Monte-Carlo法在含缺陷管道腐蚀失效概率评定中的应用

腐蚀是引起管道事故的一个主要原因，我国在役长输管道大部分腐蚀严重，因此有必要对含缺陷管道的腐蚀失效概率进行评定。由于B31G规范评定结果偏于保守，因此采用修正的B31G规范对腐蚀缺陷进行评定，考虑到腐蚀缺陷有关参数的不确定性，利用Monte-cario法计算含缺陷管道的腐蚀失效概率。通过对一段实际管道腐蚀失效概率的计算，验证了Monte-Carlo法的可行性。

应用Monte-Carlo法计算输油管道腐蚀失效概率

在对埋地管道进行腐蚀失效风险分析的过程中,用传统的数学解析方法无法计算管道的失效概率,而应用Monte-Carlo方法无需知道腐蚀速率的具体值,只需知道腐蚀速率的概率分布,或根据统计数据求出腐蚀速率的概率分布,就可模拟腐蚀失效过程。借助MATLAB的强大数值计算功能,可以提高Monte-Carlo抽样模拟的效率。经对某一实际管道失效概率的计算,验证了Monte-Carlo方法的可行性。

基于失效概率的雨水管网高风险管道识别与改造

识别高风险管道并降低其失效概率是缓解城市内涝积水的重要手段。为此,提出了一种基于排水能力-失效概率相关关系的高风险管道判别方法:首先以充满度等于1为管道失效的临界判别条件,并基于蒙特卡洛抽样计算管道在设计降雨情景下的失效概率;其次采用SWMM评估管道的排水能力;然后利用K-means聚类算法和分段回归分析法构建管道排水能力与失效概率的相关关系,并借助该相关关系推求出高风险管道的判别阈值,以北京市丰台区排涝片区为例,在3 a一遇降雨情景下,推求出失效概率等于3.64%为高风险管道的判别阈值;并结合高风险管道的纵断面图进行内涝成因分析,制定改造方案。模拟结果表明:改造后高风险管道数量占雨水管道总数的比例由91.39%降低至2.32%;高风险管道总长度占雨水管网总长度的比例由88.74%降低至1.11%。

基于综合权重分析的医用气体管道系统风险评估与管理

为保障医用气体管道系统的安全运行与工作质效,针对其日常管理中存在的隐患难检度高、排查工作繁重等问题,需要优化管理方法与人力配置,优先处理高风险等级项目。现提出利用综合权重值大小代表风险项目重要程度的方法,以FMEA(FailureModeandEffects Analysis,失效模式与影响分析法)为框架、GB50751-2012《医用气体工程技术规范》为参考,在“人-机一环”模型下列举“气源”“监管”“终端”三个子级系统所涵盖的28项风险项目。经专家评分得到相关数据后,利用层次分析法与熵权法相结合的综合权重法计算各风险项目的综合权重,以此划分风险等级并得到综合权重下的风险管理优先级。为降低FMEA中RPN赋分指标SOD的权重缺乏合理分配的影响,在与RPN分值相比较后,利用模糊综合评价修正异常排序,最终得到主客观相符的风险管理优先级。结果表明,在日常的使用和维护过程中,应注重工作人员责任意识的培养,重视病房、医用氧气气源的日常巡检与室内环境维护,谨防漏检问题的发生。

注水开采地面集输管道腐蚀行为研究

针对T油田地面集输管道失效严重的问题,本研究通过对T油田注水管道和集输油气管道的流体介质进行取样、测试和分析,明确流体介质的腐蚀风险因素;采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对T油田的地面集输管道的失效样品进行失效原因分析。结果表明:T油田地面管线存在腐蚀风险,主要为细菌腐蚀、溶解氧腐蚀,同时有碳酸钙和硫酸钡的结垢趋势以及高氯离子浓度加速腐蚀的趋势。注水管线失效原因主要有氧腐蚀和垢下细菌腐蚀,油气集输管线失效原因主要为细菌腐蚀、氧腐蚀及垢下腐蚀。

基于贝叶斯网络多馈入直流系统相继换相失败概率推断

大规模多馈入高压直流各回路之间紧密复杂的耦合可能恶化高压直流换相条件,增加了多馈入高压直流系统发生相继换相失败的风险。该文基于贝叶斯网络理论,以换流母线电压降、直流电流变化率和谐波畸变率这三大影响因素作为相继换相失败的证据指标,分别建立3个证据指标的证据概率函数和相继换相失败免疫因子,根据这些证据建立多馈入直流系统相继换相失败的贝叶斯网络,推断多馈入直流输电系统相继换相失败的概率。依据该文所提出的多馈入直流系统相继换相失败的概率推断方法和相关性的风险分析,可预警多馈入直流系统相继换相失败风险,也可提出多馈入直流相继换相失败的抑制措施。

