人工神经网络预测注水腐蚀管道的剩余寿命

利用人工神经网络的自适应、自组织学习能力，通过对训练样本集的学习，使用传统的CVDA－84规范、传统的BP神经网络、改进的Rumelhart和MBP神经网络，对注水管道的剩余寿命进行了预测。结果表明，CVDA－84规范偏保守，采用BP以及改进的BP神经网络预测的剩余寿命和观测值基本一致。但采用BP人工神经网络预测时，迭代次数比CVDA多得多。采用改进的Rumelhart和MBP神经网络能有效地提高预测速度，改善网络的收敛性，并且使预测精度有所提高。     

海底管道腐蚀与剩余寿命的灰色预测

腐蚀是引起海底管道破坏失效的重要原因之一,对海底管道腐蚀量进行测量和预测,是保证管道安全的重要组成部分。根据ASME B31G,推导了均匀腐蚀和局部腐蚀同时发生时海底管道的极限内压计算公式。将局部腐蚀简化为沿轴向分布的矩形缺陷,利用灰色模型分别预测管道内的均匀腐蚀和局部腐蚀,并根据预测结果计算出管道的极限内压和剩余寿命。鉴于局部腐蚀对管道强度的作用机理比较复杂,只分析了沿轴向分布的两个局部腐蚀对极限内压的影响,对于腐蚀宽度、环向分布以及多个腐蚀坑相互影响等更复杂的情况尚需开展深入研究。     

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.     

埋地管道运行整体性评估

在对影响管道运行可靠性和整体性原因分析的基础上,重点提出了由腐蚀原因造成管道事故的评价方法,指出应用Ｂ３１Ｇ及其修正系数可较准确地确定腐蚀管段的允许安全强度,采用电化学腐蚀理论可成功解决预测泄漏时间,腐蚀速率和剩余使用寿命的问题。     

预测腐蚀管道剩余强度的新方法

将BP神经网络和遗传算法相结合,得到了一种可计算腐蚀管道剩余强度和最大允许注水压力的新神经网络.通过实例分析,将7种常用规范和改进的遗传神经网络方法进行了比较.结果表明,不同计算方法得到的剩余强度和最大允许注水压力相差较大,Wes 2805-97规范、ASMEB31G规范、CVDA-84规范、Irwin断裂力学方法等都比J积分方法的剩余强度和最大允许注水压力偏大;Burdiken和DM断裂力学方法计算得到的剩余强度和最大允许注水压力比J积分偏小;J积分方法和基于J积分方法的改进遗传神经网络方法计算结果比较接近,比较适中,可以认为是计算管道剩余强度和最大允许注水压力较好的方法.     

含腐蚀缺陷管道剩余强度的有限元法分析

采用有限元数值计算方法分析了腐蚀坑交互作用对管道剩余强度的影响，结果表明，对于轴向排列的两上蚀坑，其交互作用随蚀坑间距增大而减小，当蚀坑间距小于最小蚀坑轴向长度的两倍时，管道腐蚀剩余强度评价时应考虑交互作用的影响，当蚀坑间距大于最小蚀坑轴向长度的两倍时，管道腐蚀剩余强度评价时只需考虑最严重的腐蚀坑，对于环向排列的两个蚀坑，当仅有内压载荷时，不发生交互作用，只需依据最严重的腐蚀坑计算管道腐蚀剩余强度。     

辽河油田集输管道剩余寿命预测

对于运行多年的油田老龄管道,为了及时掌握管道腐蚀现状并对管道运行状况进行科学评价,建立了一种埋地钢制管道腐蚀状况预测模型.基于辽河油田原油集输管道局部腐蚀坑检测数据,利用极值分布方法对辽河油田集输管道腐蚀剩余寿命预测进行研究.通过极值分布概率统计,给出了腐蚀管道最大腐蚀坑深度,并依据局部腐蚀发展经验公式,估测管道腐蚀后的剩余使用寿命.预测结果显示：曙五联-首站混油外输管道腐蚀剩余使用寿命为6.2年,曙四联-首站混油外输管道腐蚀剩余使用寿命为11.2年,曙一联-曙五联稀油管道腐蚀剩余使用寿命为4.1年.由于管道进入使用末期阶段,应采取必要措施对管道进行维修,建议各个管道再评价时间间隔应为此次预测时间间隔的1/2.（表2,图2,参14）     

