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腐蚀管道的可靠度分析方法研究

第1期喻西崇等:腐蚀管道的可靠度分析方法研究

腐蚀管道的可靠度分析方法研究

喻西案“”赵金洲4安维杰”邬亚玲’

+(西南石油学院,四川南充637001)¨(中海石油研究中心,北京100027)

+(南充炼油化工总厂二车间,四川南亢637000)

摘要对腐蚀管道的模糊可靠度计算方法进行了深入研究,

提出了确定性可靠度和模糊可靠度两个基本概念;提出了基

于断裂失效判据、基于FAD失效评估图和基于剩余强度3

种方法计算模糊可靠度的方法;提出了3种新的方法计算确

定性可靠度,即政进的JC法、GA-JC法和改进的Monte—

Carlo法以胜利油田某试验区已加入缓蚀剂的注水管道为

例,采用本文建立的计算模糊可靠度的3种计算方法和确定

性可靠度的3种方法,分别计算注水管道可靠度随着时间的

变化趋势在模糊可靠度的3种计算方法中,基于剩余强度

失效方法比较适中,是计算模糊可靠度较好的方法;在确定

性可靠度的3种计算方法中,改进的Monte-Carlo法较好.

关键词腐蚀,管道,可靠度,Monte-C&rlo法,遗传算法

;p弓

管道腐蚀后,剩余强度和剩余寿命都有所减小,其安全

叫靠度和经济运行就显得尤为重要.因此对腐蚀管道,在进行剩余强度评价和剩余寿命预测的同时,有必要对其进行可靠性研究!i,21.腐蚀管道的可靠度是指保证管道在规定条件下(不发生断裂失效、不发生泄露等),在规定时间内(规定的剩余寿命或者运行年限),完成规定功能(规定输送量,规定输送压力和温度下)的概率p'41管道可靠度计算的目的主要是从运行安全性和经济性考虑管道的选材,运行参数等可靠度分析、剩余强度评价以及剩余寿命预测等共同构成整个输送管道的适用性评价技术.

腐蚀管道的可靠性分析存在模糊性L5”7].模糊性表现在三个方面;影响可靠度参数的模糊性、失散模式(脆性断裂、弹塑性断裂和塑性断裂)确定的模糊性以及失教判据的模糊性等其中,影响可靠度参数模糊性主要是指腐蚀缺陷检测手段的主观观测的模糊性以及腐蚀缺陷尺寸假设的模糊不确定性等;失效模式确定的模糊性是指确定脆性断裂、弹塑性断裂和塑性断裂时,通常采用“一刀切”的方法,即脆性断裂、弹塑性断裂以及塑性断裂之间的转换是突变的,不是渐变的ⅢJ,而实际上三种断裂类型在边界处的转变是渐变的;失效判定的模糊性是指判断失效与否时界限的区分也是采用突变的形式,因此有必要将模糊数学理论引入到概率断裂力学中进行腐蚀管道断裂失效可靠度的定量计算本文基于卜述思想.利用模糊概率断裂力学定量计算腐蚀管道断裂失效可靠度

2模糊可靠度计算方法研究

2.1模糊断裂失效概率的近似计算方法

20021022收到第1稿.2003-01—06收到修改稿.

设论域为x={xl,£2

{z1,22,…,zn)的模糊集合

,z。),A为模糊事件x

五=肛』扣,)/。1+肛』(∞2)/z2+・・,+p^(z。)/。。(1)如粜已知m-发生的概率为肼,则模糊事件|4发生的概率为P(A)

P(A)=∑Ⅳ^(≈慨(2)

1=1

如果论域x连续,则

P(^)=/p互(z)p(z)d。(3)

J一∞

将模糊概率断裂力学用于腐蚀管道的可靠度分析计算时,如果是建立在失效模式基础上的功能函数,则为二级模糊判断,一级模糊判断的论域为x-={脆性断裂.弹塑性断裂.塑性断裂)={z11,X12,∞13),在x1上的模糊集合j1为A1=tzAl如11)/zll+p直1扣12)/。12+

p^。(x13)/x13(4)二级模糊判断的论域为x2={脆性断裂判据,弹塑性断裂判据,塑性断裂判据)={m21,。22,。23),在x2上的模糊集合』2为

A2=肛^2(z21)/。21+肛j2如22)/z22+

p直2(z23)/。23(5)则建立在论域x={Xl,x2)上总的模糊集合A{A。,也)

A=(p^。(。11)/z11+p五,如12)/£12+

肛直1(z13)/z13,p^2(z21)/z21+

p互2扣2。)/£22+p五2(。23)/z23}

则可靠度的计算公式

n(t)=1一F(t)=l—P(A)=

,一∑h(一)∑%(蚴)r“]

(6)

其中,}%,(xn),肛』,(z12)和p^。(。13)表示脆性断裂失效、弹塑性断裂失效和翅性断裂失效在腐蚀管道中以某种失效模

 万方数据