基于PIAPlus的柴北缘输气管道完整性评价

完整性评价是管道完整性管理的关键环节之一,是控制管道风险、实施修复决策的重要手段。为准确判定柴北缘输气管道管体缺陷的具体状况,利用PIAPlus(管道完整性评价软件)对该管道的两次内检测结果进行了金属损失、焊缝缺陷、凹陷等缺陷数据的系统评价。依据完整性评价的结果并通过开挖验证,对管道缺陷提出了有针对性的维修维护、再检测计划和安全运行建议,为管道安全平稳运行提供了重要依据。     

输油管道参数的统计分析与安全评定

为了确保管道的结构完整性,对一条含裂纹输油管道的失效概率进行了评定.分析了这条输油管道的主要结构与力学参数,确定了这些参数的概率特征.对管道上的表面半椭圆裂纹,利用失效评定图方法建立了管道断裂失效的极限状态函数,用Monte Carlo模拟方法求解失效概率.通过随机抽样计算,在失效评定图上直观地显示了评定点的随机分布情况,得到了管道母材和焊缝的失效概率,并表明了影响失效概率的敏感性因素.所提出的方法适用于油气管道的安全评定,具有工程实用价值.     

基于概率断裂力学的在役管道安全评定

针对油气管道的断裂失效模式以及失效分析过程中存在的不确定性．结合概率断裂力学和安全评定规范，提出了管道缺陷概率安全评定计算方法。根据主要评定参数：缺陷尺寸、载荷、断裂韧性、机械强度等的分布特征，对各随机变量模拟抽样，应用Monte Carlo数值计算方法．确定管道上各缺陷的失效概率。概率安全评定方法真实反映了评定参数客观存在的不确定性．克服了确定性安全评定方法的缺点，具有较高的应用价值。     

基于疲劳寿命模型的压力容器疲劳分析

含缺陷压力容器的疲劳分析是石油化工行业的一个重要课题,通过分析影响裂纹扩展寿命的多个随机因素及使用疲劳寿命模型,讨论了裂纹尺寸的计算方法。考虑压力容器所承受载荷、材料断裂韧度及裂纹尺寸等参数,使用一次二阶矩法和Monte Carlo法,得出了在一定可靠度下的疲劳裂纹扩展寿命,计算了一定使用寿命时结构的失效概率,比较了不同初始裂纹尺寸对疲劳寿命的影响。算例表明,此方法可为含裂纹结构的概率损伤容限评估提供一定的理论依据。     

腐蚀管线失效概率的评定方法

基于结构可靠性的一般理论,建立了腐蚀缺陷管线失效的极限状态函数,并以规则化的随机变量形式表示.采用雷菲法求解了失效概率,提出了管线全线的失效概率分析方法,即沿管线全长以1km管线为失效概率的分析单元进行计算,这样能合理考虑管线沿线腐蚀状况的差异.对一条经过检测的输油管线的腐蚀缺陷数据、管道运行参数和管材性能参数进行了统计分析,运用新提出的概率数学模型计算了管道全线的失效概率,并与推荐的目标失效概率进行了比较,从而提出了对管线重点维修和监测的区段.本方法是在对油气输送管线的腐蚀程度检测之后再进行安全评定的一个行之有效的方法.     

含裂纹油气管道可靠性评定方法及敏感性分析

针对结构可靠性评定方法和敏感性分析在含裂纹油气管道完整性评估中的不足之处,采用基于双判据法的概率安全评定理论,提出了直接蒙特卡洛模拟和二维核密度估计相结合的三维可靠性评定方法。用此方法可以根据已知的评定参数概率分布特征获得失效概率以及随机评定点的概率密度分布情况。结合计算实例,对比分析了BS 7910标准和API 579标准的评定结果差异,应用区间分析方法完成了对各个随机评定参数的敏感性分析。研究表明,三维可靠性评定技术可更直观地评价油气管道的完整性,区间分析法适用于参数敏感性分析。在相同评定等级下,API 579标准的计算结果比BS 7910标准的保守性和分散性均要小,所提出的可靠性评定方法和敏感性分析可应用于油气管道的适用性评价中。     

天然气长输管道地区等级升级管理与风险评价

为了有效管理和控制地区等级升级后所引起的输气管道风险变化,有必要依据管道完整性管理的基本原则,结合输气管道地区等级变化条件,制订相应的管理流程,建立风险评价模型,并提出风险管控原则。为此,首先结合地区等级划分标准识别高后果区,分类管理地区等级升级后的管段。然后,评价地区等级升级后管段的风险水平:①引入模糊语言与其量化值修正EGIG统计的失效概率,得到适用于特定管段的总失效概率;②按最严重事故后果选取蒸气云爆炸模型进行计算,依据泄漏50%致死率估算出死亡人数作为后果等级评价标准;③依据失效概率与失效后果,利用风险矩阵评定风险等级。最后引入风险可接受准则,分析管道泄漏的个人风险与社会风险,判定管道地区等级升级后的风险可接受性。案例分析结果表明:①地区等级升级后天然气长输管道风险也随之增大;②对于升级后风险增大的管段,需根据风险管控原则决定是否采取安全措施。     

