考虑随机变量相关性的腐蚀管道失效概率

针对腐蚀管道可靠性分析中随机变量独立性假设的缺点,提出了考虑随机变量相关性的腐蚀管道可靠性分析方法,建立了腐蚀管道腐蚀穿孔、局部爆破、整体断裂及其综合失效概率模型。基于JC法和正交变换法,运用多维正态分布函数,给出了随机变量相关下的腐蚀管道多模失效概率计算方法。对管道可靠性分析中的相关性进行了分析,结合实例研究了管径与壁厚、缺陷深度与长度、径向腐蚀速率与轴向腐蚀速率、屈服强度与拉伸强度4组随机变量相关性对腐蚀管道失效概率的影响。结果表明,随机变量相关性对管道腐蚀穿孔失效概率没有影响,管道局部爆破、整体断裂及综合失效概率随缺陷深度与长度相关系数和径向腐蚀速率与轴向腐蚀速率相关系数的增大而增大,随管径与壁厚相关系数的增大而减小。屈服强度与拉伸强度相关系数越大,局部爆破和整体断裂失效概率越大,综合失效概率不变,并且变量相关性对腐蚀管道失效概率的影响随着腐蚀增长而逐渐减弱。腐蚀管道失效概率对径向腐蚀速率与轴向腐蚀速率的相关系数最为敏感,对屈服强度与拉伸强度相关系数的敏感性最低。     

炼油厂工艺管线腐蚀失效及选材

炼油厂工艺管线中的介质多为易燃烃类,一旦管线腐蚀失效即可酿成火灾.文章介绍了4个失效实例(有的是因为错用材质,有的是误用焊料)并就炼油厂常见工况选材原则进行了讨论.     

油气管道腐蚀失效概率统计及预测模型

管道腐蚀失效是一个随机量,如何判定管道腐蚀失效以及研究其发生、发展的规律,进而预测失效产生的潜在可能性,对油气管道的安全评估具有重要意义。对油田中、小口径油气管道来说,由于数量大、管网分布复杂、建设年限长,腐蚀及其他破坏形式的调查和分析有较大难度,采用概率统计的方法研究管道腐蚀失效是一种非常有效的方法。1.概率统计方法通过统计管道腐蚀缺陷特征,建立缺陷分布概率模型,是分析管道腐蚀失效的重要途径。在建立分布模型时,通常采用威布分布,其概率密度分布函数为     

腐蚀条件下管段关联性对管线失效评估的影响

为了对管道进行完整性管理,需要对管道在腐蚀情况下的失效压力进行计算或预测,而影响失效压力的诸多因素中就包括管段的空间关联性.提出了计算关联系数的方法,同时分析了管段关联系数对管道的整体失效可能性评估的影响.结合实例,利用蒙特卡罗模拟法,用所提出的方法在某管线进行了具体应用,并对结果进行了分析和讨论.结果表明:与那些没有考虑到腐蚀管线的管段关联性的评估结果相比,结合管段关联性的方法在对管线失效可能性评估的准确度上可以提高近30%.     

基于极限状态方程的管道腐蚀失效概率模型的建立

针对天然气管道存在的腐蚀问题,可通过腐蚀失效分析方法对天然气管道进行风险评价。依据结构可靠性分析理论,提出了一种通过腐蚀失效概率模型来描述管道腐蚀失效的方法。基于极限状态方程,建立了管道腐蚀失效概率模型。通过计算管道3种代表性的减薄状态,并将3个失效概率加权相加得到总的失效概率。最后通过实际算例证明了该模型的适用性。该模型为埋地管道失效概率的计算提供了一个可行的方法。     

某集气管线穿孔失效原因分析

目的 确定四川某集气管线腐蚀穿孔的原因。方法 采用直读光谱仪、金相显微镜、X-射线衍射仪和扫描电镜及EDS能谱对失效样品进行检测,并对腐蚀环境进行了分析。结果 (1)管体内壁存在大量腐蚀凹坑,管体金相组织为铁素体+珠光体,焊缝组织为针状铁素体,管基体的冶金质量、化学成分和力学性能符合标准;(2)腐蚀产物为FeS和少量FeCO₃;(3)气田水中存在硫酸盐还原菌(SRB)。结论 管线穿孔是SRB、H₂S、CO₂等因素共同作用的结果。     

中原油田集输管线多相流腐蚀预测模型

介绍了在多相流条件下如何对油田集输管线介质进行腐蚀因素研究和数学模型建立,并研究了集输管线介质流速、含氧、pH值、矿化度、温度、CO2分压、含水等共7个因素对20^#管材的腐蚀影响趋势。文章研究内容采用的多相流腐蚀评价装置获国家专利,其设计思路和评价方法对相关领域的研究具有较好的指导借鉴作用。     

304不锈钢在高温二氧化硫中的腐蚀失效

洗衣粉生产过程中的一个主要步骤是烷基苯的磺化。磺化所需的三氧化硫是通过燃烧硫磺制取二氧化硫,再将二氧化硫用五氧化二钒催化氧化而得。在此段工序中,由于高温二氧化硫的腐蚀,工艺管线及设备大多采用耐蚀性较好的不锈钢制成。我厂从意大利巴拉斯屈公司引进专利技术及关键设备的洗衣粉生产线,在这一部分采用了304奥氏体不锈钢,但在使用过程中也出现了腐蚀失效问题。经过分析,认为高温硫化—氧化是腐蚀失效的主要原因。     

