基於JC演算法的腐蝕管道剩餘強度可靠性評價

2022-02-25 04:04:44 字數 5232 閱讀 3121

萬方資料

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作者:李斌, 陳曦, 王帥, li bin, chen xi, wang shuai

作者單位:李斌,li bin(中國石油天然氣集團新疆油田公司,新疆,克拉瑪依,834008), 陳曦,王帥,chen xi,wang shuai(中國石油大學(華東)石油工程學院,山東,東營,257061)

刊名:石油化工腐蝕與防護

英文刊名:corrosion & protection in petrochemical industry

年,卷(期):2009,26(1)

被引用次數:0次

參考文獻(4條)

1.王兵.李長俊.廖柯熹含硫氣田裝置及管道的腐蝕與防腐 2007(04)

2.張振永.郭彬腐蝕管道剩餘強度的確定及改造措施 2007(04)

3.熊昕東.陳利瓊.劉坤腐蝕管道剩餘強度可靠性評估 2004(03)

4.趙國藩.金偉良.貢金鑫結構可靠度理論 2000

相似文獻(10條)

1.期刊**彭星煜.張鵬.伍穎.喻建勝.呂娜.peng na基於雙剪屈服條件的輸油管道腐蝕剩餘強度可靠性研究-中國安全科學學報2008,18(11)

提出基於雙剪屈服塑性極限條件的管道可靠性爆破壓力可靠度模型,在基於剩餘強度可靠性理論基礎上,著重分析隨機引數,即腐蝕深度、腐蝕長度和執行壓力的分布情況,通過經典可靠性計算方法、jc法將非正態分佈轉化成標準正態分佈,從而建立起基於雙剪屈服條件的管道腐蝕可靠性計算模型.通過提取現場實驗資料進行驗算,其結果表明:雙剪屈服強度理論算得的爆破壓力更接近實驗結果,該方法降低api579的保守性,大大提高了可靠性的計算精度.

2.學位**蔡文軍腐蝕管線的剩餘強度及可靠性研究1997

該文結合中國海洋石油總公司專案"海底管線的檢測、維護及安全可靠性評估",對腐蝕管線的剩餘強度及可靠性等問題進行了**和研究.首先在吸收和借鑑國內外在腐蝕管線評估方面所取得的研究成果的基礎上,對工業上常用的腐蝕和線的工程評估方法進行了歸納和總結,並對各方法的優缺點及適用場合進行了評述.為了克服現存各種評估方法的侷限性,得到更符合實際的評估結果,**重點用有限元方法對腐蝕管線的剩餘強度進行了分析.

用有限元方法對腐蝕彎管進行了彈性分析,分析了彎管的應力分布及腐蝕區的應力狀態,得出了影響彎管腐蝕區應力的因素.對具有相同腐蝕的彎管和直管的結果進行了比較,得出了一些有益的結論.**還把基於概率的可靠性理論用於腐蝕管線的評估,對腐蝕管線的剩餘強度進行了可靠性分析,並對管線的系統可靠性進行了分析.

討論了缺陷的尺寸及材料特性對管線可靠性的影響.此外,基於一些腐蝕管剩餘強度的評估方法,開發了相應的評估軟體.可以用此軟體對腐蝕管線的剩餘強度及可靠性進行工程評估.

該軟體介面友好,使用方便.

3.期刊**文中.蔡啟舟.朱大林基於剩餘強度的箱形梁類焊接結構可靠性分析-三峽大學學報(自然科學版) 2004,26(1)

根據概率損傷容限分析及可靠性理論,提出了一種基於剩餘強度的箱形梁類的焊接結構可靠性分析方法,給出該類結構疲勞裂紋隨機擴充套件過程中較普適的a-ac干涉模型和結構疲勞可靠性表示式.在給定與疲勞壽命有關的各引數條件下求得動態可靠性曲線,從而在箱形梁類的焊接結構設計中,很方便地根據可靠性要求確定或選擇設計引數以及裝置在使用過程中按週期檢查和維修.

4.期刊**任慧龍.李陳峰.李輝.馮國慶.ren guo-qing破損艦船剩餘強度的可靠性評估方法研究-船舶力學2010,14(7)

為了合理地評估破損艦船的剩餘強度,基於可靠性方法,考慮剩餘承載能力和外載荷的不確定性,給出了一種計算破損艦船剩餘強度的方法.應用該可靠性評估方法和lr軍規的確定性方法對某艦的剩餘強度進行評估,計算結果表明兩種方法的評估結論相吻合,且採用可靠性方法計算破損艦船的失效概率能更清晰地反映出艦船在破損情況下的殘存能力,可以定量地給出海況、船體破損程度、浪向、航速等引數對殘存能力的影響,是值得深入研究的方法.同時,還對破口尺寸的變化對剩餘強度的影響進行了分析.