在役输气管道分层缺陷无损检测及安全评价

针对在役输气管道内检测过程中发现的管体异常金属损失现象,采用超声斜探头探伤、C扫描等方法对管道异常处进行了检测与分析,给出了管道缺陷适用性评价方法 ,并对检测到的缺陷进行了安全评价。结果表明,该处缺陷为内部分层缺陷,不能满足API 579—2007对管道分层缺陷1级评价的要求,建议更换管道或采用复合材料对管体进行补强修复,并加强管道原材料、制管过程和服役过程中的检测和评价,确保管道的安全运行。     

埋地管道外腐蚀两阶段模型及其剩余寿命预测

传统的埋地管道腐蚀生长过程模型一般将管道从投入使用到检测时刻的持续时间作为腐蚀时间,认为管道从投用即开始腐蚀。埋地管道通常采用外防腐层和阴极保护等措施以减缓腐蚀,当防腐层破坏后管体金属才会腐蚀。基于实际的腐蚀过程,将埋地管道的腐蚀过程分为两个阶段:1管道防腐层失效阶段,该阶段管体本身不发生腐蚀。2管道腐蚀且腐蚀缺陷扩展的阶段。应用线性腐蚀生长模型对腐蚀缺陷的扩展过程进行了建模,利用检测数据对模型进行了参数估计,通过对预测腐蚀深度分布与实际腐蚀深度分布结果比较后发现,两阶段模型比传统的一阶段模型具有更好的拟合效果,在此基础上,运用Monte Carlo仿真方法对实际的管道剩余寿命做出了预测。     

三维高清漏磁内检测技术在天然气长输管道上的应用

港沧Φ406输气管线是大港油田一条重要的天然气外输管道,为了保障管道的安全运行,提供管道维修基础数据,了解输气管道的内腐蚀情况十分必要。为此,在输气管道上应用了三维高清漏磁内检测技术,该技术可对管体进行无损检测。内检测过程包括清管、变形检测、高清晰度漏磁检测。现场应用该技术对82.6 km管道进行内腐蚀检测,得到管道外壁金属损失965处、焊缝异常9处的检测结果。为了验证检测结果的准确性,对部分管道缺陷进行了开挖验证,由开挖结果可知,管道实际发生的缺陷与三维高清漏磁检测技术的检测结果基本吻合,由此证明三维高清漏磁内检测技术在天然气长输管道上获得成功应用,可以为管道的质量验收和管道修复提供依据,同时也可为管道完整性评价提供重要的基础资料。     

长输管道腐蚀速率计算方法评述

腐蚀是造成管道泄漏和失效事故的重要因素。超期服役管道腐蚀风险更严重。腐蚀速率是管道阴极保护设计和评价的重要依据。我国长输管道已全面、强制实施完整性管理,通过计算腐蚀速率、监测腐蚀变化趋势和制定维修计划,保障管道可靠性。腐蚀速率计算方法有试验法、NACE经验值、数学分析方法和基于内检测技术的完整性评价法。文章阐述了上述方法的优缺点以及在国内外管道工程的应用情况。针对管道管理者选择适用的腐蚀速率计算方法,提出选用原则和使用建议。     

基于内检测数据的腐蚀管道完整性评价

完整性评价是完整性管理中的重要环节。GB 32167-2015《油气管道完整性管理规定》中建议优先采用内检测数据对管道的完整性进行评价。基于工程实例,对某管线内检测检出缺陷进行分级、分类评价,并根据评价结果制定相应的维修响应策略。结果表明,该管道的内腐蚀较为严重,且集中在5~7点钟方向,可采用预估维修比(ERF)作为缺陷是否需要进行维修响应的判定条件。通过综合分析,所有缺陷ERF均小于1,剩余强度满足要求;应立即响应的缺陷共有6处,可在1 a内计划响应的缺陷共有85处;应在2024年7月13日前再次开展内检测作业。     

油气长输管道内检测周期预测方法

管道内检测是发现管体缺陷,保证管道安全运行的重要手段。管道内检测周期的确定可根据基于风险的检测方法、管道完整性评价、半定量风险评价综合分析、国家法规标准要求等方法确定。基于风险的方法 (定量和半定量)是通过准确的风险评价与风险可接受值相比较来确定检测周期;完整性评价主要是通过统计分析管道的管体缺陷和防腐系统的完好情况来确定检测周期;同时通过以上方法确定的内检测周期还应满足国家有关法规标准的要求。管道运营者应从适用范围、可操作性、所需资料信息等方面对预测方法进行对比分析,根据自身特点选用合理可行的内检测周期预测方法。     

