第23卷第6期2014年12月计算机辅助工程ComputerAidedEngineeringVol．23No．6Dec．2014:1006－0871(2014)06-0056-05DOI:10．13340/j．cae．2014．06．012海洋非黏结柔性管道接头密封结构分析李翔云1，2，毕祥军2，王刚3，阎军2，汤明刚2，代超2，岳前进2(1．中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津300452;2．大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连116023;3．大连大学建筑工程学院，辽宁大连116622)摘要:介绍海洋非黏结柔性管道接头的常见密封结构，用Abaqus对接头的密封特性进行数值分析，研究密封圈的密封性能对不同密封结构参数的灵敏度，得到密封结构参数变化对接头密封结构的密封性能和力学性能影响的一般规律．结果表明密封结构的主要设计参数为密封圈的锥角和曲率半径以及加载位移等．关键词:海洋柔性管道;接头;密封圈;密封特性;接触;参数灵敏度:TE53;TB1151．1文献标志码:BAnalysisonsealingstructureofunbondedflexiblemarinepipeendfittingLIXiangyun1，2，BIXiangjun2，WANGGang3，YANJun2，TANGMinggang2，DAIChao2，YUEQian激n2(1．Tian激nBranch，CNOOCChinaLtd．，Tian激n300452，China;2．StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisofIndustrialEquipment，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，Liaoning，China;3．CivilandArchitecturalEngineeringCollege，DalianUniversity，Dalian116622，Liaoning，China)Abstract:Thecommonsealingstructureofunbondedflexiblemarinepipeendfittingisintroduced．ThesealingperformanceoftheendfittingisnumericallyanalyzedbyAbaqus．Thesensitivityofthesealingperformanceofsealingringonthedifferentstructureparametersofsealingstructureisstudied，andtheruleisobtainedwhichreflectstheeffectofsealingstructureparameterchangeonthesealingandmechanicalperformanceoftheendfitting．Theresultsshowthatthekeydesignparametersofthesealingstructurearetheconeangleandcurvatureradiusofsealingring，andtheloadingdisplacement，etc．Keywords:marineflexiblepipe;endfitting;sealingring;sealingperformance;contact;parametersensitivity0引言在海洋油气的开采与运输过程中，海洋柔性管道以其易弯曲［1］、方便铺设和回收［2］、可设计性强等优势得到广泛应用．为实现柔性管道的终端连接并密封管道介质，需在管道与浮体的连接处设计接收稿日期:2013-08-13修回日期:2013-06-05基金项目:国家高技术研究发展计划(“八六三”计划)(2012AA090314)作者简介:李翔云(1988—)，男，辽宁凤城人，硕士研究生，研究方向为海洋柔性管道设计和分析，(E-mail)lixiangyun2011@126．com;毕祥军(1970—)，男，辽宁庄河人，副教授，博士，研究方向为海洋工程监测技术，(E-mail)bixj@dlut．edu．cn头．接头密封结构要保证在内压波动作用下具有良好的密封性能．由于结构形状和实际工况的复杂性，很难得到密封性能的精确理论解，因此需要用有限元法对密封结构进行分析校核．通过参数灵敏度分析，可以确定对系统密封性能影响较大的参数及参数变化对密封性能的影响规律，修正设计参数．［3］1接头密封结构非黏结柔性管道接头密封结构见图1［4］，其中:内、外护套一般为高分子材料，主要起密封管道介质的作用，是接头密封的对象;密封圈有2个密封面，外密封面为锥面，与接头内套形成线面配合，内密封面为圆弧面，与材质较软的内护套配合，在密封圈的弧面压紧作用下形成面面配合．接头密封系统共有2个可能的泄漏路径:一个是密封圈的锥面与接头内套相接触的路径1;另一个是密封圈与内护套相接触的路径2．1—法兰;2—接头内套;3—接头外套;4—抗拉铠装层;5—抗压铠装层;6—外护套;7—内护套;8—接头颈部;9—绝缘环;10—抗压铠装层;11—密封圈;12—carcass层图1柔性管道接头密封结构Fig．1Sealingstructureofflexiblepipeendfitting接头密封结构在使用过程中对应2种载荷工况:一是预紧状态，支撑套在初始安装力作用下插入内护套内径，密封圈在法兰预紧载荷的作用下与接头内套和管道内护套作用并产生初始密封接触压力，为保...