管道腐蚀缺陷失效概率及增长模型研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:amuro111
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随着管道运行时间的增长,目前很多管道已经处于运行年限超载的状态,进入了事故多发的运行阶段。由于其输送介质的特殊性,一旦在输送过程中发生事故,极易引发火灾、爆炸等事故,将会产生巨大的经济损失。因此,开展管道缺陷处的失效概率分析以及建立埋地管道腐蚀速率模型对管道的安全运行以及失效后果处理有着十分重要的意义。本文在对目前国内外管道风险评价进行文献调研的基础上,针对含缺陷管道的失效概率以及埋地管道腐蚀速率模型进行了研究,主要得到以下结论:(1)根据所测数据确定了裂纹深度、裂纹深长比、屈服强度和抗拉强度的概率密度函数,通过K-S检验发现,裂纹深度的概率统计模型为威布尔分布,裂纹伸长比的最优拟合函数为对数正态分布,屈服强度和抗拉强度的分布函数为正态分布。(2)在已知管道轴向表面裂纹参数的条件下,根据确定的分布函数来选取抽样函数,利用概率断裂力学和蒙特卡罗方法计算该管线由于裂纹而引起的失效概率。计算结果发现,当计算次数大于1000时,其失效概率基本稳定,在本文的研究条件下,Pf=0.0015。(3)根据现场35个试验点的试片和管段腐蚀缺陷测试结果发现,不同土壤环境下和不同破损直径下的管段腐蚀缺陷分布函数符合正态分布模型,其失效概率为0.021;通过人工神经网络方法建立了20#钢7类土壤关键影响因素下的点蚀速率模型和全面腐蚀速率模型,以28号坑腐蚀速率数据进行验证,误差在20%以内,具有较高的精度;以管道剩余寿命为目标,与点蚀速率/平均壁厚减薄量为自变量建立了实验试片和管段与现场实际管道之间的关联模型,其拟合公式均满足指数形式,并且三者的幂指数基本相同,可通过系数比值来近似对现场管道的剩余寿命进行预测,并制定下一步的检测周期。
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