基于Gumbel极值分布的大型原油储罐剩余寿命预测

储罐的剩余寿命是预测储罐的未来工作能力,预测储罐未来腐蚀发展趋势和壁厚减薄趋势。预测其在满足剩余强度及其安全性要求前提下储罐的剩余寿命。根据储罐的腐蚀特点,储罐的最大腐蚀坑深服从Gumbel I型最大极值分布。基于最大极值分布和概率统计,推导出储罐剩余寿命计算公式。储罐的剩余寿命由储罐中幅板的剩余寿命决定。分别采用API653和API 650的规定确定罐底板和罐壁板的最小允许厚度。在0.99、0.999和0.999 9的可靠度下储罐A的剩余寿命分别为25年、20年和17年。与国外标准进行对比,国内标准对储罐检修周期的规定相对保守。提出的剩余寿命预测方法对于确定储罐检修周期具有参考价值。

用Gumbel极值分布推算气候极值的方法

介绍了用Gumbel极值分布理论推算气候极值的矩法、Thomas曲线公式和最小二乘法。并计算多年一遇的年最高气温、年最大均风速、年最大日降雨量和年最大波高。指出,变率小的要素极值再现期短;变率大的要素极值再现期长;Thomas曲线公式的计算结果较其它两种方法接近历史实况,且计算简便。

基于Gumbel极值理论的钢绞线腐蚀疲劳寿命预测

目的预测钢绞线的腐蚀疲劳寿命,探究蚀坑深度对其寿命的影响.方法基于Gumbel极值理论,对实测蚀坑数据进行分析,建立蚀坑深度和钢绞线腐蚀寿命之间的回归模型.结果得到了钢绞线腐蚀寿命预测模型,并将其运用于实际的工程算例中,所得结果通过K-S检验和回归分析,说明了该模型的合理性.结论该预测模型的计算较为简便且具有一定精度,弥补了采用繁琐的断裂力学理论直接推算拉索构件寿命的不足.

基于Gumbel极值I型分布下边坡稳定性二元指标体系研究

在边坡稳定性评价中,安全系数是常用的方法,但其不能考虑岩土参数实际存在的不确定性,而概率统计中的可靠度理论可对参数的不确定性进行模拟.为了更加准确地对边坡进行稳定性评价,可将安全系数与可靠性联合起来,对实际边坡的稳定性进行二元评价.设安全系数服从Gumbel极值I型分布,取一组步距一定的中值安全系数和变异系数,在边坡每个中值安全系数的不同变异系数下,计算得到破坏概率Pf的一个矩阵,进而算出可靠度,将中值安全系数与对应的可靠度相乘,得到边坡稳定性的二元评价指标.根据三峡库区某段滑坡的岩土体参数,用矩估计原理估算部分参数,得出参数的所有组合后,计算出所有的安全系数和破坏概率,用前面绘制出的边坡稳定性分区图检验,结果与实际工况相符,说明基于Gumbel极值I型分布下边坡稳定性判别可用于实际工程中.

基于Gumbel极值分布的储罐使用状态评价方法研究

储罐的剩余寿命是其长期平稳运行的保证,目前国内尚无明确的方法处置服役期满的储罐。根据储罐腐蚀特点,底板是其腐蚀最严重的部位,而底板腐蚀的最大孔深度服从Gumbel I型最大极值分布。根据最大极值分布和概率统计,推导出储罐剩余寿命计算公式,建立储罐底板剩余寿命的极大值分布预测评价方法,得出某公司储罐在0.99、0.999和0.999 9的可靠度下的剩余寿命分别为40年、34年和25年,有效指导了储罐检修周期的确定。

基于Gumbel极值I型分布埋地油气管道的剩余寿命预测

基于Gumbel极值I型分布,对在线检测原始数据进行处理,建立油气管道最大腐蚀深度预测模型,确定整条油气腐蚀管道可能存在的最大腐蚀深度;以此建立管道剩余壁厚模型,来预测油气管道的剩余寿命;最后以国内的某一管道为例,将该模型应用于整条管道的剩余寿命预测中,预测结果为19.95 a,表明该方法预测的结果是合理的。

