基于R6的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统(Ⅰ)——理论及方法

含缺陷压力管系的概率安全评定是石油化工行业中一个新兴的重要课题,概率断裂力学的出现和发展提供了强有力的手段.针对含缺陷压力管系断裂失效分析模式,结合实际操作工况,考虑多种载荷因素及材料性能参数,提出了管系断裂失效风险分析方法.在此基础上,运用R6选择1评定技术路线,考虑压力管道缺陷尺寸、承受载荷、材料断裂韧性及流变应力等参数的随机性及分布特征,对各随机变量进行模拟实际操作工况抽样,应用Monte Carlo数值计算方法确定含缺陷压力管系上每个独立缺陷引起的失效概率,进而计算出整个管系的失效风险概率.为石化企业诊断系统安全提供了一个技术手段.     

基于R6的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统（Ⅰ）—理论与方法

含缺陷压力管系的概率安全评定是石油化工行业中一个新兴的重要课题 ,概率断裂力学的出现和发展提供了强有力的手段。针对含缺陷压力管系断裂失效分析模式 ,结合实际操作工况 ,考虑多种载荷因素及材料性能参数 ,提出了管系断裂失效风险分析方法。在此基础上 ,运用R6选择 1评定技术路线 ,考虑压力管道缺陷尺寸、承受载荷、材料断裂韧性及流变应力等参数的随机性及分布特征 ,对各随机变量进行模拟实际操作工况抽样 ,应用MonteCarlo数值计算方法确定含缺陷压力管系上每个独立缺陷引起的失效概率 ,进而计算出整个管系的失效风险概率。为石化企业诊断系统安全提供了一个技术手段。     

基于蒙特卡罗法管道失效概率的计算

含缺陷压力管道的可靠性在工程中是十分重要的。针对石油工业管道上可能存在的各种缺陷类型,要充分考虑缺陷尺寸、工况载荷等参数的不确定性,而引入了蒙特卡罗法对这些不确定的参数进行随机抽样。蒙特卡罗法是以概率和统计理论方法为基础的一种计算方法,能够比较逼真地描述具有随机性质的事物的特点,克服了确定性失效评定方法的缺点,较为准确地计算出管道的失效概率,为石化企业诊断系统安全提供了一个技术手段。     

基于GB／T19624-2004对含缺陷压力管道的安全评定

针对石化企业含缺陷压力管道评定中存在的不确定性,提出了建立在GB/T 19624-2004评定路线基础上的可靠性评定方法,并开发出含缺陷压力管道安全评定系统。该系统不仅能对含缺陷压力管系进行确定性评定,而且能获得管系内每个缺陷的失效概率和整个管系的失效概率。     

基于R6的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统(Ⅱ)——工程应用及算例

考虑几种主要随机因素 :缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧性、机械强度等参数的不确定性 ,针对石油化工工业管道上可能存在的各种缺陷类型 ,基于PD 6 4 93,R/H/R6 - 95和SAPV(95 )三种权威的失效评定规范 ,编制了通用的含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统。运用其中的R/H/R6 - 95模块的选择 1计算了一条典型的具有多种类型缺陷的工业管道 ,程序对每个缺陷单独进行评定 ,给出了单个缺陷的失效概率 ,并最终给出整条管线的失效概率。含缺陷压力管系断裂失效风险分析系统不仅准确实现了各规范的技术要求 ,且工程应用极为方便 ,操作简单 ,运行稳定 ,计算效率高。实践证明 ,该系统具有广泛的使用价值     

腐蚀管道剩余寿命及参数灵敏度分析

考虑腐蚀速率的影响,改进了计算腐蚀管道失效压力方程,建立了管道腐蚀剩余寿命预测的概率模型,采用重要抽样法对其进行模拟,并通过目标可靠度指标确定管道的剩余寿命,提出了一种新的管道腐蚀寿命预测方法,并对管道的各项参数进行灵敏度分析,讨论了这些参数变化对管道失效概率的影响,得出径向腐蚀速率为缺陷管道失效的主要因素.     

