基于Gamma随机过程的西部严酷环境下钢筋混凝土可靠性评估

针对西部盐渍土环境下钢筋混凝土结构服役寿命较短的问题,根据盐渍土地质环境设置由氯化钠和硫酸镁组成的复合溶液,制备不同强度等级的钢筋混凝土试件,将试件放置于溶液中进行长期浸泡,通过CS350电化学工作站对混凝土中钢筋进行长期跟踪研究,探究多因素腐蚀下钢筋混凝土腐蚀规律。根据实测的部分寿命数据建立Gamma随机过程模型并对剩余寿命进行预测。研究结果表明:钢筋混凝土抗腐蚀性能随强度等级的提高而提高。Gamma随机过程可以较为有效地描述混凝土中钢筋的腐蚀轨迹,采用该方法预测的钢筋混凝土剩余寿命是可行的。     

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。     

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．     

城市地下复杂化学环境混凝土结构耐久性研究现状

我国正处于城市地下工程建设高速发展时期.与地上结构相比,城市地下结构的服役环境更为复杂,污染源更加多样,结构混凝土极易遭受多种腐蚀性离子的侵蚀,材料性能将不断劣化,最终引起结构功能失效、服役寿命大幅缩短,因此,开展城市地下复杂化学环境混凝土耐久性研究显得尤为重要和紧迫.对城市地下复杂化学环境混凝土结构耐久性研究研究成果进行了系统的介绍,对现有研究中存在的问题进行了深入分析,在此基础上提出进一步的研究建议,旨在促进我国城市地下工程耐久性相关科学技术的发展.     

预应力组合箱梁桥的使用寿命分析

为了研究既有预应力混凝土结构在混凝土碳化后,结构在服役期间的使用寿命,分析讨论了混凝土碳化及与混凝土本身有关的内部因素(如水灰比、水泥品种、骨料品种与粒径、混凝土强度等)和与环境有关的外部因素(如环境湿度、CO2浓度、环境温度等)的影响.以混凝土的碳化深度作为一个随时间变化的随机过程,建立了一般大气环境下,混凝土强度的时变概率随机模型.并将混凝土强度、保护层厚度、荷载横向分布系数以及荷载增长视为随机变量,在此基础上,研究了在不修复的情况下五跨一联预应力组合箱梁主梁和结合面的使用寿命,结果表明结合面的失效概率要大于主梁.荷载增长对结构可靠度指标影响较大.给出了在不同服役年限时结构主梁和结合面的使用寿命可靠度水平,其结果对预测结构剩余寿命和经济、科学地安排养护维修时间具有重要参考意义.     

基于耐久性能的混凝土寿命预测方法研究进展

基于耐久性能的混凝土寿命预测方法对提升混凝土工程可靠性和寿命预测技术提供了坚实基础,为不同重大工程服役环境下混凝土的安全具有推动作用。本文以结构混凝土、道路混凝土和海工混凝土作为研究对象,讨论了现有基于碳化、酸雨腐蚀和疲劳情况下的结构混凝土、基于唯象理论、断裂力学理论和连续损伤力学理论下的道路混凝土以及基于菲克第二定律和Weibull分布下的海工混凝土的寿命预测模型。通过介绍不同模型的发展动态,总结不同服役环境下寿命预测模型的适用性,提出不同模型存在的问题,有效提高寿命预测准确度。     

管道内检测技术在鲁宁线上的应用

长距离埋地管道运输是目前石油天然气资源的主要输送方式,由于埋地管道运行环境复杂,各种原因造成的管壁腐蚀直接影响管道的使用寿命.如何了解管道的腐蚀状况,有针对性地对管道进行维修,确保管道的安全运行,延长管道的服役时间,是进行管道内检测的根本目的.我们对鲁宁输油管线共检测了647公里,获取了第一手检测资料库,为进一步分析鲁宁管线腐蚀情况和安全评估提供了科学依据.     

广州地区城市地下混凝土结构临界氯离子含量研究

主要针对广州地下混凝土结构侵蚀环境特点,进行氯离子侵蚀的快速腐蚀模拟实验.实验研究表明:较小的水与灰质量比和适量粉煤灰的掺入增加混凝土氯离子吸附能力,较大的保护层厚度、较小的水与灰质量比和掺粉煤灰降低混凝土的电流强度和延长电流稳定时间.同时微观结构分析显示氯盐腐蚀造成钢筋表层混凝土膨胀,结构出现膨胀劣化.通过氯离子侵蚀下锈蚀模拟实验与工程调查验证分析,推荐广州地区城市地下混凝土结构受氯离子侵蚀钢筋表面临界氯离子含量为0.04％～0.05％(质量分数),该值考虑混凝土对氯离子的结合及吸附的影响,为地区地下混凝土结构氯离子侵蚀寿命预测提供了参考.     

