ԱՐԱԳ ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ. Ճարտարագիտական ՀՏՀ. 5 ՊԱՏՃԱՌ, ՈՐՈՆՑ LSAW (JCOE) ԳԵՐԱԶԱՆՑՈՒՄ Է ՍՊԻՐԱԼ ԽՈՂՈՎԱԿԸ ՀՈԳՆԱԾՔԱՅԻՆ ԿՐԻՏԻԿԱԿԱՆ ԵՆԹԵՐԵՎԱՆԱՅԻՆ ԱՐՁԱՆՆԵՐՈՒՄ LSAW (JCOE) երկայնական ընկղմված աղեղով եռակցված խողովակ է, որը ձևավորվում է քայլ առ քայլ սեղմման և սեղմման միջոցով: DNV-ST-F101 և API 5L խորը ջրերում կիրառությունների համար: Այն բացառապես օգտագործվում է դինամիկ ստորջրյա վերելակների և հոգնածության նկատմամբ զգայուն ցատկերներում, որտեղ տարածված է ցիկլային բեռնումը: SSAW (Spiral) խողովակը խափանում է այս միջավայրում եռակցման խաչմերուկներում երկրաչափական լարվածության կոնցենտրացիաների և հոսող ճկուն կոտրվածքները կասեցնելու անկարողության պատճառով:
Ստատիկ ցամաքային հաղորդման գծերի համար Spiral Submerged Arc Welded (SSAW) խողովակը տնտեսական չեմպիոն է: Այնուամենայնիվ, ստորջրյա վերելակների դինամիկ, բարձր ճնշման միջավայրում SSAW-ը կառուցվածքային առումով վտանգված է: LSAW (Longitudinal Submerged Arc Welded) և SSAW-ի միջև կրիտիկական տարբերակիչը ոչ միայն առաձգական ուժն է, այլ կոտրվածքի մեխանիկայի , երկրաչափական համաչափությունն է և մնացորդային սթրեսի կառավարումը:.
Այս ինժեներական վերլուծությունը մանրամասնում է, թե ինչու է JCOE գործընթացը պարտադիր չափանիշը հոգնածության համար կարևոր ստորջրյա ենթակառուցվածքի համար և ինչպես է ստանդարտ պարույր խողովակը ստեղծում «մահվան պարույր» հոգնածության խափանումների հպման կետում (TDP):
1. DNV-ST-F101 սահմանափակումներ.
Ստանդարտ տվյալների թերթիկները ցույց են տալիս ելքի ուժը (SMYS), սակայն դրանք թաքցնում են պարուրաձև խողովակների վրա միջազգային օրենսգրքով սահմանված նախագծային տույժերը: DNV-ST-F101-ը բացահայտորեն սահմանափակում է պարուրաձև եռակցված խողովակները երեք «թունավոր հաբեր» պայմաններով ստորջրյա օգտագործման համար՝ արդյունավետորեն դարձնելով դրանք ոչ կենսունակ դինամիկ բարձրացնող սարքերի համար՝ առանց արգելող թանկ որակավորման:
Ինչու՞ է DNV-ST-F101-ը պատժում SSAW-ին դինամիկ հավելվածներում:
Օրենսգիրքը տուգանք է սահմանում կոտրվածքի ձերբակալման հիման վրա (Լրացուցիչ պահանջ F) : LSAW-ում հոսող ճկուն կոտրվածքը տարածվում է առանցքային և սովորաբար կանգ է առնում շրջապատի եռակցման վրա, որը գործում է որպես «հրդեհային պատ»: SSAW-ում եռակցման կարը շարունակական պարույր է: Ճեղքը տեսականորեն կարող է «բացազատել» ողջ խողովակաշարը՝ շրջանցելով եռակցման շրջագծի փակման մեխանիզմը: SSAW-ի կոտրվածքի կանգն ապացուցելը պահանջում է բարդ, հաճախ անհնարին, լայնածավալ փորձարկում:
Տեխնիկական պարզաբանող.
