碳纤维增强聚合物加固含腐蚀缺陷的YY型管节点静力性能分析*

宋纪贵 邵永波 杨冬平

（1.西南石油大学机电工程学院 四川成都 610500；2.中石化胜利油田分公司技术检测中心 山东东营 257062）

导管架式海洋平台作为目前浅海海域石油开采普遍采用的结构形式，其钢材由于长期处于盐雾、潮气和海水等腐蚀环境中，加之水流、泥沙、冰棱和其他漂浮物的冲蚀，产生了不可逆转的腐蚀缺陷，会影响海洋平台的力学性能，从而降低结构的强度和承载力，最终影响平台的可靠性。尤其在导管架平台节点部位，由于该部位存在应力集中现象，腐蚀缺陷的存在更容易使节点部位过早进入失效。

通常采用对管节点加固的方法改善腐蚀缺陷导致的导管架平台节点部位承载力降低的问题，目前的加固方法包括填充焊、灌浆加固、环口板加固、内置加劲环加固、内置插板加固、套管加固、主管管壁加厚加固、外加劲肋板加固和外置垫板加固等。这些方法普遍采用较重的加固件（如钢板、砂浆等）增加结构自重，且施工过程中常采用焊接等技术，因而增加了节点部位的残余应力。2008年以后，碳纤维增强聚合物（CFRP）以其密度低、强度高、弹性好、耐腐蚀、补强缠绕、铺设方式灵活、施工简便和成本低等方面的特点和优势，成为导管架平台维修加固应用的研究对象。

CFRP在加固管结构中的应用始于加固钢管构件，包括加固油气管道[1-2]和空心钢管[3-9]。从2008年开始，国内外学者将研究方向转变为CFRP加固管结构中的节点部位。陈团海等[10]采用有限元仿真模拟的方法研究了CFRP修复平台中含裂纹的管节点，发现修复后的管节点裂纹尖端的应力强度因子及极限载荷都有较大变化，但结果的可靠性未经实验结果验证。……