基于概率论的油气管道风险评价方法研究

梳理了管道风险指标及其逻辑关系,基于概率论推导提出了新的管道风险评价模型,在大量管道上进行了应用验证,解决了原评分法存在的问题,可较好地指导管道风险管控实践。

油气混输管道在线腐蚀检测及安全评估

针对塔河油田单井管线油气混输介质长期停用存在腐蚀问题,通过腐蚀因素和腐蚀原因初步分析,认为该管道存在内腐蚀风险。通过采用在线腐蚀检测技术,对单井管线开展腐蚀检测及评价,通过现场对管道5个开挖探坑的检测,开挖检测部分的管道安全强度达到继续使用的等级。但是由于仅是局部探坑检测,不排除管道其他部位存在极严重腐蚀,建议对该管线进一步开展试压,通过试压确定管线的承压能力和排查薄弱点,为下一步开展腐蚀治理提供依据。

海底管道校核方法研究分析

为计算腐蚀海底管道的剩余强度,分析海底管道的在位强度计算方法,提出一种海底管道校核方法。将腐蚀管道的强度校核分为整体强度和局部强度分析,通过ECE5模拟预测海底管道均匀腐蚀深度和局部腐蚀深度,利用原设计规范(DNV OS F101或DNV1981)计算海底管道的整体强度,采用DNV-RP-F101计算海底管道腐蚀点的局部强度,采用有限元方法对腐蚀点的局部强度进行模拟计算,为腐蚀管道的安全性评估提供依据。

灰色关联法的输油管道泄漏河流污染影响评价方法研究

为提高输油管道泄露河流污染影响评估的准确性,提出灰色关联法的输油管道泄露河流污染影响评价方法。该方法采用GMS中的MODFLOW模拟河流中溢油扩散情况,引入灰色关联法,结合溢油扩散情况,通过贴近度优化该算法后评价河流污染影响,获得河流水质等级,实现输油管道泄漏河流污染影响评价。应用结果表明,断面2和断面5的水质污染等级分别为III和IV,剩余断面的水质污染等级为II,该评价结果与实际结果一致,表明该方法可准确完成输油管道泄露河流污染的影响评价,具备了一定的评价准确性。

基于Kent法的非金属管道风险评价方法

风险评价是管道完整性管理的重要内容和基础,随着油气田集输管道完整性管理不断推进和发展,非金属管道无成熟风险评价方法的问题逐渐突出。基于非金属管道失效风险因素的分析和某油田非金属管道失效统计结果,建立了基于Kent法的非金属管道半定量风险评价方法。失效可能性评价指标包括第三方损坏、运行环境、设计与施工制造、误操作和水文地质灾害等5个方面49项评价指标;失效后果指标包括介质短期危害、介质最大泄漏量、介质扩散性、影响对象、社会影响和供应中断对下游用户影响等6个方面12项具体评价指标。使用专家打分法优化设置了失效可能性指标权重系数和评价指标分数,为油气田非金属集输管道风险评价的实施奠定基础。

腐蚀管道剩余强度评价方法的对比研究

综述了ASMEB31G-1984、ASMEB31G-1991、DNVRP-F101以及PCORRC等4种腐蚀管道剩余强度的评价方法,从安全准则、适用缺陷类型、适用管材强度等级等几个方面进行了分析、比较。基于全尺寸爆破试验结果验证,指出修改后的ASMEB31G的保守性有所降低,但仍然存在较大的安全裕量。PCORRC和DNV采用了基于爆破强度的安全准则,因此更适应中、高强度等级管道的缺陷评定。计算并分析了流变应力的选取、腐蚀面积的简化计算、Folias鼓胀因子等因素对腐蚀管道剩余强度评价结果的影响程度。旨在便于评定人员选取合适的评价方法,进而提升管道安全运营管理水平。

腐蚀管道剩余强度的评价方法及剩余寿命预测

介绍了ASME B31G-2009、BS 7910-2005、PCORRC和API 579-1/AMSE FFS-1-2007四种标准中计算腐蚀管道剩余强度的经验公式,分析对比了四种管道剩余强度评价准则对预测结果的影响;并采用AMSE B31G-2009标准公式、有限元模拟和可靠性分析三种手段分别对某缺陷集输管道进行了剩余寿命预测。结果表明:对于不同钢级管道,API 579-1/AMSE FFS-1-2007标准方法预测的剩余强度最为保守,其次为ASME B31G-2009标准方法预测的,BS 7910-2005标准和PCORRC标准方法得到了相似的曲线,BS7910-2005标准的计算结果要稍大一些;为提高预测精度,需采用非线性有限元和可靠性分析法进一步预测剩余寿命;采用经验公式、有限元法和可靠性分析得到的剩余寿命结果较为接近,分别为10.8,12,13.6a。

