腐蚀管道的失效概率和剩余寿命预测方法

以腐蚀管道失效压力和腐蚀速率分析为基础,建立了腐蚀管道可靠性极限状态函数和管道剩余寿命预测模型.采用改进的一次二阶矩法对腐蚀管道的可靠性指标和失效概率进行了分析和计算.结合工程实例,求解了某含腐蚀缺陷天然气管道不同服役年限的可靠性指标和失效概率,预测了该腐蚀管道的剩余寿命,计算和分析了工作压力、腐蚀速率、腐蚀深度和长度等参数对腐蚀管道可靠性的影响.     

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。     

应用Monte-Carlo法计算输油管道腐蚀失效概率

在对埋地管道进行腐蚀失效风险分析的过程中,用传统的数学解析方法无法计算管道的失效概率,而应用Monte-Carlo方法无需知道腐蚀速率的具体值,只需知道腐蚀速率的概率分布,或根据统计数据求出腐蚀速率的概率分布,就可模拟腐蚀失效过程。借助MATLAB的强大数值计算功能,可以提高Monte-Carlo抽样模拟的效率。经对某一实际管道失效概率的计算,验证了Monte-Carlo方法的可行性。     

气液两相流管道内腐蚀失效概率计算方法

气液两相流管道广泛存在于油气开采和集输过程中,确保其安全可靠运行具有重要的理论和工程意义。在所有失效类型中,内腐蚀缺陷是造成气液两相流管道结构失效的主要原因之一。将管道内腐蚀速率预测模型与结构可靠性评价方法相结合,对气液两相流管道进行内腐蚀失效概率计算:针对气液两相流的流动特征,采用流体相平衡模型、气液两相流模型及腐蚀速率预测模型,计算气液两相流管道在不同流型下的内腐蚀速率;基于ASME B31G-1991《腐蚀管道剩余强度评价方法》中推荐的腐蚀缺陷极限状态方程,考虑管道运行和制造中存在的不确定性,并结合腐蚀速率计算结果,采用蒙特卡洛方法计算管道发生小孔泄漏和爆裂的失效概率。将提出的内腐蚀失效概率计算方法应用于某气液两相流管道,结果表明当缺乏有效的内检测数据或实际管输工艺发生变化时,该方法能够有效预测失效概率,保障油气管道输送安全。     

局部腐蚀油气管道失效压力的计算方法

针对管道局部腐蚀导致的失效事故越来越多,而国际上尚无适用于局部腐蚀油气管道失效压力分析评价方法的问题,验证了非线性有限元法评价局部腐蚀的可靠性,运用该方法分析了局部腐蚀半径及局部腐蚀深度对管道失效压力的影响。借鉴平板加强筋强化理论,以数值模拟数据为基础,建立了一种局部腐蚀油气管道失效压力计算方法,与B31G(修订版)、DNV-RP-F101以及新近开发的PCORRC为代表的评价规范计算结果的对比表明:拟合得到的局部腐蚀油气管道失效压力计算方法误差小,且误差分布均匀,可以满足局部腐蚀油气管道失效压力的预测要求。     

基于可靠性分析的大跨度跨越管桥寿命预测

根据管桥结构自身的受力特点,采用复合蒙特卡罗抽样法,结合有限元及二次开发工具APDL,对跨越管道的灵敏度和可靠性指标参数进行了分析和计算。以腐蚀速率分析模型为基础,分析了随机参数共同作用下结构的年失效概率。以某现役管桥为例,对其可靠性进行了全面分析。计算结果表明,与结构可靠性指标关系较密切的参数是主索截面积、管道外径和介质油密度。采用不同风险地段允许的失效概率对管桥的使用寿命进行了预测,低风险地段管桥的安全寿命可达39年,高风险地段管桥的安全寿命为26年。     

原油管道外腐蚀风险评价

介绍了应用解析法评估腐蚀管道失效风险的方法,根据ASME B 31 G和DNV等规范建立了腐蚀管道失效概率计算模型,结合国外管道事故统计结果,应用伯努利能量方程建立了后果评价模型,论述了建立风险可接受标准的方法.     

油气管道并行敷设风险分析

针对中国计划并行敷设的某油气管道进行失效概率分析,以欧洲石油公司CONCAWE针对原油管道的失效统计结果和EGIG发布的欧洲天然气管道事故数据为基础失效概率数据,对其进行修正和调整,确定并行敷设的原油与天然气管道的失效概率修正值.根据天然气管道失效引起原油管道失效的事件树及概率,得到原油管道并行敷设时的失效概率为6.66×10-5 km/a,比单独敷设时的失效概率增大不超过0.9％.结合管道失效后果,计算管道并行敷设带来的附加风险,将计算风险与可接受风险进行对比,指出两条管道并行敷设是可行的.     

