在役油气管道土壤腐蚀研究现状

油气输送管道在运行过程中,由于防腐层破损,管道将受到土壤的腐蚀作用,从而导致腐蚀穿孔事故的发生。开展管道土壤腐蚀速率测试和腐蚀寿命预测方法研究,对于保障油气管道的安全运行,避免管道失效事故的发生具有重要的工程实用价值。文章综述了国内外对在役管道土壤腐蚀速率测试方法、土壤腐蚀速率模型建立和土壤腐蚀剩余寿命预测方法等方面的研究成果。     

基于逆高斯过程的腐蚀油气管道维修策略

对腐蚀油气管道系统的剩余寿命进行预测可以为优化维修决策方案提供依据。考虑到油气管道不同状态下的腐蚀,将逆高斯随机过程理论引入油气管道腐蚀评估领域,提出逆高斯-状态空间油气管道腐蚀退化过程模型和维修决策优化模型。首先根据其腐蚀机理建立逆高斯-状态空间退化过程模型,运用经验最大化算法与粒子滤波算法相结合的参数估计方法对模型中的参数进行求解,得出腐蚀油气管道的剩余寿命分布函数和概率密度函数;进而建立腐蚀油气管道的维修决策优化模型,计算出模型最优的维修更换时间和最小费用,制定出较合理的维修方案;最后用腐蚀油气管道的实验数据对模型进行验证。应用实例表明,优化模型用于油气管道腐蚀评估和维修优化是可行的。     

基于Lasso-Wiener模型的埋地腐蚀管道可靠性评价

为研究埋地腐蚀管道的可靠性,通过套索回归算法对影响管道腐蚀的关键因素进行数据提取和降维,建立基于维纳退化模型和加速应力方程的可靠性分析模型,并利用马尔科夫链-蒙特卡洛方法对未知参数进行估值。以某腐蚀管道为例,选取5个因素作为土壤腐蚀代表因素,管道可靠性先保持平稳后急剧减小,可靠度为90%的时长为12.5年,剩余寿命为14.7年,与实际情况相符。该模型是通过产品性能退化过程建立的可靠性模型,具有较好的适应性和准确性,研究结果为小样本数据的利用提供了实际参考。     

基于复化Simpson公式和插值的管道腐蚀速率预测

管道腐蚀是引起管线破坏的主要因素之一，预测管线的腐蚀变化趋势是延长管道寿命，保证管道安全运行的重要步骤。影响腐蚀各因素之间的相互作用十分复杂，实验过程不能控制所有因素变化情况，实验结果分散性比较大，有必要采用各种科学的方法对实验数据进行分析处理。比较分析了主要的油气管道腐蚀速率预测方法，修正并完善了GM（1，1）模型的边界条件，利用复化Simpson公式和Lagrange插值法重新构造了GM（1，1）模型背景值，改进了传统模型只能对等时距时刻的腐蚀速率数据进行预测的缺点，得到全新的GM（1，1）预测模型计算公式，计算简便、使用方便、提高了预测精度。     

基于关联分析的多因素灰色模型群应用于注水管道腐蚀速率预测研究

针对油田注水管道中腐蚀速率受到多种因素的影响,表现出复杂的非线性规律,腐蚀速率预测较困难的问题,提出了基于关联分析的多因素灰色模型群预测方法。多因素灰色模型群预测方法通过关联度分析,对原始数据进行生成处理,生成具有较强规律性的数据系列,然后建立相应的灰色预测模型群进行预测。实例应用表明,基于关联分析的多因素灰色模型群预测方法预测得到的腐蚀速率和实测值能较好吻合,预测精度较高,计算所需数据少,计算量小,适用于油田注水管道、油气输送管道等复杂腐蚀体系的腐蚀速率预测。     

基于PCA-WNN模型的油田回注水管道腐蚀速率预测

针对油田回注水管道的腐蚀问题,对引起回注水管道腐蚀的相关因素进行系统分析,建立PCA-WNN模型,使用PCA (主成分分析)算法对回注水管道腐蚀影响因素进行优选,使用WNN (小波神经网络)算法对回注水管道的腐蚀速率进行预测,将预测结果与实际腐蚀速率、PCA-BP神经网络和PCA-GM (1, m)模型的预测结果进行对比,并计算每种算法预测结果的平均绝对误差和数据训练时间,以此验证该模型应用的可行性。研究表明:管道内涂层完好性和CO_2含量对管道腐蚀速率的影响较大,而回注水压力对管道腐蚀速率的影响较小;PCAWNN模型预测结果的平均绝对误差仅为1.35%,远小于其他两个模型预测的平均绝对误差,模型学习时间仅为2.39 s,远小于其他两个模型的学习时间,证明该模型可用于油田回注水管道腐蚀速率预测。     

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。     

采油管道的失效概率和剩余寿命预测模型研究

随油气田开发时间的不断延长,油气田内油气采集管道发生失效的可能性也在不断的增加。文章基 于油气采集管道失效概率模型和剩余强度模型,建立了基于腐蚀的采油管道剩余寿命和失效概率计算模型,分析 了工作压力、腐蚀速率、屈服强度等因素对采油管道的腐蚀失效概率和剩余寿命的影响规律。结果表明,文章所建 立的基于腐蚀的采油管道失效概率和安全使用寿命的计算方法的计算结果较为准确,对采油管道的运行管理有一 定的理论指导意义。当采油管道的工作压力从 4.85 MPa增加6.55 MPa时,采油管道剩余寿命从28年减少至16 年;当坑深腐蚀速率和坑长腐蚀速率分别由0.05 ｍｍ/ａ和 2.5 ｍｍ/ａ上升至0.2 ｍｍ/ａ和10 ｍｍ/ａ时,采油管道安 全使用寿命下降21-42 年;当采油管道规格由DN600增加至DN900时,采油管道的使用寿命增加10年。失效事 件的关联性与采油管道的屈服强度对采油管道的失效概率影响作用较小,属于次要影响因素。     