油田集输管线介质多相流腐蚀数学模型研究

介绍了在多相流条件下如何对油田集输管线介质进行腐蚀因素研究和建立数学模型,并研究了集输管线介质流速,氧含量、pH值、矿化度、温度、二氧化碳分压和水含量共七个因素对20号钢管材的腐蚀影响趋势。研究所用的多相流腐蚀评价装置已获国家专利,其设计思路和评价方法对相关领域的研究具有指导作用。     

受腐蚀管线的压力计算方法

ARCO阿拉斯加公司提出了一种确定受腐蚀管线内最高容许压力（MAOP）的方法。这方法结合对ASME/ANSIB31G标准的修改，对标准的过于保守进行校正；这种方法以论文（OGJ，Oct,12,P.77）中所概括的规程为根据，它能评价大面积的金属损失，一些焊缝的腐蚀、不连续的腐蚀坑；且在一定程度上能评价圆周腐蚀的影响。     

燃气管道失效概率评估方法研究

失效概率评估是燃气管道定量风险评估的关键内容之一。对基于专家估计的主观失效可能性评估方法和基于历史失效数据统计或强度理论的客观失效概率评估方法的优缺点进行了分析,提出了一种主观方法和客观方法相结合的失效概率评估方法。采用历史失效数据统计方法,计算燃气管道的平均失效概率;采用层次分析法,利用专家估计数据,求得管道失效可能性,并认为主观估计的中等可能性等于历史失效数据统计的平均失效概率,从而确定主观失效可能性和客观失效概率之间的关系式。以埋地钢质管道腐蚀失效为例,阐述了这种失效概率评估方法。采用主观估计法,求得任意情况下的管道失效可能性,利用主观可能性和客观概率之间的关系式,求出燃气管道的客观失效概率。     

腐蚀管道剩余强度评价方法及其应用

分析了管道腐蚀缺陷各种评价方法的理论基础,导出了相应的评价方法的评价公式。将现有的标准归纳为3种基本的准则,即B31G准则、API579准则和DNV RP-F101准则。理论和数值分析表明:B31G准则评价的保守性低于API579准则。在单一荷载下,3种准则的保守性从高到低依次为API579准则、B31G准则、DNV RP-F101准则,评价复杂程度从高到低依次为API579准则、DNV RP-F101准则和B31G准则。鉴于大多数管段主要在单一内压载荷下运行,为了降低评价的保守性,简化评价过程,对于单一荷载和简单缺陷,腐蚀管道的剩余强度仍按B31G准则或DNV RP-F101准则进行评价。     

腐蚀管线剩余强度评估的研究进展

美国评估腐蚀管线的B31G准则偏于保守,后来对B31G准则作了必要的修正。一些学者针对B31G准则的进一步研究中,考虑了轴向载荷、弯矩、腐蚀宽度以及腐蚀缺陷螺旋角对管线的影响,提出了几种不同的腐蚀管线评估方法,即有限元分析方法、基于弹塑性理论极限的分析方法和基于可靠性理论的可靠性评估方法。指出我国今后的研究应考虑更复杂的腐蚀形状、载荷情况、环境条件及介质的影响,重点研究影响可靠性的各随机变量的概率分布及统计特性,把各种评估方法综合起来,建立腐蚀管线剩余强度的评估体系。     

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。     

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。     

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。     

基于可靠性理论的套管失效风险评价方法

针对套管几何参数、力学性能和外载存在随机性的特点,对传统套管安全系数设计与评价方法不足之处进行了分析。根据结构可靠性理论,建立了套管抗外挤强度和抗内压强度的失效风险评价方法。采用Monte-Carlo随机抽样法,模拟出了套管强度的随机分布规律,得出了不同载荷条件下套管失效概率以及安全系数与套管失效概率之间的对应关系。研究表明,基于可靠性理论建立的套管失效风险评价方法,可对套管的安全可靠度进行定量评价。对于不同的套管类型和外载条件,安全系数相等,而失效概率并不相同。计算出的失效概率评价指标,可为传统安全系数的选取和外载条件不确定性情况下套管设计与评价提供依据。     

输油管道腐蚀剩余寿命的预测

针对某273mm×6(7)mm输油管道建成时间不长,管道腐蚀却很严重,腐蚀发展速率非常高的情况,利用此管道历年来的近千个腐蚀大修缺陷尺寸数据,统计出管线的腐蚀速率分布,建立了腐蚀速率概率分布的模型,并对模型进行了验证,发现腐蚀速率服从正态分布N(03968,01412)。利用腐蚀剩余强度评价确定的极限缺陷尺寸数据,在可靠性理论的基础上对273mm×6(7)mm输油管道的腐蚀剩余寿命进行了预测,发现在低、中风险地段,管道使用5～6年后,需要检测和维修;在高风险地段,管道使用4～5年就需要检测和维修。建议应对此输油管道加强防腐,严把防腐质量关。     

用概率统计分析压力管道最大腐蚀坑深研究

管道缺陷检测常用的局部挖坑抽查检测方法仅仅是针对局部管道进行 ,该方法直接用局部检测数据得出整条管线的评价结论 ,其说服力不强 ,不能明确回答管道公司所需要掌握的管道最大腐蚀深度以及管道的剩余强度。为此 ,采用了概率统计方法 ,在抽查检测基础上 ,分析检测数据 ,计算出管道表面有可能存在的最大蚀坑深度。实践表明 ,这种实测与统计相结合的方法具有较高的科学性 ,能对现场检测数据进一步解释和分析 ,满足现场生产实际的需要 ,并为进一步的管道安全评价提供了较为可靠的依据。