长输管线失效状况模糊故障树分析方法

采用故障树法分析了长输管线的失效状况,根据管线失效的两种主要模式:泄漏和断裂,建立了管线失效的故障树。通过对故障树的定性分析,可得到引起管线失效的52个最小割集;通过定量分析则可以计算顶事件的发生概率以及进行底事件的重要度分析。采用专家判断法和模糊集理论相结合的方法评估了故障树的底事件发生概率的模糊性,并以长输管线故障树系统中的“安装质量差”这一底事件为例,计算出其模糊失效率为2.3545×10^-4。该方法可为处理模糊事件失效概率提供一种研究思路。     

油田联合站故障树评价研究

故障树分析是在油田集输联合站安全评价中被广泛应用的一项重要技术。通过对采油厂集输联合站工艺流程和危险因素的分析,建立采油厂集输联合站的故障树。采用布尔代数,求得故障树的最小割集,给出故障树顶事件失效概率和底事件结构重要度,进而确定该采油厂集输联合站顶事件的事故概率,得出影响该采油厂集输联合站安全性的重要因素。     

海底管道第三方破坏失效状况模糊故障树分析

同陆上管道相比,海底管道工作环境条件恶劣,运行风险更大,失效概率更高,故研究海底管道的失效情况具有重要意义。采用故障树法,对引起杭州湾海底管道第三方破坏失效的各个因素进行了分析,建立了第三方破坏故障树。通过对该故障树的定性分析,得到引起管线失效的16个最小割集;通过定量分析,计算其顶事件的发生概率并进行底事件重要度分析;采用专家调查和模糊集理论相结合的方法,评估故障树底事件发生概率的模糊性,并以杭州湾海底管道第三方破坏故障树中“自埋效果差”这一底事件为例,计算出其模糊失效率为3.348 5×10^-3。     

海底管道系统失效可能性评价方法研究

基于文献[1]所建立的海底管道系统失效故障树,探讨了将主观判断法与模糊数学处理方法相结合的海底管道系统失效可能性评价方法;利用该方法确定了失效故障树分析中各基本事件的发生概率,计算了顶事件的发生概率及各基本事件的概率重要度和临界重要度,并对影响海底管道系统安全可靠性的薄弱环节及影响因素进行了分析。     

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天然气管线常受到人为因素,应力、腐蚀介质与杂质的影响,致使管线发生失效,直接影响着天然气管线的可靠性和使用寿命。文章对引起管线发生失效的各个因素进行系统分析,建立以天然气管线失效为顶事件的天然气管线失效故障树。通过对天然气管线故障树的分析,得到了故障树的各阶最小割集,影响天然气管线发生失效的主要因素为人为破坏、严重腐蚀和管线缺陷,并提出了相应的措施以提高天然气管线可靠性。     

天然气管道放空系统失效的故障树分析

天然气在管道输送过程中往往存在超压问题,容易造成管道破裂,导致天然气泄漏、爆炸等事件,因此需要在天然气管道上设置放空系统。本文对引起天然气管道放空失效的各个因素进行系统分析,建立以天然气管道放空失效为顶事件的天然气管道放空失效故障树。通过利用故障树方法进行分析,计算基础事件导致管道放空失效的概率,寻找影响放空失效的根本原因,并提出了有效措施提高放空系统的可靠性。     

燃气管道失效可能性评价

本文对某段城市燃气管网进行了失效分析,利用布尔代数、故障树分析法,计算出影响燃气管道运行的各个基本事件的概率重要度。结果表明,外力影响、违章施工、选线不合理、管道承压能力低、第三方破坏和设计缺陷是影响管道可靠性的重要因素。     

大庆油田油气集输管网失效概率研究

结合大庆油田油气集输管网实际,改进了一种油气集输管网复杂系统的风险细化分析方法,并用于油气集输管网失效的计算。首先通过致命度分析方法 (FMECA)得到油气集输管网系统的主要故障类型,其次对相关主要故障类型进行FTA细化分析,建立了大庆油田油气集输管网风险评价的故障树模型,再应用布尔代数法求得故障树的最小割集,采用层次分析法和模糊数学相结合的方法计算出了故障树中各个基本事件的发生概率和重要度,并通过故障树中的逻辑关系求出导致管网失效的概率。计算结果表明,大庆油田集输管网失效概率为0.281 3;对大庆油田油气集输管网失效影响较大的因素按重要程度从大到小顺序,依次是管道运行年限、管材质量、土壤腐蚀速率、大气腐蚀速率、管道埋深、防腐层破损。据此指出,对于运行年限长的管道,由于管道发生了腐蚀,必须进行防腐层更换和必要的土壤回填,防止防腐层再次破损和第三方破坏;管材质量是次之的影响因素,如何做到提高管材的质量与控制投资之间的平衡是非常重要的。     

Macondo深水井漏油事故防喷器系统失效原因分析

深水防喷器系统是深水井控的核心设备,它的失效是导致Macondo深水井漏油事故的重要原因之一。为了识别Macondo井防喷器系统的主要失效原因,采用故障树分析法结合其防喷器失效过程进行分析,建立了具有14个基本事件的系统失效故障树。通过求解故障树的最小割集和径集,分别找出了系统失效的10种模式,对基本事件进行结构重要度计算,结果表明,剪切面有钻杆接头、内BOP阀门未关闭、水下蓄能器漏失等是导致系统失效的主要原因。对Macondo井防喷器系统失效概率的近似计算与实际情况相符,验证了失效原因分析的正确性。该研究有助于对Macondo深水井漏油事故的进一步分析,对深水防喷器的设计和选用也具有一定的理论指导作用和参考价值。      

