基于径向基网络的含缺陷管道安全系数修正

安全系数是管道完整性评价方法的重要参数之一,传统评价方法仅考虑了管道所处地区等级对其影响,未能全面评价管道的真实安全状态。提取管道相关风险因素,比较各因素间相对重要程度并建立表征不同风险状态的分值体系,根据所得风险分值对安全系数进行修正,使得修正后的安全系数能够反映含缺陷管段实际风险状态;结合径向基网络方法的自学习特点,将各风险因素作为输入,修正后的安全系数作为输出,建立基于径向基网络的管道安全系数计算模型。由模型训练得出的修正安全系数与测试样本吻合度较好,验证了模型的准确性。结果表明:修正安全系数在考虑地区等级的基础上同时引入了其他重要风险因素的影响,为管道完整性评价中的安全系数取值提供了新的思路。     

在HIC环境下管道断裂模式与承压能力评价

研究了管道裂纹尖端过程区氢浓度与裂尖应力、应变场、氢扩散及管道内压力的关系，确定了氢致裂纹过程区的长度；依据微裂纹成核的开裂机理，提出了氢致开裂断裂判据的位错模型，并分析材料一环境体系的影响，在此基础上研究了含裂纹管道极限承压能力和临界J积分JISCC，对含平面型裂纹管道的安全运行具有重要意义。     

超声导波技术及应用

在石油化工和其它工业中，腐蚀是管道系统所面临的一个主要问题。许多管道都加装了防腐层，只有剥除防腐层才能发现外部腐蚀，而剥除费用可能相当昂贵，尤其当遇到公路交叉口时，管道只有进行大规模挖掘后才能进行检测。对于管壁的超声导波检测为这个问题提供了非常好的解决方法，该系统在某处安装后可以沿管道传播很远，反射的回波显示了管道的腐蚀或其它特征。目前这项技术已经进入商业使用，本文讨论了它的操作方法和经验。     

高含硫管道氢致开裂的分形效应及扩展速率计算

氢致开裂是高含硫气田集输管网、长输管网管线钢失效的主要模式之一,为明确管道氢致开裂的机理与过程,对其开裂模式进行了研究。对氢质量浓度在金属裂尖扩展过程中的变化规律进行分析,考虑分形效应的影响,对氢致裂纹的动力学模型进行修正,提出了氢致裂纹扩展的直裂纹-剪切带分形模型:在Gerberich对氢致开裂研究的基础上,基于裂尖的氢化作用与裂纹扩展过程中存在的耦合因素,将断裂过程区的形状与裂纹的扩展长度进行结合,构建了氢致开裂裂纹扩展各阶段分形速率的表达式,得到了更为合理的基于分形效应的氢致开裂数学模型。以材质为16Mn和20钢的天然气管道为例,分别计算了母材与焊缝处的氢致裂纹扩展速率,对比得出两种材料抗H2S的性能,研究结果对于高含硫管道材料的选择具有一定指导意义。     

基于土弹簧模型的管道滑坡力学影响因素分析

滑坡是影响管道完整性的重要因素之一。基于土弹簧模型建立了滑坡管道有限元分析模型,考虑了管土之间相互作用的非线性特征,研究了管道内压、滑坡长度、滑坡位移、滑坡方向与管道轴向的夹角等因素对管道应力的影响。以陕京输气管道为例,分析了不同管道工况下滑坡相关因素对管道应力的影响,量化分析了垂直管道轴向的横向滑坡和平行管道轴向的纵向滑坡两种情况下的力学影响因素,得出滑坡方向与管道轴线的夹角对滑坡产生的附加应力具有重要影响,对于管道线路的完整性管理具有重要意义。研究结果可为滑坡地区管道的风险控制提供理论依据和技术参考。（图6,表1,参]5）     

管道高后果区第三方破坏智能识别方法

油气长输管道高后果区通常采用视频监控形式开展技术布防,识别高后果区管道周围人工挖掘、机械挖掘及重车碾压等第三方破坏事件,但视频监控往往依靠值守人员监屏,存在效力不足的问题。为此,提出一种基于深度学习的管道高后果区第三方破坏智能识别方法,对采集到的沿线图像视频进行分析,提取特征目标,建立基于YOLO v5的图像智能识别模型。该模型提升了寻优速度和目标检测精度,模型训练在226次迭代后训练过程损失函数值和验证过程损失函数值分别趋近于0和0.01,达到最优态。利用新建立的识别方法在天津地区某高后果区开展管段视频监控测试,识别精确率高达99.33%,验证了该方法的有效性,可为后续开展高后果区视频监控系统智能识别和实时预警提供工程应用参考。（图6,表2,参19）     

管土接触作用下管道沉陷复杂应力分析

场地沉陷是导致埋地管道破坏的重要原因之一.应用管道与土体接触作用的半无限屈服理论,建立了沉陷作用下管土相互作用模型,以土壤和管道自重为载荷,计算了沉陷区长度、壁厚、内压、管径、管土摩擦因数、管道埋深等复杂因素作用下的管道应力,分析了其对管道Mises应力的影响规律,进而评估管道的安全性.算例分析结果表明,该方法能够较好模拟管道的破坏过程,可为沉陷区域埋地管道数值模拟提供理论依据.（表3,图7,参10）     

螺旋焊管与直缝焊管裂纹断裂分析

根据最大位应力理论,分析了焊管在受内压及裂余应力的作用下,焊缝区Ⅰ／Ⅱ混合型裂纹开裂角θ０与裂纹角β的关系,并分析限具有不同裂纹缺陷时,螺旋管与直缝管的断裂破坏强度。     

螺旋焊管焊缝区Ⅰ/Ⅱ型裂纹R阻力曲线的确定

应用应变能密度理论,考虑螺旋焊管的焊后热处理残余应力的影响,推导了裂纹扩展角θ和裂纹角β以胶有γ的关系表达式,并给出了螺旋焊管含Ⅰ／Ⅱ型混合裂纹平面应力与平面应变条件下裂纹扩展角θ,推出了焊接区残余应务与外加应力场下的Ｒ阻力贡线的表达式,并确定了止裂压力Ｐ。