预应力混凝土箱梁桥主梁的可靠性分析

依据国家公路桥梁设计规范建立了极限状态函数,将混凝土强度、计算模式不确定性系数、荷载横向分布系数以及荷载增长系数作为随机变量,在此基础上,对一五跨预应力混凝土箱梁桥关键截面的可靠性进行了分析研究,从可靠度方面全面性评价了在服役期间结构不同关键截面的可靠性。     

钢梁腐蚀相关性对钢-混组合梁桥体系可靠度的影响

服役环境中钢主梁的腐蚀本质上是一个随机过程,腐蚀深度随机变量既有时变性亦有空间性。现有测量方法只能获得单根钢梁腐蚀深度数据,尚不能明确结构体系腐蚀深度变量的联合分布模式,可能导致腐蚀结构体系可靠度计算模型失真。本文以某钢-混凝土组合梁桥为研究对象,首先建立了钢主梁腐蚀深度增长Gamma随机过程模型,并利用钢梁腐蚀深度实测数据对模型进行了验证;然后采用Kendall秩相关系数量化表征主梁腐蚀深度相关性,推导了腐蚀钢梁的时变抗力计算公式;最后基于Copula函数提出了考虑主梁腐蚀相关性的梁桥体系失效概率计算方法,对比研究了钢梁腐蚀相关性对钢-混组合简支梁桥体系可靠度的影响。研究结果表明：桥梁运营前期腐蚀相关性对梁桥受力性能影响较小,在运营中后期,中高程度的腐蚀相关性将会对梁桥体系的可靠度影响较大。研究提出了钢梁腐蚀空间相关性量化方法,获得了更精确的钢-混组合梁桥体系可靠度计算方法,可为组合梁桥体系的时变可靠度评定提供参考。     

大型地下管网预测性运维多源监测数据融合决策方法

地下管网是城市和工业能源供给的重要基础设施，建立预测性运维策略是确保其全生命周期内正常服役的关键措施。根据连续式地下管道失效破坏的机理，提出了基于多源监测数据融合的应力分析模型及融合算法。在考虑均匀腐蚀引起的结构退化的基础上，基于时变可靠度提出了地下管网预测性运维检测计划的决策模型。工程实例表明，融合算法可以正确识别并估计通常无法提前预测的纵向弯曲应力和轴向热应力，验证了本文方法的有效性。所提出模型与现有管道可靠度模型对比结果表明，在地下管道安全评价和服役寿命预测中不能忽略纵向弯曲应力的影响。     

腐蚀管道剩余寿命预测及结构可靠度分析的VB/MATLAB程序实现

腐蚀缺陷管道剩余寿命预测与结构可靠性计算问题不仅是管道完整性及安全性评价的重要组成部分还是材料界研究重点。该文以灰色理论GM（1,1）模型和传统计算结构可靠度的JC法为基础,使用VB和MATLAB开发腐蚀管道剩余寿命预测及结构可靠性分析计算程序,解决了两个计算程序的接口问题。使MATLAB在数值运算上的强大功能和VB在界面设计上的优势得以综合发挥。程序界面简单、操作方便快捷,且通过实例验证,计算结果较快,数据合理,程序编制准确无误,为腐蚀管道剩余寿命预测、复杂结构可靠性分析和腐蚀检测周期确定提供依据,具有可行性和实用性。     

宽带随机载荷谱下结构疲劳寿命的计算

以目前国际上普遍认可的一种雨流循环计数应力范围概率密度函数为依据,采用结构危险部位疲劳寿命曲线,利用不完全Gamma函数,建立了一种宽带随机载荷谱下结构疲劳寿命计算的一种解析解法,为在宽带随机载荷谱下服役的结构在设计阶段用频域法进行疲劳寿命计算提供了一种快捷方法。     

基于堆叠自编码器神经网络的复合电磁检测铁磁性双层套管腐蚀缺陷分类识别方法

铁磁性双层套管长期服役于恶劣的工作环境,极易出现腐蚀缺陷,定期为服役中的双层套管进行在线检测十分必要,而对管壁腐蚀缺陷位置的分类识别是管道定量检测与维修的前提和基础,实时准确的套管腐蚀缺陷分类识别能力是决定管道在线检测效率的重要因素。针对这一情况,将脉冲远场涡流和脉冲涡流技术相结合,提出了基于堆叠自编码器神经网络的分类方法。通过仿真和实验选取合适特征量作为输入层,实现了内管外壁腐蚀、外管内壁腐蚀和外管外壁腐蚀的分类,实验整体预判精度可达97.5%,结果表明该方法可对双层套管腐蚀缺陷缺陷实施高效、高精度分类识别。     

长寿命高可靠性焊接结构

现代装备结构的设计与成形制造面临着极端复杂环境和长寿命安全服役的双重挑战,焊接接头因其自身特性一直是焊接结构可靠性的最薄弱环节.本文以火电蒸汽管道和深海油气管道等能源装备中的主管道为对象,针对主管道在极端复杂环境下服役安全所面临的共性问题,以管道失效的材料微观损伤机制为基础,提出了协同提升应对复杂环境的焊接接头综合性能的组织调控原理,创建了含缺陷管道服役寿命的精准预测理论,并形成标准,从而构建了材料-接头-结构一体化的长寿命高可靠性焊接结构设计、成形与评价理论及技术体系.     

