基于缺陷相關的腐蝕管道可靠性評價.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輸方式而言是一種更為安全和經(jīng)濟的輸送方式。但是，需要指出的是，即使一個單一的較大管道失效事件，比如管道的開裂，也可能對經(jīng)濟和環(huán)境造成嚴重的影響。因腐蝕造成的金屬管道壁厚減薄是最常見的導致管道完整性缺失的情形。目前看來有許多導致管道壁厚減薄的內(nèi)部腐蝕機理。
　　 早在上個世紀70年代，預測腐蝕管道爆破失效壓力標準的研究就被美國天然氣協(xié)會管道分會贊助進行。這個標準通常指B31G標

2、準，該標準已經(jīng)是關于壓力管道設計規(guī)范ASME B31G的一部分。盡管ASME B31G在評價腐蝕管道完整性方面發(fā)揮了重要的作用，但是后來發(fā)現(xiàn)其評價的結(jié)果過于保守和在對腐蝕管道檢測方面顯得模棱兩可。目前，腐蝕管道的剩余強度評價采用了許多已經(jīng)公開發(fā)表的失效壓力模型，比如Modified B31G，Battelle和DNV-99等。
　　 預測含動態(tài)腐蝕缺陷管道剩余強度采用的是確定性的方法，即估計每個腐蝕缺陷的嚴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處。由于管道腐蝕的共因性，管道的缺陷之間存在相關性。相關性會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方法被用來評價管道的可靠性。提出了一種考慮腐蝕缺陷相關效應對管道可靠性影響的概率分析方法。使用該方法計算了含相關缺陷腐蝕管道失效概率，并與傳統(tǒng)方法進行了比較。結(jié)果表明簡單假設缺陷相互獨立會得到保守估計。概率計算結(jié)果介于Ditlevsert二階上下界限內(nèi)，同時說明本方法是有效

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)絡的方法被用來評價油氣管道的腐蝕可靠性。網(wǎng)絡訓練使用磁通量泄漏工具檢測的腐蝕管道缺陷數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)用來表征隨著服役時間增長管道實際的腐蝕狀況。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)絡估計管道的可靠性，使用有監(jiān)督的訓練算法初始化網(wǎng)絡權(quán)值使得神經(jīng)網(wǎng)絡能預測油氣管道失效概率。該神經(jīng)網(wǎng)絡使用了11個管道參數(shù)和操作參數(shù)作為輸入向量，輸