含缺陷压力管线概率失效准则的研究 I.压力管线重要度的模糊评价方法

指出压力管线重要度的评价是建立压力管线概率失效准则的基础。进而提出了一套石化、化工压力管线重要度的模糊评价方法 ,为含缺陷压力管线概率失效准则的研究奠定了基础     

含焊接缺陷压力管道安全评定系统--基于BS7910的理论及方法

针对含焊接缺陷压力管道评定中存在的不确定性,提出了建立在BS7910确定性评定基础上的可靠性评定方法,并开发出含焊接缺陷压力管系安全评定系统。该系统不仅能对含焊接缺陷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,具有极大的工程应用价值。     

含缺陷压力管线概率失效准则的研究Ⅰ．压力管线重要度的模糊评价方法

指出压力管线重要度的评价是建立压力管线概率失效准则的基础，进而提出了一套石化，化工压力管线重要度的模糊评价方法，为含缺陷压力管线概率失效准则的研究奠定了基础。     

含缺陷压力管道模糊失效概率的分析计算方法

应用模糊随机概率理论,在同时考虑压力管道评定参数的随机性和失效模式模糊性的基础上,指出含缺陷压力管道的失效概率实际上是一个模糊随机概率,进而提出了计算含缺陷压力管道模糊失效概率的方法。这种方法与仅考虑参数的随机性相比,更科学合理、更符合工程实际。     

带腐蚀缺陷采油管线剩余强度和剩余寿命的评价

为了评价某采油厂采油管道实际工况,基于ANSYS有限元法对管道腐蚀缺陷进行模拟,研究了不同缺陷类型下,缺陷长度、宽度、深度因素对管道失效的影响,分析了不同腐蚀类型缺陷对管道最大工作压力的影响。利用检测数据,对管道最大腐蚀速率进行了计算,并对管道剩余寿命进行了预测。结果表明:缺陷长度和深度是管道失效的直接影响因素,等效应力和工作压力成正比关系,管线的剩余寿命为10.2 a。此结果对管道的安全运行及维护具有重要的参考价值。     

内腐蚀管道失效压力非线性有限元分析

针对内腐蚀海底管道缺陷处泄露失效问题,建立三维管道有限元模型预测管道的失效压力,分析中考虑了材料非线性和几何非线性。通过对比发现,非线性有限元求解的极限失效压力与实验爆破结果较接近,预测值误差最大为4.8%,且结果偏于安全,证明非线性有限元分析方法评估腐蚀管线的剩余强度满足工程需要。并分析了缺陷尺寸对剩余强度的影响,结果表明,缺陷深度和长度是主要影响失效压力的因素,深度影响最大,宽度影响较小。在考虑腐蚀缺陷增长对失效压力的影响时,可以忽略宽度的变化,仅考虑深度和长度方向的扩展。     

贝叶斯网络分析在管道腐蚀失效概率计算中的运用

对某天然气管道腐蚀因素进行分析,确定了腐蚀失效的23个因素。根据贝叶斯网络分析原理,建立简单的贝叶斯模型,每个失效因素为一个贝叶斯网络子结点,管线腐蚀失效为贝叶斯网络根结点,通过各子节点间的条件概率关系,求子节点发生的概率,分析子结点与根结点之间的概率统计关系,利用条件独立性,简化概率分布,最后得出管道腐蚀失效概率。结果表明：利用贝叶斯网络法评价天然气管道腐蚀,结果可以指导天然气管道系统的维护和维修,降低管道运行的风险。     

含局部减薄缺陷管道剩余强度和剩余寿命的分析预测

局部减薄是压力管道缺陷中常见的一种体积型缺陷,会导致压力管道的剩余强度、承载能力和安全可靠性急剧下降,还会使疲劳裂纹、管体变形、管内输送物料泄漏甚至管道爆破等情况的概率增大,使用寿命降低直至损坏失效。为了防止局部减薄带来的危害,采用ANSYS有限元分析软件,以方形缺陷为研究对象,通过改变缺陷的轴向长度、宽度和深度,考察它对剩余强度和等效应力的影响,并结合采油厂实际数据进行管道寿命预测。     

