油气管道剩余强度评价方法适用性研究

利用ASME B31G Modified评价准则、BS7910评价准则、SHELL92评价准则、DNV RP F101评价准则、PCORRC评价准则这五种剩余强度评价准则对不同钢级油气管道进行剩余强度的计算,并与爆破压力进行对比分析,考察其保守性和准确性.结果表明:随着缺陷深度和缺陷长度的增加,预测剩余强度呈减小的趋势,缺陷长度出现临界值;随着钢材强度的增加,用不同方法计算的流变应力之间的差值逐渐减小;ASME B31G Modified评价准则适合于低强度钢的安全评定,PCORRC评价准则适合于中强度钢的安全评定,SHELL92评价准则适合于高强度钢的安全评定;DNV RP F101评价准则绝对误差平均值和相对误差平均值最小,SHELL92评价准则绝对误差平均值和相对误差平均值最大.所得结论对于油气管道剩余强度预测有一定的参考意义.     

基于WS-LSTM的海底管道剩余寿命预测

海底管道处在一个恶劣且不可接触的环境中,它的安全运行受到诸多挑战.为了保障海底管道的安全稳定运行,需对其剩余寿命进行预测,但传统的海底管道剩余寿命预测过多依赖专家经验且预测精确度较低.为了使海底管道剩余寿命预测的精确度进一步提高,本文提出基于WS-LSTM的剩余寿命预测方法,即基于小波变换(wavelet trans-...     

天然气加热炉管安全状态分析及寿命预测

目的 研究天然气加热炉管的安全状态评价方法.方法 在全面检测的基础上,对加热炉管的腐蚀机理进行分析;根据ASME-B31G规范,对加热炉管的腐蚀缺陷剩余强度进行计算;采用有限元优化设计方法,对天然气加热炉管的剩余寿命进行预测.结果 得到炉管的腐蚀机理、剩余强度和剩余寿命.结论 炉管的腐蚀主要是由氧、钙镁离子引起的垢下腐蚀和CO2、H2S引起的化学及电化学腐蚀;强度评定计算结果表明:剩余强度满足使用要求,剩余寿命为116 727 h.     

油气长输腐蚀管道剩余强度评价技术研究

油气管线在输送环境及输送介质的影响下发生腐蚀的现象在所难免,必须剩余强度评价腐蚀的管线,才能为管线的更换、修复、继续服役提供科学、正确决策。文章对评价相关油气长输管线腐蚀曲线剩余强度的软件进行简要介绍,使评价具有可靠性。     

基于灰色理论的海底管道腐蚀剩余寿命预测方法

以灰色理论的基本模型为基础,探讨了灰色模型的改进方法.分析了海底管道腐蚀因素与腐蚀量之间的规律以及应用灰色理论进行剩余寿命预测的可行性.提出了基于灰色理论的海底管道剩余寿命预测方法.利用灰色理论预测腐蚀海底管道剩余寿命的步骤主要包括:最小允许厚度的确定,腐蚀速率的预测以及剩余寿命预测.利用该方法,可以在测量数据很少的情况下预测海底管道的剩余寿命.     

减压渣油管线的安全评定及剩余寿命预测

某炼油厂减压渣油管线运行6年后出现腐蚀穿孔,给企业造成一定的经济损失。因此有必要对其它管线进行全面的安全评定和剩余寿命预测,以保证管线在一个检修周期内能安全平稳运行。通过对管线的化学成分及金相组织分析,发现管线钢材料的珠光体显微组织已经中度球化。通过现场对管线壁厚的检测以及进行的强度校核,得出其它管线仍可继续使用。通过应用强度失效准则对剩余寿命进行分析,得到最薄壁管线的使用寿命为36个月,这为设备的安全运行提供了理论依据。     

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。     

含裂纹AL2024薄板剩余强度和剩余寿命的影响因素研究

机械构件在使用的过程中难免会造成各种裂纹缺陷。为了保证含裂纹结构的使用安全,本文基于韧性断裂准则和最大周应力准则建立了含裂纹结构的剩余强度和剩余寿命的分析模块。利用上述分析模块探索了裂纹深度和裂纹倾斜角对含裂纹AL2024铝板剩余强度和剩余寿命的影响能力,并利用回归分析分布拟合出了剩余强度和剩余寿命的表达式。研究结果表明：剩余强度和剩余寿命的分析模块准确可靠;剩余强度随裂纹深度和裂纹倾斜度成指数变化,裂纹深度从15 mm增加到40 mm,裂纹倾斜角从60°减小到0°过程中,剩余强度从249.50 MPa减小到79.78 MPa,说明从剩余强度上讲深裂纹和小倾角裂纹对结构危害较大;剩余寿命与裂纹深度和裂纹倾斜角也成指数关系,在研究范围内随裂纹深度的增大和裂纹倾斜角的减小剩余寿命从148871减小到4481,说明从剩余寿命上讲深裂纹和小倾角裂纹危害较大。研究结果表明深裂纹和小倾角裂纹对结构危害较大,在周期性检查过程中要特别注意;同时该方法对于结构剩余强度和剩余寿命的评估提供了有益的参考。     

