GB/T 41088-2021 海洋能系统的设计要求.pdf

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GB/T 41088-2021 海洋能系统的设计要求.pdf

9.6.2复合材料的分项安全系数

在极限状态下,材料分项安全系数由公式(13)给出。 m=mlYm2Ym3Ym **·*· (13) 式中: Yml 反映与测试值相关的不确定度水平; Ym2 代表制造工艺误差; Ym3 考虑环境因素,如温度和加载时间; 表征疲劳强度。 m取值见表11,除非有更详细的信息或测试数据证明较小取值是合理的

DB11/T 642-2021 预拌混凝土绿色生产管理规程.pdf表11测试不确定度值.

反映制造过程变化的值m2见表12,除非有更详细的信息或测试数据证明较小取值是合理的

制造过程变化的值m2见表12,除非有更详细的信息或测试数据证明较小取值是合理的

表12制造误差值m2

反映环境因素的值m见表13,除非有更详细的信息或测试数据证明较小取值是合理的。

14疲劳强度的值.%

复合材料接头和接口的结构要求与结构具有相同的可靠性等级。如果金属组件是接头或接口的 34

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部分,则金属组件应与复合结构兼容。 接头是结构、组件或组件之间的承载连接。应考虑以下三种基本类型的接头: 层压接头是由相同的材料连接的层压板制造,如叠片,搭接接头,嵌接接头,层压接头可用于基 本的或高一级的连接。 胶黏剂接头是层压板,核心之间或层压板和其他材料,如金属接头利用特种黏合剂连接的。 一机械连接使用紧固件和螺栓连接 材料选择和制造环境将严重影响结构连接的耐久性。对于海洋能转换装置的所有连接点与接口者 应考虑时间、温变应力、疲劳和长期蠕变的影响。 极端极限状态下黏合接头的分项安全系数m由公式(14)给出。

mjl—反映黏接性能的来源; mj2—代表涂胶方法; mj3——考虑装载类型; mj4—表征疲劳强度。 反映黏合剂接头的值m;见表15,除非有更详细的信息或测试数据证明较小取值是合理的

表15黏合剂接头的值,%

10电气、机械、仪表和控制系统

海洋能转换装置的电气系统、机械系统、仪表系统:保 和控制系统包含了海洋能转换装置到电网 成其他边界系统的所有设备,同时也包括海洋能转换装置与电网或其他边界系统公共连接点处的接口, 设计者应根据第6章给出的环境条件,综合考虑电气系统、机械系统、仪表和控制系统可能出现的所有 放障,而这些故障可能对海洋能转换装置的可操作性和完整性具有重要影响

所有需要检查的机械装置、电气系统、仪表和控制系统,其安装布置都应便于检查。系统中的所有 组件在功能、容量和强度上都应很好地相互匹配。应考虑部件间的相对运动不会引起有害应力。所有 机械装置都应配备安全运行所需的控制和保护系统。 正常运行模式或故障模式都有可能引起海洋能转换装置不同部件的共振。因此,设计者应对电气 系统、机械系统、仪表和控制系统进行“故障模式、影响和危害性分析(FMECA)”,确保正常运行模式或 任何故障模式均不会显著增强元件的共振,

10.3.2电气系统设计

电气系统的设计宜考虑海洋环境的影响,至少应对以下运行条件予以考虑: 设备运动引起的加速度和倾斜角; 温度; 湿度; 盐度; 振动等级; 砰击/冲击载荷(如波浪砰击,水槽内物体晃荡,局部结构振动,冲击,液压、气动和机械应力引 起的激励等): 水(或盐水)的存在; 电磁干扰和兼容性; 电气事故(如短路/断路器跳闸); 爆炸性气体环境(如对电池进行涓流充电时发生的爆炸); 大气压(其在密闭环境中可能波动)

过电压保护的设计应遵循 置电气系统应配备合适的保护装置,以防止 每洋能转换装置和外部电气系统故障,保护装置设计应遵循GB/T5226.1一2019中11.2.1的安全系统 和7.4~7.10中的要求。此类装置例如过流保护用的熔断器、断路器及温度保护用的热敏电阻,与电气 系统、电子系统和可编程器件安全性系统相关的功能安全性应遵循IEC61508

在进行海洋能转换装置的维护或测试时,应能使海洋能转换装置的电气系统与所有电源断开,这也 包括海底电缆的感应电流。岸上设施中的断路器应包括摆放位置,以确保断路器完全断开。半导体设 不能单独用作断开装置。在维护过程中,为安全起见需要配备照明或其他电气系统时,辅助电路应自 36

