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疲労破壊に関する解析では、ロックイン現象が構造物の使用寿命のどれだけの期間を占めるかという基本的な問題がある。(Vandiver 91)は、河川の純粋な水流中に274メートルのケーブルを入れてロックイン現象を観察し、報告している。完全3次元の深海(深さ1000m以上)中のライザーでは、流れの強さと入射角が水深によって変化し、波浪と上端接続部の影響を受けることから、ロックインが発生する可能性は非常に低い。

 

疲労解析の手法

API RP 2RD (API 98)では、疲労に対する影響が大きいすべての負荷とすべての負荷の組み合わせを考慮してライザーの最終的な疲労寿命を評価する必要がある。さらに、この規定では、渦励振による疲労破壊の評価と組込みも必要である。ただし、渦励振による疲労破壊と他の原因による疲労破壊の組込み方は明確ではない。実際には、ライザーに与えられる強制運動と波からの直接の影響による疲労破壊に渦励振による疲労破壊を組込む設計手法としては、以下の2種類がある。

(i) 2群それぞれが分担する破壊相当量を計算して合計し、全体の破壊量を求める。

(ii) すべての周期性の負荷を計算して、それらが同時に作用することによる応力を求め、全体の破壊量を求める。

最初の方法では、渦励振とその他の周期性負荷は完全な非カップリング状態であると仮定するが、これはおそらく現実的な仮定ではない。一方、後者の手法で、渦励振とその他の励振源を考慮し、なおかつ十分な信頼性を持つまで較正されているものは、(少なくとも著者の知る範囲では)存在しない。

 

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●図1 疲労解析による通常のライザー設計手順((Sertã ら 96)より)

 

こうした難しさから、疲労破壊を考慮したライザーの設計手順は、通常、図1に示すものに近い形で行なわれてきた。この設計手順では、渦励振解析(VIV Analysis)は、実際には疲労解析(Fatigue Analysis)から独立した過程として含まれている。

 

 

 

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