基于ABAQUS的拖锚载荷对海底管线的影响研究

锚击是造成海底管线第三方损伤的重要因素.本文将拖锚对海底管线的损伤分为撞击、拖曳两个方面,并利用ABAQUS软件对上述两种作用方式进行数值模拟.撞击分析中,利用数值模型分析了管壁厚度、管线长度对最终凹痕深度的影响,并与其他撞击形式、规范计算值进行了对比.拖曳分析中,重点探讨了海床土壤性质的影响.结果表明,拖锚对海底管线的撞击作用影响相对较小,平铺于砂质海床上的管线最大拖曳力计算值更大.应用ABAQUS的有限元模型研究海底管线的抗锚害问题切实可行,对于管线设计、提高管线安全性有一定指导意义.     

一种海底电缆磁力探测平面误差改正方法介绍

海底电缆在海洋油气田建设中有着十分重要的作用.但在日常维护中其位置往往较难探测,目前是应用最广的有效手段.由于磁力探测受海流、船速、拖缆倾斜度等因素影响,其定位误差较大.在海洋油气田中,海底电缆常随海底管线同时建设,而海底管线探测方法成熟,探测精度较高.该文利用首先探测到的高精度管线位置,对海底电缆磁力探测精度进行归纳和推演,探索出误差改正方法,经超短基线高精度水下定位方法验证,方法可行、效果良好,可以应用于工程实践.     

非接触式检测海底管线防腐层破损点的方法

海底管线防腐层的阴极保护状态在深海环境下难以直接测量,分析防腐层破损引起周围环境电场电位变化关系,首次提出通过测量海底管线周围的环境电场电位分布而实现不接触检测海管表面防腐层破损点的方法.一是研制新型的深海用全固态的银/氯化银参比电极;二是利用虚拟仪器技术设计环境电场测量系统.在青岛滨海采用非接触测量系统进行了实验,实验结果表明该系统在距离海底管线4 m内均可以准确测量其周围的环境电场电位分布,检测出管线表面破损点.     

腐蚀管线剩余强度的非线性分析

应用计算机辅助工程分析系统,对腐蚀管线的剩余强度进行了有限元分析,分析中考虑了材料非线性和几何非线性。得出了腐蚀区的应力分布及腐蚀区应力随载荷变化的历程曲线,以及腐蚀区尺寸对剩余强度的影响,并对模型的失效压力进行了预测。将预测结果与工业上使用最广泛的Ｂ３１Ｇ准则预测的结果进行了比较,证明用此方法对腐蚀管线的剩余强度进行评估是可行的,能得到比较准确的结果。     

含裂纹Al2024薄板剩余强度和剩余寿命的影响因素

机械构件在使用的过程中难免会造成各种裂纹缺陷。为了保证含裂纹结构的使用安全,应用韧性断裂准则和最大周应力准则建立了含裂纹结构的剩余强度和剩余寿命的分析模块。利用上述分析模块探索了裂纹深度和裂纹倾斜角对含裂纹Al2024铝板剩余强度和剩余寿命的影响能力,并利用回归分析分布拟合出了剩余强度和剩余寿命的表达式。研究结果表明:剩余强度和剩余寿命的分析模块准确可靠;剩余强度随裂纹深度和裂纹倾斜度成指数变化,裂纹深度从15 mm增加到40 mm,裂纹倾斜角从60°减小到0°过程中,剩余强度从249.50 MPa减小到79.78 MPa,说明从剩余强度上讲深裂纹和小倾角裂纹对结构危害较大;剩余寿命与裂纹深度和裂纹倾斜角也成指数关系,在研究范围内随裂纹深度的增大和裂纹倾斜角的减小剩余寿命从148 871减小到4 481,说明从剩余寿命上讲深裂纹和小倾角裂纹危害较大。研究结果表明深裂纹和小倾角裂纹对结构危害较大,在周期性检查过程中要特别注意;同时该方法对于结构剩余强度和剩余寿命的评估提供了有益的参考。     

