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水下管道铺设中海底管道设计的特点

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水下管道铺设中海底管道设计的特点

发布日期:2016-05-12 15:53 来源:http://www.ycsfsx.com 点击:

底管道不同于一般大江、大河的穿越,它受海洋环境条件的影响较大。这些影响有水文、气象与海况等海洋学方面的因素;有海底地形与地质等海洋地质方面的因素;特殊情况还有地震与海啸等偶然因素的影响。因此,设计时应认真考虑海洋自然环境对海底管道的结构强度及稳定、海管整体稳定性、海管防腐以及海管敷设等各方面的作用和影响。与河流穿越相比,海底管道设计有以下几方面的特点:

水下管道铺设

  1.海底管道结构强度计算


  (1)设计载荷的取值:作用于海底管道上的载荷,除与河流样有内脏、土压、水压、管道自重、输送介质自重、温度应力等外,还作用有风力、波浪力和海流力等海洋自然环境荷载。这些自然环境荷载往往是随机性的,设计时应综合考虑海底管道的重要性、用途和各个时期经历的时间长短与担负的风险等各项因素,最终确定适宜的载荷取值。


  (2)强度计算:海底管道除承受内压产生的环向应力外,管道在施工安装与敷设过程中,尤其在管道敷设的前后,必然在平面和立面内存在不同程度的弯曲,而使管内产生弯曲应力和应变。例如:采用底拖法敷设管道,管线在中间对接时,管道将承受施工种吊装产生的弯矩。


  因此,在海底管道强度计算时,应考虑施工安装、敷设时期的荷载,如管道牵引、拖航、吊装等施工因素引起的管壁轴向应力。尤其在敷设中管道所受的弯曲力矩引起的轴向应力极大,多数情况下将对管道的强度设计起控制作用。因此对于海底管道而言,其管壁厚度通常是由管道的敷设应力决定的。这一点与河流穿越是不同的。


  2.海底管道的稳定性分析


  海底管道的稳定性是指波浪和海流(潮流)对海底管道的作用,而河流穿越段管道的稳定性是指静水浮力和水流动力对水下管道的作用。在河流中,水流是单向的,流速在短时间内变化不大;而海底波浪是周期起伏的,随潮汐变化潮流也有顺岸流和离岸流,其速度和方向随涨落潮而变化。因此河流与海底对管道的作用是截然不同的。


  3.海底管道的外防腐


  海水是一种强电解质,海底土体含有大最有机质和各种盐类,也是一种电解质。金属管道长期处于这种介质中,使处于阳级区的金属管段表面失去电子而遭受腐蚀;处于阴极区的管段由于得到电子而受到保护。管道金属表面易形成不均衡的电化学腐蚀,这种不均衡腐蚀又进一步恶性循环,致使管道腐蚀更加严重,这是海底管道外腐蚀的主要方面。因此海底管道的外防腐主要是采用外防腐层与牺牲阳级阴极保护并用,来达到海底管道外防腐的效果。


相关标签:水下打捞工程

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