基于广义极值分布的点蚀管道剩余寿命预测及案例分析

为了预测点蚀管道的剩余寿命，在对老龄管道腐蚀失效段的腐蚀深度进行拟合统计分析的基础上，建立广义极值分布函数，采用改进的人工鱼群算法（IASFA）优化模型参数，并利用估计结果预测整条管道最大腐蚀深度，基于可靠度理论预测了管道剩余寿命，并进行了案例分析和算法对比。结果表明，不同服役年限下腐蚀深度符合的概率分布函数不同，Gumbel分布、Frechet分布和Weibull分布的拟合优度较好，其余模型的拟合效果较差，仅用一种模型表征腐蚀状况具有局限性；通过案例分析，广义极值分布法、有限折线近似法、常规剩余寿命预测法计算的管道设计寿命分别为30.96、23.87、20.77 a，剩余寿命分别为14.96、7.87、4.77 a，广义极值分布法的计算结果与实际设计寿命一致，预测模型不受数据分布限制，其结果具有实际的指导意义。     

气田集输管线腐蚀预测方法研究

针对气田集输管道腐蚀因素的复杂性和不确定性以及管道腐蚀剩余寿命预测的困难性。比较分析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线腐蚀变化趋势,为管道剩余寿命预测提供可靠依据。并对腐蚀评价方法的发展趋势进行了分析。     

管道最大腐蚀坑深的极值统计方法研究

极值统计方法的原理是:对最大值或最小值数据进行极值统计,构造实际问题的统计分析模型,采用统计方法推断获得最大极值或最小极值的估计值,作为评价或预测评估的依据。长输管道的腐蚀类型多为均匀腐蚀或点腐蚀,采用极值统计方法对在役管道的点蚀尺寸进行预测,进而评价管道的剩余强度,对于控制管道的腐蚀穿孔事故、指导管道的修复更换、延长管道的使用寿命具有重要意义。文章讨论了管道最深点蚀孔深度的统计规律以及局部腐蚀深度最大极值估计值的确定方法,并给出了实际算例。分析结果表明,这一方法可用于在役管道缺陷尺寸的预测。     

概率统计在压力管道腐蚀剩余寿命评估中的应用

对长期暴露在外并受大气腐蚀的压力管道进行了腐蚀剩余寿命研究。通过随机实测管道表面的腐蚀凹坑深度，并采用概率统计的方法得到了管道最大腐蚀深度，然后参照ＡＳＭＥ规范的有关准则进行了管道的腐蚀剩余寿命评估。     

天然气内部集输管道腐蚀预测方法评价

根据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的困难性，比较分析了适用于集输管道腐蚀预测的两种方法。研究表明，这两种方法能较好地预测集输管线腐蚀变化趋势，为管道剩余寿命预测提供可靠依据。     

在役油气管道腐蚀剩余寿命评估

在役油气管道剩余寿命评估的常用方法有经验公式方法、可靠度分析法和有限元分析方法等。阐述了这几种常用的管道剩余寿命评估方法的特点,通过可靠度分析法评估管道腐蚀的实例,并基于某段管道的实际运行环境,利用实地检测数据,根据API RP 579准则、可靠性原理和概率统计方法对该管段进行了腐蚀剩余寿命预测,得出了预测结果。     

腐蚀管道的可靠性评价

油气管道随着服役时间的增加,由腐蚀引起的管道穿孔和断裂等事故隐患加大,因此,对腐蚀管道进行可靠性评价具有重要作用。腐蚀管道的可靠性评价主要涉及对管道剩余强度的评估和剩余寿命的预测。文章介绍了现在常用的腐蚀管道剩余强度的评估方法和剩余寿命的预测方法,运用可靠性理论建立最大安全压力和工作压力的干涉模型以及临界腐蚀深度和实际腐蚀深度的干涉模型。这种基于可靠性理论的评价模型具有一定的合理性,能够最大限度地降低管道工程建设的投资成本,为管道的维修和安全管理提供科学依据,并提出了做好管道基础数据统计工作、加强工程技术人员可靠性理论培训和尽快建立一套完整的评价模型的建议。     

钢制压力容器与管道腐蚀剩余寿命可靠性预测

在已有研究成果的基础上,借助数理统计方法,分析认为介质及环境对钢制压力容器 与压力管道的最大腐蚀深度符合Ⅰ型极大值分布,耐腐蚀寿命属于Ⅰ型极小值分布。初步建立了 腐蚀剩余寿命与腐蚀速率及变异系数、腐蚀裕量、可靠度之间的定量关系,得到了确定腐蚀剩余 寿命的计算公式。实例计算表明,该方法比现有腐蚀剩余寿命计算方法更科学、更合理。最后指 出最大腐蚀深度和腐蚀速率等参数的变异系数往往大于0.2,因此不宜用正态分布模型进行压力 容器与管道耐腐蚀剩余寿命的计算与分析。     