非线性有限元法用于腐蚀管道失效压力预测

采用非线性有限元法建立了含缺陷管道爆破失效的数值模型,以此预测腐蚀缺陷管道的失效压力。分析了模型中的单元划分、材料模式、非线性求解方法、失效判据等技术要点,对不同管材、规格以及缺陷尺寸的全尺寸管道爆破试验结果进行了分析和计算,验证了所建模型的准确性。基于有限元计算结果,同时考虑缺陷长度、深度、宽度等因素的影响,拟合出含缺陷管道的失效压力预测公式,与其他方法以及试验结果相比,该公式计算误差较小。

油气管道剩余强度评价方法适用性研究

为了研究油气管道剩余强度评价方法的适用性,介绍了完整管道失效压力的计算方法以及NG-18,B31G,DNV RP-F101和PCORCC等4种计算含缺陷管道剩余强度的方法。对4种方法中的流变应力和膨胀系数进行了分析,同时采用4种计算方法计算了30组不同钢级管道的剩余强度。结果表明:流变应力的选取对中低强度钢管的影响较大,对中高强度钢管的影响较小,当管道钢级为X80及以上时,流变应力对剩余强度计算结果的影响可以忽略不计;各评价方法中,改进的B31G中的膨胀系数表达形式更加接近实际情况;NG-18和B31G适用于评价中低强度的钢管,其中,改进的B31G结果更为准确;DNV RP-F101和PCORCC适用于评价中高强度的钢管,其中,DNV RP-F101的计算结果优于PCORCC的计算结果;对于高钢级管道的评价方法还需要进一步研究和改进。

油气管道完整性评价与管理软件

作为保障油气管道安全运行的重大举措,管道的完整性管理已经受到了国内外油气管道业界的高度重视,并处在不断地推广应用之中。为方便管道完整性管理技术的实际应用,研制开发了适用于工程实用目的的油气管道完整性评价与管理软件(PIAMS),并包含了管道风险评价与剩余强度评价的功能模块。为此,介绍了该软件的结构、模块、特点、主要功能和用户界面;该软件由数据库、管道风险分析、腐蚀缺陷评价、用户管理4个模块组成;可以运用该软件管理油气管道的完整性数据信息,进行管道的风险计算、风险分析以及对含缺陷管道的剩余强度评价;此外,该软件还具有可扩展性强的特点。

断裂力学法在油气管道腐蚀评价中的应用研究

为节省油气管道维修费用,预防油气泄漏事故,以均匀腐蚀油气管道为研究对象,建立管道剩余强度评价模型。管道均匀腐蚀发生后,应用弹塑性断裂力学法寻求断裂准则,深入分析环向和轴向应力,建立评价模型,判断缺陷可接受程度,若不可接受,则以管道最大允许工作压力值反映均匀腐蚀缺陷管道的承压能力。实证分析表明,管道外径与最大允许工作压力呈负相关关系,最小测量壁厚和屈服强度与其呈正相关关系。这些结果与实际情况较为吻合。

油气管道风险的模糊综合评价方法探讨

油气管道风险评价是一种以数据资料、运行经验、直观认识为基础的科学方法。通过风险的量化来进行分析比较 ,为管道风险管理的科学决策提供可靠的依据 ,以能够合理地运用有限的人力、物力和财力等资源条件 ,采取最为适当的措施 ,达到最为有效地减小损失、提高效益、保护环境等目的。文章在简要介绍油气管道风险评价技术现状的基础上 ,从评价中存在的客观困难和现行方法的局限性两方面阐述了进行油气管道风险的模糊综合评价的必要性 ,介绍了模糊综合评价的主要流程和主要方法 ,并指出油气管道风险评价技术的发展方向。

含凹陷管道的完整性评价

针对凹陷引起的管道应力集中问题,基于深度的评价准则已不能满足工程应用,提出包含内检测、噪声处理、几何插值和应变求解的基于应变的评价流程。单纯凹陷对管道的剩余强度影响不大,但与焊缝、裂纹及划伤等其他种类缺陷联合作用时,则可能加快管道的断裂失效,可以采用弹塑性断裂理论对含裂纹和划伤凹陷进行剩余强度计算,当凹陷位于焊缝时,建议直接修复或替换。在内压波动影响下,无约束凹陷的疲劳问题较为严重,提出采用雨流计数法对管道的压力历程进行循环计数,根据疲劳累积损伤理论确定管道的疲劳寿命或检修周期。通过对目前国外主要标准的分析和比较,结合凹陷的自身特性,提出了更加合理的管道凹陷完整性评价体系。