带断开装置,这样当其他电路断电时,这些电路仍能保持工作。 在海洋能转换装置失电时,任何能触发发电机的电气系统均应能自动与电网断开连接并保持稳定 断开状态,以符合当地电网的要求, 当使用永磁发电机或其他具有自励功能的发电机时,电气设备与所有电源的隔离是至关重要的, 寸电气设备、海底电缆或连接器的操作或测试,都可能需要与发电机以及岸上电源进行电气隔离。在设 十阶段宜考虑隔离要求。如果为实现隔离而使用远程操作设备,则需对远程设备进行仔细设计,以确保 元程设备能够提供可靠的隔高 位置处的安全性

当使用滑动轴承时,它可以用于不同润滑液体的接触表面。由于许多系统是低速运行,此时宜注 常运行时是否能产生油槐

齿轮载荷应考虑所有的设计载 ,这些工况可提供齿轮装置的静载荷或动 我荷。需要注意某些齿轮箱可能受到力和弯矩形式的附加载荷。在进行变速箱强度计算时,这些附加

海洋能转换装置管线系统组件的材料应适用于相应的流体及组件用途。组件材料、尺寸和施工工 艺应遵循国际公认的设计标准。 管线系统的风险评估宜至少考虑以下内容: 泄漏造成的污染; 必要的元余水平; 管道路径和舱室的布置; 控制系统或报警系统可能发生的故障

10.5.2舱底水系统

舱底水系统的风险评估应至少考虑以下内容: 舱底污水吸管堵头; 阀门故障导致泄漏或水浸; 泄漏率。

10.5.3压载水系缩

浮力舱和压载系统用于海洋能转换装置的快速升沉,或减少海洋能转换装置运行期间的结构载 裁系统的风险评估应包括阀的失效,它会导致系统发生泄漏或溢流

10.5.4液压或气动系统

如果海洋能转换装置使用液压或气动系统,这些系统的设计、建造和配备应避免与压力液体或压 本有关的所有潜在危险

液压或气动系统的风险评估应考虑管线破裂的后果和泄露检测的可能性, 此类系统中应包括隔离或释放所储存势能的措施。所有的液压硬管和(或)软管、压力空气管以及 它们的附件,均应能承受内外压力或免受其损害。应能检测液压或气动系统的泄漏,例如,在油箱中安 装液位传感器,同时泄漏不宜阻碍海洋能转换装置恢复至安全状态

10.6仪表与控制系统

设计者应考虑控制系统可能引起的人员伤亡。运行在共振点附近的海洋能转换装置应具有一个控 制方法可以减小机组在检查和维护期间的运动。 控制系统可以影响结构和机械元件的共振响应(包括被动影响和主动影响),因此设计者应进行控 制系统的故障模式、影响及危害性分析(FMECA),以确保没有增加使结构或机械元件发生共振的故障 模式。

一些海洋能转换装置可具 上意外的零件运动(如维护期间的转子运动)。锁定 勺强度分析应考虑最大的转子锁紧扭矩,该扭矩可参考第7章相关的设计载荷。强度分析应包括 机构中所有承载零件

10.6.3非安全运行状态的预防

设计者应证明已采取一 括但不限于以下情况: 一控制系统失效; 电气和机械组件故障; 一与设备的陆上通信中断; 一掉负荷。 如果出现非安全情况或状态,变流器控制系统或允余控制系统应能使设备安全可控地停车,使其达 到安全状态

10.6.4非正常运行工沂

设计者应证明已采取一切必要的预防措施,防止海洋能转换装置因以下条件进入非正常运行状态, 包括但不限于: 控制系统失效; 电气和机械组件故障; 遥测通信丢失; 掉负荷; 过速; 一失位; 碰撞; 沉没; 故意破坏。 如果出现非正常运行情况或状态,海洋能转换装置的电气、机械和控制系统应转换为离线安全条件 成状态,应针对由这种非正常运行情况引起的负载进行设计

