基于缺陷相關(guān)的腐蝕管道可靠性評(píng)價(jià).pdf

1、石油天然氣的管道輸送因管道失效造成的損失相比較其他的運(yùn)輸方式而言是一種更為安全和經(jīng)濟(jì)的輸送方式。但是，需要指出的是，即使一個(gè)單一的較大管道失效事件，比如管道的開(kāi)裂，也可能對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。因腐蝕造成的金屬管道壁厚減薄是最常見(jiàn)的導(dǎo)致管道完整性缺失的情形。目前看來(lái)有許多導(dǎo)致管道壁厚減薄的內(nèi)部腐蝕機(jī)理。
　　 早在上個(gè)世紀(jì)70年代，預(yù)測(cè)腐蝕管道爆破失效壓力標(biāo)準(zhǔn)的研究就被美國(guó)天然氣協(xié)會(huì)管道分會(huì)贊助進(jìn)行。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通常指B31G標(biāo)

2、準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)是關(guān)于壓力管道設(shè)計(jì)規(guī)范ASME B31G的一部分。盡管ASME B31G在評(píng)價(jià)腐蝕管道完整性方面發(fā)揮了重要的作用，但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)其評(píng)價(jià)的結(jié)果過(guò)于保守和在對(duì)腐蝕管道檢測(cè)方面顯得模棱兩可。目前，腐蝕管道的剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)采用了許多已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表的失效壓力模型，比如Modified B31G，Battelle和DNV-99等。
　　 預(yù)測(cè)含動(dòng)態(tài)腐蝕缺陷管道剩余強(qiáng)度采用的是確定性的方法，即估計(jì)每個(gè)腐蝕缺陷的嚴(yán)重性使用的是載荷和抗力

3、參數(shù)確定的值。但是，影響腐蝕管道載荷和抗力參數(shù)具有很大的不確定性基于以下原因：(i)缺陷尺寸測(cè)量的不確定性；(ii)管道制造因素的不確定性；(iii)管道操作條件的不確定性?？煽啃允且环N確定系統(tǒng)性能的概率度量方法。不確定性源于信息的不充分性，可靠性方法可以量度這種不確定性。管道可以看作含若干缺陷的系統(tǒng)組成，失效模式由操作壓力和當(dāng)前腐蝕狀況決定，也即管道系統(tǒng)可能在不同的失效模式作用下失效。對(duì)同一根管道，由于所處的腐蝕環(huán)境和操作條件相同，腐

4、蝕傾向于出現(xiàn)在很多位置而非某一點(diǎn)處。由于管道腐蝕的共因性，管道的缺陷之間存在相關(guān)性。相關(guān)性會(huì)影響管道整體失效結(jié)果及管道的可靠性。在本文中，直接的Monte Carlo方法被用來(lái)評(píng)價(jià)管道的可靠性。提出了一種考慮腐蝕缺陷相關(guān)效應(yīng)對(duì)管道可靠性影響的概率分析方法。使用該方法計(jì)算了含相關(guān)缺陷腐蝕管道失效概率，并與傳統(tǒng)方法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明簡(jiǎn)單假設(shè)缺陷相互獨(dú)立會(huì)得到保守估計(jì)。概率計(jì)算結(jié)果介于Ditlevsert二階上下界限內(nèi)，同時(shí)說(shuō)明本方法是有效

5、和可行的。敏感性分析綜合了考慮所有變量的不確定性以及模型所用公式聯(lián)合作用的影響。
　　 一種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法被用來(lái)評(píng)價(jià)油氣管道的腐蝕可靠性。網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練使用磁通量泄漏工具檢測(cè)的腐蝕管道缺陷數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)用來(lái)表征隨著服役時(shí)間增長(zhǎng)管道實(shí)際的腐蝕狀況。這種方法基于模擬概率分析結(jié)果構(gòu)造人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)估計(jì)管道的可靠性，使用有監(jiān)督的訓(xùn)練算法初始化網(wǎng)絡(luò)權(quán)值使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能預(yù)測(cè)油氣管道失效概率。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使用了11個(gè)管道參數(shù)和操作參數(shù)作為輸入向量，輸