含局部减薄缺陷X80长输管线的安全评定

为了准确评价含局部减薄缺陷管道的剩余强度,研究了API579-2007标准含局部减薄缺陷管道剩余强度的评价方法,针对长输管线,对评价流程进行了优化。以X80长输管线为研究对象,基于API579标准,完成了对含局部减薄缺陷管线的安全评定,得到的给定局部减薄缺陷下管道最大运行压力真实反映了含局部减薄缺陷管道的承载能力,二级评价的结果比一级评价更为精确,证明了API579标准评价含局部减薄缺陷管道的剩余强度的合理性。开发出含局部减薄缺陷的长输管线安全评定软件,该软件大大减少了安全评定过程中计算的工作量,提高了长输管线的安全评定工作效率,降低了评定的难度。     

基于FAD技术的含裂纹缺陷压力管道安全评定

裂纹缺陷是压力管道在服役过程中频繁产生的缺陷,对其进行安全评定就显得格外重要。对含裂纹缺陷进行安全评定方法很多,本文主要研究基于失效评定图技术的含裂纹缺陷压力管道的安全评定方法。     

浙江省级天然气管道第三方破坏失效概率计算方法探讨

第三方破坏不仅取决于管道自身条件,而且还受外部环境、运行管理条件的直接影响,所引起的管道失效概率具有很强的随机性。本文对欧洲输气管道失效数据库提供的相关失效数据进行线性回归分析,结合浙江省级天然气管道运行情况,基于风险评估第三方破坏评分体系与权重确定方法,综合考虑管道环境和运行管理条件,提出了管道第三方破坏失效概率预测模型。运用VB语言编制了计算程序,对8条管线进行计算,计算结果表明:对浙江省级天然气管道失效概率影响最大的因素是管径、壁厚和埋深。所建立的预测模型可作为评判输气管道第三方破坏的量化指标,为浙江省级天然气管道的运行、维护和检测提供参考依据。     

湿气管道水合物形成概率计算

水合物的生成给湿气管道流动安全带来隐患,管道流动安全评价对于保障安全生产和减少损失具有重要意义。湿气管道内水合物形成概率的计算是湿气管线流动安全评价的基础。选择管道入口参数为随机因素,基于可靠性的极限状态法,选用较高精度的Har-PR预测酸性天然气含水量,在湿气管线水力和热力计算基础上,按Chen-Guo模型计算水合物形成条件,以实际流动温度和水合物形成温度之差建立概率极限状态方程,采用组合概率法计算管线的水合物形成概率。分析环道入口数据认为,入口压力、温度符合正态分布,流量符合最大极值分布。示例计算表明：随机变量的均值和标准差都影响着湿气管道的水合物形成概率;湿气管道的水合物形成概率对不同随机工艺参数的敏感性不同;单随机变量样本数和组合随机变量样本总数同时影响着全线的水合物形成概率。     

含缺陷压力管线概率失效准则的研究 Ⅱ.某一具体被评压力管线可接受失效概率的确定方法

从满足工程实际应用的要求出发 ,初步确定石化、化工压力管线的可接受失效概率范围为[10 -6,10 -4]。在已建立了较为合理的压力管线重要度的模糊评价方法的基础上 ,应用模糊集理论中的扩张原则 ,建立了根据某一被评压力管线的重要性程度来确定其可接受失效概率的方法     

Plant-specific dynamic failure assessment using Bayesian theory

Abnormal events of varying magnitudes result in incipient faults, near-misses, incidents, and accidents in chemical plants. Their detection and diagnosis has been an active area of research [Venkatasubramanian, V., Rengaswamy, R., Kavuri, S.N., 2003a. A review of process fault detection and diagnosis, Part II: Quantitative model and search strategies. Computers and Chemical Engineering 27(3), 313-326; Venkatasubramanian, V., Rengaswamy, R., Kavuri, S.N., Yin, K., 2003b. A review of process fault detection and diagnosis, Part III: Process history based methods. Computers and Chemical Engineering 27(3), 327-346]. However, estimation of the failure probabilities of safety systems to predict these consequences (end-states), has received little attention in the CPI. In this work, methods for plant-specific, dynamic risk assessment are developed to predict the frequencies of abnormal events utilizing accident precursor data, helping to achieve inherently safer operations. These methods, which involve repetitive risk analysis after abnormal events occur, are especially beneficial for operations involving complex nonlinearities and multi-component interactions. Herein, the failure probabilities of safety systems and end-states are estimated using copulas and Bayesian analysis to ensure better predictions. The joint probability distribution for the failure probability of a safety system(s) having different consequences is modeled using the Cuadras and Auges copula [Nelsen, R.B., 1999. An Introduction to Copulas. Lecture Notes in Statistics, Springer, New York]. Accident precursor data are used to modify dynamically the initial estimates of failure probabilities to obtain posterior failure probabilities of the safety systems of an exothermic reactor. Finally, fuzzy memberships to various critical zones are formulated as a function of end-state probabilities to judge the safety status of a chemical plant.     

