The deep see riser is often exposed to harsh ocean environment which may cause riser failure. If the riser fails, it may cause serious economical losses as well as environmental problems. Thus, monitoring the integrity of the rider for preventing sudden failure is very important. In this study, the structural behavior monitoring systems installed for the deep sea riser are examined, and, using the estimated behavior, the applicability of the structural integrity evaluation methods is examined via numerical analysis.

As the world energy consumption grows, the interest in marin energy resources is increasing. In excavating such resources, the marine riser which connects the floating structure and sea bed is an essential device. The riser system is often exposed to harsh ocean environment and thus vulnerable to damage. Since the failure of the riser system may cause serious economical loss as well as environmental problem, the structural integrity of the riser is very important. Generally, the riser is an extremely slender structure with a much smaller diameter than a length. Therefore, a structural integrity monitoring methodology for typical buildings and bridges may not be applicable. In this paper, the applicability of a damage identification method for a structure to a marine riser is examined via a numerical example. Also, recent research practices and findings for monitoring the behavior and the structural integrity of the marine riser are examined and summarized.

변형된 라이저의 단위 접선벡터상의 운동학적 제약조건을 적용하여 심해저 라이저의 비선형 동적해석을 행한다. 이 조건의 적용으로 자유도수를 감소시킬 수 있으며 심한 비선형성으로 인한 해의 발산 가능성을 제거할 수 있다. 라이저의 거대변형으로 인한 기하학적 비선형성과 비선형 경계조건이 고려된다. 또한, 비선형성이 포함되는 수동학적 하중이 조류와 파랑에 의해 발생하여 내부에 정상류가 흐르는 라이저관의 외벽에 작용하게 된다. 이 외에도라이저 자체의 축방향 변형조건을 고려한다. Galerkin의 유한요소 근사화와 시간증분자를 적용하여 유한요소에 대한 평형 메트릭스 방정식을 유도하고, 수치해석을 위한 알고리즘을 제안하며 API 보고서의 결과와 비교함으로써 제안된 모델이 검증된다. 또한, 기하학적 비선형성으로 인한 영향을 조사하였다.

초심해역 자원개발용 라이저와 계류된 부유체와의 연성해석을 수행한다. 일반적으로 라이저의 안전성은 부유체와의 연성해석 없이 최대 offset을 고려한 해석을 통해 보수적으로 평가되는데, 본 연구에서는 계류된 부유체의 연성 운동해석을 고려하여 라이저의 안전성을 분석한다. 라이저는 초심해역에 적용되는 SLWR이 고려되며, 부유체는 FPSO가 적용된다. 연성을 고려하는 방법과 고려하지 않는 방법론에 대하여 제시한다. 계류선이 모두 안전한 정상상태(Intact) 조건과 사고(damaged) 조건을 고려하여, 각 조건에서 파랑 입사각도에 따라 연성해석 효과를 분석한다. 하중 조건에 따라 계류선의 장력, 부유체의 운동 및 라이저의 거동 등을 분석한다.

In this study, for the assesment of the seismic performance of a riser pipe with groove joints, in-plane cyclic loading tests were conducted using the pipe installation method suggested by NFPA13 and the allowable side sway of KBC. In addition, elbow and tee, which are weak parts of piping system, were separated and component test was performed under the same conditions.

In this study, the shake table tests were performed for seismic performance evaluation of fire protection riser pipes. The specimen was subjected to a tri-axial time history shake table test with acceleration levels corresponding to the 0.5g and 0.7g ZPA design level.

In this paper, four damage detection techniques based on dynamic characteristics were utilized and compared to identify damage in a Steel Catenary Riser(SCR). Twelve damage scenarios were simulated by using a numerical model of SCR. The performance on damage detection for each technique was showed and the applicability was discussed.

이 연구의 목적은 건전성 평가 기법을 통해 해양 구조물 중 생산 라이저의 건전성 및 안전성을 확보할 수 있도록 하는 것이다. 생 산 라이저의 건전성 평가 기법을 선정하기 위해서 레벨 I, II의 비파괴 손상평가(NDE) 기법을 분류 및 검토하였다. 그리고 수치해석을 통해 검토한 기법의 손상 탐지 성능 및 적용성을 확인하였다. 그 결과 모달 변형 에너지를 이용한 손상탐지 기법이 다른 기법들에 비해 가장 손상 에 대해 민감한 결과를 나타냈다. 실제 구조물에서 모니터링 시스템을 적용하는 경우 환경적, 경제적 요인들에 의해 센서 개수는 제한적이다. 센서 수의 감소함에 따른 손상탐지 성능에 대한 영향을 일련의 수치해석 과정을 통해 분석하고 그 결과를 논의하였으며, 생산 라이저의 건전 성 평가에 대한 최적 센서 개수를 추천하였다.