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CCS推出ECA技术服务

新闻来源:中国船检    浏览量:728 杜建港 2017-01-12
        日前,CCS向业界展示了最新的海工服务产品和服务能力,并推出了最新开发的ECA技术服务。
        在海洋油气工业中,焊接结构广泛应用与导管架平台、海底管线,焊接加工方法的特点决定了生产过程中在焊接接头部位出现类似裂纹、气孔、夹渣、未熔合等不连续性缺陷及弯曲、扭转、错边等各种几何形状偏差的可能性。这些缺陷和变形在结构服役过程中对外载作用极为敏感,往往成为引起应力集中、促进裂纹扩展直至结构最终失效的根源。因此,基于“合于使用”原则对含缺陷焊接接头进行断裂及疲劳性能分析和评价不仅可优化施工过程、最大限度防止出现缺陷和变形的可能性,而且对降低生产成本、提高经济和社会效益具有重要意义。工程临界评定技术(ECA)就是在“合于使用”原则下和断裂力学理论的基础上产生的。
        什么是ECA?
        工程临界评定技术简称ECA(Engineering Critical Assessment),是基于“合于使用”的原则,对有焊接缺陷的结构进行断裂和疲劳评定。
        在海洋石油工业中,“合于使用”的原则包括两点:
        1.当发现缺陷时,使用ECA分析确定是否需要更换、返修或者继续使用;
        2.如继续使用,还应通过ECA分析进行寿命预测,确定更换或者返修计划。
图1:裂纹
        ECA基础及规范
        断裂力学是20世纪固定力学重大成就之一,是工程材料与构件强度估算和寿命预测的重要理论基础。将断裂力学理论应用于含缺陷结构的失效评定,已经在国际上形成了一个分支学科,涌现出了BS7910、SINTAP、DNV等知名的通用工程临界评定规范和行业标准,其中比较常用的规范为英国的BS7910。
        ECA方法介绍
        1、工程临界评定流程。常用的BS7910评定流程图如下:
图2:BS7910 评定流程图
        2、工程临界评定方法及技术路线介绍
        1)对需要评定焊接部位进行CTOD断裂韧性试验以及残余应力试验,以确定韧性参数及焊接残余应力;
图3:CTOD试验及残余应力试验
        2)对缺陷部位进行有限元分析,以确定应力情况;
图4:有限元分析
        3)根据失效评定图法进行缺陷评定,通常情况下使用BS7910规范中LEVEL2 失效评定图。
图5:失效评定图(LEVEL2)               图6:评定结果
        4)评定结果:通过缺陷评定,确定缺陷是否在可接受的范围内。
        ECA在海上设施的应用
        适用阶段:建造阶段、安装阶段、服役阶段;
        适用设施:固定平台、移动平台、海底管道
图7:适用设施
        ECA可提高焊接缺陷的接受标准,降低返修率,提高固定、移动以及海底管道的建造效率,提高海底管道的铺设速度。另外,工程临界评定技术可对老龄或者超龄的固定平台进行评估,进行寿命预测,并且如发现有裂纹缺陷,可制定维修计划。
        项目实例
        1、南海某固定平台ECA评定分析
        南海某大型组块在浮托安装时,当浮托船舶进入导管架槽口,在模块4个外腿立柱下放过程中操作失败,浮托船舶与导管架、组块立柱之间发生碰撞,导管架和组块都遭受到严重损伤。
图8:导管架和组块损伤情况
        2、某钻井平台桩靴底部尖端裂纹ECA评定分析
        2015年水检中,某钻井平台桩靴底部尖端发现多处裂纹,但平台由于作业要求不能够及时进坞修理,经过ECA分析,判定裂纹的断裂与疲劳情况,给出结论及建议。
图9:钻井平台桩靴底部尖端裂纹情况
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