机械装置的布置应确保不会因单个误操作而降低设备或人员的安全性

11系泊和基础设计要求

11.2波浪能转换装置的系泊和基础特定要求

波浪能转换装置的系泊和基础特定要求主要体现在以下两个方面。 a)波浪诱导响应 波浪能转换装置结构设计用于放大波浪载荷,引起运动响应从而吸收波浪能。基础和系泊系 统应能够抵抗极端波浪条件下的结构载荷和运动响应。 b 海洋波浪环境下的浅水区场址 在浅水中,海底存在明显的波浪引起的流体剪切,其结果是: 加载在海床基础结构上的载荷;对于低密度重力基础结构(如自安装重力基础结构)尤其 明显,这种大体积结构的基础其自身可有效的吸收波浪载荷; 因海底冲刷、拖拽嵌人锚缺乏稳定沉积物堆积; 海床及海床上的结构基础受到严重冲刷和破坏

11.3潮流能转换装置的系泊和基础特定要求

当潮流能转换装置被部署到暴露在海洋波浪作用下的潮流环境时,与波浪能转换装置相似的问题 也会出现,特别是对于浮式基础。沉积物可被海流从场址和岩石质海底迁移或冲刷,因强海流原因所造 成的海底沉积物缺少问题始终存在,致使海底的大型巨石成为较常见的岩土工程问题。作用于在基础 结构上的波浪激励载荷也尤为重要

浮式海洋能转换装置结构的定 能转换装置功能相结合,例如,浮式结构海洋能 装置将系泊定位功能与海洋能转换装置其他的功能结合在一起:

提供对能量提取系统的反作用力,为使与波浪载荷或海流载荷进行能量转换; 可控动力转换设备(例如,液压缸、直线发电机、软管泵组件等),将环境载荷从主要承载结构转 移到锚固连接点上,锚固连接点是海洋能转换装置定位的重要结构部分; 姿态控制一一利用可控制的制动器在浮式基础和海洋能转换装置之间传递载荷以得到结构的 最优方位,从而提高能量转换效率。

12全生命周期设计要求

为了工程安全实施,应制定海洋能转换装置及其相关设备的组装,运输和安装计划。该计划应酌情 包: 工程详细图纸、规范及质量保证计划; 工程基础和水下施工有关的作业流程(如打桩,铺设冲刷保护层和铺设电缆),尤其要考虑当地 的天气条件,一年中的洋流和潮流,风况和季节性风暴情况; 抛锚程序; 与海上作业相关的健康、安全和环保规定,包括潜水和在密闭空间工作的安全规定; 疏散程序,包括对风况和海况的监测程序,以确定何时疏散

12.3稳定性和水密完整性

在进行稳性计算时应留有余量,以应对质量、浮力、重心位置、压载和压载水的密度和海水密度等的 不确定性。若空气温度有可能低于0℃时,则宜考虑冰在裸露结构上积聚的设计余量, 如在不同的漂浮阶段(如海上施工,拖电和安装阶段)的运动响应会导致干航减小、失稳或溜锚时 则必须进行模型测试和CFD模拟,同时进行动态分析

12.3.3水密完整性和临时关闭

水密边界的开口数量应尽量少。可能会浸入水中或遭受撞击的风雨密封舱口的设计应满足此类行 为要求,并宜合理验证其实用性。应对密封件、垫圈的类型和密封安全性提出详细的要求。水密舱口的 布置和定位应确保在打开和进出过程中不会发生溢水的风险

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海洋能转换装置应按照制造商的说明进行组装。并对所有组件的润滑条件和服役前的状态进行检 查。在最终组装后应查验防腐蚀措施是否充分

12.4.2紧固件和附件

应根据海洋能转换装置部 固件和附件的材料选择。需检查关键 螺纹紧固件,以确保适当的安装扭矩。 动时,螺纹紧固件应使用适当的锁紧机构。 施工后应进行检查,以确认紧固件

4.3起重机、吊机和提升

起重机、升降机、吊索、钢丝绳、吊钩和其他起重设备应充分满足起吊和搬运的安全要求。制造商的 安装和操作说明及文件,应给出预期载荷、部件和组件安全吊点等信息。所有起重设备均应定期测试并 获得相应等级的安全负载认证。应特别注意确保起重机在给定负载下的作业半径不超过其额定值。

应对海洋能设备的实施场址进行必要的准备、维护、操作和管理,以确保可以按照合理的规定利 要求安全有效地开展工作。应包括:

独立结构或区域结构的标记; 在各个海洋能转换装置、变电站和岸基之间的电力电缆安装; 操作员对设施的监视; 制定相关程序,防止未经授权的进入; 制定应急计划,应对个别海洋能转换装置因系泊系统失效导致的漂浮或浸没危险: ·回收丢失或松动的组件; ·船舶失控; ·掉电; ·火灾; ·碰撞; ·污染; ·泄漏; ·结构失效; ·系泊缆失效; ·人员落水; ·人员事故或医疗紧急情况,包括从偏远地区进行医疗转运; ·船舶搁浅; ·无法预料的水深限制或海床障碍。 安装过程中应确保在任何必要的时候,都可以对工作进行缩减,并迅速保障所有财产的安全,同时 寸人员造成危险,也不会对海洋能转换装置造成不可接受的负载。如果海洋能转换装置需要从漂 态转入潜水或座底状态,应采取适当措施来控制浮力和稳定性,以防止重心或浮心的突然变化。安 开中应包括重要的压载和稳定性控制的预防措施

在极端环境条件下进行海洋能转换装置的运输或调试是不可行的,也是不经济的。因此,需要确定 最少持续时间的天气窗口,且该窗口期满足对海洋参数有特定的限制因素即在此窗口期可以进行海上 作业。此限制设置得太松会导致无法接受的风险,而此限制设置得太紧会导致过长的等待时间。应基 于海洋能转换装置运输和调试的特定要求,建立一套海洋气象条件限制标准。此类标准应包括但不 限于: 风的大小和方向; 浪高和波周期; 海流大小和方向; 涌浪大小和方向。 可能需要考虑的其他因素和因素组合包括: 风、浪和流的组合; 水位,包括潮汐和风暴潮; 受限的能见度; 海冰,冰山,积雪、水线上的积冰和结构上的积冰,以及极低温度; 热带风暴和局部大风

在极端坏境条件下进行海洋能转换装置的运输或调试是不可行的,也是不经济的。因此,需要确 少持续时间的天气窗口,且该窗口期满足对海洋参数有特定的限制因素即在此窗口期可以进行海 业。此限制设置得太松会导致无法接受的风险,而此限制设置得太紧会导致过长的等待时间。应 每洋能转换装置运输和调试的特定要求,建立一套海洋气象条件限制标准。此类标准应包括但 :

对应不同类型海洋能转换装置及其工作的海上环境,需要制定不同的检查要求。鉴于海洋能转

装置通常所处的恶劣环境条件,可能很难安全地对装置进行检查和现场作业,因此可能有必要将海洋能 转换装置运回岸上或港口进行检查。 进行检查的人员的安全至关重要。在设计阶段宜考虑进行适当的风险评估,以消除或降低将人员 暴露在危险的工作环境中的需要。但是,由于本文件不包括有关人身安全的特定指南,设计人员宜直接 参考当地和国家法规。 推荐对海洋能转换装置安装结构完整性监测及其他诊断系统,以提供对海洋能转换装置结构完整 生和功能的连续远程评估。

对涂层状况的评估主要靠目视检查来确定是否需要重新涂覆。近距离目视检查还可发现涂层退化 导致腐蚀发展到需要维修或更换结构部件的区域

海洋能转换装置的设计宜考虑到潜水员检查的需求,因此应排除可能对潜水人员构成危险的要素 设计者还应考虑到水下机器人(ROV)在水下检查中的应用。 阴极保护系统的检查可包括对阳极进行的目视检查、结构到海水的电势测量和阳极到海水的电势 测量。当有外加电流(IC)的系统运行时,应制定潜水员行为的安全规定

对应不同类型的海洋能转换装置及其布放的海上环境,需要制定不同的完备检查策略。海洋能转 换装置的操作方式和维护方式对其整个设计生命周期内的完整性和功能具有重大影响。为了使维护计 划切实可行,应在海洋能转换装置的设计、建造、调试和运行整个过程中进行全面考虑。

设计人员宜着重考虑与海洋能转换装置系统相比设计寿命更短的各个子系统和组件。要考虑的维 策略包括以下方面, 基于时间的维护,规定了海洋能转换装置系统、子系统、设备和组件的维护时间间隔,如某些海 洋能转换装置可能需要定期清理以控制海生物生长。 基于状态的维护,这涉及对海洋能转换装置系统、子系统、设备和组件的状态监视,并在满足某 些条件时进行维护 一一基于风险或可靠性的维护,根据海洋能转换装置系统、子系统、设备或组件的风险和可靠性确 定维护间隔。 海洋能转换装置设计宜考虑到待维护组件的拆卸需求,同时确保在其生命周期内尽量不需要对海 上的元件进行维护。如果设备与海岸之间存在电气、液压或其他固定式的连接,则宜考虑在生命周期 若需要对该设备进行拆除维护时,如何安全可靠地连接及断开。同时在进行维护时,电气连接应 新开。 维护工作可能会使工人面临许多潜在危险。在维护工作的计划阶段就应该确定所有潜在的危险, 制定消除这些危险的方法。维护策略应明确符合国家健康、安全和环保的要求

