考虑失效相关性的管道腐蚀故障树新算法

为了预测管道腐蚀失效的发生及合理控制管道腐蚀,对油气管道腐蚀危害因素进行分析,建立其失效故障树。考虑到基本事件失效概率的准确性对故障树计算重要性的影响,引入D-S证据理论和Atanassov直觉模糊基本理论,对基本事件模糊概率计算方法进行改进。为提高故障树最小割集及顶事件失效概率的计算精度,建立基于修正的哈马邱尔积算子的最小割集基本事件并联系统失效概率分析模型,提出利用考虑基本事件的属性和分类的排序组合方法,求解多基本事件组合失效概率。研究结果表明:该方法可大幅提高顶事件失效概率的计算精度,为油气管道腐蚀的有效防护提供理论依据。     

长输油气管道第三方破坏故障树分析

随机性强,不易预测和控制是油气管道第三方破坏的主要特点,为此建立了油气管道第三方破坏故障树模型。运用故障树分析方法对油气管道第三方破坏失效进行了定性和定量分析。求出了最小割集,识别了第三方破坏引起管道失效的主要因素。通过最小割集求解顶事件发生的概率以及对基本事件进行重要度分析,形成了基于故障树分析模型的定量分析思路和方法,可以为管道路线的选择及安全管理与设计提供参考。     

基于故障树的油气管道泄漏模糊可靠性评估

基于油气管道泄漏故障树,建立了油气管道泄漏事故及其影响因素不可靠度求解模型,实现了对油气管道可靠性的定量评估。采用左右模糊排序法将代表专家意见的模糊数转化为模糊可能性分数FPS,并在整合专家意见时,引入专家权重对其进行修正。专家权重与故障树基本事件权重,是通过建立不同的模糊层次分析结构模型,依据模糊互补判断矩阵的性质确定的,并通过相容性和一致性检验,确保专家决策的可靠性。各事件的故障概率求解结果可以定量反映其对管道不发生泄漏可靠性的影响程度,据此对实际算例进行了分析。     

管道故障树基本事件分析的德尔斐法

在油气输送管道故障树基本事件的分析中，德尔斐法是一种有效的分析方法。该方法是通过表格设计、专家选择、匿名函询、统计分析、模糊集处理和计算机建模等步骤，以获取故障树基本事件的发生概率，从而对油气输送管道故障树进行定量分析。     

顶张紧式立管作业风险源识别与失效模型

顶张紧式立管(Top Tensioned Riser,TTR)主要应用于深水油气田开发中的单柱式平台和张力腿平台,为了保证海洋工程作业的安全可靠,对复杂载荷条件下顶张紧式立管作业过程中的风险进行了分析。根据美国大陆架区域立管失效资料整理、统计结果,对立管关键工作步骤的危险与可操作性分析进行风险源的识别;将风险源按照因果关系建立了TTR的失效故障树,通过上行法求出故障树的最小割集;将模糊数学的层次分析法与专家评价法相结合,对故障树进行定量分析。基于专家评价结果,确定了故障树中基本风险事件、顶事件的发生概率,并针对概率较大的风险事件提出了防控措施。通过对TTR作业风险源进行识别,建立了基于故障树的失效模型,解决了深水立管事故数据缺乏且不确定性较高的问题,为深水立管的风险管理提供了参考。     

第三方损坏对管道可靠性的影响规律

影响管道可靠性的因素众多,为了研究第三方损坏因素对管道可靠性的影响规律,结合管道遭受第三方损坏活动冲击概率和冲击力作用下管道失效概率2个方面,建立了定量计算模型。采用故障树分析方法,建立了管道第三方损坏故障树,确定影响第三方损坏活动因素的类型及逻辑计算关系,研究了故障树中基本事件概率取值方法,从而可计算管道遭受第三方损坏活动冲击的概率。在第三方损坏冲击力作用下,管道本身材料强度产生抗力,基于冲击力和抗力的相互作用,研究了穿刺失效模型和凹陷-划伤失效模型,确定了2个模型的极限状态方程,可定量计算第三方损坏对管道可靠性的影响程度。以中国某天然气管道为例,收集计算所需参数因子,计算了第三方损坏导致管道失效概率值。     

长输管道失效故障树分析

长输管道在使用过程中受到杂质、应力、腐蚀介质等的作用,致使部分管段早期损坏,严重影响了管道的使用寿命。综合分析了引起管道发生失效的各个因素,建立了以管道失效为顶事件的原油管道失效故障树。通过对故障树的分析,求出故障树的各阶最小割集,并确定了长输管道的主要失效形式,提出了提高管道可靠性的措施。     

油气管道的故障树分析

管道失效主要有泄漏和断裂两种模式，应用故障树分析法（FTA）对泄漏和断裂的基本原因进行了分析，建立了管道失效的故障树。采用下行法（Fussel算法）求出系统的52个全部最小割集，给出了故障树项事件失效概率的计算公式和底事件重要度分析表达式。定性与定量地探讨了引起管道失效的基本原因。通过对系统的故障树以最小割集的分析，发现引起管道失效的主要原因有第三方破坏、腐蚀、误操作和材料缺陷，提出了相应的改善措施。故障树分析的结果可为老管道的维护和新管道的设计提供理论指导。     

海底管道通球风险故障树定量分析

通球检测是海底管道日常运维的重要手段,但我国目前多数海底管道通球检测的执行风险较高,发生清管球卡球是最普遍的通球风险事件,为了合理规避通球风险,有必要进行作业前风险分析。将故障树定量分析方法应用于海底管道通球风险评价,通过风险辨识给出了引发卡球的各类中间事件及基本事件,绘制了海底管道通球失效故障树图,并进一步对最小割集及基本事件结构重要度进行求取。在此基础上给出了通球风险模糊综合评价数学模型及二级评价的求解过程,通过实例运算最终得出通球失效概率等级,解决了海底管道通球风险定量评价的难题,对海底管道其他类型作业风险的量化分析具有借鉴意义。     

