FPSO典型系統(tǒng)玻璃鋼管路應(yīng)力分析.pdf

1、玻璃鋼(Fiber Reinforced Plastics，F(xiàn)RP)以其優(yōu)良的耐腐蝕性能、優(yōu)異的水力學(xué)性能、比重小、重量輕和綜合效益好等優(yōu)越性能，在船舶和海洋工程裝備中已經(jīng)越來越廣泛地使用。目前，玻璃鋼管主要應(yīng)用于海水管路，包括壓載水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)和生活污水系統(tǒng)等。管路系統(tǒng)的正常運(yùn)行是保障船舶、設(shè)備和人員安全的前提，考慮到海上的惡劣環(huán)境與復(fù)雜因素，對管道系統(tǒng)需要有更高的要求。因此，為了證明玻璃鋼在船舶與海洋工程裝備應(yīng)用的可行性，有必要

2、對玻璃鋼管道系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)力分析。
　　本文的主要研究內(nèi)容是為了證明玻璃鋼管在海洋平臺典型系統(tǒng)應(yīng)用的可行性。主要針對深海FPSO的關(guān)鍵管路系統(tǒng)：壓載水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)等，討論了彈性模量對管道應(yīng)力分析的影響，對 FPSO壓載水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)等進(jìn)行了靜力分析，開展了一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的校核；并在此基礎(chǔ)上著重研究了水錘對管道應(yīng)力的影響。具體研究內(nèi)容如下：
　　1、以FPSO尾部機(jī)艙消防水系統(tǒng)和排煙管系統(tǒng)為研究對象，討論了冷熱態(tài)彈性模

3、量對管道應(yīng)力的影響，分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用情況，并為后續(xù)應(yīng)力分析提供依據(jù)；簡單討論了冷熱態(tài)彈性模量對彈簧支吊架選型的影響。
　　2、以FPSO壓載水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)為研究對象，討論了玻璃鋼管和銅鎳合金管在工況確定上的不同；根據(jù)確定的分析工況，分別對兩種材質(zhì)管路系統(tǒng)進(jìn)行一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的校核和分析，通過對比分析討論二者在應(yīng)力、約束載荷和位移結(jié)果上的不同，從而證明玻璃鋼應(yīng)用的可行性。
　　3、以FPSO的消防水系統(tǒng)和壓載水系

4、統(tǒng)為例，首先利用公式計算出水錘載荷的最大值，并將該值導(dǎo)入到CAESARII中，對玻璃鋼和銅鎳合金進(jìn)行水錘載荷的動態(tài)分析，討論了其對管道應(yīng)力的影響，通過對比分析進(jìn)一步證明玻璃鋼應(yīng)用的可行性。
　　4、以FPSO消防水系統(tǒng)為研究對象，考慮到直接使用CAESARII進(jìn)行水錘分析時僅僅使用最大水錘載荷進(jìn)行計算，忽略了水錘載荷的衰減過程，故利用專業(yè)的瞬態(tài)分析軟件PIPENET對消防水系統(tǒng)的水錘進(jìn)行模擬，將得到的水錘載荷頻譜導(dǎo)入CAESAR