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桩基础灌浆夹套作为海上风力发电机组的支撑结构被广泛应用。在注浆作业过程中,了解海浪对注浆接头的影响,对于安排安装活动以确保接头的最佳长期性能至关重要。随着海上风电市场的强劲增长,正如预测DNV能源转型展望在美国,未来几年海上风电项目的数量只会增加。开发商和投资者都希望在确保资产长期可靠性的同时,实现投资回报最大化。
夹套腿和桩之间的连接,通常称为夹套/桩连接,依靠高强度注浆填充夹套腿和桩之间的环空(图1)。在安装过程中,注浆泵入连接。随着灌浆强度的增加,波浪引起的夹套和桩之间的相对运动,即早期循环(EAC)现象发生。如果过大,这些移动可能会损害连接的性能,而连接对整体结构的完整性至关重要。
对于海上风电场来说,导管架安装操作可能会大量进行,寻找最佳安装天气窗口对进度和成本有重要影响。了解浆液固化早期阶段的运动影响及其对注浆连接能力的影响对于找到这个“最佳点”至关重要。
为了满足市场需求,DNV开发了一套独特的测试方案来评估EAC的效果。通过使用最先进的控制系统来模拟波浪引起的导管架腿和桩之间的相对运动,这些运动对灌浆连接疲劳能力的影响随后建立起来。这项大规模的测试是在我们位于挪威奥斯陆郊外Høvik的结构实验室进行的。
在认证计划的第一步,我们的专家对项目数据进行了详细的预研究评估,并根据每种连接设计、灌浆类型和海洋条件制定了定制的测试计划。采购了专门建造的固定装置。
在第二步中,进行了大规模测试,以评估EAC对连接容量的影响。通过结构测试、破坏性和非破坏性材料测试以及视觉和微观检查,考虑轴向和横向相对位移的影响。EAC引起的浆液响应受到浆液早期特性的影响,这与环境条件以及材料的混合和放置非常相关。DNV在注浆材料方面的强大能力是确保实验室中的注浆具有海上代表性的关键。
最后,得出了EAC对灌浆连接影响的结论,这些结论可用于设计中。由于这些接头主要是根据DNV的标准设计的,因此我们可以很好地解释实验室测试结果,因为它们与我们的标准有关。
高级首席工程师Rikard Törnqvist表示:“根据经验,我们建议在安装项目中尽早进行这种资格测试。”“这通常是在灌浆连接的设计最终确定之后,并且已经确定了候选灌浆供应商。测试倾向于在接近安装时完成,并在关键路径上结束,这仍然是事实。因此,我们的经验和经过验证的程序使我们能够在紧迫的期限前完成任务,这是至关重要的。”
为风能行业开发的DNV方法建立在数十年为海上油气设施应对类似挑战的经验之上。DNV正在调整方法,以解决更大的风力涡轮机,更深和更苛刻的天气和土壤条件。