ЖЫЛДАМ АНЫҚТАУ: ТЕХНИКАЛЫҚ ЖАҚСЫЛЫҚ: 5 СЕБЕП LSAW (JCOE) ШАРУАШЫЛЫҚ-КРИТИКАЛЫҚ ТЕҢІЗ СҮЗІ ТҮЗУ КӨТЕРГІШТЕРІНДЕГІ СПИРАЛДЫ ТҮБІРДЕН АСЫҚҚАН LSAW (JCOE) – сатылы пресстеу және механикалық басу арқылы жасалған бойлық су астындағы доғалы дәнекерленген құбыр. Терең суда қолдану үшін DNV-ST-F101 және API 5L. Ол тек циклдік жүктеме басым болатын динамикалық су асты көтергіштерінде және шаршауға сезімтал секіргіштерде қолданылады. SSAW (спираль) құбыры осы орталарда дәнекерлеу қиылыстарындағы геометриялық кернеу концентрацияларына және жүріп жатқан созылғыш сынықтарды ұстай алмауына байланысты істен шығады.
Құрлықтағы статикалық электр беру желілері үшін спиральды су астында дәнекерленген (SSAW) құбыр экономикалық чемпион болып табылады. Дегенмен, су асты су көтергіштерінің динамикалық, жоғары қысымды ортасында SSAW құрылымдық жағынан бұзылған. LSAW (бойлық су асты доғасы дәнекерленген) және SSAW арасындағы маңызды дифференциатор тек созылу күші ғана емес, бұл сыну механикасы , геометриялық симметрия және қалдық кернеуді басқару..
Бұл инженерлік талдау неліктен JCOE процесі шаршау үшін маңызды су асты инфрақұрылымы үшін міндетті стандарт болып табылатынын және стандартты спиральды құбырдың сенсорлық нүктеде (TDP) шаршау ақауларының 'өлім спиральын' қалай жасайтынын егжей-тегжейлі сипаттайды.
1. DNV-ST-F101 шектеулері: 'Спиральдық жаза'
Стандартты деректер парақтарында шығымдылық күші (SMYS) көрсетілген, бірақ олар спиральды құбырға халықаралық кодтар жүктеген дизайн айыппұлдарын жасырады. DNV-ST-F101 су асты пайдалану үшін үш 'улы таблетка' шарты бар спиральды дәнекерленген құбырларды нақты шектейді, бұл оларды өте қымбат біліктілігі жоқ динамикалық көтергіштер үшін тиімді емес етеді.
Неліктен DNV-ST-F101 динамикалық қолданбаларда SSAW жазалайды?
Кодекс сынықтарды қамауға алу негізінде айыппұл салады (Қосымша F талап) . LSAW жүйесінде жұмыс істейтін иілгіш сыну ось бойынша таралады және әдетте 'брандмауэр' ретінде әрекет ететін айналма дәнекерлеуде тоқтайды. SSAW-де дәнекерлеу тігісі үздіксіз спираль болып табылады. Жарық теориялық тұрғыдан алғанда, дәнекерлеу тігісін тоқтату механизмін айналып өтіп, бүкіл құбырды «ағытып тастауы» мүмкін. SSAW үшін сынықтың тоқтатылуын дәлелдеу күрделі, жиі мүмкін емес, толық ауқымды тестілеуді талап етеді.
Техникалық нақтылаушы:
С: SSAW-ті су астында пайдалануға бола ма?
Ж: Иә, бірақ әдетте шаршау шамалы болатын статикалық, жүктемемен басқарылатын құбырлар үшін (теңіз түбіне тегіс төсеу). Ол кеменің көтерілуі тұрақты циклдік кернеу тудыратын көтергіштерге (орын ауыстырумен басқарылатын) сирек рұқсат етіледі.
2. 'E' факторы: механикалық кеңею және қалдық кернеу
JCOE (J-пішіні, C-пішіні, O-пішіні, Кеңейту) ішіндегі 'E' механикалық кеңейтуді білдіреді . Бұл SSAW сәтсіз болған жерде LSAW-ға аман қалуға мүмкіндік беретін инженерлік құлыпты ашу.
Механикалық кеңейту шаршау мерзімін қалай ұзартады?
JCOE өндірісі кезінде гидравликалық оправка құбырды радиалды түрде шамамен 1-2% кеңейтеді. Бұл болатты серпімділік шегінен сәл асып түседі, қалыптау және дәнекерлеу процесінде қалған біркелкі емес қалдық кернеулерді тиімді 'өшіреді'. SSAW құбыры үздіксіз бұралған және дәнекерленген; ол жылу әсерінен болатын аймақта (HAZ) жоғары созылу қалдық кернеулерін сақтайды. Шаршау сынақтарында кеңейтілген LSAW әдетте 10^7 циклде 220 МПа дейін сақталады, ал кеңейтілмеген SSAW шамамен 180 МПа сәтсіздікке ұшырайды.