基于故障树与模糊理论的埋地管道风险评价

以常州港华燃气公司的工程数据为基础,建立了城市燃气埋地管道失效故障树,确定引起埋地管道失效的主要因素为第三方破坏、腐蚀、管道本质缺陷、管理维护不当,得出了导致埋地管道失效的48种基本事件。将故障树法与模糊综合评判法相结合,建立了埋地管道风险评价模型。详细说明了风险评价步骤,用影响埋地管道失效的主要因素作为埋地管道模糊综合评价模型的评价因素集,建立故障树底层各评价指标的因素等级隶属度,以及单因素评判矩阵和单因素权重集,进而得到单因素评判集和整体评价结果。实例证明,该模型对埋地管道的风险评价结果与实际情况相符,可为城市燃气公司的科学管理提供依据。     

基于输送压力的腐蚀管道失效概率的预测

以腐蚀管道失效压力分析为基础,建立了腐蚀管道可靠性极限状态函数模型。以规则化的随机变量形式表示,采用改进的一次二阶矩法对腐蚀管道的失效概率进行了分析和计算。对一条输油管道进行了检测,并对其腐蚀缺陷数据、运行参数和管材性能参数进行了统计分析,运用提出的概率数学模型计算了管道全线的失效概率。与推荐的目标失效概率进行了比较,指出了对管道重点维修和监测的区段。     

城市燃气管网风险评价方法

介绍了油气管道风险评价的三种方法,指出了城市燃气管网系统风险评价和长输管道的异同,分析了燃气管网系统风险评价的基本原则和一般步骤,同时还介绍了故障树分析、事件树分析、专家调查法、模糊综合评价、不确定性分析等方法.     

美国油气管道基本失效概率评估方法及启示

为充分利用油气管道历史失效数据,减少失效概率评估过程中的主观性,提出油气管道基本失效概率的概念及评估方法。对美国管道及危险物品安全管理局数据库的油气管道里程数据、事故数据及失效因素数据进行全面分析,采用基于事故统计的方法评估油气管道基本失效概率。结果表明:美国危险液体管道、输气集气管道、配气管道发生一般事故的基本失效概率分别为1.29次/(10^3 km·a)、2.17次/(10^4 km·a)及4.08次/(10^5 km·a),发生较大事故的基本失效概率分别为4.58次/(10^4 km·a)、1.41次/(10^4 km·a)及2.38次/(10^5 km·a),发生重大事故的基本失效概率分别为9.09次/(10^6 km·a)、9.79次/(10^6 km·a)及1.11次/(10^5 km·a)。美国基本失效概率可作为油气管道失效概率评估的基准线,也可作为风险可接受标准的依据,但不能直接应用于中国管道风险评价,需对其进行修正,建立适用于中国管道的失效数据库。     

热油管道低输量运行的安全分析及评价

针对热油管道低输量运行时安全性下降的问题,采用故障树方法分析了低输量管道易发生不稳定运行的原因,并依此建立了低输量热油管道的安全检查表评价系统。通过对低输量管道的安全评价,了解管道运行的安全程度,找出安全隐患并进行整改,以保证管道的长期安全运行。     

高压燃气管道第三方破坏失效概率计算

介绍了对城镇高压燃气管段进行定量风险评价的重要性,分析认为城镇燃气管道失效的主要原因为第三方破坏。为计算城市高压燃气管道的第三方破坏失效概率,提出了基于修正因子的失效概率计算法和通用失效概率主观修正法两种失效概率计算模型,并针对实际城市高压燃气管道,分别计算得出两个失效概率值,最终取较大值作为定量风险评价的失效概率值。采用两种模型计算管道第三方破坏失效概率能够起到相互比较、相互验证的作用,使计算结果更加准确可靠。该方法可为我国城镇燃气管道定量风险评价研究提供参考。（图1,表4,参15）     

基于主成分-聚类分析法的管道风险评价方法

为了更准确地开展油气管道风险评价，在论述主成分分析和聚类分析法基本原理的基础上，建立了基于主成分一聚类分析法的油气管道风险评价模型，并将此模型应用于我国某输气管道的风险评价。按照建立的风险评价流程，通过数值标准化和统计分析，降低了管道风险指标间的相关性和赋权主观性，提取了管道风险指标的3个主成分因子，然后结合指标间的相关性，最终给出了不同管段的风险分类和排序。基于主成分一聚类分析法的管道风险评价方法能够有效提高油气管道风险评价体系的可靠性和实用性，对于指导油气管道运营维护具有实际意义。（图2，表6，参6）     

海底油气管道全寿命周期风险评估模型

海底油气管道作为海上油气田生产系统的重要组成部分,其设计、施工、运行及弃置等各阶段均存在诸多风险。为了降低海底管道全寿命周期内各类风险,减少海底油气管道事故,围绕海底油气管道全寿命周期管理过程开展风险评估,建立了海底油气管道全寿命周期风险评估体系;根据海底油气管道的时间属性,将海底油气管道全寿命周期划分为6个寿命阶段;依据空间属性,采用递进细分原则,对海底油气管道进行分段,梳理不同阶段影响管道安全的制约因素,并对风险制约因素进行权重赋值,建立了管道失效可能性评分模型与失效后果评估模型,得出了风险值;根据风险值确定管道风险等级,再依据风险等级对危险管段实施管控,有效提升了管道全寿命周期内的风险控制水平,为海底油气管道全寿命风险管理提供了参考。