埋地管道受地面堆载作用的安全分析

针对地面堆载是否会使管道失效的问题,以X80埋地管道为研究对象,选用vonMises屈服准则作为管道的失效准则,通过简化建立管土相互作用的三维立体模型,将地面堆载视为均布荷载全部作用于管土模型上,选取不同的管道埋深、堆置物重度、堆置高度的参数来研究这三种因素对管道应力的影响,并运用仿真软件ABAQUS对模型进行有限元分析。研究结果表明,地面堆载对埋地管道的影响不容忽略,堆载高度的变化对埋地管道影响小,堆载重度的变化对管道应力的影响更加显著。在实际工程中,若不能避免要在埋地管道上大量堆放物品时,建议仅堆放像砂土、混凝土等重度较小的堆置物,保守建议存在可能出现堆载区域的埋地管道的埋深不应超过3 m。     

油气管道经济损失风险可接受准则研究

对于石油和天然气管道,风险评估的目的是降低风险而不是消除风险。就管道结构而言,要达到绝对的安全即所谓的零风险只是理想目标,成本高且技术上难以达到。探讨和确定了我国油气管道经济损失风险可接受准则。使用模糊故障树计算得出基于定量风险的管道的可忽略失效风险PC1≈4.083×10-6与最大可接受失效风险PC2≈3.329×10-3。基于此,提出了油气管道经济损失风险可接受准则制定方法,采用P-L曲线结合ALARP原理确定了油气管道企业职工伤亡事故经济损失风险可接受准则。获得的石油和天然气管道失效可接受风险准则的数量级与国内外化工行业特殊设备风险的现行可接受标准相同,但要达到国外现有风险水平还需要增加风险投入。     

基于故障树的油气集输管道腐蚀失效分析

鉴于油气集输管道腐蚀失效频率高,需要准确有效地分析腐蚀失效原因。通过建立故障树并进行结构重要度分析,确定集输管道腐蚀失效的原因;利用层次分析法(AHP)确立专家评判权重,运用模糊集理论建立集输管道腐蚀失效概率计算模型进行定量分析。结果表明:系统中外腐蚀的最小割集数量最多,应加强对外腐蚀的预防;根据结构重要度排序得出,应先对管道抗蚀性差、人为破坏以及运行变差制定防护措施,可通过提高管材防腐蚀能力、提高巡线频率、增加防腐绝缘层等,防止腐蚀失效事故的发生。集输管道腐蚀失效概率计算模型为油气田集输管道的完整性管理的开展提供了科学的指导。     

随机时空地震载荷下长输埋地压力管道的响应分析

传统长输管道的抗震研究仅考虑随时间变化的一致地震激励,而客观上长输管道遭受的地震载荷是随时间和空间同时变化的四维时空激励。为此,从统计学的角度将其作为随机过程和随机场进行研究,考虑场地类型的影响,基于随机过程的随机地震功率谱模型——Clough-Penzien模型的正交展开和随机场的半理论半经验模型,建立了适合于实际工程的随机时空地震载荷的数学模型,进行多点激励下的管道响应分析,结合von-Mises第四强度理论进行埋地压力管道的应力分析,并以某长输埋地压力管道为例,进行了数值模拟与分析。研究结果表明:(1)对于长输管道而言,非一致地震激励下的响应大于一致激励下响应的影响;(2)四维时空地震场域的耦合响应可以基于地震数据和模型处理后再进行分析;(3)地震作用下长输管道的响应具有随机时空的特性。结论认为:长输埋地压力管道在遭受地震载荷时,科学合理的分析设计方式需要同时考虑时空效应的影响;所建立的随机时空地震载荷模型,对于长输管道抗震设计具有重要的参考价值。     

基于修正DEMATEL的同桥并行管道风险评价

目前国内外学者仅针对埋地并行管道安全进行了大量的探索性研究，其他类型管道鲜有涉及。为此，建立同桥并行油气管道间风险评价指标体系，并基于DEMATEL方法分析同桥并行管道因素相互影响关系，构建各指标因素间的综合影响权重模型。评价结果表明：结合DEMATEL方法与变权理论建立了动态权重计算模型，精确反映了各指标的相互影响关系；建立了同桥并行管道风险评价指标体系与各指标风险等级划分标准，基于灰色关联法建立了风险评价模型，精确反映了修正前后的并行管道的风险等级，其评价结果符合工程实际，印证了并行管道内部影响因素的重要性。所得结论可为制定更为有效的管道敷设风险防范策略提供理论指导。