Հ. Կարո՞ղ է SSAW-ը երբևէ օգտագործվել ստորջրյա:
A: Այո, բայց սովորաբար միայն ստատիկ, բեռնվածությամբ կառավարվող խողովակաշարերի համար (ծովի հատակին հարթ դրված), որտեղ հոգնածությունն աննշան է: Այն հազվադեպ է հաստատվում բարձրացնողների համար (տեղաշարժով վերահսկվող), որտեղ նավի բարձրացումը մշտական ցիկլային սթրես է ստեղծում:
2. «E» գործոն. Մեխանիկական ընդլայնում ընդդեմ մնացորդային սթրեսի
JCOE-ում 'E'-ը (J-աձև, C-ձև, O-ձև, ընդլայնում) ներկայացնում է մեխանիկական ընդլայնում : Սա ինժեներական ապակողպումն է, որը թույլ է տալիս LSAW-ին գոյատևել այնտեղ, որտեղ SSAW-ը ձախողվում է:
Ինչպե՞ս է մեխանիկական ընդլայնումը երկարացնում հոգնածության կյանքը:
JCOE-ի արտադրության ընթացքում հիդրավլիկ մանդրելն ընդլայնում է խողովակը շառավղով մոտ 1-2%-ով: Սա պողպատը փոքր-ինչ գերազանցում է իր առաձգական սահմանը, արդյունավետորեն «ջնջելով» ձևավորման և եռակցման գործընթացի հետևանքով մնացած ոչ միատեսակ մնացորդային լարումները: SSAW խողովակը շարունակաբար ոլորված և եռակցված է. այն պահպանում է բարձր առաձգական մնացորդային լարումները ջերմային ազդեցության գոտում (HAZ): Հոգնածության թեստերում ընդլայնված LSAW սովորաբար պահպանվում է մինչև 220 ՄՊա 10^7 ցիկլով, մինչդեռ ոչ ընդլայնված SSAW-ը ձախողվում է մոտ 180 ՄՊա:
Տեխնիկական պարզաբանիչ.
Հ. Ո՞րն է մնացորդային առաձգական սթրեսի ազդեցությունը:
A. մնացորդային առաձգական սթրեսը նվազեցնում է սթրեսային կորոզիայի ճեղքման (SCC) շեմը: Եթե խողովակը արտադրությունից առաջացած ներքին լարվածություն ունի, ապա այն պահանջում է ավելի քիչ արտաքին բեռ՝ ճաք առաջացնելու համար:
3. «T-Joint» մղձավանջ. սթրեսի կենտրոնացման գործոններ
Բարձրացնող համակարգում պարուրաձև խողովակի ամենավտանգավոր երկրաչափական առանձնահատկությունը պարուրաձև կարի և շրջանակի եռակցման խաչմերուկն է (դաշտային միացում):
Ինչու՞ է պարուրաձև եռակցման խաչմերուկը ձախողման կետ:
Այս խաչմերուկը ստեղծում է T-աձև եռակցման երկրաչափություն: Դինամիկ վերելքի դեպքում այս T-հանգույցը գործում է որպես սթրեսի համակենտրոնացման զանգվածային գործոն (SCF): Երբ բարձրացնողը թեքվում է TDP-ի մոտ, այս խաչմերուկում լարվածությունը 'կուտակվում է': LSAW երկայնական կարերը համահունչ են օղակի հիմնական լարման հետ և կարող են կողմնորոշվել այնպես, որ երբեք չհատվեն շրջապատի եռակցումը անկյան տակ (հաճախ շեղված)՝ ամբողջությամբ խուսափելով «T-joint» լարվածության բազմապատկիչից:
Տեխնիկական պարզաբանող.
