摘要
随着海洋油气资源的大力开发，海洋平台作为海上勘探、生产的基础设施，其结构安全问题日益突出。海洋平台的主要应用类型为移动平台，目前已有多例海上移动平台重大事故发生，造成了国民经济的巨大损失以及对人员安全的危害。而在海洋平台结构安全问题中，严峻的海洋腐蚀环境是各类事故的主要原因之一。目前已有大量专家学者对海洋结构物腐蚀规律进行了深入研究，建立了各类腐蚀数据库，然而研究对象集中在散货船及油船等，缺乏对海洋平台腐蚀数据库及腐蚀规律的研究。因此，本文建立了海洋平台腐蚀损伤数据库，并在应用传统经验腐蚀模型的基础上，引入分层贝叶斯模型，在海洋平台腐蚀时变腐蚀厚度研究中考虑空间层次结构的影响。 本文的各项研究内容为： （1）根据海洋平台现场结构检测报告，甄别各类数据，构建海洋平台结构分类体系，编写数据提取程序，实现数据提取、关联结构信息、存储自动化，建立海洋平台腐蚀数据库。 （2）对比分析船海工程领域常用腐蚀经验模型，选择适用性较好的幂函数模型，详细分析模型使用假设，应用模型以分析腐蚀进程集中趋势与极端趋势。 （3）研究腐蚀纵向数据分析原理，阐述腐蚀随机模型相比确定性模型的优点。提出分层贝叶斯腐蚀随机模型，考虑了海洋平台腐蚀数据中的空间嵌套层级结构，以解决数据小样本、噪声大等问题，建立了海洋平台腐蚀时空规律分析方法。 （4）分析自升式海上移动平台主甲板中各代表舱室类型甲板腐蚀数据的组间差异性，验证了分层模型建立的必要性。基于前人研究，根据海洋平台腐蚀时空规律分析方法，建立主甲板中各代表类型甲板的分层贝叶斯幂函数腐蚀模型，计算参数后验估计，总结各代表类型甲板的时空腐蚀曲线。对贝叶斯估计所使用的MCMC模拟算法进行收敛性双重校核，所使用的校核方法为图像诊断及方差比法。 （5）为满足工程应用要求，基于GUI开发工具编写海洋平台腐蚀数据分析软件，实现海洋平台腐蚀数据的即时分析。编写了海洋平台数据分析的基础功能、传统时变建模功能以及本文提出的时空建模功能，对海洋平台维护计划制定具有重要价值。 本文根据海洋平台历年积累的测厚报告，提取各类数据并与构建的结构分析体系相关联，选取合适的腐蚀模型，进行了传统时变分析与分层贝叶斯时空分析，最终通过软件编写将相关数据分析功能集成，为后续海洋平台腐蚀领域相关研究工作奠定基础。本论文受中国船级社天津分社“海上移动平台的腐蚀特点及腐蚀后极限强度分析研究”项目资助。
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