مطالعه وقوع شکست خوردگی در رایزرهای دریایی

Abstract

در این مطالعه رفتار دینامیکی رایزرهای دریایی در یک سکوی نیمه شناور در آب های عمیق و تحت اثر نیروهای محیطی و سازه ای مدلسازی شده و تنش های ناشی از خمش و فشار درونی رایزر در دیواره تخمین زده می‌شود. به منظور استخراج معادلات حاکم بر حرکت رایزر از نظریه اولر برنولی استفاده شده و در تخمین نیروهای وارد بر رایزر، از تئوری امواج دامنه کوتاه و روابط اصلاح شده موریسون استفاده می‌شود. سپس جابجایی هر مقطع از رایزر و خمش ناشی از آن محاسبه شده و با استفاده از تاریخچه بارگذاری، انباشت آسیب خستگی در هر مقطع از رایزر و عمر خستگی در طول رایزر محاسبه می‌شود. از آنجا که رایزرها در معرض دو محیط خورنده آب دریا و نیز نفت حاوی سولفید هیدروژن (نفت ترش) قرار دارند، حضور یک ترک اولیه می‌تواند اثرات مخربی داشته باشد. بر این اساس با در نظر گرفتن یک ترک اولیه، عمر شکست در طول رایزر و در حضور سیال خورنده تخمین زده شده و در نهایت اثر حضور عامل خورنده آب دریا و نیز سولفید هیدروژن بر رشد ترک و عمر شکست رایزر مطالعه می‌شود. به منظور مطالعه اثر محیط خورنده از نتایج تجربی منتشر شده در مقالات استفاده شده است. همچنین برای حل معادلات حاکم بر دینامیک رایزر از روش‌های عددی رانج کاتا و تفاضل محدود استفاده شده است.