油气两相流管线内腐蚀速率预测模型的求解

与单相输送管道相比，油气混输管道的内壁腐蚀要严重得多。其内壁腐蚀会影响输送效率、设备安全和管道的可靠性。在大量文献调研的基础上，根据集输管道的内腐蚀工况，研究了油气两相流管道内腐蚀的腐蚀机理及影响腐蚀速率的因素，求解了油气两相流腐蚀速率预测模型。通过算侧分析表明，混输管道的内腐蚀与流型有关，在段塞流流型下所对应的油气两相流管道腐蚀最为严重。     

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。     

长庆油田油气管道腐蚀检测与剩余寿命评价

埋地油气管道发生腐蚀将会导致油气管道穿孔、泄漏甚至破裂,造成巨大的财产损失,因此有必要对存在腐蚀缺陷的油气管道进行检测并对其剩余寿命进行预测。以长庆油田油气管道为研究对象,分析其管道的腐蚀特征及防护措施,结合各检测技术的优缺点,采用CIPS与DCVG联合检测方法对管道腐蚀进行检测,效果较好。同时在管道剩余寿命预测方法的研究基础上,提出采用灰色理论预测和人工神经网络相结合的方法来预测油气管道的剩余寿命。     

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。     

影响油气长输管道阴极保护系统的因素及对策

油气长输管道长期受输送介质以及外部环境的腐蚀影响发生泄漏事故。管道的腐蚀影响管道寿命缩短,也同时影响长输管道的运行安全。作为长输油气管道事故频发的主要因素之一,管道腐蚀起了关键作用。为防止管道的进一步腐蚀,通常采取阴极保护与管道防腐相结合的方式。因此,有必要对油气长输管道阴极保护系统的影响因素进行深入研究,确保管道阴极保护系统可靠。     

管道腐蚀期限预测方法研究

本文通过对油田管道输送介质、管道材质、输送参数等影响管道腐蚀的因素建立数学模型,编制软件最终实现管道腐蚀速率预测并计算管线剩余寿命.     

基于Spearman-CS-ELM的油气管道腐蚀预测模型

腐蚀是造成油气管道失效的主要原因,准确预测管道的腐蚀缺陷是防止管道失效事故的重要手段。基于斯皮尔曼（Spearman）、布谷鸟算法（CS）和极限学习机（ELM）组合模型,采用Spearman相关系数判别腐蚀因素的相关性,利用因子分析进行降维处理,引入极限学习机对腐蚀速率进行回归,采用CS算法对ELM模型的输入权值和隐含层阈值进行迭代寻优,并比较不同的ELM激活函数,建立了一套埋地管道腐蚀速率预测方法。通过对某埋地管道进行预测值与实际检测值的比对,腐蚀速率的平均相对误差为2.32%。     

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。     

基于PCA-SVM的油气管道腐蚀速率预测技术研究

为了对油气管道的腐蚀速率进行有效预测,对影响油气管道腐蚀速率的原因进行了梳理和总结。应用PCA主成分分析法对10大影响因素进行降维处理,选取累计贡献率大于98%的前8项影响因素代替原所有影响因素,忽略流速和压力的影响,利用LS算法对惩罚因子C、核参数σ和不敏感参数ε的取值进行了寻优。对PCA-SVM、PCA-BP、PCA-GRNN和PCA-WNN四种腐蚀速率预测模型进行对比,其中PCA-SVM模型的预测效果最好,平均绝对误差为1.04%,均方根误差为0.01339,但训练时间比其他模型长,今后应集中进行算法优化。     

考虑随机过程的油气管道时变失效概率计算

为提高油气管道抗风险能力和完整性管理水平,针对管道结构抗力和附加载荷随时间随机变化的特性,将剩余强度视为随机过程,引入“首次穿越模型”构建腐蚀管道的时变失效概率模型,通过实例分析考察了管道结构参数和随机激励因素对失效概率的影响,并进行了定量分析。结果表明,基于蒙特卡洛模拟的计算结果与基于首次穿越模型的计算结果相比,两者吻合性较好,证明了时变失效概率模型的科学性和有效性;系统运行压力和腐蚀速率是影响失效概率的主要因素,在低失效概率下,可忽略管道规格和抗拉强度的影响;在正常条件下,该管道的剩余寿命为24 a,在运行20～30 a期间应注意对管道系统进行维护维修,以提高管道使用寿命。     

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。     

油气管道腐蚀预测的完全信息GM(1,1)模型

油气长输管道的腐蚀是一个特定的体系,其工作环境复杂,影响长输管道腐蚀的因素众多,既与管道金属材料的特性有关,还与腐蚀的环境及其管道的布局有关.文章指出GM(1,1)原始模型所存在的缺陷,将完全利用全部已知信息的GM(1,1)模型引入到油气管道腐蚀预测领域,对油气管道的腐蚀速度和腐蚀深度等指标进行预测,从而完善了灰色建模理论.以油气管道腐蚀为例列举了完全信息的GM(1,1)建模的步骤,计算结果表明该模型预测效果显著.