基于贝叶斯网络的掺氢管道泄漏风险评价方法

氢气是一种可靠的清洁能源,开展氢气体积分数10%~20%的天然气掺氢输送是目前国内外氢气经济高效输送研究的热点。然而,掺氢后天然气的密度、热值、阻力等发生改变,打破管网的动态平衡。不同掺氢比例对管道的相容性、安全事故、完整性等均产生影响,将增大管道的失效风险。因此,本文开展掺氢天然气管道失效风险分析,通过识别掺氢过程中可能出现的各种风险因素,建立以掺氢天然气管道泄漏失效为顶上事件的事故树,再依据事故树与贝叶斯网络的映射关系转化为对应的贝叶斯网络。将时间因素纳入分析中,进行掺氢天然气管道失效的动态贝叶斯网络分析,得出导致管道失效的关键因素以及随时间变化的变化趋势。考虑到不同的掺氢比例会对管道部分基本事件的先验概率产生影响,在掺氢比例5%~30%工况下,对失效概率进行更新,获得管道失效概率随掺氢比例变化的变化趋势,为天然气管道掺氢技术的风险管理及控制提供了新的思路与方法。

考虑多次地震恢复的地震灾害风险评估模型构建

概率地震灾害风险评估中存在地震危险性取值和多次地震对地震灾害损失风险评估影响的两个问题,我国概率地震危险性分析(probabilistic seismic hazard analysis,PSHA)框架下,研究了地震动超越概率、极值概率和发生概率三种地震危险性表达之间的区别与联系,建立了这三种地震危险性表达之间的转化关系,并给出了采用地震动超越概率或极值概率计算发生概率的简化公式。根据承灾体震后恢复重建实际情况,对现有地震灾害风险评估模型假定进行了修正,推导出了仅考虑承灾体一次破坏的“首超”地震灾害损失风险评估表达式,并结合基于地震场地烈度频度的地震期望损失估计方法,提出了考虑多次地震不同破坏状态恢复差异的地震灾害损失风险评估模型,为地震灾害风险评估提供参考。

基于改进的云模型-FMEA的油气管道风险排序

为解决传统故障模式和影响分析法(FMEA)存在故障优先排序不准确、风险评价主观性过强的问题,提出一种基于混合权重-云模型的油气管道故障模式风险评价方法。首先,调研并分析油气管道失效模式与原因,构建系统FMEA模型;然后,提出基于云模型与混合权重法的专家评价意见处理方法,引入博弈论的思想,降低评价结果的主观性与随机性;最后,使用多准则妥协解排序法(VIKOR)对各个失效模式风险排序,并对比传统FMEA法,验证该方法的可行性与准确性。结果表明:该方法可综合评估管线上各管段的风险因素,量化不同管段上的风险值及同一管段上的最主要的失效模式,实现管道高风险区域的有效定位及管段上风险因素排序。

石油化工装置HAZOP分析技术概率定量化研究

分析化工装置定性风险识别技术——危险及可操作分析(HAZOP)技术定量改进的可行性,根据HAZOP分析专家意见,将HAZOP分析所得偏差进行定量化处理。采用层次分析法确定各专家影响权重,通过专家主观评判得到各原因下偏差发生的可能性,根据模糊数学方法将专家自然语言转换为模糊数,采用左右模糊排序法将区间[0,1]的模糊数转换为模糊失效概率值。实例验证表明,该方法能较好反映偏差实际发生概率,高效且便于计算机实现。

腐蚀作用下城市埋地燃气管道的失效概率分析

失效概率确定是管道定量风险评价的核心内容。为此,针对城市燃气输配管道特点,通过建立管道失效概率模型,利用可靠性理论得出了腐蚀作用下城市埋地燃气管道失效概率随服役年限的变化情况,并对影响管道失效概率的随机参数进行了分析。结果表明:在管道投入运行初期,腐蚀对管道失效概率的影响较小,其余参数的相对影响随工作压力大小而变化,当工作压力小于2.5 MPa时,竖直荷载是影响城市埋地燃气管道失效概率的最主要因素;随着工作压力的增加,竖直荷载影响失效概率的重要性逐渐下降,材料屈服强度、管道壁厚的重要性逐渐增加,而工作压力的重要性显著增加;当工作压力达到4.0 MPa时,对管道失效概率影响较大的因素为材料屈服强度、工作压力、竖直荷载和管道壁厚等;随着管道服役年限的增加,腐蚀对失效概率的影响增大并逐渐占据主导地位,在管道运行后期,影响管道失效概率的主要参数是腐蚀指数、腐蚀乘子和工作压力。

基于事故链及动态故障树的电网连锁故障风险评估模型

在分析现有电网连锁故障事故链模型不足的基础上,提出基于事故链模型与模糊聚类算法预测连锁故障的发展模式,运用动态故障树理论评估支路的重要度。首先,在事故链预测阶段,利用模糊聚类算法对支路进行分类,选取关联性最高的为下级环节,在减少工作量的同时克服现有预测方法的局限性。其次,基于事故链集建立连锁故障的动态故障树模型,利用动态故障树理论计算事故链的概率和风险,完善支路的重要度评估模型。最后以IEEE39节点系统为例进行计算,通过对结果的比较分析,验证所提模型和算法的合理性。