Техникалық тазартқыш:
С: қалдық созылу кернеуінің әсері қандай?
A: Созылу кезіндегі қалдық кернеу кернеулі коррозияның крекингінің (SCC) шегін төмендетеді. Егер құбырдың өндірістен ішкі кернеуі болса, жарықшақтарды бастау үшін оған азырақ сыртқы жүктеме қажет.
3. 'T-Joint' қорқынышы: стресс концентрациясының факторлары
Спиральдық жүйедегі спиральды құбырдың ең қауіпті геометриялық ерекшелігі - спиральды тігіс пен айналмалы дәнекерлеу (өріс қосылысы) арасындағы қиылысу.
Неліктен спиральдан шеңберге дейінгі дәнекерлеу қиылысы бұзылу нүктесі болып табылады?
Бұл қиылысу T-тәрізді дәнекерлеу геометриясын жасайды. Динамикалық көтергіште бұл Т-түйін массивтік кернеу концентрациясының факторы (SCF) ретінде әрекет етеді. Көтергіш TDP-де иілген кезде, кернеу осы қиылыста 'үйіледі'. LSAW бойлық тігістері негізгі құрсау кернеуімен теңестіріледі және 'T-түйін' кернеу мультипликаторын толығымен болдырмай, шеңбердің дәнекерлеуін ешқашан бұрышпен (көбінесе ығысу) қиылыспайтындай етіп бағыттауға болады.
Техникалық тазартқыш:
С: Мұны түзету үшін дәнекерлеуді тегістей аламыз ба?
A: Тегістеу геометриялық SCF азайтады, бірақ металлургиялық үзілістерді немесе T-қиылыстарының қалдық кернеу профилін жоймайды.
4. Дәнекерлеу ықтималдығы статистикасы: ұзындықтың кемшілігі
Инженерлік сенімділік - бұл статистика ойыны. Спиральды тігіс құбырдың дәл осындай ұзындығы үшін бойлық тігіске қарағанда 30-50% ұзын.
Дәнекерлеу ұзындығының бұзылу қаупімен қалай байланысы бар?
Статистикалық түрде, SSAW пайдалану сізде тексеруге болатын дәнекерленген тігістің 50% көбірек сызықтық бейнелері бар дегенді білдіреді. Бұл кеуекті, шлактарды қосу немесе біріктіру оқиғасының болмауымен кездесудің 50% жоғары ықтималдығына тең. Су асты көтергіші сияқты шаршауға сезімтал ортада 'көп дәнекерлеу' 'көбірек тәуекелге' тең болады. LSAW циклдік жүктемеге ұшырайтын жалпы дәнекерлеу көлемін азайтады.
Ескерту: Теріс шектеу
.
Ауыстырумен үшін SSAW құбырын көрсетпеңіз
басқарылатын жүйелер (көтергіштер, секіргіштер) DNV әдепкі бойынша SSAW параметрін 'жүктемемен басқарылатын' күйіне қояды. Динамикалық ығыстырудың орындылығын құжаттау әрекеті, әдетте, арзанырақ құбыр материалынан алынған үнемдеуге қарағанда, сынақта көп шығынды талап етеді.
5. Геометриялық тұтастық және құлауға қарсылық
Терең суға арналған қолданбалар үлкен сыртқы гидростатикалық қысым жасайды. Коллапсқа төзімділік негізінен сопақтықпен (дөңгелек емес) әсер етеді.
Неліктен JCOE құлдырауға жоғары қарсылықты ұсынады?
JCOE-дегі механикалық кеңейту қадамы <0,5% сопақтық төзімділікке кепілдік береді. SSAW спиральдық процесс кезінде қалыптау басының калибрлеуіне сүйенеді, бұл жиі ретсіз сопақшалыққа әкеледі. Тіпті шамалы домалақтау да қабырғасының баламалы қалыңдығы бар LSAW құбырымен салыстырғанда құлау қысымының көрсеткіштерін 15-20%-ға төмендетуі мүмкін. Терең суда бұл қауіпсіздік шегі келіспейді.
Инженерлік сұрақтарға қатысты жиі қойылатын сұрақтар: LSAW (JCOE) шаршауға байланысты маңызды су асты көтергіштеріндегі спиральды құбырдан асып түсетін 5 себеп
SSAW құбырын LSAW өнімділігіне сәйкестендіру үшін термиялық өңдеуге болады ма?
