海洋平台結構健康監測的必要性

海洋平台作為海上油田開發的主要設備，其投資佔到了海洋石油開採總投資的70%左右，一旦發生事故，不僅會帶來重大的經濟損失和人身傷亡，而且還會帶來不良的社會政治影響和惡劣的生態環境效應。其目前所面臨的問題主要有:

海洋平台重量大而其結構複雜，長周期在苛刻的腐蝕性環境條件下使用的大型工程結構物，其水下部分結構長期受到海水及海生物的侵蝕、凍融損壞、鹼集料反應和化學物質侵襲、地基沖刷等環境載荷的作用，使得結構的承載力會隨著時間推移而降低。特別是鋼結構腐蝕損害而引起的平台耐久性問題，已成為一個突出的災害性問題；

海嘯、颱風、過往船隻撞擊海洋平台、火災、天然氣泄漏發生爆炸等偶然事件時有發生，極大威脅著平台的正常使用和耐久性；

半潛式平台的浮體與柱、柱與甲板連接處，張力腿平台的浮體與柱、張力腿與浮體連接處以及支撐半潛式、張力腿甲板的剛架結構均是受力極大的危險區域，如果結構不連續、加工或焊接上的缺陷，易形成應力集中，焊接殘餘應力也會造成材料的局部塑性變形，這樣在交變載荷、海水腐蝕等作用下，接頭的高應力危險區將會發生疲勞裂紋，並逐漸擴大而導致整個節點的破壞。另外，由於平台所採用的材料往往含有微小的缺陷，在循環荷載作用下，這些微缺陷(微裂紋和微孔洞)會「成核」、發展及合併形成損傷，並逐步在材料中形成宏觀裂紋。疲勞損傷是平台設計中的核心問題，已經發生不少海洋平台由於結構連接節點處出現疲勞破壞而引起垮塌的案例。早期疲勞損傷往往不易被監測到，但其帶來的後果是災難性的。

考慮到安全、環保和經濟效益等各方面的因素:一方面不可能大量地拆除舊平台而改建新平台；另一方面，人們還缺乏一整套有效的平台監測和管理系統，幫助管理者維護平台。

隨著石油開採向海洋發展，海洋平台的數量成倍增加，合適的設計方法確保結構能夠抵抗住不可預測的載荷造成的損傷，但是損傷在海洋平台結構的服役期間是不可避免的。確保人的生命安全和減少財產損失的唯一方法是：診斷出結構的損傷，並能及時進行修復。由此可見，提高海洋平台結構及設備的可靠性，確保海洋作業安全的問題日益突出，新平台的質量評價、舊平台的殘餘壽命估計和在役平台的結構安全保證將成為日益突出的問題，海洋平台結構的健康監測與損傷診斷已成為刻不容緩的重要課題，而且，這一技術的發展將帶動陸地重大工程結構健康監測技術的發展和應用，具有廣闊的應用前景。

點擊展開全文

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！