UFAFANUZI WA HARAKA: MASWALI YA MASWALI YA UHANDISI: SABABU 5 LSAW (JCOE) INAYOFANYA PIPE ONDE KATIKA UCHOVU-CRITICAL SUBSEA RISERS LSAW (JCOE) ni bomba la longitudinal lililozamishwa la arc lililochomezwa linaloundwa kwa kubofya hatua kwa hatua na upanuzi wa kimitambo wa DNV1 na kwa upanuzi wa hatua kwa hatua na DNV1-F1. 5L kwa matumizi ya maji ya kina kirefu. Inatumika kwa kipekee katika viinua nguvu vya chini ya bahari na virukaruka vinavyohisi uchovu ambapo upakiaji wa mzunguko umeenea. Bomba la SSAW (Spiral) hushindwa katika mazingira haya kwa sababu ya viwango vya mkazo wa kijiometri kwenye makutano ya weld na kutokuwa na uwezo wa kukamata mivunjiko ya ductile inayoendelea.
Kwa njia za upokezaji tuli za ufukweni, bomba la Spiral Submerged Arc Welded (SSAW) ni bingwa wa kiuchumi. Hata hivyo, katika mazingira yenye nguvu, yenye shinikizo la juu ya viinua chini ya bahari, SSAW imeathirika kimuundo. Kitofautishi muhimu kati ya LSAW (Longitudinal Submerged Arc Welded) na SSAW sio tu nguvu ya mkazo—ni kijiometri , ulinganifu wa kijiometri wa mechanics ya , na udhibiti wa mkazo uliobaki..
Uchanganuzi huu wa kihandisi unafafanua kwa nini mchakato wa JCOE ni kiwango cha lazima kwa miundombinu ya chini ya ardhi ya chini ya uchovu-muhimu na jinsi bomba la kawaida la ond hutengeneza 'mduara wa kifo' wa kushindwa kwa uchovu katika Kituo cha Touch Down (TDP).
1. Vikwazo vya DNV-ST-F101: 'Adhabu ya Spiral'
Laha za data za kawaida zinaorodhesha nguvu ya mavuno (SMYS), lakini zinaficha adhabu za muundo zilizowekwa na misimbo ya kimataifa kwenye bomba la ond. DNV-ST-F101 inazuia kwa uwazi mabomba ya ond yaliyo svetsade na hali tatu za 'kidonge cha sumu' kwa matumizi ya chini ya bahari, na kuzifanya kuwa zisizofaa kwa viinua nguvu bila sifa ya gharama kubwa.
Kwa nini DNV-ST-F101 inaadhibu SSAW katika programu zinazobadilika?
Msimbo huo unatoa adhabu kulingana na Kukamatwa kwa Kuvunjika (Mahitaji ya Ziada F) . Katika LSAW, mvunjiko wa ductile unaoendelea hueneza kwa njia ya axially na kwa kawaida hukamatwa kwenye weld ya girth, ambayo hufanya kama 'firewall.' Katika SSAW, mshono wa weld ni hesi inayoendelea. Ufa unaweza kinadharia 'kufungua' bomba zima, kupita utaratibu wa kukamata girth weld. Kuthibitisha kukamatwa kwa fracture kwa SSAW kunahitaji majaribio magumu, mara nyingi haiwezekani, ya kiwango kamili.
Mfafanuzi wa Kiufundi:
Swali: Je, SSAW inaweza kutumika chini ya bahari?
Jibu: Ndiyo, lakini kwa kawaida tu kwa mabomba tuli, yanayodhibitiwa na mzigo (yanakaa chini ya bahari) ambapo uchovu hauwezekani. Ni nadra kuidhinishwa kwa viinua (vinavyodhibiti uhamishaji) ambapo kuinuliwa kwa chombo huleta msongo wa mara kwa mara wa mzunguko.
2. Sababu ya 'E': Upanuzi wa Mitambo dhidi ya Mkazo wa Mabaki
'E' katika JCOE (umbo la J, umbo la C, umbo la O, Upanuzi) inawakilisha Upanuzi wa Mitambo . Huu ni ufunguaji wa uhandisi ambao unaruhusu LSAW kuishi pale ambapo SSAW itashindwa.
Je, Upanuzi wa Mitambo huongeza maisha ya uchovu?
Wakati wa utengenezaji wa JCOE, mandrel ya majimaji huongeza bomba kwa takriban 1-2%. Hii hutoa chuma kidogo zaidi ya kikomo chake cha elastic, kwa ufanisi 'kufuta' mikazo isiyo ya sare ya mabaki iliyoachwa na mchakato wa kuunda na kulehemu. Bomba la SSAW linaendelea kupotoshwa na svetsade; huhifadhi mikazo ya juu ya mabaki ya mkazo katika Eneo Lililoathiriwa na Joto (HAZ). Katika majaribio ya uchovu, LSAW iliyopanuliwa kawaida huishi hadi MPa 220 kwa mizunguko 10^7, ambapo SSAW isiyopanuliwa haifanyi kazi karibu 180 MPa.