所有维护工作均应根据运维手册(O&M)进行,并且应由经过培训的人员或在专人指导下执行 44

作均应根据运维手册(O&M)进行,并且应由经过培训的人员或在专人指导下执行

在设计阶段,海洋能转换装置维护应是关键考虑因素之一。由于海洋能转换装置的自身特性和运行环 境的恶劣,可能有必要将海洋能转换装置移回到岸上进行定期维护。如要进行现场维护,则宜考虑为海 羊能转换装置上的人员提供避难区。且应进行合理的风险评估,以制定维护工作的安全措施。 应急程序计划应作为运维手册(O&M)的一部分。该计划宜考虑到发生火灾、海洋能转换装置或 其组件发生结构性损坏时对人员造成危害的风险。 检查和消除海生物生长的策略应作为海洋能转换装置设计的一部分。检查频率、检查方法和去除 每生物的标准应基于海生物对海洋能转换装置的结构可靠性和性能的影响,以及特定场址条件下海生 物生长的程度。 有关与海生物类型以及去除海生物的环境影响(女 如受保护物种)问题.需要符合当地法规

在海洋能转换装置的设计过程中宜确定拆卸程序。 任何集成到海洋能转换装置中的辅助拆卸设备 都应在施工时安装,其设计使用寿命应超过海洋能转换装置本身最大的预期使用寿命。 拆卸方式的选择取决于环境、技术和经济因素,包括: 搬迁和清除对海生物、航行和渔业的影响; 法规要求; 技术可行性和风险; 人员危险

因为MEC处于高腐蚀性的海洋环境,因此应采用合适的防护措施来保护结构材料,或者增加腐蚀 裕量来补偿腐蚀对结构材料的影响。设计者应先识别设备设施处于何种腐蚀区域(见图A.1),再考虑 采用相适用的防腐方案。应注意在可能存在冲刷的潮汐区腐蚀速率会更高。防腐方案应综合考虑成 本、维护要求和使用寿命

[来源:AULT,Jpeter,海洋石油结构防腐涂层的应用,防护涂层和衬里材料期刊,第23卷,第4期, 技术出版公司,2006年丁

图A.1海水中裸钢结构腐蚀的壁厚损失图(1mil=0.0254mm

钢结构易受海水和海洋大气中的氯化物腐蚀。不做防护的MEC设施的碳钢结构在使用寿命期内 将遭受严重的腐蚀损害,需考虑防护措施来确保设施具备足够的耐久性和性能。应综合考虑检查方案、 吉构(或部件)相对于飞溅区的位置、临界疲劳和腐蚀裕量,来评估选择最合适的防腐方案。 碳钢结构的防护通常采用腐蚀裕量并结合合适的涂层系统和阴极保护来实现。在含氧环境中可考 虑采用合适的不锈钢材料

裸钢的腐蚀速率与相关的环境参数有关,包括温度、盐度和材料等级。ISO11306对相关环境中 浊速率给出了指导。但是飞溅区的情况更加复杂。在热带海域和水下高温区域可能出现非常高的

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强速率。 腐蚀速率应根据相应海域之前类似项目的运行经验来确定。如没有准确信息,应在设计的基础中 给定腐蚀速率,还应考虑局部腐蚀(点蚀和沟槽腐蚀)。应进行检验来验证设计中给定的腐蚀速率。应 以预期的寿命末期剩余最小壁厚为基础进行极限强度和极限疲劳状态的计算。因为在某些海床条件下 会发生非常高的钢材损耗,因此还应考虑与海床接触或人泥钢结构件的冲刷影响(比如钢桩结构)。北 极海域应考虑冰磨蚀