油气管道危害辨识故障树分析方法研究

建立了油气管道失效故障树,研究了故障树定性和定量分析的方法。介绍了油气管道危害辨识涉及的相关概念和管道危害识别流程,简要说明了管道危害辨识所要收集的资料和管道分段原则。根据故障树分析原理,以“管道失效”为顶事件,“穿孔”和“破裂”为次顶事件建立了油气管道失效故障树,通过对故障树的定性分析,发现引起管道失效的主要原因有第三方破坏、腐蚀、管材缺陷、自然灾害等。在油气管道失效故障树定性分析的基础上,对油气管道失效故障树进行了定量分析。提出了用改进的专家判断法来确定管段失效基本事件概率,并将模糊概率概念引入其中。利用层次分析法来确定专家意见权重,并用此权重来修正专家意见。在确定管道失效概率时,考虑到最小割集中基本事件独立性和相关性,分别建立了油气管道失效的事件独立性概率模型与事件相关性概率模型,并建立了基本事件概率重要度系数的数学模型。     

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）     

管道完整性维护决策优化模型

选择最佳的管道完整性维护措施最简便的方法是决策分析.为了定量地进行决策分析,建立了管道完整性维护决策的数学模型,具体介绍了几种模型的表示法.对模型中的状态变量、决策变量、后果发生概率、效用函数等进行了初步研究.     

基于贝叶斯网络的城市燃气管道安全失效概率

贝叶斯网络对不确定性问题具有强大的处理能力和自我学习更新能力,而贝叶斯网络软件的应用提高了基于贝叶斯网络风险预测的有效性。建立了基于贝叶斯网络的城市燃气管道失效概率分析模型,运用HUGIN和MSBNX软件工具,结合某市天然气管道案例,计算多态故障顶事件安全失效概率和各失效因素的结构重要度。运用BN的推理能力,对造成管道安全失效的自然破坏因素和腐蚀因素分别进行单因素和双因素修正。修正后的贝叶斯网络模型更加符合实际,对提高城市燃气管道安全失效定量分析的系统性、预见性和准确性具有更好的现实意义,也充分显示了贝叶斯网络在处理复杂系统风险分析中独特的优越性和适用性。     

腐蚀管道的安全评定

系统地阐述了在役管道的安全评定方法。根据管道不同形式的腐蚀缺陷，提出了爆破失效模拟的非线性有限元方法，建立了能反映缺陷深度、内压、缺陷处最大应力、管材性能参数等四关系的管道安全评定线图。考虑到影响管道安全诸多因素的复杂性和不确定性，提出了基于可靠性的评定理论与方法，即依据管道的腐蚀检测数据计算每公里管道的失效概率，可以全面反映管道沿线的安全状况，提出的腐蚀管道安全评定方法可大力提升管道安全运营管理的水平。     

腐蚀管道安全管理体系

参照国内外标准，腐蚀管道安全管理体系的内容结构可以分为可靠性评价、风险评价和完整性管理三个层次。与原管道相比，腐蚀管道的可靠性下降，其下降程度取决于缺陷的性质和分类。对于裂纹缺陷和体积缺陷，分别以材料强度指标和壁厚指标为门槛值进行评价，以获得和管道失效率有关的信息。风险评价是在可靠性评价基础上结合失效后果的综合评价，可以准确判断整条管道最危险的管段和确定最具威胁的失效原因，是有重点地开展管道完整性管理的重要依据。介绍了管道风险评价的目标、内容和准则，给出了用打分法和危险矩阵法获得管道风险值(等级)的实例，并给出了管道完整性管理的基本框架、内容和方法，重点讨论了腐蚀管道的完整性检测、评价方法和再评价周期等问题。     

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。     

油气管道的风险分析（待续）

风险分析是一门具有重要实用价值的新兴学科，可对工程风险大小作出评估，从而找到为减少风险需要投入资金和改进管理的方向。危险是可产生潜在损失的特征或一组特征，风险是危险转变为现实的概率和损失程度的综合。某工程如果出现事故后果非常严重，尽管事故出现的概率很小，其风险仍是很大的，相反，事故后果轻微，虽然事故出现的概率高，其风险则不大，也就不值得花更多的资金去降低风险，通常把风险限定在一个可接受的水平上。Ｗ