5.期刊**張旭.趙維濤.zhang wei-tao基於剩餘強度和裂紋擴充套件壽命模型的可靠性分析-瀋陽航空工業學院學報2009,26(5)

對剩餘強度可靠性模型和裂紋擴充套件壽命可靠性模型進行比較分析,結果表明,兩種模型在理論上是相容的,但兩種模型在物理意義上是不同的,剩餘強度模型是根據結構剩餘強度與載荷之間的關係,比較直觀地給出了結構可靠性的計算方法,即通過在載荷譜作用下裂紋尖端應力強度因子應小於材料的斷裂韌度建立安全餘量.裂紋擴充套件壽命模型是根據裂紋擴充套件壽命小於給定的壽命建立安全餘量從而計算可靠性的方法,由於裂紋擴充套件壽命不如裂紋長度直觀,可以通過壽命與裂紋長度的關係,轉化到根據裂紋長度求解可靠度.由於剩餘強度可靠性模型表示式較複雜,可以考慮對該模型的求解採用monte-carlo模擬法,免去了複雜的推導過程,對裂紋擴充套件壽命可靠性模型的求解採用了均值一次二階矩法,該方法省去了繁瑣的計算過程,近似求解可靠度,並能保證一定的精度.

6.學位**王春蘭油氣長輸腐蝕管道剩餘強度評價技術研究2003

首先,該文簡要闡述了管線剩餘強度評價技術的發展前景、發展動態、研究現狀、科學依據和應用效果,提出研究目標和詳細研究內容.其次,綜合分析比較了現行的各種剩餘強度評價方法,介紹了剩餘強度評價力學理論基礎和評價原則,建立了評價的基本假設.分析腐蝕管道的腐蝕機理和型別,根據已腐蝕管段的損害程度,結合管道不同敷設方式下管壁受力情況,完善和建立了管道腐蝕缺陷形貌尺寸模型和力學模型,並建立了腐蝕缺陷管道剩餘強度的塑性條件.

再次,在現有評價方法的基礎上,以管道最大允許操作壓力為評價出發點,以雙剪屈服極限條件為判據,提出在各種腐蝕缺陷下的剩餘強度評價方法.建立了管道腐蝕缺陷的多級評價體系,按照從簡單到複雜,從保守到精確的順序對缺陷進行分級評價.最後,基於結構可靠性的基本理論和管線腐蝕缺陷的具體情況,建立管線腐蝕剩餘強度可靠性評價模型並進行可靠性評價.

簡要介紹了相關的油氣長輸管線腐蝕缺陷剩餘強度評價軟體.

7.期刊**熊昕東.陳利瓊.劉坤腐蝕管道剩餘強度可靠性評估-河南石油2004,18(3)

應用結構可靠性分析的基本原理,分析了油氣腐蝕管道應力和強度的隨機性,重點介紹了腐蝕管道剩餘強度可靠性評估模型和可靠度的計算方法,並利

用某管線的檢測資料給出了計算例項.指出我國管道工業也應該採用這種方法,降低管道工程造價並確保其可靠性.

8.學位**倪陽詠概率損傷容限及其可靠性方法研究2005

本文立足於工程實際,綜合研究了概率損傷容限及其可靠性分析的方法,在總結以往研究成果的基礎上,首先,提出了一種基於耐久性/損傷容限的隨機裂紋擴充套件方法,推導了相關的公式.其次,開展了對於概率損傷容限中可靠性分析方法的研究,包括一階二次矩法和蒙特卡羅法,著重研究了蒙特卡羅法在概率損傷容限中的應用,提出了一種基於蒙特卡羅法的隨機裂紋擴充套件方法,經算例驗證,該方法具有良好的工程應用前景;最後,在已有的確定性損傷容限分析程式的基礎上,採用物件導向的設計方法,結合前面的研究成果,開發了概率損傷容限分析軟體,對於概率損傷容限分析的三要素:剩餘強度、裂紋擴充套件和檢查間隔分別進行了分析,結果顯示所開發的軟體能夠良好的完成概率損傷容限的評定.

9.期刊**王文霞.wang wen-xia在役壓力管道腐蝕剩餘強度的評估-煤氣與熱力2008,28(10)

通常採用腐蝕管道剩餘強度的估算方法來評價腐蝕管道的安全性,**管道的剩餘壽命.描述了管道腐蝕失效的數學模型和腐蝕管道的可靠性數學模型.結合工程例項,將影響管道剩餘強度的引數看成是正態分佈或對數正態分佈,分析了各個引數對管道可靠性的影響程度.

