난형도에 따른 해양자원이송용 강관거동에 관한 연구 = Behaviors of Steel Pipes for Ocean Resource Extraction Considering Ovality

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The ovality arising from production or installation can affect the responses of the steel pipes for ocean resource extractions. Ultimate strengths and the stresses occurring during installation are examined to see the effect of the ovality with various values upon the responses by using the detailed FEM analysis using shell elements. From results, the ultimate strength for bending moment decreases from 1% to 3% as the ovality increases from 0% to 6%, while the ultimate strength for the pressure decreases from 43%to 55%. The influence from the locating positions of steel pipes are also evaluated, showing that the stresses increases as the ovality increases. At the vessel, where the members are mainly under tensile forces, the stress varies at 0.01%. At the sagbend and seabed, the pressure exceeds the ultimate strength in the case of the ovality over 4%. It can be concluded that the ovality affect the pipe more highly under pressure than under bending moments or tensions. From results, steel pipes with the ovality over a standard criteria can create serious safety or stability problems. More rigorous attentions on ovality are desired to produce and install the steel pipes in the ocean.

국문 초록 (Abstract)

강관의 제작 및 가설 시 발생할 수 있는 난형도가 해양자원이송용 강관거동에 미치는 영향을 파악하기 위하여 다양한 난형도를 가지는 강관의 극한강도와 가설 시 발생하는 응력을 상세유한요소 해석을 통해 분석하였다. 난형도가 0%에서 6%로 증가할 때 휨 모멘트에 대한 극한강도는 약 1~3% 감소한 반면 외압에 대한 극한강도는 약 43%~55% 감소하였다. 가설위치에 따라 난형도의 영향을 분석한 결과, 전체적으로 난형도가 증가함에 따라 강관에서 발생하는 응력이 증가하는 경향을 보였다. 주로인장력이 작용하는 vessel구간에서는 난형도 변화에 따른 응력 변화가 약 0.01%로 나타난 반면, 높은 외압이 작용하는sagbend와 seabed구간에서는 난형도가 4% 이상이 될 경우, 작용하는 외압이 강관의 극한강도를 초과하였다. 따라서 강관의 난형도는 인장력 또는 휨 모멘트 보다 외압에 의한 강관의 거동에 더 큰 영향을 미치는 것으로 판단되며, 난형도가 기준을 초과할 경우 심각한 안전상 문제가 발생할 것으로 예상되므로 강관 제작 및 가설 시 철저한 난형도의 관리가 요구된다.

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