ISO12944(所有部分)提供了关于涂装系统设计和要求的通用指南,但是该标准没有涵盖专用海洋 涂层的要求,专用涂层的要求还需参考涂料制造商的要求以及船级社的规范和指南。对于非连续浸没 区域(比如飞溅区),应采用耐水浸泡、耐磨、抗紫外线老化的合适涂层来保护。涂层应定期检查和维护, 以确保涂层能够有效防护。可以考虑采用有机富锌底漆、环氧厚浆中漆和硅氧烧面漆组成的长效涂装 系统。 当使用涂层的时候,应考虑涂层的老化降解情况以及补充阴极保护系统联合防护。如采用海洋涂 层作为主要防护措施,应考虑采用备用防护系统(如阴极保护)来降低安装和操作期间涂层划伤或其他 损伤缺陷的影响。另外,流体中的颗粒对涂层造成损伤的潜在可能性也应给予充分的考虑。 微生物腐蚀(MIC)应予以考虑,海生物的生长可能进一步影响腐蚀控制系统,包括涂层、衬里和阴 极保护。 根据《控制船舶有害防污系统国际公约》的规定,不得使用含有有机三丁基锡(TAT)的防污涂料

除耐海水腐蚀的材料外,其他浸没于海水中的金属材料均应采用阴极保护。浸没海水中的MEC 可用牺牲阳极或者外加电流系统实现阴极保护。ISO12473给出了阴极保护的通用要求。固定结构和 票浮式结构的阴极保护设计可分别参考EN12495和EN13171。如果采用外加电流系统保护时,在系 充故障维护期间应提供有效的临时保护。在飞溅区阴极保护效果不佳,应增加腐蚀裕量并采用合适的 保护涂层。有冲击和磨蚀风险的区域,应特别考虑选用适当的涂层。 应避免阴极保护电位过负,减少涂层阴极剥离、焊接和高强钢的氢脆风险。对于海水浸没的内部结 购,可以采用阴极保护或者阴极保护与涂层联合保护, ,也可以采用内衬耐蚀材料或加注缓蚀剂

密闭空间内裸钢的海水腐蚀速率较低,密闭空间内的氧气耗尽从而限制了腐蚀量。应谨慎评估密 团空间的腐蚀速率和结构完整性,包括: 密闭空间内的氧气量和水量,用于计算由于氧气损耗造成的腐蚀速率和压力影响: 密闭空间设计寿命内的预期打开次数(如维护期间); 水和空气可能泄漏的路径; 厌氧腐蚀;在缺氧的环境中微生物腐蚀会增强; 如采用阴极保护,会产生气体积聚; 疲劳。 如果密闭空间内部无水,且通过焊接密封,或者在任何人孔或检查盖中都装有经过验证的气密垫 片,则无需防腐保护

如果由于电气隔离或其他原因而无法提供阴极保护或其他保护,则可考虑在含氧环境中使用船用 不锈钢(8.4.2.3)。 应考虑不锈钢和碳钢部件之间的电偶腐蚀。通常,小面积的不锈钢与大面积的碳钢(如不锈钢紧固 件)接触是可接受的。如果需要使用大面积的 米取合适的电绝缘猎施。

混凝土结构中的加强钢食 保护内嵌钢筋免受氯化物腐蚀 土结构的耐久性很重要,因为相对少量的钢筋腐蚀产生的腐蚀产物体积膨胀就会导致严重的 然需注意铸铁件的腐蚀问题,但是纯混 结构不受氯化物腐蚀影响

.4.2提供足够的覆盖层

为钢构件提供足够的混凝土覆盖层(50mm)通 凤化物假 人。当给定混凝土厚度时,通常通过采用指定更高强度等级的低孔隙率混凝土降低氯离子的渗透速度 人而提升防护效果。 混凝土最小防腐覆盖层厚度是环境等级和钢筋对腐蚀敏感性的函数。腐蚀环境特征应参考 SO19903。 对于部分浸没的混凝土构件,应考虑到由于与暴露的钢筋形成腐蚀微电池而增加钢筋腐蚀的风险 在这种情况下,应考虑采用不锈钢或者复合钢筋或者提供足够的阴极保护。 在高能海洋环境中,混凝土暴露在波浪、沙、岩石和沉积物中可能会受到磨蚀或冲刷。应考虑合适 的厚度裕量来补偿覆盖层的损耗来确保结构的使用寿命。还特别注意氯化物侵入的结构裂缝和其他裂 缝的风险

A.4.3使用不锈钢或复合钢筋

要腐蚀防护。这些暴露部位可考虑采用合适的“海洋级”不锈钢(见8.4.2.3)或复合材料。当主要钢筋 是碳钢时,不锈钢件应注意与碳钢钢筋进行电绝缘。在现场施工的混凝土结构,应考虑空气、水和氯化 物进人混凝土混合料的可能。在这种情况下,除了提供足够的覆盖层外,还应考虑使用不锈钢材料。当