10.學位**邵煜埋地管道的失效機理及其可靠性研究2008

埋地管道已經成為現代社會中一種重要的基礎設施。絕大多數地下管道的日常破壞失效是由於管道損傷累積和抗力衰退到一定程度,再加上外部荷載作用導致管道超過其極限承載力所致,是乙個不可逆的緩慢災變過程。目前國內外城市中早期埋設的部分管網己經面臨著破損頻繁、漏失嚴重、輸流能力不足等問題。

因此,開展埋地管道的失效機理及其可靠性研究,可以在一定程度上**地下管道的失效行為,合理制定修護或更換計畫,變被動管理為主動管理。本文採用理論分析、數值模擬、算例驗證相結合的方法對埋地管道管土相互作用受力計算模型、金屬管道腐蝕模型和塑料管道的裂紋擴充套件模型、帶腐蝕缺陷管道的應力集中和剩餘強度計算、管道失效的可靠度和模糊可靠性等方面進行了研究。

(1)基於溫克爾地基梁模型,考慮存在未支撐區、土體非線性和溫度荷載,建立和完善了管道縱向拉伸和縱向彎曲的彈塑性受力計算模型,並用有限元數值解驗證了解析模型的正確性。通過對引數如管徑、未支撐長度、土體縱向剛度、管材、溫差等進行敏感性分析得到如下規律:小直徑管道以縱向應力導致的環向開裂失效為主,而較大直徑管道多數為環向應力導致的縱向開裂失效,溫度荷載產生的縱向拉伸應力和管道懸空造成的縱向彎曲應力更容易使小直徑管道破壞。

彈塑性與彈性分析得到的應力相差較小,用彈性分析解來替代彈塑性分析解可以簡化方程的形式。

(2)各種管材具有各自不同的材料退化特性。考慮土壤腐蝕對金屬管道的影響,建立定量描述腐蝕的冪函式模型、二階段腐蝕模型和線性模型;考慮upvc塑料管初始裂紋的慢速擴充套件特性,給出裂紋擴充套件的力學表示式。根據實測管道腐蝕深度和管周土壤腐蝕指標,分析了土壤腐蝕指標與管道腐蝕程度之間的相關性。

實測資料與腐蝕模型計算值具有較大的離散性,在實際工程應用時應根據實測資料或地區經驗對腐蝕模型進行修正。

(3)腐蝕或缺陷的產生削弱管道的承載能力。為考慮腐蝕或缺陷對管道失效的影響,從應力集中係數和剩餘強度兩個不同的角度入手進行研究:

通過非線性有限元模型求解帶球形腐蝕坑灰口鑄鐵管道的應力集中係數,得到應力集中係數隨腐蝕深度和管道應力變化的曲線。考慮鑄鐵材料的非線性,應力集中係數是管道的缺陷尺寸和管道所受應力的函式。

建立了有限元求解帶腐蝕缺陷管道的應力強度因子的三維數值模型,並分別對縱向拉伸、縱向彎曲、環向彎曲和環向拉伸四種工況下的應力強度因子進行了計算,得到了不同腐蝕坑形狀下應力強度因子沿裂紋線變化的規律,進而得到管道的應力強度因子與腐蝕坑尺寸之間的關係,並擬合得到剩餘強度公式。

(4)考慮到管道失效的不確定性,基於隨機概率理論,利用一次二階矩法(form)和蒙特卡羅(mc)隨機模擬法,通過自編程式對灰口鑄鐵管、鋼管和upvc塑料管三個埋地管道典型算例進行了失效可靠度研究。引數敏感性分析表明:所有影響灰口鑄鐵管道安全因子的隨機引數中,未支撐長度、溫差、腐蝕引數、剩餘強度引數是最重要的;對埋地鋼管來說,腐蝕引數、屈服強度、內壓、壁厚、殘餘應力對管道失效的作用較大;對upvc塑料管來說,初始裂紋的影響最大,其次是管道內壓、殘餘應力和壁厚。

(5)通過深入比較各種模糊運算演算法的原理、適用範圍和計算效率,構建了埋地管道失效可靠性模糊分析的一般方法,提出了同時考慮隨機性和模糊性的不確定性分析方法;並分別編制了利用a-割集優化方法求解複雜的模糊模型,以及聯合考慮模糊性和隨機性的數值計算程式。通過對埋地鋼管的腐蝕失效算例分析表明,模糊可靠性理論在管道失效分析中的應用,使獲取資料的難度大大降低,用概率區間度量失效概率反映了真實存在的不確定性

,即資訊的缺失量,給出的失效概率區間估計可為科學決策提供參考。

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