基于裂纹失效路径的压力容器剩余寿命预测新方法

裂纹的扩展行为研究是压力容器剩余寿命预测的关键与基础。针对目前难以准确预测压力容器表面裂纹剩余寿命的状况,通过建立压力容器表面裂纹的受力模型,利用有限元方法分别计算出裂纹表面点与最深点处的应力强度因子,得到裂纹深度a与长度c的变化之比,运用压力容器仿真系统进行路径仿真与失效速率仿真,得到裂纹在安全区域的临界拐点及临界值aN。实例计算结果表明,表面裂纹的失效路径能够直观准确的表示裂纹的扩展规律,进行有效的剩余寿命预测。     

腐蚀管线的剩余寿命预测

预测管线的腐蚀变化趋势及腐蚀对管线结构完整性的危害是评价管线剩余寿命的关键步骤。将影响管线剩余寿命的各种因素看成是分布各异的随机变量 ,建立了预测管线失效的概率数学模型。利用这一模型 ,研究了腐蚀速率、缺陷深度、管道壁厚和工作压力等因素对管线可靠性的影响。结果表明 ,各参数的不确定性越大 ,管线的可靠性越低 ;缺陷深度在腐蚀缺陷形成初期 ,对管线的可靠性有很大影响 ,而随着时间的推移 ,腐蚀速率将对管线的可靠性有较大影响。对一条输油管线 ,基于管线腐蚀检测数据 ,对 1km长度的管道进行失效概率统计分析得到的腐蚀速率能够对管线全线的安全状况做出合理预测 ,从而为管线的进一步维修与检测提供参考资料。     

碳纤维复合材料层板结构环境条件下的疲劳性能研究

该文针对碳纤维复合材料层板结构,分别进行标准环境下和湿热环境下的疲劳试验,对完成规定疲劳寿命的层板试验件进行剩余强度试验,分析了碳纤维复合材料层板结构的破坏模式。试验结果表明,湿热环境对碳纤维复合材料层板结构的疲劳性能基本无影响,并对复合材料结构疲劳性能的后续研究进行了展望。     

地铁隧道钻爆法施工邻近埋地管线的安全风险管理研究

地铁隧道钻爆法施工对邻近埋地管道的影响与安全控制研究,对地铁隧道快速掘进和管道安全防护具有重要的意义。为研究地铁隧道钻爆法施工过程中邻近埋地管线的安全风险,以经济损失为评价指标,提出了地铁隧道钻爆法施工对邻近埋地管线影响的风险评估方法。首先建立考虑管线剩余强度的安全控制标准,根据模糊数学的有关方法,提出地面沉降控制标准的隶属度函数,并结合管线破坏的经济损失表达式,最终确定地表最大沉降与经济损失期望值之间的关系。最后,对大连地铁隧道沿线某混凝土上水管在钻爆法施工过程中的影响进行了风险分析,从而作为安全措施的指导依据。     

腐蚀管线的剩余寿命预测

预测管线的腐蚀变化趋势及腐蚀对管线结构完整性的危害是评价管线剩余寿命的关键步骤。将影响管线剩余寿命的各种因素看成是分布各异的随机变量，建立了预测管线失效的概率数学模型。利用这一模型，研究了腐蚀速率、缺陷深度、管道壁厚和工作压力等因素对管线可靠性的影响。结果表明，各参数的不确定性越大，管线的可靠性越低；缺陷深度在腐蚀缺陷形成初期，对管线的可靠性有很大影响，而随着时间的推移，腐蚀速率将对管线的可靠性有较大影响。对一条输油管线，基于管线腐蚀检测数据，对1km长度的管道进行失效概率统计分析得到的腐蚀速率能够对管线全线的安全状况做出合理预测，从而为管线的进一步维修与检测提供参考资料．     

海底输油管线吊放过程中的强度和变形计算

海底输油管线在敷设过程中南非进行管线吊放作业，为了正确模拟管线的吊放过程提出了一种采用几何非线性和物理非线性数值处理方法，并对一管线实例进行了强主和变形计算，为吊放作业提供理论依据。     

海底管线自沉过程研究

海底管线的稳定性是海底管线研究的重要内容之一.通过有限元软件ABAQUS,应用Mohr-Coulomb塑性模型,模拟海底管线自沉过程.通过进行海床土体初始地应力平衡、设置管土接触的方法,建立海底管土相互作用模型,分别计算了管线在自重和波流载荷联合作用下的管线变形及土体沉降量.计算结果显示,管线自重和波流载荷对管线的弯曲变形影响较大,对土体沉降量影响较小.同时通过对比模拟研究,发现管线水下重量、外径,土体粘聚力、内摩擦角都对土体沉降量有不同程度的影响,影响的大小程度取决于土体是否进入塑性屈服状态,参数的改变使土体越容易发生塑性屈服,土体的沉降量越大.