埋地管道外腐蚀两阶段模型及其剩余寿命预测

传统的埋地管道腐蚀生长过程模型一般将管道从投入使用到检测时刻的持续时间作为腐蚀时间,认为管道从投用即开始腐蚀。埋地管道通常采用外防腐层和阴极保护等措施以减缓腐蚀,当防腐层破坏后管体金属才会腐蚀。基于实际的腐蚀过程,将埋地管道的腐蚀过程分为两个阶段:1管道防腐层失效阶段,该阶段管体本身不发生腐蚀。2管道腐蚀且腐蚀缺陷扩展的阶段。应用线性腐蚀生长模型对腐蚀缺陷的扩展过程进行了建模,利用检测数据对模型进行了参数估计,通过对预测腐蚀深度分布与实际腐蚀深度分布结果比较后发现,两阶段模型比传统的一阶段模型具有更好的拟合效果,在此基础上,运用Monte Carlo仿真方法对实际的管道剩余寿命做出了预测。     

应用时间序列分析方法预测油气管线点腐蚀深度扩展

点腐蚀是影响油气管线剩余寿命的重要因素，预测油气管线的点腐蚀深度扩展行为是评价管线剩余寿命的关键步骤之一。基于时间序列分析处理动态数据的特性，建立了点腐蚀观测数据时间序列分析模型，并结合实例对方法的有效性进行了分析，结果表明，应用时间序列分析预测油气管线点腐蚀深度扩展是切实可行的。     

基于马尔可夫理论的油气管道腐蚀寿命预测

为有效预测油气管道的腐蚀失效情况,建立了基于马尔可夫理论的油气管道腐蚀寿命预测模型,并结合实际数据,验证了该寿命预测模型的可行性。根据采集到的管道最小剩余壁厚历史数据,依据石油天然气行业标准SY/T 6151的规定,将管道的腐蚀状态进行分类;结合管道腐蚀机理,拟合采集的历史数据,得到管道腐蚀最小剩余壁厚预测物理模型,计算管壁腐蚀状态的转移概率矩阵;根据最后一次检测时数据,设定该时刻管道腐蚀状态为初始分布,运用马尔可夫理论,计算出管道的剩余寿命。     

油气管道腐蚀因素及剩余寿命预测研究

目前油气管道已成为油气集输的主要方式,管道一般敷设于地下,复杂的环境容易造成管道腐蚀,引起油气泄漏甚至发生安全事故。因此,对管道腐蚀因素分析及管道剩余寿命预测具有重要意义。本文对管道腐蚀因素及剩余寿命进行预测,可为管道的保护、检修提供依据。     

输油管道腐蚀缺陷评估与剩余寿命预测

选择局部高风险管段对某输油管道进行漏磁检测作业,统计管线腐蚀缺陷周向位置分布,结合腐蚀检测数据,建立了ASME-B31G腐蚀缺陷容限尺寸模型。由统计数据分析表明,腐蚀缺陷深度和缺陷长度分别满足指数分布、对数正态分布,采用拟合的方法得到径向腐蚀速率计算公式。结合容限尺寸模型对腐蚀缺陷部位的剩余强度进行了评价,采用概率的方法对局部管道进行了失效概率的预测计算。结果表明:该输油管道的腐蚀较为严重,在目前的工作压力下,管段上的中度缺陷有一定的安全余量,对管道的安全操作不构成威胁;但在设计压力下,一些中度缺陷的剩余强度不能满足要求,需要进一步评估。     

储油罐底板腐蚀的概率统计和评估的研究

用概率统计方法对腐蚀环境基本相同的3组不同服役年限的储罐底板腐蚀分布及穿孔失效与时间的关系进行了研究,研究表明,腐蚀穿孔失效率与时间呈指数关系,随着服役年限的增加,储罐底板腐蚀穿孔率大为提高;腐蚀蚀坑最大深度分布服从极值分布规律,根据分布规律可预测储罐底板的最大腐蚀深度。为储罐综合评估及储罐的维护和管理提供了依据。     