油气管道危害辨识故障树分析方法研究

建立了油气管道失效故障树,研究了故障树定性和定量分析的方法。介绍了油气管道危害辨识涉及的相关概念和管道危害识别流程,简要说明了管道危害辨识所要收集的资料和管道分段原则。根据故障树分析原理,以“管道失效”为顶事件,“穿孔”和“破裂”为次顶事件建立了油气管道失效故障树,通过对故障树的定性分析,发现引起管道失效的主要原因有第三方破坏、腐蚀、管材缺陷、自然灾害等。在油气管道失效故障树定性分析的基础上,对油气管道失效故障树进行了定量分析。提出了用改进的专家判断法来确定管段失效基本事件概率,并将模糊概率概念引入其中。利用层次分析法来确定专家意见权重,并用此权重来修正专家意见。在确定管道失效概率时,考虑到最小割集中基本事件独立性和相关性,分别建立了油气管道失效的事件独立性概率模型与事件相关性概率模型,并建立了基本事件概率重要度系数的数学模型。

城市燃气管道风险评估中失效后果的计算

对城市燃气管道进行风险评估进而实现风险管理是保证燃气管道安全运行、提高管道公司经济效益的科学管理方法。风险评估的过程中需要对燃气管道的失效后果进行准确的评价和计算,为此在对燃气泄漏、扩散、破坏和损伤模式的各种理论进行总结的基础上,使用Matlab软件对燃气扩散模式进行了模拟,确定了影响燃气扩散浓度的主要因素;确定了燃气燃烧和爆炸的损失破坏标准等多方面的内容;通过实例计算,简要介绍了燃气管道失效后果的主要计算方法;并通过Matlab软件对燃气扩散模式的模拟,对影响燃气扩散的主要因素进行了定性分析。

城市燃气管网风险评价方法

介绍了油气管道风险评价的三种方法,指出了城市燃气管网系统风险评价和长输管道的异同,分析了燃气管网系统风险评价的基本原则和一般步骤,同时还介绍了故障树分析、事件树分析、专家调查法、模糊综合评价、不确定性分析等方法。

输油管道的风险评价

考虑油气管道运行中的风险因素,应用风险评价的指标模型,对一条输油管道进行了风险评价。模型中的失效可能性包括内、外腐蚀、第三方破坏、地面移动、设计/材料、运行等六个子模块,失效后果考虑了对环境、高价值地区和居民的影响。模型的因素权重由该管道以往事故统计分析确定。依据风险相同的原则和管道的实际情况,对管道进行了分段,对每一段管道确定了管道失效可能性和失效后果,并进行了风险敏感因素分析,识别风险源。基于风险评价结果,给出了该管道沿程风险分布和相对风险等级,指出腐蚀、第三方破坏以及施工时的误操作(管道建设施工遗留问题)是该管道的主要问题。风险评价的结果可以该管道的完整性管理提供参考。

继电保护系统隐性故障研究综述

继电保护系统隐性故障是引起大电网连锁故障乃至解列的重要原因之一,其研究内容涉及保护系统及电网运行状态等多个方面。对继电保护系统隐性故障的定义、成因、表现形式进行了归纳,并对表现形式中尚存在的争议问题进行了探讨。针对保护系统隐性故障的系统建模、风险评估及监测与控制等相关研究方向的研究难点与关键技术,总结了目前已取得的国内外研究成果,并分析了现有成果的不足之处、需解决的问题及今后的研究发展方向,为相关领域的后续研究和应用提供参考。

改进的风险优先数(RPN)分析方法

针对工艺故障模式影响分析(PFMEA,Process Failure Modes and Effects Anal-ysis)中风险优先数(RPN,Risk Priority Number)分析方法存在的缺陷,在分析导致这些缺陷的原因的基础上,提出了一种基于费用及发生概率的定性与定量相结合的RPN分析方法.该方法中定性分析部分以传统RPN分析方法中的严酷度等级评价为基础,对工艺故障模式的严酷度等级进行评价;定量分析部分以故障模式发生后导致的费用损失的期望值作为RPN值.改进后的RPN分析方法中,定量化的数据使得风险排序更为客观、准确.最后,使用改进后的RPN分析方法对相控阵雷达中某组件的滤波器装配工艺进行了PFMEA分析,取得了良好的效果.

油气管道地震风险评价方法

从失效可能性和失效后果两个方面对管道地震风险评价的现状进行了总结,提出了新的计算方法和模型。通过计算管体应变超越管道允许应变的概率来获得地震引起管道失效的可能性,采用统计管道事故平均失效后果的方法进行后果分析,并通过计算获得了某输油管道沿线地震风险分布的量化值。该方法可用于指导管道抗震设计和管道运行期间的风险管理。

埋地燃气管道泄漏失效与数据库研究进展

从埋地燃气管道泄漏失效和管道数据库两个方面论述了燃气管道事故的研究现状。并分别从事故原因、泄漏检测以及风险评估三个角度对燃气管道泄漏失效事故研究展开讨论;同时,通过总结国内外已有管道数据库的结构和功能,指出我国发展管道数据库的必要性和重要性。