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球罐作为天然气储存的主要手段之一，预防它的事故发生，提高其可靠性并延长安全使用寿命，对于安全生产和国民经济的稳定发展具有十分重要的意义。故障树分析方法是从分析失效因果关系中的顶部事件开始直到底部事件。它是由果到因、自上而下地进行分析，具有简明、直观、灵活的特点，是工程系统可靠性分析与评价的有效方法。中对引起天然气球罐发生失效的各个因素进行了系统分析，建立了以球罐失效为顶事件的失效故障树。通过对球罐故障树的分析，得到了故障树的各阶最小割集，确立了天然气球罐失效的主要形式，并提出了相应的改进措施。     

西气东输二线X80钢管焊缝疲劳寿命分析

输气管道运行过程中,输气量的变化会导致管道承受一定的波动压力,造成管道发生疲劳损伤,从而威胁管道的安全。通常在管材疲劳寿命测试和分析中尚未考虑置信度和安全概率的要求,不能完全满足管道可靠性评估的需要。为此,通过对管道焊缝材料进行疲劳实验,采用单边容限分析方法,同时考虑安全概率和置信度要求,建立了不同安全概率下西气东输二线X80钢管焊缝的疲劳寿命曲线;根据管道输气量不均匀系数,建立了管道的应力谱;在此基础上利用损伤累计原理评估了西气东输二线管道焊缝疲劳可靠性寿命。计算结果表明,在设计寿命周期内,西气东输二线管道不会发生疲劳破坏。该方法可以为管道疲劳寿命分析和可靠性评估提供依据,具有一定的工程应用价值。     

川渝地区管道高后果区第三方破坏因素分析

第三方破坏是危及管道安全平稳运行的重要危险源,也是引起高后果区输气管道失效的主要因素之一,直接影响管道的可靠性和使用寿命。数据统计表明,第三方破坏已上升为川渝地区输气管线失效的最主要原因之一。在对比分析鱼骨图法、原因因素纲要法、故障树分析法、损失因果模型分析法和实验分析法这五种方法的基础上,采用故障树分析法对川渝地区输气管道第三方破坏各个因素进行系统分析,建立了以第三方破坏致使输气管道失效为顶事件的川渝地区输气管道第三方破坏故障树。通过对故障树结构重要度的分析,得出了引起川渝地区输气管道第三方破坏的主要因素是自然灾害破坏、管道自身条件缺陷、公众教育和法制观念薄弱、施工作业破坏以及地面活动程度高。最后提出了相应的预防措施以缓解高后果区管道第三方破坏,确保输气管道安全、平稳、高效地运行。     

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由于失效评定图能反映油气管道断裂的不同形态，所以基于失效评定图的可靠性分析能确定油气管道的弹塑性断裂失效概率。文章介绍了采用可靠性指标评定管线的安全状况，提出了可靠性指标的计算方法，研究了可靠性指标的影响因素及变化规律。提出了失效评定图中的等可靠性指标线的概念，并根据油气管线工程的目标安全性水平，在失效评定图中作出了相应的等可靠性指标线，从而可以根据评定点在失效评定图中的位置，迅速确定管线的安全水平。     

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城市埋地燃气（主要包括天然气、煤气）管网在运行中会受到复杂环境因素和人为因素的影响,如果发生失效,就会直接威胁着管道沿线附近人员生命和国家财产的安全,因此有必要对燃气管道进行可靠性分析。失效树分析（Fault Tree Analysis）是一种已被广泛应用的可靠性分析方法。文章选取失效树分析法对引起城市埋地燃气管网失效的各方面因素进行了全面地系统分析,建立了以燃气管网失效为顶事件,包含了116个基本事件的城市埋地燃气管网失效树。通过逻辑运算,得到了失效树的287个最小割集,并通过实例计算与分析对上述失效树进行了验证。通过对最小割集的分析,得到了影响城市埋地燃气管网可靠性的各影响因素的逻辑关系。结果表明,第三方破坏、腐蚀、制造缺陷等是影响城市埋地燃气管网可靠性最主要的因素,并提出了相应的措施以提高燃气管网的可靠性。     

腐蚀作用下城市埋地燃气管道的失效概率分析

失效概率确定是管道定量风险评价的核心内容。为此,针对城市燃气输配管道特点,通过建立管道失效概率模型,利用可靠性理论得出了腐蚀作用下城市埋地燃气管道失效概率随服役年限的变化情况,并对影响管道失效概率的随机参数进行了分析。结果表明:在管道投入运行初期,腐蚀对管道失效概率的影响较小,其余参数的相对影响随工作压力大小而变化,当工作压力小于2.5 MPa时,竖直荷载是影响城市埋地燃气管道失效概率的最主要因素;随着工作压力的增加,竖直荷载影响失效概率的重要性逐渐下降,材料屈服强度、管道壁厚的重要性逐渐增加,而工作压力的重要性显著增加;当工作压力达到4.0 MPa时,对管道失效概率影响较大的因素为材料屈服强度、工作压力、竖直荷载和管道壁厚等;随着管道服役年限的增加,腐蚀对失效概率的影响增大并逐渐占据主导地位,在管道运行后期,影响管道失效概率的主要参数是腐蚀指数、腐蚀乘子和工作压力。