Assessment of structural reliability of fixed steel offshore platforms on the basis of expanded fatigue conditions, taking into account extreme wave effects
Abstract
The safety of a fixed offshore structure (FOS) is guaranteed based on the strength conditions of the structure subject to extreme wave action, and on the other hand, it is also assessed based on the failure conditions due to the fatigue accumulated during the exploitation of the structure, or the so-called “conventional fatigue” condition.
This paper deals with the safety evaluation of fixed offshore structures (FOS) of Jacket type (the most common one) based on the failure conditions caused by “conventional fatigue” accumulated until the appearance of an extreme wave, including the fatigue failure caused by such an extreme wave. This fatigue is conventionally referred to as “expanded fatigue”. The safety of Jacket structures based on the “expanded fatigue” condition is estimated using the structural reliability theory.
The paper also presents the author’s calculations performed at a specific structure under operation in the Vietnamese waters. The obtained results allow not only the assessment of structural reliability based on the “conventional fatigue” condition, but also a comparison between this one with the reliability based on the “expanded fatigue” conditions along the operational process of the structure.
References
Phạm Khắc Hùng. Phương pháp luận tính toán thiết kế công trình biển cố định bằng thép đến độ sâu 200m nước. Báo cáo kết quả Hợp đồng Nghiên cứu Khoa học với Liên doanh Việt - Nga. 2008.
Phạm Khắc Hùng. Phương pháp đánh gia an toàn cho các kết cấu công trình biển theo các điều kiện bền và mỏi mở rộng. Bằng Độc quyền sáng chế số 10143. Cục Sở hữu Trí tuệ - Bộ Khoa học và Công nghệ. 2010.
Mai Hồng Quân. Phương pháp phổ tính toán tuổi thọ mỏi của kết cấu chân đế công trình biển cố định bằng thép chịu tải trọng sóng. Báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ kỷ niệm 30 năm thành lập Viện Dầu khí Việt Nam. 2005.
Phạm Hiền Hậu. Estimation de la fiabilité du système d’ancrage des FSO/FPSOs au Vietnam, avec prise en compte de l’accumulation du dommage de fatigue. Luận án Tiến sỹ, Đại học Liège Bỉ. 2010.
Phạm Khắc Hùng. Báo cáo tổng hợp kết quả Khoa học Công nghệ đề tài Nghiên cứu điều kiện kỹ thuật môi trường biển và nền móng công trình nhằm xác định luận chứng kinh tế kỹ thuật xây dựng công trình biển vùng nước sâu Việt Nam. Mã số KC.09.15/06-10. Số đăng ký 2011-52-398/KQNC, lưu trữ tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia - Bộ Khoa học Công nghệ. 2011.
Phạm Khắc Hùng. Xây dựng điều kiện bền mở rộng để xác định độ tin cậy tổng thể đánh giá an toàn của kết cấu công trình biển cố định bằng thép, áp dụng cho điều kiện biển nước sâu Việt Nam. Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển. 2010; 10(3).
Pham Khac Hung, Mai Hong Quan, Ta Thi Hien. Assessment of fatigue damage of fixed offshore steel structures installed in deep-water areas of Vietnam sea by probabilistic modelling. Petrovietnam Journal. 2010; 6: p. 55 - 60.
Pham Khac Hung, Dinh Quang Cuong, Mai Hong Quan, Nguyen Van Ngoc. Estimation of the total reliability of offshore structures in Viet Nam sea conditions combining the ultimate limit states and fatigue limit states. OCEANS’04 MTS/IEE Conference Proceedings, Japan. Nov. 2004: p. 176 - 184.
Nguyễn Văn Ngọc. Tính toán tổn thất mỏi của công trình biển bê tông cốt thép. Luận án Tiến sỹ, Viện Xây dựng Công trình biển. 2000.
Phan Văn Khôi. Tuổi thọ mỏi của các công trình biển. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật. 1997.
N.D.P.Barltrop, A.J.Adams. Dynamics of fixed marine structures. 3rd Edition. Butterworth Heinemann/MTD Ltd. 1991.
Naser Shabakhty. Durable reliability of jack-up platforms - The impact of fatigue, fracture and effect of extreme environmental loads on the structural reliability. Technische Universiteit Delft, The Netherlands. 2004.
Palle Thoft-Christensen, Michael J.Baker. Structural reliability theory and its applications. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York. 1982.
DNV. Guideline for offshore structure reliability - General. DNV No 95-2018. 1996.
DNV. Guideline for offshore structure reliability - Application to jacket platform. DNV No 95-3203. 1996.
Isaac Elishakoff . Probability methods in the theory of structures. John Willey & Son, USA. 1983.
1. The Author assigns all copyright in and to the article (the Work) to the Petrovietnam Journal, including the right to publish, republish, transmit, sell and distribute the Work in whole or in part in electronic and print editions of the Journal, in all media of expression now known or later developed.
2. By this assignment of copyright to the Petrovietnam Journal, reproduction, posting, transmission, distribution or other use of the Work in whole or in part in any medium by the Author requires a full citation to the Journal, suitable in form and content as follows: title of article, authors’ names, journal title, volume, issue, year, copyright owner as specified in the Journal, DOI number. Links to the final article published on the website of the Journal are encouraged.
