FPSO 防爆墻防護(hù)能力分析

施 煒

（中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，上海 200135）

0 引言

浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油裝置（Floating Production, Storage and Offloading Unit，F(xiàn)PSO）兼具水深適應(yīng)范圍廣、可轉(zhuǎn)移、可重復(fù)利用、抗風(fēng)浪能力強(qiáng)、儲(chǔ)油能力大等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為海洋石油開(kāi)發(fā)的重要組成部分。在惡劣的海洋環(huán)境作用下，F(xiàn)PSO的設(shè)備、管線和壓力容器等可能出現(xiàn)裂縫、穿孔甚至破裂，引發(fā)油氣泄露事故，形成大規(guī)模的油氣云，從而極易引發(fā)爆炸事故[1]，造成大規(guī)模的人員和財(cái)產(chǎn)損失。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)[2]，1994 年～2008 年間， 英國(guó)北海作業(yè)區(qū)運(yùn)行的FPSO 共發(fā)生了316 起危險(xiǎn)事故，如圖1 所示。

圖1 FPSO 各類事故占比

圖7 防爆墻垂向中心線變形曲線

圖8 防爆墻橫向中心線變形曲線

3 結(jié)論

1）基于API 指南相關(guān)要求，設(shè)計(jì)了防爆墻防護(hù)性能評(píng)估的爆炸沖擊工況，爆炸沖擊的正壓作用時(shí)間與爆炸沖擊的超壓峰值成反比。

2）采用非線性有限元法對(duì)防爆墻在爆炸沖擊載荷作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算分析。結(jié)果表明，在設(shè)計(jì)爆炸工況下，防爆墻的防護(hù)性能能夠達(dá)到相關(guān)要求。

3）對(duì)不同工況下防爆墻的結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明防爆墻的損傷變形模式與沖擊載荷和防爆墻的結(jié)構(gòu)形式有直接關(guān)系。

4）計(jì)算結(jié)果表明，爆炸沖擊載荷作用下防爆墻的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與防爆墻的振動(dòng)模態(tài)有相關(guān)性，需要在后續(xù)的工作中進(jìn)一步深入研究。