Հ. Կարո՞ղ ենք եռակցման ողողումը շտկելու համար:
A. հղկումը նվազեցնում է երկրաչափական SCF-ը, բայց չի վերացնում մետալուրգիական անջրպետը կամ T-հատման մնացորդային լարվածության պրոֆիլը:
4. Եռակցման հավանականության վիճակագրություն. երկարության թերությունը
Ինժեներական հուսալիությունը վիճակագրության խաղ է: Պարույր կարը 30-50%-ով ավելի երկար է, քան խողովակի ճիշտ նույն երկարության երկայնական կարը:
Ինչպե՞ս է եռակցման երկարությունը փոխկապակցված ձախողման ռիսկի հետ:
Վիճակագրորեն, SSAW-ի օգտագործումը նշանակում է, որ դուք ունեք 50%-ով ավելի շատ զոդման գծային կադրեր՝ ստուգելու համար: Սա հավասար է ծակոտիի, խարամի ընդգրկման կամ միաձուլման դեպքի բացակայության 50%-ով ավելի մեծ հավանականության: Հոգնածության նկատմամբ զգայուն միջավայրում, ինչպիսին է ստորջրյա վերելակը, «ավելի շատ զոդում» հավասար է «ավելի շատ ռիսկի»: LSAW-ը նվազագույնի է հասցնում ցիկլային բեռնման ենթարկված եռակցման ընդհանուր ծավալը:
Զգուշացում. Բացասական սահմանափակում
Մի
նշեք SSAW խողովակը
տեղաշարժով կառավարվող համակարգերի համար (բարձրացնողներ, ցատկերներ): DNV-ն լռելյայն սահմանում է SSAW-ը 'բեռնվածությամբ վերահսկվող' կարգավիճակի: Դինամիկ տեղաշարժի իրագործելիությունը փաստաթղթավորելու փորձը սովորաբար փորձարկումների ընթացքում ավելի շատ արժե, քան խողովակների ավելի էժան նյութից ստացված խնայողությունները:
5. Երկրաչափական ամբողջականություն և փլուզման դիմադրություն
Deepwater հավելվածները գործադրում են հսկայական արտաքին հիդրոստատիկ ճնշում: Փլուզման դիմադրությունը հիմնականում պայմանավորված է ձվաձեւությամբ (կլորությունից դուրս):
Ինչու է JCOE-ն առաջարկում փլուզման բարձր դիմադրություն:
JCOE-ի մեխանիկական ընդլայնման քայլը երաշխավորում է ձվաձեւության թույլատրելիությունը <0,5%: SSAW-ը կախված է ձևավորող գլխի տրամաչափման վրա պարուրաձև գործընթացի ընթացքում, ինչը հաճախ հանգեցնում է անկանոն ձվաձևության: Նույնիսկ աննշան կլորությունը կարող է նվազեցնել փլուզման ճնշման ցուցանիշները 15-20%-ով՝ համեմատած համարժեք պատի հաստությամբ LSAW խողովակի հետ: Խորը ջրերում անվտանգության այս սահմանը սակարկելի չէ:
Ընդհանուր դաշտային հարցեր ճարտարագիտության վերաբերյալ ՀՏՀ. 5 պատճառ, թե ինչու LSAW (JCOE) գերազանցում է պարուրաձև խողովակը հոգնածության կրիտիկական ստորջրյա վերելակներում
Կարո՞ղ է SSAW խողովակը ջերմամշակվել՝ LSAW-ի աշխատանքին համապատասխանելու համար:
Թեև ամբողջ մարմնի նորմալացումը կարող է թեթևացնել մնացորդային սթրեսները SSAW-ում, այն չի շտկում պարուրաձև եռակցման կողմնորոշման երկրաչափական թերությունը բարձրացնողի հիմնական լարումների նկատմամբ: Ավելին, մեծ տրամագծով պարուրաձև խողովակի վրա հետեռակցման ջերմային մշակումը (PWHT) հաճախ լոգիստիկ առումով անիրագործելի է և ծախսատար՝ համեմատած LSAW-ի աղբյուրի հետ:
Ինչո՞ւ է Touch Down Point-ը (TDP) SSAW-ի առաջնային ձախողման գոտին:
TDP-ն զգում է ամենադժվար ճկման պահերը, երբ վերելակը կախված կապանից դեպի ծովի հատակի հենարան է անցնում: Այս ճկումը ստեղծում է երկայնական լարվածություն: LSAW-ում զոդումը զուգահեռ է խողովակի առանցքին (չեզոք առանցքը կարող է կողմնորոշվել): SSAW-ում եռակցումը պտտվում է և՛ լարվածության, և՛ սեղմման գոտիներով՝ երաշխավորելով, որ զոդը՝ ամենաթույլ մետալուրգիական օղակը, ենթարկվում է առավելագույն լարման ցիկլերին:
Արդյո՞ք LSAW-ն պահանջվում է ծանծաղ ջրի բարձրացման համար:
Նույնիսկ ծանծաղ ջրում ալիքի գործողությունը դինամիկ հոգնածություն է առաջացնում: Եթե համակարգը 'բարձրացնող' է (միացնում է ծովի հատակը մակերեսին), LSAW-ը ստանդարտ ինժեներական ընտրությունն է: SSAW-ը սովորաբար վերապահված է ծովի հատակին հենվող ստատիկ հոսքագծի համար:
Ինժեներական լուծումներ ճարտարագիտական ՀՏՀ. 5 պատճառ, թե ինչու LSAW (JCOE) գերազանցում է պարուրաձև խողովակը հոգնածության կրիտիկական ստորջրյա վերելակներում
Հոգնածության համար կարևոր ստորջրյա կիրառությունների համար ճիշտ արտադրական գործընթացի ընտրությունը կենսական նշանակություն ունի կյանքի ցիկլի ամբողջականության համար: Համոզվեք, որ ձեր ճշգրտումը բացահայտորեն պահանջում է JCOE կամ UOE LSAW բարձրացման համակարգերի համար՝ DNV-ST-F101 պահանջներին համապատասխանելու համար:
Առաջարկվող արտադրանքի բնութագրերը.
