海上浮式实验平台连接系统的风险分析

发布时间：2020-04-11 13:54

【摘要】：海洋面积占地球总表面积的71%蕴藏有极其丰富的矿产资源、生物资源、水化学资源和空间资源等。海洋平台在这样的背景下快速发展起来,并由于其在开发海洋资源方面所起的独特作用,目前已经成为了国际海洋工程界研究的热点之一。对于超大型浮体已经研究很多年了,但由于结构尺寸的限制,很多研究不宜开展,因此有必要展开对海上实验平台连接系统的研究,为超大型多模块浮体的研究提供借鉴和参考。连接系统作为连接海上实验平台的桥梁,对连接系统的安全运行以及生活人员的安全起着重要作用,因此本文在两个小型的海上试验平台的基础上,展开对连接系统的风险的研究。目前对海上平台安全的研究已经开展很多年了,但对于海上平台连接系统的研究基本没有。海上平台连接系统的本质是机械连接系统,所以本文借鉴机械系统评估方法来对连接系统风险进行研究。通过分析把海上实验平台连接系统的工作过程可分为连接过程、生存过程、脱离过程三个阶段,运用综合安全评估法(FSA)对连接系统各个阶段进行分析,找出每个过程中最薄弱的部分,并定量计算了每个过程中树顶事件的失效概率。结合分析结果,研究了海上实验平台生存过程中销轴断裂失效情况下,连接器对两试验平台安全的影响。首先对风险的定义、风险的分析所必须遵循的原则和风险的类别进行了简要的阐释,并对一些主要的风险识别和风险评估方法做了比较。然后介绍了海上试验平台的概况及实验平台的作业环境、连接系统组成部分及工作原理,为第三章的开展奠定了理论基础和工程背景。其次对连接系统风险进行识别分析,得出连接系统风险分为四个部分,分别是连接系统装置因素、人员因素、管理因素、环境因素,然后结合连接系统的连接阶段、生存阶段、脱离阶段三个过程对连接系统装置进行了风险识别,最后对人员因素、管理因素、环境因素做了风险识别。然后运用故障树分析法(FTA),首先对海上试验平台连接系统连接过程、生存过程、脱离过程分别进行定性分析,得出连接过程中薄弱环节是钢丝绳的断裂失效;生存过程中的薄弱环节是未及时采取有效的补救措施;脱离过程中的薄弱环节是销轴的卡死。然后对三个过程分别进行定量分析,得出每个过程中树顶事件的失效概率。得出结论是海上实验平台连接系统失效概率是在可接受范围内的。最后从人员因素、管理因素、环境因素、设备因素四个方面提出相应的安全措施,风险值得到进一步降低。最后利用AQWA-DRIFT模块,在风、浪和流的联合作用下,对在不同工况下的实验平台进行了时域计算,得到了不同海况下的主平台和辅平台的连接器载荷等的时间历程,并对时间历程进行了统计分析,得到了不同工况下连接器载荷的最大值,得到,工况c1、c10、c25、c34下连接器载荷达到了最大值,考虑销轴断裂失效的情况下,通过对剩余销轴有限元结构强度分析,得出连接器对实验平台的影响,结论是在一个销轴断裂失效后海上试验平台仍可以安全工作,两个销轴断裂失效后,海上试验平台将发生脱离或相互碰撞。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P75

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本文编号：2623667