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基于实海测量参数的张力腿平台阴极保护设计

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1 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 张力腿平台的发展

1.1.2 张力筋平台的基本结构

1.1.3 张力腿平台的腐蚀

1.2 张力腿平台阴极保护研究现状

1.2.1 牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护

1.2.2 张力腿平台阴极保护调研

1.2.3 张力腿平台阴极保护设计

1.3 本文研究意义和研究内容

2 目标TLP外方阴极保护设计方案和数值仿真计算

2.1 目标TLP外方阴极保护设计方案

2.1.1 目标TLP水下结构模型

2.1.2 腐蚀相关环境参数

2.1.3 牺牲阳极设计块数

2.2 基于规范的目标TLP外方阴极保护设计方案验证

2.2.1 腐蚀相关环境参数

2.2.2 牺牲阳极设计块数

2.3 基于数值仿真的目标TLP外方阴极保护设计方案验证

2.3.1 阴极保护边界元数值仿真基本原理

2.3.2 数值仿真模型

2.3.3 数值仿真结果

2.4 本章小结

3 中国南海腐蚀相关环境参数的确定

3.1 南海海洋腐蚀环境调研

3.1.1 南海地理位置

3.1.2 南海海洋腐蚀环境调研

3.2 南海腐蚀相关环境参数和TLP材料极化曲线测量试验

3.2.1 试验目的

3.2.2 试验原理

3.2.3 试验材料

3.2.4 试验海域

3.2.5 试验设备

3.2.6 三电极固定架

3.2.7 试验步骤

3.3 试验数据处理和分析

3.3.1 腐蚀相关环境参数

3.3.2 TLP材料极化曲线

3.3.3 试验现象分析

4 基于实海测量参数的目标TLP阴极保护设计

4.1 目标TLP外方阴极保护设计方案改进

4.1.1 基于实海测量参数的TLP阴极保护方案规范设计

4.1.2 基于实海测量参数的目标TLP阴极保护方案数值仿真设计

4.2 目标TLP阴极保护系统间的干涉问题研究

4.2.1 方案一:改变阳极材料方法

4.2.2 方案二:张力筋腱顶部裸钢方法

4.2.3 方案三:电连接方法

4.2.4 小结

4.3 本章小结

5 目标TLP 阴极保护系统全寿命期研究

5.1 方案一:改变阳极材料方法

5.2 方案二:张力筋腱顶部裸钢方法

5.3 方案三:电连接方法

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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摘要

随着我国南海油气开发的深入,海洋平台面临更加恶劣的海洋环境。张力腿平台因其半顺应半刚性的特性,具有较强的抵抗恶劣环境能力,从而在南海的油气能源开发中有着突出的优势。由于复杂恶劣的海洋腐蚀环境,张力腿平台的腐蚀防护显得尤为重要。本文的相关研究主要基于国家专项项目开展。项目提供了目标TLP的外方阴极保护设计方案,其设计采用的腐蚀相关环境参数选取规范推荐的理想值,但这与实际海洋状态仍存在较大差别。本文针对该问题,通过实海试验测量出了目标TLP在实际海洋环境下的腐蚀相关环境参数,并基于实海测量参数对目标TLP的原外方阴极保护设计方案进行改进,以使阴极保护设计方案更加可靠。 首先,本文基于规范和数值仿真分别对目标TLP的外方阴极保护方案的可行性进行校核,研究发现目标TLP的外方阴极保护方案符合规范要求,目标TLP保护电位的仿真结果也满足保护要求。其次,通过实海试验测得了实海环境下目标TLP材料的极化曲线,得到了目标TLP在实际海洋环境下的腐蚀相关环境参数,为目标TLP数值仿真模拟提供可靠依据。接着,基于实海测量参数对目标TLP的外方阴极保护方案进行改进,依据规范确定出牺牲阳极的需求数量,再基于数值仿真结果确定出合理的牺牲阳极布置方案,最终得到基于实海测量参数的目标TLP阴极保护的新方案,并提出了三个解决阴极保护系统间干涉问题的可行方案。最后,利用数值仿真对基于实海测量参数的目标TLP阴极保护设计新方案进行了分析,并对三种可行方案分别进行了全寿命期数值模拟计算,以确保目标TLP在服役全寿命期中的安全可靠。

著录项

  • 作者

    周梁;

  • 作者单位

    大连理工大学;

  • 授予单位 大连理工大学;
  • 学科 船舶与海洋结构物设计制造
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 陈景杰;
  • 年度 2019
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TQ6;
  • 关键词

    实海; 测量参数; 张力腿平台;

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