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拉伸阳极系统在导管架阴极保护中的应用研究
| 论文题名： | 拉伸阳极系统在导管架阴极保护中的应用研究 |
| 关键词： | 海洋平台;导管架结构;防腐技术;阴极保护 |
| 摘要： | 导管架平台在海洋油气开发中有着重要的作用，其阴极保护一般是牺牲阳极法，在建造导管架时焊接安装牺牲阳极。由于牺牲阳极有一定的设计寿命，随着时间推移，牺牲阳极会逐渐消耗完毕，使得导管架平台处于无阴极保护的状态。如果导管架平台能继续开采生产油气，此时就必须对导管架新增腐蚀防护设备。安装外加电流阴极保护系统是一个经济性好、安装相对简单的方案。外加电流阴极保护系统拥有多种形式，而拉伸阳极系统由于其可靠的结构设计，均匀的保护效果，相对低的施工难度和成本，成为了许多超龄服役导管架阴极保护的选择。 本研究通过对拉伸阳极系统的研究，基于南海实际导管架平台的需求，设计了拉伸阳极系统的布置方案；通过边界元法的阴极保护数值模拟计算，对四种布置方案的保护电位进行计算校核，并确定了一种相对最佳的布置方案；针对复杂海况下拉伸阳极串的运动安全问题，设计了张紧、锚固、限位方案，并通过计算分析确定张紧力，校核承力钢缆疲劳寿命、锚固重块滑移及张紧装置安装位置结构强度；通过对一般安装方法的创新，提出了一种针对大吨位锚固重块的精准安装方法。首先介绍了目前的阴极保护方法与阴极保护设计技术，对外加电流阴极保护实现防腐蚀的原理进行介绍，对几种典型的外加电流系统进行比较。然后，分析南海L导管架平台的实际需求，设计布置方案，将拉伸阳极应用到导管架平台的阴极保护中。通过采用国内最先进、与国外最先进技术同步的数值模拟计算软件，对布置方案进行布置位置、释放电流等的优化设计，对保护电位进行计算，计算结果符合DNV RP B401对保护电位的要求。之后，为了保证拉伸阳极系统在南海恶劣条件下的运动安全，对张紧锚固限位装置进行动力分析、疲劳分析、强度校核等计算，确保拉伸阳极系统在百年一遇的海况下的安全。最终，通过对传统安装方案的研究与优化，设计了针对南海L导管架拉伸阳极系统安装的方案，该方案通过在导管架底部安装电动葫芦起重机，可以将大吨位的锚固重块提升运输至导管架内部进行下放，并通过精确的定位与检测，实现精准化的安装。 |
| 作者： | 赵赫 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 刘刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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