Mfafanuzi wa Kiufundi:
Swali: Ni nini athari za mkazo wa mkazo wa mabaki?
J: Mkazo wa mkazo wa mabaki hupunguza kizingiti cha Kupasuka kwa Kukauka kwa Stress (SCC). Ikiwa bomba ina mvutano wa ndani kutoka kwa utengenezaji, inahitaji mzigo mdogo wa nje ili kuanzisha ufa.
3. Ndoto ya 'T-Joint': Mambo ya Kuzingatia Mkazo
Kipengele cha hatari zaidi cha kijiometri cha bomba la ond katika mfumo wa kuongezeka ni makutano kati ya mshono wa ond na weld girth (pamoja ya shamba).
Kwa nini makutano ya ond-to-girth weld ni mahali pa kushindwa?
Makutano haya huunda jiometri ya weld yenye umbo la T. Katika kiinua mgongo chenye nguvu, makutano haya ya T hufanya kazi kama Kipengele kikubwa cha Kuzingatia Mkazo (SCF). Wakati kiinua kiinua mgongo kwenye TDP, mkazo 'hurundikana' kwenye makutano haya. Mishono ya longitudinal ya LSAW inapangiliwa na mkazo mkuu wa hoop na inaweza kuelekezwa ili kamwe isikatishe weld ya girth kwa pembe (mara nyingi kukabiliana), kuepuka kizidishi cha 'T-joint' kabisa.
Mfafanuzi wa Kiufundi:
Swali: Je, tunaweza kusaga weld flush kurekebisha hili?
A: Kusaga hupunguza SCF ya kijiometri lakini haiondoi kutoendelea kwa metallujia au wasifu uliosalia wa mkazo wa makutano ya T.
4. Takwimu za Uwezekano wa Weld: Hasara ya Urefu
Kuegemea kwa uhandisi ni mchezo wa takwimu. Mshono wa ond ni urefu wa 30-50% kuliko mshono wa longitudinal kwa urefu sawa wa bomba.
Urefu wa weld unahusianaje na hatari ya kutofaulu?
Kitakwimu, kutumia SSAW inamaanisha kuwa una 50% zaidi ya picha za mstari za weld za kukagua. Hii ni sawa na uwezekano wa juu wa 50% wa kukutana na pore, ujumuishaji wa slag, au ukosefu wa tukio la muunganisho. Katika mazingira nyeti ya uchovu kama vile kiinua chini cha bahari, ' weld zaidi' ni sawa na 'hatari zaidi.' LSAW inapunguza jumla ya ujazo wa weld unaojitokeza kwa upakiaji wa mzunguko.
Onyo: Kizuizi Hasi
bomba
USIAJIE la SSAW kwa Mifumo
Inayodhibitiwa na Uhamishaji (Viinuka, Viruki). DNV inabadilisha SSAW hadi hali ya 'kudhibiti mzigo'. Kujaribu kuweka upembuzi yakinifu kwa uhamishaji unaobadilika kwa kawaida hugharimu zaidi katika majaribio kuliko akiba inayopatikana kutokana na nyenzo za bei nafuu za bomba.
5. Uadilifu wa kijiometri na Upinzani wa Kuanguka
Utumizi wa maji ya kina kirefu hutoa shinikizo kubwa la nje la hidrostatic. Upinzani wa kuanguka unaendeshwa kwa kiasi kikubwa na ovality (nje ya pande zote).
Kwa nini JCOE inatoa upinzani bora zaidi wa kuanguka?
Hatua ya upanuzi wa mitambo katika JCOE inahakikisha uvumilivu wa ovality ya <0.5%. SSAW inategemea urekebishaji wa kichwa cha kutengeneza wakati wa mchakato wa ond, ambayo mara nyingi husababisha ovality isiyo ya kawaida. Hata uduara mdogo unaweza kupunguza ukadiriaji wa shinikizo la kuanguka kwa 15-20% ikilinganishwa na bomba la LSAW la unene sawa na ukuta. Katika kina kirefu cha maji, ukingo huu wa usalama hauwezi kujadiliwa.
Maswali ya Kawaida Kuhusu Uhandisi Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara: Sababu 5 LSAW (JCOE) Inazidi Ubora wa Bomba katika Uchovu-Muhimu wa Subsea Risers
Bomba la SSAW linaweza kutibiwa joto ili kuendana na utendaji wa LSAW?