Толық денені қалыпқа келтіру SSAW-дағы қалдық кернеулерді жеңілдететін болса да, ол көтергіштегі негізгі кернеулерге қатысты спиральды дәнекерлеу бағытының геометриялық кемшілігін түзетпейді. Сонымен қатар, үлкен диаметрлі спиральды құбырдағы дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеу (PWHT) көбінесе LSAW көзімен салыстырғанда логистикалық тұрғыдан тиімсіз және шығынды азайтады.
Неліктен Touch Down Point (TDP) SSAW үшін негізгі сәтсіздік аймағы болып табылады?
ТДП ең ауыр иілу сәттерін бастан кешіреді, өйткені көтергіш ілулі катенардан теңіз түбін тіреуге ауысады. Бұл иілу бойлық деформацияны тудырады. LSAW-де дәнекерленген жік құбыр осіне параллель болады (бейтарап ось бағдарлануы мүмкін). SSAW-де дәнекерлеу тігісі шиеленіс және қысу аймақтары бойынша айналады, бұл дәнекерлеу жігінің - ең әлсіз металлургиялық буынның - максималды деформация циклдарына ұшырайтынына кепілдік береді.
Таяз су көтергіштері үшін LSAW қажет пе?
Таяз суда да толқын әрекеті динамикалық шаршауды тудырады. Егер жүйе 'көтергіш' болса (теңіз түбін жер бетіне жалғайтын), LSAW стандартты инженерлік таңдау болып табылады. SSAW әдетте теңіз түбінде орналасқан статикалық ағын сызығы үшін сақталады.
Инженерлік сұрақтарға арналған инженерлік шешімдер: LSAW (JCOE) шаршауға байланысты маңызды су асты көтергіштеріндегі спиральды құбырдан асып түсетін 5 себеп
Шаршау үшін өте маңызды су асты қолданбалары үшін дұрыс өндіріс процесін таңдау өмірлік циклдің тұтастығы үшін өте маңызды. Сіздің спецификацияңыздың DNV-ST-F101 талаптарына сәйкес келуі үшін көтергіш жүйелерге арналған JCOE немесе UOE LSAW нақты шақырылатынына көз жеткізіңіз.
Ұсынылатын өнім сипаттамалары:
Жиі қойылатын сұрақтар: JCOE және SSAW бойынша техникалық терең сүңгу
DNV-ST-F101 жүйесіндегі жүктемемен басқарылатын және орын ауыстырумен басқарылатын жағдайлардың айырмашылығы неде?
Жүктемемен басқарылатын жағдайлар ішкі қысым (құрсау кернеуі) сияқты статикалық күштерді білдіреді. Ауыстырумен басқарылатын ыдыстың көтерілуі немесе құбырды майыстыратын токтар сияқты жүктелген қозғалыстарды білдіреді. SSAW әдетте жүктемемен басқарылатын (статикалық) қолданбалармен шектеледі, өйткені оның дәнекерлеу геометриясы орын ауыстыру (қозғалыс) кезінде болжанбайтын кернеу концентрациясын жасайды.
'E' (кеңейту) процесі кернеулі коррозияға қарсы крекингті (SCC) қалай жеңілдетеді?
SCC үш элементті қажет етеді: коррозиялық орта, сезімтал материал және созылу кернеуі. JCOE-дегі 'E' процесі құбырды механикалық түрде береді, көбінесе бетінде қалдық қысу кернеуін қалдырады немесе созылу кернеулерін бейтараптайды. 'созылу кернеуі' құрамдас бөлігін алып тастау арқылы SCC іске қосылу қаупі кеңейтілмеген SSAW-мен салыстырғанда күрт төмендейді.
Неліктен 'Сынықты тоқтату' көтергіштерге қосымша талап болып табылады?
Жоғары қысымды газ көтергіштерінде жарылу құбырды мильге бөлетін сынуға әкелуі мүмкін. 'Сынықты тоқтату' қасиеттері болаттың жарықшақты тоқтату үшін жеткілікті беріктігін қамтамасыз етеді. SSAW спиральды геометриясы LSAW сызықтық сипатымен салыстырғанда жарықшақтардың таралуын болжауды немесе тоқтатуды қиындатады.
JCOE құбырында SSAW-ге қарағанда жақсы өлшемдік төзімділік бар ма?
Иә. Ішкі кеңейту штамптарын пайдалану ('E' қадамы) құбырды нақты ID/OD өлшемдеріне дейін калибрлейді. SSAW толеранттылығы жолақ ені мен қалыптау бұрышымен анықталады, ол ауытқуы мүмкін, бұл шеңберді дәнекерлеу кезінде 'жоғары-төмен' сәйкессіздік мәселелеріне алып келеді, бұл шаршау мерзімін одан әрі қысқартады.
