõmbepinge' komponendi, väheneb SCC initsiatsiooni oht järsult võrreldes laiendamata SSAW-ga.
Miks on 'Murdude arestimine' tõusutorudele lisanõue?
Kõrgsurvega gaasipüstikutes võib rebend põhjustada jooksva purunemise, mis lõhestab toru kilomeetrite kaupa. Murdumise peatamise omadused tagavad, et teras on piisavalt kõva, et pragu peatada. SSAW-i spiraalne geomeetria muudab pragude leviku ennustamise või peatamise keeruliseks võrreldes LSAW lineaarse olemusega.
Kas JCOE torul on paremad mõõtmete tolerantsid kui SSAW-l?
Jah. Sisemiste paisutusstantside kasutamine (samm 'E') kalibreerib toru täpsete ID/OD mõõtmetega. SSAW tolerantsid määratakse riba laiuse ja vormimisnurga järgi, mis võivad triivida, põhjustades 'kõrge-madala' ebakõla probleeme ümbermõõtkeevitamise ajal, vähendades veelgi väsimuse kasutusiga.