Ingawa urekebishaji wa mwili mzima unaweza kupunguza mifadhaiko iliyobaki katika SSAW, haisahihishi hasara ya kijiometri ya uelekeo wa weld wa ond kuhusiana na mikazo kuu katika kiinua mgongo. Zaidi ya hayo, matibabu ya joto baada ya kulehemu (PWHT) kwenye bomba la ond yenye kipenyo kikubwa mara nyingi hayatekelezeki kiuratibu na yanagharimu sana ikilinganishwa na kutafuta LSAW.
Kwa nini Touch Down Point (TDP) ndio eneo kuu la kutofaulu kwa SSAW?
TDP hupitia nyakati kali zaidi za kuinama kama kiinua mgongo kinapobadilika kutoka kwenye kategoria hadi kwenye usaidizi wa chini ya bahari. Kuinama huku kunaleta mkazo wa longitudinal. Katika LSAW, weld ni sawa na mhimili wa bomba (mhimili wa neutral unaweza kuelekezwa). Katika SSAW, weld spirals katika kanda zote mbili za mvutano na compression, kuhakikisha kwamba weld—kiungo dhaifu cha metallurgiska—kinakabiliwa na mizunguko ya juu zaidi ya matatizo.
Je, LSAW inahitajika kwa viinua maji kwa kina kifupi?
Hata katika maji ya kina kirefu, hatua ya wimbi inajenga uchovu wa nguvu. Ikiwa mfumo ni 'kiinuka' (unaounganisha sehemu ya chini ya bahari), LSAW ndiyo chaguo la kawaida la uhandisi. SSAW kwa kawaida huwekwa kwa njia tuli ya mtiririko inayokaa kwenye bahari.
Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara ya Uhandisi kwa ajili ya Uhandisi: Sababu 5: LSAW (JCOE) Inazidi Ubora wa Bomba la Ond katika Viinuko Muhimu vya Subsea
Kwa maombi ya chini ya ardhi ambayo ni muhimu kwa uchovu, kuchagua mchakato sahihi wa utengenezaji ni muhimu kwa uadilifu wa mzunguko wa maisha. Hakikisha maelezo yako yanaomba kwa uwazi kwa JCOE au UOE LSAW kwa mifumo ya vinyasio kutii mahitaji ya DNV-ST-F101.
Maelezo ya Bidhaa Zinazopendekezwa:
Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara: Upigaji mbizi wa Kiufundi kwenye JCOE dhidi ya SSAW
Kuna tofauti gani kati ya masharti ya Kudhibiti Mzigo na Uhamishaji-Kudhibitiwa katika DNV-ST-F101?
Masharti ya kudhibiti mzigo hurejelea nguvu tuli kama shinikizo la ndani (shinikizo la hoop). Kudhibiti uhamishaji kunarejelea misogeo iliyowekwa, kama vile kuinua chombo au mikondo inayopinda bomba. SSAW kwa ujumla inazuiliwa kwa programu zinazodhibitiwa na mzigo (tuli) kwa sababu jiometri yake ya weld huunda viwango vya mkazo visivyotabirika chini ya uhamishaji (mwendo).
Je, mchakato wa 'E' (Upanuzi) unapunguza vipi hasa Kupasuka kwa Kukauka kwa Mkazo (SCC)?
SCC inahitaji vipengele vitatu: mazingira ya kutu, nyenzo zinazoweza kuathiriwa, na mkazo wa mkazo. Mchakato wa 'E' katika JCOE hutoa bomba kimitambo, mara nyingi huacha mkazo wa kubana juu ya uso au kupunguza mikazo ya mkazo. Kwa kuondoa sehemu ya 'mkazo wa mkazo', hatari ya kuanzishwa kwa SCC inapunguzwa sana ikilinganishwa na SSAW ambayo haijapanuliwa.
Kwa nini 'Kukamatwa kwa Fracture' ni hitaji la ziada kwa vifaa vya kupanda juu?
Katika kuongezeka kwa gesi ya shinikizo la juu, kupasuka kunaweza kusababisha fracture inayoendesha ambayo inagawanya bomba kwa maili. 'Kukamatwa kwa Fracture' huhakikisha kuwa chuma kina ugumu wa kutosha kukomesha ufa. Jiometri ond ya SSAW hufanya iwe vigumu kutabiri au kukamata uenezi wa ufa ikilinganishwa na asili ya mstari wa LSAW.
Je, bomba la JCOE lina ustahimilivu bora wa vipimo kuliko SSAW?
Ndiyo. Matumizi ya upanuzi wa ndani hufa (hatua ya 'E') hurekebisha bomba kwa vipimo kamili vya ID/OD. Uvumilivu wa SSAW huamuliwa na upana wa ukanda na pembe ya kutengeneza, ambayo inaweza kuteleza, na kusababisha matatizo 'ya hali ya juu' ya kutolingana wakati wa kulehemu kwenye girth, na hivyo kupunguza zaidi maisha ya uchovu.