考虑腐蚀的环空带压井生产套管安全评价

对于含腐蚀性流体（CO2、H2S 等）高温高压高产气井,一旦油套环空出现环空带压现象,封隔器以上生产套管
将暴露在腐蚀环境中。受腐蚀、环空带压的相互作用,生产套管的服役寿命面临巨大挑战。研究了最大允许环空带压
值的计算方法,结合实验室套管材质腐蚀速率测试数据,开展了考虑腐蚀缺陷的套管安全服役寿命评估。同时,研究
了环空带压、环空带压与腐蚀相互叠加工况下套管的安全服役寿命。通过服役寿命设计,评估给定开采周期油套管剩
余强度及安全状况,在有限的开采周期内,既要保证井筒本质安全,又降低开采成本。对于高温高压含腐蚀性气体的
气井,一旦油层套管采用碳钢材质,则需要关注环空保护液的腐蚀测试,优选环空保护液体系,强化环空保护液的安全
监管,避免由于套管的过度腐蚀而遗留安全隐患。     

氯盐、硫酸盐溶液长期腐蚀下混凝土组成的生态控制

为解决材料与腐蚀溶液的相适应性,用3.5%NaCl溶液、3.5%NaCl与5.0%Na2SO4两种不同的腐蚀溶液对掺有不同工业废渣的生态混凝土进行长期浸泡,测试矿物掺合料含量的变化对混凝土依时扩散系数的影响.以混凝土的服役寿命为目标,确定混凝土中矿物掺合料的最佳掺量.结果表明,材料的种类和掺量以及腐蚀溶液的变化对混凝土服役寿命具有非常显著的影响,矿物掺合料掺量可以用3次多项式进行材料参数的表征;在腐蚀溶液相同,且当掺量均为30%时,粉煤灰混凝土的抗氯离子能力好于矿粉混凝土的抗氯离子能力;在3.5%NaCl溶液中,选用30%粉煤灰混凝土抗氯离子侵蚀能力较好;在3.5%NaCl和5.0%Na2SO4复合溶液中,选用30%粉煤灰和20%矿粉复掺的混凝土更能使混凝土结构耐久.     

CO2/H2S对油气田常用钢材腐蚀规律及防腐技术研究进展

CO2和H2S腐蚀是石油天然气工业中常见的腐蚀类型之一,它们溶于水后,pH值呈现弱酸性,对管道设备等会产生腐蚀,但当两种气体同时存在时,对钢材的腐蚀呈现复杂多样性。针对两种气体同时存在时腐蚀的多变性,本文总结归纳了在CO2和H2S共存条件下的腐蚀机理、影响因素及缓蚀行为,旨在为油田防腐及选材提供参考依据,更好的延长管道使用寿命。     

冰区海洋平台构件的模糊疲劳可靠性分析

为便于冰区海上固定采油平台的设计和对其在服役期间的安全可靠性进行评估 ,运用模糊数学理论和疲劳寿命试验 ,提出了冰区海洋平台构件的安全疲劳寿命计算及其可靠性分析的方法。给出了冰区海浪及海冰载荷作用于平台构件上的随机疲劳应力幅的计算方法 ,分析了平台构件的疲劳累积损伤 ,提出了考虑模糊性之后对Min er法则的修正。据此 ,给出了安全疲劳寿命的估算方法 ,建立了新的模糊疲劳可靠性分析模型。按照此模型 ,给出了平台服役期间构件动态模糊疲劳可靠度的计算方法。疲劳寿命试验及计算实例表明 ,与采用常规的确定性Miner法则计算结果相比 ,按照该文方法计算得出的疲劳寿命更接近于疲劳寿命试验结果。     

浅析湿硫化氢对石油设备的腐蚀与防护

随着近年来石油勘探开发的不断深入,高硫油田的数量不断增加,在这些油田开发的过程中,石油化工设备以及管道中的金属材料面临着严重的湿硫化氢介质的腐蚀问题。H2S不仅导致严重的全面腐蚀,还会由于H2S的应力腐蚀开裂而引发一些突发性,灾难性的事故,因此对于湿H2S对石油设备的腐蚀与防护的分析研究是十分必要的。