基于爆破试验数据对腐蚀管道剩余强度评定方法的验证

为验证腐蚀管道的剩余强度评价方法,收集了63组腐蚀缺陷管道全尺寸爆破试验结果。基于这些全尺寸爆破试验数据,分别使用ASME B31G、DNV RP-F101及PCORRC等评定方法计算管道失效压力,并用图表定量地示出各种方法的计算误差。结果表明,ASME B31G有很强的保守性,但这种方法在预测中高强度等级管道的剩余强度时也会出现不安全的评价结论。DNV RP-F101及PCORRC两种方法的差别不大,其保守性也较小,比较适用于中高强度等级的管道的剩余强度评价。但这两种方法在应用于中、低强度等级的管道时,都会产生不安全的评价结果。PCORRC的评价结果略好于DNV-RP-F101方法。应发展中高强度等级管道的缺陷安全评定方法。

基于Wiener模型的变压器油纸绝缘老化剩余寿命评估方法

变压器的稳定安全运行是电网可靠供电的重要保证,为合理预测实际运行单台变压器油纸绝缘的剩余使用寿命,提供一种单台变压器油纸绝缘系统剩余使用寿命的预测方法。首先以Wiener随机模型为理论基础,建立其剩余概率密度函数方程;其次利用Bayesian定则对参数进行迭代更新处理,并采用最大期望算法,实现剩余寿命预测模型参数迭代更新,最终达到剩余寿命预测的目的。为进一步验证上述剩余寿命预测方法的准确性,在实验室中进行130℃加速热老化试验,分别获得老化温度下的油中糠醛退化数据及绝缘纸板聚合度退化数据,将退化数据与上述算法相结合,对比实测油纸绝缘剩余寿命的结果,验证了所提算法预测变压器油浸纸板剩余寿命的准确性。

不同钢级油气管道剩余强度评价方法对比

为了精确评价油气管道腐蚀安全情况,利用ASME B31G标准、修正的ASME B31G标准、DNV-RPF101规范、PCORRC规范和有限元分析法等5种评价方法对不同钢级油气管道剩余强度进行计算,并对比试验爆破压力,分析不同评价方法的保守性、准确性和集中性。结果表明:不管是在低钢级油气管道还是中高级油气管道,ASME B31G规范计算结果误差都很大,数据集中性差,不稳定;修正的B31G规范保守性比ASME B31G有所改善,但是误差仍然很大;DNV-RP-F101规范和PCORRC规范计算误差相对较好,数据集中性表现理想,尤其适合于X60以上中高级油气管道;非线性有限元分析方法计算结果误差小、集中性好、分布稳定、保守性低,对不同钢级油气管道都适用,在所有评价方法中表现最理想。

腐蚀管线剩余强度评估的研究进展

美国评估腐蚀管线的B31G准则偏于保守,后来对B31G准则作了必要的修正。一些学者针对B31G准则的进一步研究中,考虑了轴向载荷、弯矩、腐蚀宽度以及腐蚀缺陷螺旋角对管线的影响,提出了几种不同的腐蚀管线评估方法,即有限元分析方法、基于弹塑性理论极限的分析方法和基于可靠性理论的可靠性评估方法。指出我国今后的研究应考虑更复杂的腐蚀形状、载荷情况、环境条件及介质的影响,重点研究影响可靠性的各随机变量的概率分布及统计特性,把各种评估方法综合起来,建立腐蚀管线剩余强度的评估体系。

在役油气压力管道腐蚀剩余强度评价方法探讨

在役压力管道安全可靠运行是目前世界各国油气储运业界普遍关注和迫切需要解决的重大课题，而在役压力管道腐蚀剩余强度评价则是为保障在役压力管道安全可靠运行的基础工作，其评价结论直接为管线运行的操作工艺、运行参数提供理论依据，同时指导管道安全生产管理。文章简述国内外在役压力管道腐蚀剩余强度评价工作进展情况，然后着重介绍西南油气田分公司长输管道检测中心对龙苍线、佛两线、克乌线及濮临线等多条油气输送管道进行剩余强度综合评价的方法和经验，包括不同形貌即平百性、体积性缺陷定量及剩余强度评价方法。

影响含腐蚀缺陷管道剩余强度的参数分析

对比ASME B31G,API 579,DNV RP-F101,PCORRC等评价方法中的鼓胀因子、流变应力、腐蚀面积、缺陷长度等参数对管道剩余强度的影响。分析表明:管材的级别越高,不同标准之间的流变应力的定义的差异越小;NG-18公式仅适用于短缺陷;与实际爆破试验数据相比,ASMEB31G标准相对误差较大,DNV RP-F101和PCORRC标准评价结果相对误差较小。

油气管道剩余强度评价方法

随着输油气管道建设的不断发展以及管道服役年限的增加,管道因腐蚀作用会产生各种失效,为避免对含缺陷管道盲目维修和更换带来的经济损失,保证管道安全运行,对含腐蚀缺陷的管道进行剩余强度评估非常必要。文章系统阐述了油气管道剩余强度的评价方法,并比较了各种评价方法的优缺点。分析表明,有限元法能够对含缺陷的油气管道在各种外载荷作用下的应力—应变进行数值模拟,是管道剩余强度分析的一种有效手段。