A.4.4钢筋的阴极保护

系统的设计。当预应力钢筋采用阴极保护时应特别注意氢脆风险,这是外加电流阴极保护系统的特殊 风险。 如附属件或者临近钢结构具备阴极保护,应考虑裕量用于补偿该钢结构与钢筋或者预应力钢筋之 同的相互干扰影响。特别是附属件或者临近钢结构在实践中经常被发现与钢筋之间有电连接。因此 阴极保护系统应考虑合适的电流排放裕量

有色金属用于海洋环境通常会受多种腐蚀形式影响。应依据公认的标准和专业文献来选择合适的 48

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当碳纤维复合材料与金属接触时,应考虑电偶腐蚀。通常金属会先降解,但在某些情况下,基 维也会受损。碳纤维复合材料应与金属部件进行电绝缘

当使用不同的结构材料时,应注意隔离可能产生电偶腐蚀,如不同的金属(甚至相同的合金材料) 应特别注意当小部件作为阳极与周围的不同材料接触时的电偶腐蚀风险。当使用不同的材料时,设计 时应考虑采用牺性阳极进行保护

设计者宜考虑结构和机械元件的振动响应。结构阻尼可能很小,水动力阻尼可能却非常大,应接照 实际的情况进行估算, 应注意的是,避免固有频率不能消除所有的疲劳应力

由于控制系统会同时影响结构和机械元件(通过被动和主动的方式)的共振响应,设计者应对控制 系统进行失效模式和影响分析DB13(J)/T 8354-2020 高烈度区农房抗震设计和鉴定加固技术标准,以确保可能增加结构或机械元件共振响应的模式不失效。(如:叶片损 失转子轴失衡或变速箱轴承损坏。)

设计者应确认所有力或力矩所作用的设备部件及作用面。 注:对于任何设备均存在被施加的力或力矩为周期性的特性。相对于振动响应,这些力发生的频率可以认为是与 振动响应有关的激励频率。这些频率可以是固定的、随机的、也可以是其他频率的函数。最显著的力是流体作 用在支撑结构上的力,波浪和涡轮叶片的循环通过所施加的力(或MEC的其他移动组件)。对于TEC来说,端 流剪切应力会变得非常重要,因其可通过叶片频率产生周期性力,该周期的性力会略大于仅由支撑结构单独引 起的力。某些激励可称为宽带激励,其包含了一定范围的频率

结构和机械元件将具有基本的和更高阶的固有频率。应识别出可由激励频率激励的所有固有频 率。振动模拟可用于识别其可能造成的影响。应适当考虑可能影响水下结构和机械元件的附加质量。 口果结构频率接近水动力频率(如在10%以内),则它们会有一起振动的趋势,如涡激振动。应考虑所 有固有频率的模态振型,以便理解如何激发这些频率。 避免在固有频率下运行的三种最常用的方法如下: 确保结构或机械元件的刚度低,以使固有频率充分低于激励频率; 确保结构或机械元件的刚度高,以使固有频率相对的高于激励频率: 确保结构或机械元件有足够的阻尼,以使对激励频率的响应不会导致疲劳应力与平均应力相 比更加显著。 使用第一种方法达到较低刚度所需要的材料数量最少。设计者需要注意,尽管第一种方法固有频 率低于任何激励频率,但第二种(或第三种)固有频率模式也不接近于任何激励频率。第二种方法是避 免振动响应的最简单方法。除非添加单独的阻尼组件,否则第三种方法很难实现

任何分析都应包括以下三个部分 固有频率应与模态振型一起确定; 识别激励频率; 明确固有频率与激励频率两者之间的关系

件的横向(也称为回旋)振动时,设计者还应考虑

PM谱适用于已充分发展的海浪,即波浪的增长不受风区的限制。对于很多区域,大部分时间届 种情况碧桂园水电套管预埋及防雷接地施工质量标准,46页.pdf,因此PM波谱经常用于疲劳分析。 海面高程的谱密度见公式(C.1)

Hmo——有义波高,单位为米(m); fp 一波谱峰频率fp=1/Tp,单位为赫兹(Hz); 一频率,单位为赫兹(Hz)。 图C.1给出了一种海况的PM谱,其中有义波高H.等于2.25.波峰频率T,等于7.13

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