基于不同随机退化过程的腐蚀管道时变失效概率

在进行腐蚀管道的时变失效概率分析时主要存在腐蚀管道失效状态的判定以及管道腐蚀退化过程的准确模拟两个问题。基于管道试验爆破数据，依据损失函数值最小选择了管道剩余内压承载力；将随机过程——伽马过程、逆高斯过程和维纳过程引入到计算腐蚀管道的失效概率中；结合蒙特卡洛法计算了管道的时变失效概率。以一组工况为例，分析了退化过程的类型和参数对管道时变失效概率的影响，并评价了确定管道剩余寿命的不同方法。结果表明，DNV-RP-F101规范公式相对更符合实际情况的管道剩余内压承载力表达式；使用随机退化过程模拟管道的时变失效概率可以很好地描述腐蚀增长的随机性，为预测管道时变失效概率提供准确可靠的结果。     

用数理统计方法预测油套管腐蚀剩余寿命

在稠油开采过程中,由CO2腐蚀造成的油套管损坏事故频繁发生,有必要对油套管进行可靠性评估和剩余寿命预测。文中分析了油套管腐蚀机理和规律,研究了腐蚀概率分布规律;通过长效实验,结合室内加速腐蚀实验数据,运用数理统计方法预测了腐蚀发展规律;通过预测油套管剩余强度和安全系数可以预知套管的剩余寿命。预测结果与实际情况接近,证实了油气井套管CO2腐蚀符合指数概率分布类型。以概率统计预测的腐蚀速率为依据,结合套管强度设计方法,可以有效预测油套管剩余寿命。     

融合腐蚀速率与数据驱动的油气管道寿命预测

油气管道在复杂恶劣的运行条件下会受到各种腐蚀因素与管道自身退化的影响，大幅降低管道运行的安全性和可靠性。为提高管道寿命预测的准确度，建立了一种融合腐蚀速率模型和数据驱动的寿命预测方法。首先根据管道的历史退化数据建立维纳退化模型，其次利用腐蚀速率模型对漂移系数进行描述，从而估计模型中的未知参数，最终获得管道剩余寿命的概率密度函数及预测值。以某腐蚀油气管道的退化数据为例，验证该模型的准确性。研究结果表明：结合维纳过程和数据驱动模型，将影响管道腐蚀的外部环境因素和管道自身退化数据充分利用，能够有效预测管道的寿命，具有较好的可行性与适用性。研究结果可为油气管道维修策略制定提供参考。     

在役埋地压力管道可靠性分析技术研究——压力管道风险管理理论及其关键技术研究(5)

在讨论埋地钢质管道腐蚀情况的基础上,假设坑蚀深度服从截尾极值分布,依据随机变量极小值的统计分布理论,提出了一种土壤环境下钢质管道可靠度的预测方法.研究了在定时截尾的寿命数据下,极值分布中形状参数α以及尺度参数β的极大似然估计.并且利用Matlab软件编程计算出参数α和β以及(O,t)内任何时刻的可靠度,从而初步建立了在役埋地压力管道可靠性分析技术.     

海底管道腐蚀速率预测及计算分析

为了监测海底管道腐蚀状态，预测管线腐蚀速率，评估管道强度变化情况，通过海底管道腐蚀产物的检测分析，指出海管内部发生气体腐蚀。结合超声导波检测、测厚抽查等方法，通过对腐蚀缺陷进行统计分析，得出海底管道剩余壁厚、腐蚀深度范围等数据，并采用OLGA 7.1软件建立海底管道腐蚀预测模型，计算分析出海底管道的腐蚀速率。结果表明:海管内部结垢后易发生垢下腐蚀，海底管道腐蚀深度为0~6.9 mm，腐蚀速率为0.015~0.022 mm/a，腐蚀速率在管道高程上升段变小、高程下降段变大。研究成果可为海底管道监测与维护提供依据。     

复杂山地高含硫集输管道剩余强度评价技术研究

目前,腐蚀管道剩余强度评价标准和评价体系方法日趋成熟,但并不是每个剩余强度公式均适用于所有类型地面集输管道的安全评估,合理选择剩余强度公式至关重要。为此,选取10个腐蚀管道剩余强度评价模型,结合国内某高含硫气田腐蚀管段的智能检测、开挖及测试数据,对这10种评价模型进行系统计算研究,结果表明:强度理论法的计算结果能有效说明腐蚀深度对集输管道最大安全工作压力的影响,且应用范围广,计算结果安全系数最高;其次为SY/T 6477—2014,再次是API 579和PCORRC方法;修正ASME B31G、ASMEB31G—2009准则和RSTRENG方法计算结果基本相同。该研究结果为复杂山地高含硫集输管道合理选择剩余强度公式提供了理论依据。