基于新R6含缺陷压力管系失效风险分析方法

压力管系所含缺陷种类较多,具体的失效形式也有其各自的特点,同时受到现有缺陷检测技术、管系结构及实际工况等因素的影响,要从整体上求得其失效概率,采用确定性的方法是比较困难的。为了能够更确切的反映实际工况,就需要采用概率论的方法。考虑到缺陷尺寸、材料断裂韧性等参数的随机性,应用Monte Carlo数值计算方法对所需的评定参数,依据不同的分布类型进行抽样,计算缺陷附近的应力分布。运用修订版的R6作为评定技术路线,确定含缺陷压力管线上每个独立缺陷引起的失效概率,进而计算出整个管系的失效概率。     

结构体系随机模糊失效模式的确定方法

定义结构在考虑随机与模糊两种不确定性因素时的失效模式为广义失效模式,研究了描述基本变量的随机和模糊性的各种参数对模式失效概率的影响,以及描述安全与失效模糊状态的各种参数对模式失效概率的影响,分析了在选择临界时应考虑的因素,提出了结构安全裕量对模糊安全域和模糊失效域的隶属函数的确定方法,给出了基本变量具有随机模糊性时综合考虑元件强度的值,变异系数以及隶属函数中的参数的临界元件选择准则,了枚举结构体系     

基于载荷试验的夯实水泥土桩复合地基模糊随机可靠度分析

基于夯实水泥土桩复合地基载荷试验数据,以复合地基的沉降率为分析变量,考虑了变量的随机性及破坏失效的模糊性．采用概率统计方法确定变量的参数分布,用模糊统计方法确定失效准则的隶属函数,利用概率理论与模糊数学的概念建立复合地基失效的模糊失效概率和可靠度计算的方法,并通过实例分析了目前夯实水泥土桩复合地基载荷试验的可靠度指标．     

基于人工神经网络的含缺陷压力管道失效模式的识别

应用一各匠人工神经网络模型－－反向传播模型对含缺陷压力管道的失效模式进行了识别，结果表明，人工神经网络完全可以用于预测管道的失效模式。     

联合模糊和随机不确定性的结构可靠性分析

针对模糊参数和随机参数同时存在的情况,运用蒙特卡罗随机模拟产生随机样本,结合模糊可能性分布,通过使用进化策略的α-截集优化方法,进行模糊分析,从而获得模糊结果的集合.通过证据理论对模糊结果集合进行后处理,获得边界概率累积分布.另外通过对参数进行模糊可能性分布和随机分布的相互转换,进行只有单类参数的模糊分析和随机分析,并与联合考虑模糊和随机参数方法相比较,结果表明,该方法能够同时考虑参数的随机性和模糊性,在参数到结果的不确定性传递过程中人工误差较少,并能够给出更合理的结果.     

汽包与管道抗疲劳断裂可靠性分析方法

针对火电厂中汽包与管道在运行过程中发生疲劳断裂失效这一类问题 ,提出一种概率疲劳断裂失效分析的新方法 ,它以汽包与管道类压力容器结构的初始疲劳质量状态为基础 ,考虑了汽包或管道在疲劳条件下材质损伤衰变、萌生裂纹及其扩展时的随机性 ,建立起以裂纹长度为准则的汽包与管道发生疲劳断裂失效时的功能函数 ,同时还给出了JC法和一次二阶矩法计算的汽包或管道在不同循环次数下的疲劳裂纹超过数概率     

压力管道缺陷评定方法的现状与发展

综述了含缺陷压力管道安全评定的方法,并加以简要的评述,同时指出工程化,可靠性和智能化是当前含缺陷压力管道安全评定方法的发展趋向。     

基于 FTA-BN模型的城市燃气管道失效风险分析

为了找出导致城市燃气管道失效事故的原因,以城市燃气管道失效事故为研究对象,采用故障树方法和贝叶斯网络模型对其进行分析。通过实例分析,找出了导致某市城市燃气管道失效事故概率较大的因素分别为：阴极保护失效、外腐蚀、内腐蚀、外力影响、施工缺陷等。结果表明,基于FT A BN模型的城市燃气管道失效风险分析方法注重基事件的多态性和事件间逻辑关系合理性,能推算出更准确的基事件概率分布,同时可以找出导致事故发生的最有可能途径,为城市燃气管道失效事故预防、风险控制、安全管理提供较为合理性建议。     

含体积型缺陷管道的剩余强度评价

由于管道输送介质易燃、易爆等特点,管道一旦失效,发生泄漏,输送介质将迅速扩散,遇到火源就会剧烈燃烧,甚至爆炸,其后果是灾难性的。为了防止管道意外事故的发生,采取适当的方法对含体积型缺陷管道的剩余强度作出评价。基于含体积型缺陷管道的受力情况,应用ABAQUS有限元分析软件模拟缺陷管道的力学行为,计算含体积型缺陷管道的失效压力,分析缺陷长度、缺陷深度以及缺陷宽度与失效压力的关系,得出管道允许存在的最大缺陷尺寸。依据该尺寸对含体积型缺陷管道作出继续使用、降压、修复、更换等方案选择,以此保证油气管道的输送安全。     

