在海底管道系统中,不仅有海管平管,立管和膨胀弯,附属件也是不可缺少的组成部分.在钢管系统中,附属件一般包括锚固件及法兰.其中锚固件又分为Ⅰ型锚固件及Ⅱ型锚固件,它们制造工艺一般为铸造.Ⅰ型锚固件用于双层管与双层管的连接;Ⅱ型锚固件用于单层管与双层管的连接.法兰形式多样,主要用途为两大类:一类用于立管悬挂,谓之悬挂法兰,整体成型的悬挂法兰的制造工艺一般也是铸造;另一类用于海管平管,膨胀弯,立管之间的连接,包括焊径法兰,旋转法兰,球法兰,盲法兰等,一般成套使用.
设计时,连接法兰的选型主要由海管尺寸及磅级决定,设计方只需成套采购使用,一般无需有限元分析.而锚固件与悬挂法兰则不一样,需根据实际受力情况经应力分析后,才最终确定其选型.有限元方法可以很好地用于海管设计,是海管设计时应力分析的有效方法之一
[1].锚固件在海管系统中应用广泛,有着连接内外管及阻水的作用,也是双层管中不可缺少的部件
[2].锚固件与悬挂法兰只是形状不一样,其采用的分析手段完全一致,设计方法也大致相同.本文将以锚固件为例,根据某海管设计项目中锚固件受力情况进行有限元分析.列举两种用于附属件校核的较常用校核准则:DNV-OS-F101规范准则
[3]和ASME Ⅷ规范准则
[4].分别应用以上两准则对锚固件有限元结果进行应力校核.
1 锚固件简介
锚固件一般用于海底管道或者较深水,深水的立管双层管与双层管的连接以及立管和膨胀弯处的双层管与单层管之间的连接.
锚固件的结构型式根据它所连接的管线确定.如果管线参数确定,锚固件的参数也就确定了.
锚固件分为Ⅰ型锚件及Ⅱ型锚固件,前者用于双层管与双层管的连接,后者用于双层管与单层管的连接,如图1和图2所示.