基于可靠性的小口径天然气管道设计方案优选

基于可靠性的设计方法针对管道实际失效形式,对不同极限状态的荷载和抗力等不确定因素进行定量分析,确保管道安全可靠。全生命周期费用的比选可权衡管道耗材、施工、运行维护及失效后果,在保证安全的前提下,实现管道经济性最优。针对管径273 mm的某天然气管道,首次采用基于可靠性的设计方法进行钢管壁厚设计。利用调研得到的管道材料、施工及运维等不确定参数,计算目标可靠度下的临界壁厚;根据规格壁厚的规定,分别对5.2 mm、5.6 mm、6.4 mm及7.1 mm壁厚方案的全生命周期费用进行定量计算分析。结果显示:5.2 mm方案的建设期和运营期费用最低,但失效概率大导致其潜在损失费用明显高于其他方案;6.4 mm方案的全生命周期费用最低,30年总费用比5.2 mm方案低0.51%。基于管道安全可靠性和经济适用性的综合考虑,推荐采用壁厚6.4 mm方案。