基于改进GEV分布的腐蚀油气管道剩余寿命预测

为了预测在役油气管道腐蚀剩余寿命,基于广义极值(Generalized Extreme Value ,GEV)自适应优选分布研究,建立了基于改进GEV分布的腐蚀油气管道剩余寿命预测模型。首先,利用马尔科夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo, MCMC)方法估计GEV分布函数的参数并由此确定极值分布类型,若图形检验合理,则采用该分布预测其最大腐蚀深度;其次,基于管道的可靠度及安全性建立腐蚀裕量预测模型;最后,根据管道最大腐蚀深度、腐蚀裕量及管道使用年限等数据,建立三者关系指数模型,以此预测管道剩余寿命。以中国某油气管道为研究对象,利用新建模型对管道剩余寿命进行预测,结果表明:模型的预测精度较高且不受限于数据的具体分布,作为管道剩余寿命的预测模型通用性较好。     

氢致微裂纹应力腐蚀损伤管道的寿命预测

管道的断裂损坏常常始于微裂纹,研究微裂纹的形成原因、分布情况、扩展规律、扩展速率和影响因素等对于管道的寿命预测有重要的参考价值。基于损伤力学原理分析了管道应力腐蚀损伤演化模型,根据微裂纹扩张的位能和动能计算式以及能量守恒原理,推导得出氢致微裂纹扩展速率与管道剩余寿命的关系:微裂纹扩展速率与氢压有关,随着氢压的增大而增大。结合实例计算了管输介质H2S和CO2含量对管道剩余寿命的影响规律,结果表明:当管道中同时存在CO2和H2S时,管道腐蚀加剧;当输送压力和其他参数不变时,随着H2S和CO2含量增加,管道剩余寿命逐渐减小。     

含硫管道腐蚀预测方法

针对气田集输管道腐蚀诸多因素的复杂性和不确定性以及管道腐蚀剩余寿命预测困难等问题,提出了适用于集输管道腐蚀预测的两种评价方法,即概率统计方法和人工神经网络方法.研究表明,这两种方法能较好地预测集输管道腐蚀变化趋势,为管道剩余寿命预测提供可靠依据.对腐蚀评价方法的发展趋势进行了分析.     

API 579与B31G剩余强度评价的保守性分析

腐蚀导致在役管道强度降低,运营者必须确定当前腐蚀缺陷下管道是否可以继续服役,目前可采用的评价方法主要有B31G和API 579系列。介绍了两种评价方法的理论基础,根据各自的基本假设导出了相应的评价方法的评价公式,并对此进行了深入的对比分析,得出通常认为过于保守的B31G的保守性比API 579低的重要结论。建议在单一荷载和简单缺陷形状下,按B31G进行管道的剩余强度评价。     

管道腐蚀剩余强度评价

基于现场采样管段腐蚀缺陷检测数据和智能检测器现场检测数据,采用TGRC-ARSP软件、TCP-FEM数值分析方法和全尺寸试验方法评价了克拉玛依—乌鲁木齐复线声529×7(8)管道腐蚀剩余强度。对严重腐蚀管段,可采用全部更换或挖坑检测后再进行评价方案,若在最大允许操作压力(3MPa)下,能安全运行则不予更换;对处在四级地区的中度腐蚀管段则需进行全部更换;对处在一级、二级和三级地区的中度腐蚀管段可采取维修和加强阴极保护的措施。改造后的管道可在最大允许操作压力(3MPa)下安全运行,并能满足油改气后对输气量的要求。     

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。     

含360°表面裂纹管道剩余强度评价

基于现场采样管段的材料力学性能测试资料和焊缝缺陷检测资料,采用FAD方法对某含360°内表面裂纹管道的剩余强度进行了评价。评价结果表明,该管道在0.8MPa压力下能安全运行,在1.4MPa压力下四级地区不能安全运行。     

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。     

油田集输管道介质多相流腐蚀数学模型研究

建立了多相流条件下油田集输管道介质腐蚀因素研究的数学模型。结合现场情况,研究了集输管道介质流速、含氧量、pH值、矿化度、温度、二氧化碳分压、含水率7个因素对20号管材的腐蚀影响趋势,指出在集输管道中介质的流速、含氧量、细菌变化范围较大,是造成集输管道局部腐蚀的主要原因,低pH值和高矿化度的环境也加速了管道的腐蚀进程。     

腐蚀管道最小壁厚测量和安全评价方法

介绍了埋地钢质管道管壁损失的测量方法，提出了适合现场使用的管道安全评价模式，该模式分为三个层次，依次为管道最小壁厚、危险截面尺寸和管道残余强度的评价，给出了管道安全评价实例。