基于WW3的南海北部有效波高时空变化及其极值重现期估算方法分析

本文基于第3代海浪模式WAVEWATCHⅢ(WW3)模拟的1996–2015年海浪后报数据,分析了南海北部有效波高及其极值的时空变化特征,并采用Pearson-Ⅲ和Gumbel两种极值分布方法对该区极值波高重现期进行了估算。结果表明,南海北部有效波高的季节变化和空间分布与季风风场基本一致,呈现秋冬高春夏低,并自吕宋海峡西侧向西南降低的特征,与ERA5再分析数据结果高度相似。有效波高极值(简称极值波高)的时空分布特征受时间分辨率强烈影响,采用极值数据的分辨率越高(如逐小时),所展现的台风型波浪特征越显著。扣除季节变化信号后的有效波高和年极值波高均体现出较强的线性增高趋势,近20年升高的比例分别为7.7%和31.6%,值得警惕和关注。该区多年一遇极值波高存在若干个大值区,且与台风的路径、强度有直接联系,表明台风是引发该区域极端大浪的最主要机制。对比Pearson-Ⅲ和Gumbel极值分布估算结果发现:若极值波高较低,频率随极值波高升高缓慢降低,此时两种极值分布的估算都比较准确,差异极小,可忽略不计;但当研究时间范围内,某年极值波高远超其他年份时,Pearson-Ⅲ极值分布估算结果明显高于Gumbel极值分布估算结果,且更接近实际极值波高,即Pearson-Ⅲ极值分布在此情况下表现更好。本研究表明对于特定海区,在出现超强台风引发极值波高远超出其他年份时,不同计算方法对极值波高的估算差异较大,会显著影响重现期的评估。此外,南海北部年极值波高的强烈增高趋势,也可能给计算未来极值波高重现期和海上工程防护带来不可忽视的影响。

Poisson-Gumbel复合极值分布的参数估计

本文对Poisson-Gumbel复合极值分布的现实意义进行了拓展,分别应用极大似然法(MLE)、复合矩法(CME)和概率权矩法(PWM)对Poisson-Gumbel复合极值分布中的参数进行估计,并在理论上运用蒙特卡洛方法模拟,对三种参数估计方法的统计性质进行讨论,最后给出在汇率分析中的一个应用实例。结果表明:三种方法中,极大似然法效果最好且表现最稳定。

利用极值分布研究钢筋的最大腐蚀深度

利用现场检测试验结果,对局部腐蚀钢筋的最大腐蚀深度进行概率统计分析。利用最小二乘法对Gumbel极值分布函数作参数估计,并对Gumbel极值分布作K-S检验分析。分析结果表明:局部腐蚀钢筋的最大腐蚀深度数据服从Gumbel极值分布,所做工作可为研究局部腐蚀钢筋的概率分析提供基础。

基于极值分布模型的管道剩余壁厚特征参量预测方法研究

当前对管道剩余壁厚的监测大多采用单点测量方法,因此测量得到的剩余壁厚存在较大的偶然性,无法科学客观地评估管道的腐蚀状况。为此,笔者采用多探头检测技术进行测量,将得到的结果结合Gumbel极值Ⅰ型分布模型对被测管段的最小剩余壁厚进行预测,利用现场实际采集的数据推导典型管道部件剩余壁厚的统计参数,用于管道剩余壁厚的预测。通过将预测的最小剩余壁厚值与实际测量的最小剩余壁厚值进行对比,验证了该方案的可行性。

Gumbel分布的油气管道的剩余寿命预测

为解决在役油气管道腐蚀严重、易发生泄漏事故等问题,研究管道腐蚀增长状况并预测管道剩余寿命。首先基于Gumbel分布,处理从某油气管道检测资料中随机抽取的最大腐蚀深度数据,建立管道最大腐蚀深度预测模型。然后用马尔科夫链蒙特卡罗(MCMC)方法估计预测模型的参数的值,通过模型预测出可能的最大腐蚀深度。再基于所得腐蚀深度、临界腐蚀深度及管道使用年限等数据,建立三者之间的关系指数模型,以此来预测油气管道的剩余寿命。最后以国内某一管道为例,验证MCMC方法预测管道剩余寿命的有效性。研究结果表明:利用Gumbel分布预测出的管道最大腐蚀深度指标更加精确,偶然性小,且得出的管道剩余寿命更加合理。

逐次Ⅱ型截尾下Gumbel Copula相依竞争失效模型的参数估计

在逐次Ⅱ型截尾样本下,讨论以Gumbel极值分布为边缘分布,Gumbel Copula为连接函数的相依竞争失效模型参数的极大似然估计(MLE)和Bayes估计.对于参数MLE,提出与生存函数成正比的两阶段估计(Inference for the margins,IFM).对于Bayes估计,证明了Gumbel极值分布尺度参数的对数凹性,采用混合ARS(Adaptive Re-jection Sampling Algorithm)和MH(Metropolis-Hastings)抽样方法实现参数估计.模拟结果表明,当两失效机理关联性较弱时,两种估计结果相差不大,但关联性提高时,Bayes估计优于IFM估计.