基于雷-菲法的油气管道可靠性分析

影响管道安全可靠性的因素众多且具有随机性,因此直接求解极限状态方程比较困难。应用雷-菲法,求解过程简便且精度高。基于可靠性理论和B31G—1991标准,综合考虑腐蚀缺陷长度、径向缺陷深度、腐蚀速率、壁厚、管材屈服强度、管线内压等可靠性影响因素的随机性,应用雷-菲法建立腐蚀管道可靠性评价模型,编制了相应的计算程序。计算结果表明,缺陷深度是管道失效的主要影响因素;管道的可靠性指数随缺陷长度、缺陷深度、径向腐蚀速率的增加而降低,随着管材屈服强度的增加呈线性增加,随内压的增加迅速减小。     

管线断裂失效概率模型及计算

以相关管道档案、检验报告作为原始资料, 配合现场调查及观测, 采用“ 在役压力管道失效风险分析系统(SAPP)” , 对管线断裂失效风险进行分析。将管线中各缺陷安全状况与失效风险有机地结合起来, 在当前检测缺陷数据基础上, 通过适当选取概率模型, 计算管线的失效风险概率。对于准确了解管线的安全状态, 制定具有针对性的检修计划, 加强管线维护, 保障装置的安全稳定运行有重要的现实意义。     

模型参数不确定性对排水管网功能状态评价的影响

降雨时空分布的随机性,下垫面的复杂性,以及管网在设计、施工、使用过程中的不确定性,导致排水管网水力模型参数取值存在着不确定性.为了评估参数不确定性对节点和管道功能状态评价的影响,建立了考虑降雨输入、产流、汇流、管网水动力计算各过程不确定性参数的分析模型.根据建模流程的参数要求和文献结论,选择了暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)建模过程中的14个参数作为不确定性参数;基于模型参数的增量对计算结果的影响分析,进行了参数灵敏度排序,选取了5个主要参数进行不确定性分析;基于SWMM求解器,采用Monte Carlo随机模拟方法计算了节点、管道的失效概率和相应的溢流时间、体积、充满度模拟均值、变异系数;通过对比参数取中值的确定性工况计算出的节点、管道的相应结果,分析了不确性与确定性分析结果的差异性.算例分析结果表明:在降雨输入和模型计算过程中均存在影响较大的不确定性参数,有必要考虑模型计算全过程参数的不确定性;相对于确定性工况,不确定性分析模型对高风险概率的节点和管道具有较好的识别效果;不确定性分析识别出的不可靠节点的溢流时间、体积模拟值相对确定性工况全网平均值的变化率分别达到了29.13％、10.41％,各管道充满度的变化率最高可达22.31％.     

双向地震动的随机性对倾倒式危岩模糊可靠度的影响

危岩体在地震作用下极易发生崩塌灾害，为计算倾倒式危岩在双向地震作用下的稳定性，并探究地震动随机性对倾倒式危岩动力模糊可靠度的影响，通过结构动力学和随机过程理论对倾倒式危岩的动力响应进行了分析。首先，基于结构动力学理论建立了倾倒式危岩地震动力响应力学模型及其在两条主控面上的运动方程，分别采用Wilson-?法和虚拟激励法求解运动方程，建立了倾倒式危岩在确定性地震波和随机地震激励下动力响应计算方法。然后，基于极限平衡理论推导了倾倒式危岩在确定性地震作用下动力稳定系数计算公式，并将随机地震视为平稳随机过程，基于首次穿越破坏准则求解了倾倒式危岩在随机地震激励下地震力峰值响应的均值和方差，从而建立了危岩随机动力稳定性计算方法。最后，将倾倒式危岩失稳事件视为模糊事件，引入模糊失效准则并采用改进的Monte-Carlo法计算危岩体的模糊可靠度，建立了动力模糊可靠度快速计算方法，并分析了地震动随机性对模糊可靠度的影响。将本文方法应用到工程实例中，结果表明：考虑地震动随机性后倾倒式危岩的动力稳定系数和模糊可靠度分别增加了6.34%和22.83%，降低了危岩体的失效概率，且采用模糊失效准则计算得到的模糊可靠度更偏于工程安全。考虑地震动的双向性和随机性较好地判断了倾倒式危岩的动力稳定性，为危岩随机地震动力稳定性评价提供参考。     

腐蚀管道的破坏压力预测

采用插值法计算具有复杂腐蚀形状管道的破坏压力，这一方法根据腐蚀管道破坏压力的上限和下限，并且考虑了腐蚀缺陷的具体形状和相邻缺陷之间的相互作用，同时介绍了插值系数的计算方法。