海洋雙金屬復合管的沖擊載荷響應

李 英， 顏星晗

(天津大學 a. 建筑工程學院 水利工程仿真與安全國家重點實驗室； b. 港口與海洋工程天津市重點實驗室， 天津 300350)

0 引 言

21世紀是海洋的世紀，海洋油氣資源在各國發(fā)展中起著至關重要的作用。海底管道是運輸海洋油氣資源便捷且具有經濟性的方式，是海上油氣田開發(fā)生產系統(tǒng)的重要組成部分。與傳統(tǒng)碳鋼管相比，雙金屬復合管具有耐沖擊、耐壓等優(yōu)點，同時雙金屬復合管還具有耐腐蝕性，且與耐腐蝕合金管相比，雙金屬復合管又具有價格低廉的優(yōu)勢，其造價只有薄壁不銹鋼管的三分之二。在實際工程中，海底管道經常會受到漁業(yè)活動、錨擊等第三方破壞，其中錨擊是海底管道發(fā)生第三方破壞的主要形式之一[1]。

ODINA等[2]采用有限元建模方法分析墜物速度和角度對雙金屬復合管的結構響應。OBEID等[3]對雙金屬復合管在動態(tài)沖擊下的力學響應進行試驗和數(shù)值研究，研究沖擊能量對凹痕深度、應變和殘余應力的影響。

雙金屬復合管在國內海洋輸油管線上的應用起步較晚，目前還沒有對雙金屬復合管受撞擊的研究，但是有較多海底管道受撞擊的研究。崔鵬等[4]通過海底管道錨擊作用下的損傷試驗，研究墜物質量、墜落高度、墜物形狀、管道敷設條件和水深等因素對海底管道機械損傷的影響。楊秀娟等[5]通過三維非線性有限元法研究海底管道受墜物撞擊的過程，將Newmark法與N-R迭代法相結合求解墜物撞擊的動力學方程，并分別研究墜物形狀、墜物與管道碰撞角度、墜物與保護層的摩擦和混凝土厚度對管道撞擊的影響。……