공학 임계 평가(ECA)를 기반으로 한 해양 석유 및 가스 재킷 플랫폼 구조 균열 평가

DU Peng ,  

摘要

구조 균열이 발견된 해양 석유 및 가스 재킷 플랫폼을 대상으로 공학 임계 평가(ECA) 기술을 기반으로 적용 가능한 구조 건전성 평가 및 유지 보수 주기 전략 수립 방법을 마련하고, 특정 재킷 플랫폼에 대해 사례 분석을 수행하였다. 목표 플랫폼에 대해 모리슨 방정식을 사용하여 유체역학적 분석을 수행하고, 플랫폼 주요 노드의 극한 하중을 추정하였다. 유한 요소 해석 방법과 핫스폿 응력 선형 외삽법을 통해 주요 노드의 핫스폿 응력을 평가하였다. 파리 법칙(Paris' law)을 통해 주요 노드에서 균열 확장 거동을 시뮬레이션하고, 목표 균열 첨단 응력 강도 인자를 계산하였다. 실패 평가도(FAD)를 통해 관련 균열에 대해 ECA 평가를 수행하고 임계 균열 범위를 제시하였다. 임계 균열 깊이와 균열 확장 관계를 결합하여 참고용 유지 보수 주기를 제시하였다. 결과는 수평 빔과 직립관이 연결되는 노드가 피로 손상에 취약한 부재임을 보여주었다. 실패 평가를 통해 구조 균열 깊이 방향 실패는 주로 함몰 파괴이며, 균열 길이 방향에는 함몰 실패 및 균열 실패가 발생할 가능성이 있다. 사례 분석 대상 플랫폼에 대해 임계 균열 깊이 5.3 mm, 임계 균열 반폭 길이 9.8 mm를 고려할 것을 권고한다. 0.5~2.0 mm 균열이 발견되면 13.2~5.2시간 내에 유지 보수를 완료할 것을 권장한다. 이 방법은 주변 해역의 유사 해양 석유 및 가스 플랫폼에 발견된 균열 평가에 확장 적용할 수 있다.

关键词

재킷 플랫폼;핫스폿 응력;균열 확장;공학 임계 평가(ECA);임계 균열

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