降雨重现期及其用于滑坡概率分析的探讨

极端气候条件往往会诱发各种地质灾害,而降雨型滑坡的发生则与极值降雨关系密切。为了有效预防和控制汛期滑坡灾害的发生,定量评估滑坡灾害造成的人员与经济风险,讨论了汛期极值降雨条件下滑坡概率的分析方法。利用Gumbel极值分布理论,以三峡库区巴东县1990～2006年日降雨量为基础资料,采用统计分析方法,求取研究区在汛期(6月中旬至9月)最大一次连续降雨量、多日累积最大降雨量的极值及其分布曲线;在此基础上,以研究区一个滑坡实例为对象,综合采用渗流模拟、稳定性分析和基于蒙特卡罗的滑坡概率分析方法,讨论了降雨极值及其重现期成果分别在降雨新生型滑坡和降雨复活型滑坡概率分析中的应用思路与方法。结果表明,随着重现期的增加,一次降雨过程的降雨量也增加;随着降雨日数的增加,具有不同重现期降雨事件的累积降雨量均会增加,且重现期越长,累积降雨量值会越大;降雨极值曲线分别应用于降雨新生型和降雨复活型滑坡概率分析的思路是可行并有效的。

大型石化储罐腐蚀寿命预测方法及其案例对比分析

国内现有大型石化储罐数量众多,在储罐服役时间逐渐增长、储存介质腐蚀性增强的情况下对储罐腐蚀剩余寿命的预测研究是当下石化设备维护领域的发展趋势。结合现有的3种储罐腐蚀剩余寿命预测方法,以国内某常压立式储罐为例,通过对其某次储罐底板无损检测情况进行统计计算来对比3种方法的寿命预测效果。结果表明,基于Gumbel极值分布法和有限折线近似替代法能较为可靠地预测服役储罐的剩余寿命,且前者能依赖更少的试验数据并利用极值分布进行更准确的剩余寿命分析。

海水环境中304不锈钢螺栓腐蚀及使用寿命研究

为了研究海水环境中油气运输管道304不锈钢螺栓连接件腐蚀状况及预测其使用寿命,通过将直径为6 mm的304不锈钢螺栓偶接在Q235钢板上,在模拟海水中分别腐蚀3,6,9,12个月后,利用电化学工作站对其腐蚀特征进行观察分析;利用拉曼光谱仪对螺栓表面锈蚀产物成分进行分析;利用扫描激光共聚焦显微镜对螺栓表面点蚀坑进行深度测量并记录其微观形貌。试验结果表明:304不锈钢螺栓在海水中的腐蚀产物主要为Fe_(3)O_(4)、α-FeOOH、α-Fe_(2)O_(3)、γ-Fe_(2)O_(3)、γ-FeOOH;随着螺栓腐蚀时间的增长,螺栓表面的耐蚀性逐渐下降,但当腐蚀时间过长时,螺栓表面的锈蚀物变得更加致密,对螺栓起到一定的保护,减缓了螺栓腐蚀速率;利用Gumbel极值分布法预测螺栓的使用寿命为24.83 a,与实际的使用寿命接近。304不锈钢螺栓在海水环境中也具有较强的耐腐蚀能力。

不拆保冷层的LNG管道最小剩余壁厚预测

为了保证生产和生活的需要,需要在不拆保冷层的条件下对LNG(液化天然气)管道剩余壁厚进行在役检测。以LNG保冷管道为例,分析了切向射线检测技术的基本原理,并用所开发的切向射线检测试验装置对一段LNG管道进行了检测试验,然后对其检测精度与千分尺测量结果进行了对比分析,最后对某条在役LNG管道进行了剩余壁厚检测,并结合Gumbel极值分布方法预测了整条LNG管道的最小剩余壁厚。试验结果表明,切向射线检测方法可以有效地对带保冷层LNG管道壁厚进行检测,可以预测整条LNG管道的最小剩余壁厚,且LNG管道的最小剩余壁厚符合Gumbel极值分布。

大型原油储罐内检测周期的预测方法

基于时间的定期检测方法往往导致大型原油储罐的失修或过修,如何确定合理的原油储罐内检测周期对于平衡原油储罐的安全运行要求和检测费用具有重要意义。提出了基于RBI技术的内检测周期预测方法,研究发现随着可接受风险的增加,预测的储罐内检测周期也逐渐增加。介绍了确定原油储罐可接受风险的方法,并通过此方法确定3.54×104为原油储罐的可接受风险值。对于腐蚀相对严重且内检测周期较短的储罐,与RBI方法相比,基于Gumbel方法预测的内检测周期相对保守。与基于RBI技术预测的内检测周期相比,国内标准SY/T5921-2000对储罐内检测周期的要求较保守,推荐采用基于RBI技术确定原油储罐的内检测周期。(表4,图3,参19)