含表面裂纹压力容器失效概率计算的Lagrange方法

以PFM理论为基础 ,采用Lagrange方法对含表面缺陷焊接压力容器的失效概率进行了计算。结果表明 ,用Lagrange方法克服了迭代计算方法中有时收敛速度慢的缺点 ,特别是对于随机变量多、功能函数复杂的情况更能显示其优越性     

压力容器的疲劳寿命分析

针对压力容器的疲劳失效分析,以概率论为基础,推导了压力容器零部件的疲劳裂纹扩展寿命的计算公式.考虑到主要评定参数初始裂纹尺寸、工况载荷、断裂韧性、机械强度、系数等的不确定性和随机性,应用蒙特卡罗模拟法对这些具有某种特定分布的随机变量进行了随机抽样计算.并利用数值积分法编制了计算机程序,求出压力容器的疲劳寿命,并与一次二...     

高压反向人孔法兰结构的分析

参数化分析能准确地反映设计条件中各个参数变量对应力集中区域可靠性的影响,运用ANSYS分析软件对高压反向人孔法兰结构进行疲劳强度校核,再通过输入变量参数运用Monte Carlo method(蒙特·卡罗方法)进行变量的可靠性分析,在找到最主要的影响因素时将结构的失效概率控制在预定水平内,从而规避了常规设计无法控制的设计风险,在保证设计安全的条件下达到更加经济的效果。     

基于多源异构数据融合的化工安全风险动态量化评估方法

针对石化企业过程安全风险分析缺乏多源异构数据融合、难以解析风险动态时变机理的现状。首先基于改进的模糊Petri网建立风险动态传播模型,考虑初始事件失效、保护层失效和修正因子等参数,得到风险的实时变化概率;然后分析不同保护层失效对事故发生概率的影响,得到不同保护层的重要程度;最后,以正己烷缓冲罐溢流发生火灾爆炸事故为例进行动态风险计算,分析对比其在不同保护层失效下的事故发生概率变化,结果表明安全联锁系统对事故发生起关键作用,日常应加大对其检测力度,防止事故发生。     

Effects of weathering,scale, and rate of loading on polycarbonate fracture toughness

The fracture toughness of polycarbonate specimens of 3–9 mm thickness obtained from an actual aircraft canopy, were studied under accelerated weathering conditions and different rates of loading. Although no significant effects of thickness and loading rate on the critical stress intensity factors were observed, two different failure modes, brittle fracture and ductile fracture triggered by “pop-in,” were observed. The mode of failure was a random event and the probability of ductile failure associated with pop-in increases with the weathering time. More insight to material characteristics are gained through analysis of the specific fracture energy (SFE). The average values of SFE decrease monotonically with accelerated weathering time. This effect is ascribed to physical aging of the PC in the weatherometer that was corroborated through increases in density. The values of SFE seem to correlate with the probability for ductile fracture. This information can be used to establish conservative critical stress values for design. © 1994 John Wiley & Sons, Inc.     

城镇燃气管道泄漏事故树风险分析

城市燃气管道主要分布在人口和建筑物集中的区域,一旦破坏发生泄漏将对周围的人员及财产造成严重威胁。因此,有必要对其威胁进行风险分析。通过应用一种重要而常用的系统安全分析方法—事故树分析法(FTA)对城镇地下燃气管道遭受第三方破坏所致的泄漏事故进行了分析,建立了相应事故树模型。采用布尔代数化简法计算出事故树最小径集并对各基本原因事件的结构重要度进行排序。结合最小径集包含的各事件及结构重要度排序分析,可以确定事故管理的主要对象,并提出减少事故的措施,为确定安全对策提供可靠依据。