黄 俊 王 懿 彭 超 陈景皓 周士军

(1.中海油研究总院有限责任公司 北京 100028；2.中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院 北京 102249；3.中国石油物资有限公司 北京 100029；4.北京石油化工学院机械工程学院 北京 102617)

近年来，随着航运业和渔业活动的不断增加，海底管道受撞击事件时有发生[1-4]。撞击所引起的凹陷会降低海底管道的极限承载力。研究发现，凹陷和焊缝、裂纹、划伤以及腐蚀等其他种类缺陷产生联动作用时，会显著加速海底管道的失效。海底管道受复杂海洋环境载荷影响，凹陷处产生的应力集中也将降低管道的疲劳寿命。因此，建立准确的海底管道撞击凹陷预测模型对海底管道的运营安全至关重要。

目前，美国石油协会(API)在2002年颁布的API 2A-WSD标准[5]、英国标准协会在2006年推出的ASME B31.4-2006标准以及挪威船级社在2010年颁布的DNV-RP-F107[6]标准中均涉及有管道撞击损伤预测公式。其中，挪威船级社在规范中对管道损伤情况进行了分级，同时引入了Ellinas通过试验分析与有限元法建立的不考虑压力情况下的管道撞击力与凹陷深度的半经验公式[7]；而美国石油协会在规范中引入了Furnes提出的不考虑内外压差的圆轴上出现楔形缺陷深度的预测模型[8]。可见，虽然各研究机构建立了相关规范标准，并为海底管道撞击损伤安全防护提供了技术指导及设计支持，但由于未考虑管道内压等实际管道运营条件因素，难以进行精确预测。

同时，国内外学者在海底管道受撞击损伤方面也开展了大量研究工作。……