含裂纹的压力管道的非概率可靠度研究

在工程中,需要利用可靠性分析评价含缺陷管道的完整性。由于传统的概率方法存在一些缺陷,使得概率方法并未广泛运用于工程中。非概率方法具有数据信息要求少且计算简单方便的特点。通过优化方法,计算了含裂纹管道的非概率可靠度。与概率方法比较,区间分析方法结果是保守的,椭球模型分析方法与工程实际比较符合。工程实例证明了非概率方法评定含缺陷管道完整性的可行性和有效性。     

腐蚀海底管道可靠性分析

为了计算海底管道在腐蚀作用下的可靠性,研究了海底管道在正常服役阶段可能受到的荷载作用,包括内压、温度、弯曲、覆土、地震作用和残余应力作用。基于Monte Carlo方法结合算例,计算了腐蚀海底管道在这些作用下的可靠性,得到了失效概率随时间的变化曲线。同时,研究了这6种作用对腐蚀海底管道的影响,描述了各种作用对腐蚀海底管道的影响程度。从影响腐蚀海底管道失效概率的角度,定义了参数灵敏性指标,对海底管道设计中经常涉及的参数如操作压力、管道半径、管壁厚度和管线埋设深度等进行了灵敏性分析,讨论了其变化对管线失效概率的影响,为实际工程中对腐蚀海底管道进行可靠性分析提供了参考。     

基于ANN响应面法和Monte Carlo法的海洋平台可靠度分析

利用人工神经网络(ANN)响应面法和Monte Carlo法对波流联合作用下固定式海洋平台进行了可靠度分析。综合考虑各种随机变量对海洋平台失效的影响,通过有限元方法获得一组随机变量和结构响应数据,利用BP神经网络模型构建平台结构的隐式功能函数。基于Monte Carlo方法由MATLAB软件产生大量的随机变量组合,通过统计网络映射结果确定结构的可靠性。     

长北天然气集输管线完整性评价及管理

为了全面了解长北天然气集输管线的内外腐蚀情况、几何形状是否异常和防腐层是否完整,长北项目自2010年起采用内检技术和外检技术,主要指智能清管技术（漏磁检测技术）、多频管中电流法检测技术（PCM）和交流地电位梯度法（ACVG）对长北天然气集输管线进行全面检测,检测结果通过开挖验证法进行了确认,可靠性较高.因此,以检测结果为基础,利用管道缺陷失效压力模型结合ERP曲线和设定防腐层质量等级及百分比对集输管线完整性进行评价,结果表明长北天然气集输管线完整性状况良好,同时对检查出的管道缺陷提出整改措施及建议.     

考虑腐蚀缺陷的管道内检测周期优化方法

内检测是进行风险识别,保障油气管道安全运行的重要手段。为了平衡风险与成本,确定最优的腐蚀管道内检测周期,提出了基于成本的以失效概率阈值为决策变量的内检测周期优化方法。利用蒙特卡罗仿真技术计算了管道的可靠性和总成本率,以最低总成本率确定管道最优失效概率阈值,从而得出最优内检测周期。采用某天然气管道的实际数据对提出的方法进行了论证和敏感性分析,结果显示最优内检测周期随着缺陷初始深度和缺陷深度生长速率的增大而减小,缺陷初始深度变异系数和失效成本对最优内检测周期无显著影响。所提出方法可以在风险和成本之间寻求平衡,有效地确定腐蚀管道的最优内检测周期,能定量评价腐蚀缺陷相关参数对管道内检测周期的影响,具有一定的先进性。     

含缺陷油气管道断裂失效评定方法探讨

对含缺陷油气管道进行断裂失效评定是油气管道安定性分析的重要内容.对数值计算法、断裂力学工程评定法、双判据评定准则及简化的工程评定法进行了总结,重点介绍了基于FAD(失效评定图)含缺陷油气管道完整性评定方法,并提出了采用FAD评定含周向裂纹油气管道安全性的主要步骤,为油气管道安全运行提供了技术参考.     

含缺陷压力管道失效的模糊综合评判

含缺陷压力管道概率失效是含缺陷压力管道可靠性评定方法的研究中必不可少的内容。对含缺陷压力管道进行可靠性评定,一方面要得到含缺陷压力管道的失效概率,另一方面还应根据得到的失效概率和被评压力管道的可接受失效概率来评定管道的安全性。文章从满足工程实际应用的要求出发,通过模糊综合评判方法,确定某一含缺陷压力管道在具体环境条件下的可接受失效概率准则。