ՀՏՀ. Տեխնիկական խորը սուզում JCOE-ում ընդդեմ SSAW-ի
Ո՞րն է տարբերությունը DNV-ST-F101-ում վերահսկվող և տեղաշարժով վերահսկվող պայմանների միջև:
Բեռի միջոցով կառավարվող պայմանները վերաբերում են ստատիկ ուժերին, ինչպիսին է ներքին ճնշումը (շղթայի լարվածությունը): Տեղաշարժով կառավարվողը վերաբերում է պարտադրված շարժումներին, ինչպիսիք են նավի բարձրացումը կամ խողովակը թեքող հոսանքները: SSAW-ն ընդհանուր առմամբ սահմանափակված է բեռնվածքով կառավարվող (ստատիկ) ծրագրերով, քանի որ դրա եռակցման երկրաչափությունը ստեղծում է անկանխատեսելի լարվածության կոնցենտրացիաներ տեղաշարժի (շարժման) պայմաններում:
Ինչպե՞ս է 'E' (Ընդարձակման) գործընթացը հատուկ մեղմացնում սթրեսային կորոզիայի ճեղքումը (SCC):
SCC-ն պահանջում է երեք տարր՝ քայքայիչ միջավայր, զգայուն նյութ և առաձգական սթրես: JCOE-ում «E» գործընթացը մեխանիկորեն զիջում է խողովակը՝ հաճախ թողնելով մնացորդային սեղմման լարվածություն մակերեսի վրա կամ չեզոքացնելով առաձգական լարումները: Հեռացնելով «առաձգական լարվածությունը» բաղադրիչը՝ SCC-ի գործարկման ռիսկը կտրուկ նվազում է՝ համեմատած չընդլայնված SSAW-ի հետ:
Ինչո՞ւ է «Կոտրվածքի ձերբակալումը» լրացուցիչ պահանջ բարձրացողների համար:
Բարձր ճնշման գազի բարձրացնող սարքերում պատռվածքը կարող է հանգեցնել հոսող կոտրվածքի, որը կիլոմետրերով բաժանում է խողովակը: «Fracture Arrest» հատկությունները ապահովում են պողպատի բավականաչափ ամրություն՝ ճեղքը դադարեցնելու համար: SSAW-ի պարուրաձև երկրաչափությունը դժվարացնում է ճաքերի տարածումը կանխատեսելը կամ կասեցնելը՝ համեմատած LSAW-ի գծային բնույթի հետ:
JCOE խողովակն ունի՞ ավելի լավ ծավալային հանդուրժողականություն, քան SSAW-ը:
Այո՛։ Ներքին ընդլայնման մատրիցների օգտագործումը ('E' քայլը) չափորոշում է խողովակը ճշգրիտ ID/OD չափսերով: SSAW-ի թույլատրելիությունը որոշվում է շերտի լայնությամբ և ձևավորման անկյան տակ, որը կարող է շեղվել՝ հանգեցնելով «բարձր-ցածր» անհամապատասխանության խնդիրների շրջանակի եռակցման ժամանակ՝ հետագայում նվազեցնելով հոգնածության ժամկետը:
