基于模拟的腐蚀管道可靠性分析

腐蚀失效是压力管道失效的主要模式之一。通常采用腐蚀管道剩余强度估算的方法 ,评价腐蚀管道的安全性。腐蚀管道的剩余寿命则采用可靠性理论计算得到。以各种局部腐蚀缺陷的评定方法来建立模拟模型 ,直接采用蒙特卡罗模拟可以计算得到不同时间下的管道的失效概率 ,同时根据目标可靠度来确定腐蚀管道的剩余寿命。含多个腐蚀缺陷的管道的失效概率需要考虑缺陷间的相关性。采用模拟方法可以计算失效概率的秩相关 ,避免采用独立假设来计算管道的失效概率     

埋地管道腐蚀剩余寿命预测概率模型

为考察腐蚀参数的不确定性对埋地管道失效和剩余寿命的影响,建立以Shell—92确定性模型为基础的管道腐蚀剩余寿命预测概率模型。采用Monte-Carlo方法计算管道剩余寿命及其累积分布函数,并进行参数敏感性分析,详细研讨影响埋地管道腐蚀剩余寿命的主要参数及其随服役时间的变化规律。计算结果表明,提出的管道腐蚀剩余寿命预测模型能有效预测实际中受多因素影响的管道失效和剩余寿命问题。     

干燥机滚筒腐蚀损伤分析

通过对干燥机滚筒"指状"腐蚀损伤案例的分析,发现其主要损伤是由该滚筒选用的Q345R钢板中元素、组织偏析引发电化学腐蚀、局部腐蚀而造成。并讨论了基于损伤失效模式的压力容器设计、选材问题。     

防腐蚀涂层耐腐蚀寿命的预测

分析认为环境对防腐蚀涂层腐蚀的最大深度符合Ⅰ型极大值分布．建立了耐腐蚀寿命与腐蚀速率、变异系数、腐蚀裕量、可靠度之间的定量关系，得到了确定腐蚀寿命的计算公式．利用实测统计数据进行实例计算，结果表明：本文方法比现有耐腐蚀寿命计算方法更科学和更合理。     

基于TVR的腐蚀油气管道失效概率及安全寿命研究

为避免因腐蚀导致油气管道失效,针对因管道特性和腐蚀尺寸的不确定性使得管道剩余强度成为概率模型的特点,建立了腐蚀管道强度损失随机模型;借助可靠性理论,通过分析管道腐蚀进程的时变性特点,将管道系统由损伤积累和抗力衰减导致的剩余强度随机化;提出基于穿越率的腐蚀油气管道失效评定及安全寿命预测方法。研究结果表明:腐蚀速率和运行压力对管道失效概率及安全寿命影响显著,管道尺寸影响适中,而相关系数和拉伸强度影响较小;若腐蚀速率Va=0.2 mm/a,VL=10 mm/a或局部腐蚀缺陷半径达到管道壁厚的0.5倍时,建议作为重点风险段监测并检修。所建方法是对腐蚀油气管道运营监控和风险评估的有益补充。     

大检修开工后水冷器内漏呈现的问题

为确保水冷器的服役周期,针对大检修开工后水冷器内漏的问题,从设计寿命、使用检修以及定期检验等方面进行了讨论,在设计者根据工况特点合理确定水冷器设计寿命的基础上,使用单位和检验机构还应根据水冷器潜在失效模式有针对性地加强日常管理。建议水冷器的停工检修与定期检验应关注管束的使用寿命,以保证检修后水冷器能运行到下一检修周期。     

奥氏体不锈钢大拉杆补偿器失效分析与预防

通过宏观检查、金相显微观察、电子扫描显微镜观察、X射线能谱仪检测等手段,对送检的DN350大拉杆补偿器进行失效分析。结果表明,其失效模式主要为应力腐蚀开裂,开裂位置处于补偿器的316L奥氏体不锈钢波纹管部分,裂纹呈分叉状,开裂的断面呈沿晶断裂和撕裂韧窝的组合形貌特征,裂纹周围的泥纹状腐蚀产物中含有外来腐蚀介质氯元素。进一步揭示腐蚀、应力腐蚀、疲劳开裂等失效模式的特征和机理,对不锈钢补偿器几种典型失效模式进行归纳,并从设计、制造、安装、试压和服役使用环节有针对性地提出失效预防措施和建议。     

考虑多失效模式的桩-土结构体系稳健性设计

针对桩基础设计中岩土参数和荷载的不确定性,首先,提出考虑多失效模式的桩-土结构体系的稳健性设计(RGD)方法,综合分析单桩竖向承载能力极限状态(ULS)、竖向正常使用极限状态(SLS)、水平强度失效和水平变形失效4种失效模式;其次,采用蒙特卡罗模拟(MCS)法和点估计法(PEM)嵌套的方法计算桩-土结构体系的失效概率均值和标准差,以失效概率标准差作为衡量结构稳健性的指标;最后,以稳健性和经济成本作为优化目标,确定单桩的最优设计。结果表明:多失效模式下,不同的单桩设计尺寸,起决定作用的失效模式不同;随着单桩设计几何尺寸的增加,桩-土结构体系的主控失效模式逐渐由桩水平强度控制转为由竖向正常使用极限状态控制;主控失效模式的变化,对结构体系的失效概率变化梯度影响较大。     

民机结构涂层腐蚀维修间隔的确定方法

为量化民机结构防护涂层腐蚀失效对飞机结构维修间隔制定的影响,合理制定民机维修方案,针对环境损伤条件下的飞机连接结构(外露腐蚀关键件)防护涂层体系,综合考虑防护涂层体系损伤的特点,提出利用模糊综合方法评估腐蚀损伤等级以量化损伤程度,与地面停放时间进行关联,建立了民机结构涂层腐蚀维修间隔评估模型.在模型中提出了单项指标的等级区间划分方法,确定了评判因素集合,利用G1法求解各单项指标的权重,运用岭形分布隶属函数来确定评判矩阵,将权重与评判矩阵进行线性结合求解多因子包容方程,确定涂层腐蚀维修间隔.通过实例进行模型验证,确定的维修间隔与工程文件一致,符合腐蚀动力学规律,表明了模型的有效性.模型可为民机外露关键件的涂层有效性检验、涂层腐蚀维修间隔的确定提供参考,具有很好的工程应用价值.     

海底油气管道腐蚀失效风险预警方法研究

为保障海底油气管道的安全运行,提高失效事故防控能力,针对海底油气管道腐蚀穿孔和破裂等2种失效模式,提出基于风险的管道腐蚀失效预警方法。基于结构可靠性理论,建立管道腐蚀穿孔和破裂失效的极限状态方程,并采用蒙特卡罗法求其解,预测管道失效概率;通过设定管道腐蚀失效风险预警等级,确定预警警度,得出管道关键失效年份,并据此发布预警信息。结果表明:随服役时间增长,管道腐蚀失效概率将发生突变并迅速增大;在管道关键失效时间节点和概率突变年份,管道运营者应密切关注管道的安全状况,并采取必要的管制措施。     

浅析在用压力容器的应力腐蚀与防腐措施

应力腐蚀是压力容器腐蚀破坏的重要形式,尤其是这种断裂失效呈脆性断裂的特点,易导致灾难性后果．本文阐述了压力容器应力腐蚀断裂产生的条件和特征,并从合理选材、降低或消除应力和改善环境等方面提出了控制应力腐蚀断裂的技术措施。     

蒸汽发生器水包封头泄漏分析与控制

蒸汽发生器是炼化装置的通用节能设备,其使用的完好状态关系装置的长期稳定运行。通过对蒸汽发生器壳体改造水包封头因腐蚀减薄造成泄漏失效的分析,认为容器的完好状态取决于使用管理中修理改造的合理性与定期检验的准确性。建议蒸汽发生器壳体改造的水包封头增加厚度并设置排污口;定期检验应注重容器档案资料的全面审查,合理确定测厚部位等检验方案,为有效控制容器失效提供保证。     

基于FITNET FFS模型的腐蚀管道失效概率敏感性分析

为了获取影响腐蚀管道失效概率的关键因素及敏感性规律,基于FITNET FFS模型,采用可靠性理论对国内某腐蚀管道的失效概率进行计算和分析。通过全寿命方法计算了腐蚀增长速率,从而得到了与时间相关的腐蚀管道损伤概率模型,并采用蒙特卡罗模拟算法进行求解,得出了不同年限下腐蚀管道的失效概率;采用变异系数法对各影响因素进行参数敏感性分析。研究结果表明:管道直径、壁厚及径向腐蚀速率的分散性对管道失效概率具有双向扰动作用,其机理在于随机变量的分散性和腐蚀速率同时影响失效概率的波动,开始阶段随机变量分散性起主导作用,两者在管道失效概率达到50%会趋于一个平衡状态,之后腐蚀速率起主要支配作用;另外,管材的抗拉强度对腐蚀管道失效概率的影响较屈服强度的影响更大,可靠性分析时采用只考虑屈服强度的强度模型将存在一定的局限性,建议同时考虑管材抗拉强度的影响。     

时变可靠性在海底油气管道失效概率中的应用研究

为提高海底油气管道风险管理能力,针对传统管道风险分析大多采用静态时不变可靠性方法的缺点,提出基于动态时变可靠性的腐蚀海底油气管道分析思路,建立了考虑时间因素的腐蚀管道失效概率模型。根据"首次穿越率"概念建立腐蚀管道穿越模型,借助随机过程理论和敏感性分析构建代表腐蚀海底油气管道结构抗力的剩余强度模型和识别影响管道可靠性的关键因素,给出了时变视角下对比附加载荷的在役管道失效概率计算方法。结果表明,随着时间推移,腐蚀速率对管道失效概率的影响最大,运行压力的增加使管道的剩余寿命与可靠性发生显著变化,而拉伸强度影响较小。     

基于安全屏障模型的海上钻完井作业风险分析

海上钻完井作业面临海洋环境恶劣、浅层地质灾害等复杂工况,极易发生油气泄漏、井喷等事故。为有效预防海上钻完井作业事故,提出基于瑞士奶酪模型的安全屏障模型。采用事故树和故障模式及影响分析相结合的方法,分析作业过程风险。该模型根据挪威标准D-010,建立完井作业关井阶段的物理安全屏障和安全屏障控制原理图,在此基础上构建油气泄漏事故树和失效模式与影响分析表,找出关井阶段可能的油气泄漏途径。通过对重要度计算和风险优先度值排序确定作业过程中最薄弱的安全屏障和关键故障模式。结果表明,作业过程中最薄弱的安全屏障是采油树、油管和地面控制井下安全阀(SCSSV),采油树腐蚀、密封失效、油管接头密封失效和SCSSV开关故障是影响作业过程的关键故障模式。     

一台420t电站锅炉水冷壁管垢下腐蚀试验研究

在对某电厂一台420t电站锅炉检验过程中,发现该锅炉水冷壁管存在结垢现象,水冷壁管垢下腐蚀会对锅炉的安全、经济运行造成影响。通过均匀腐蚀失效试验、氢脆腐蚀失效试验确定其腐蚀原理,并对其腐蚀速率进行了研究。     

裂解炉管检测评价技术的发展及全寿命管理体系的建立

本文对裂解炉辐射段炉管的主要失效模式进行了分析和总结,明确了渗碳是影响裂解炉管寿命的关键因素。提出了目前在裂解炉管检测和寿命评价工作方面存在的问题,通过研究,表明磁性分析仪是检测炉管渗碳的有效手段,并建立了基于炉管失效模式的新的寿命预测模型。探讨了对裂解炉管进行全寿命管理的方法和今后相关技术的发展方向。     

基于RBI的苯乙烯/环氧丙烷装置压力管道在线检验研究

对苯乙烯／环氧丙烷装置进行腐蚀回路划分,并将腐蚀回路中的压力管道按照管径、材质及用途等因素划分为不同的组别后进行RBI分析。根据风险评估结果,结合压力管道的使用情况、失效机理及剩余使用寿命等确定下一个检验周期和检验策略。以腐蚀回路中的组别作为检验单元,根据其失效可能性及风险等级确定各检验单元的检验比例和检验方法进行在线检验。结果表明：基于RBI分析结果的压力管道在线抽检方法可以验证风险评估的结果,同时还可以满足使用单位对管道的风险控制要求。     

酸气中和罐泄漏修理与改进

容器防腐不仅要关注由介质腐蚀决定的选材问题,而且还要注意应对冲蚀的结构问题,而工艺介质的组分也应符合耐蚀选材的工况要求。在修理过程中,通过分析发现罐底泄漏是由于酸气中和程度不理想而引起的酸性腐蚀,而冲蚀则加剧了壁厚腐蚀减薄,导致容器提前在设计使用年限内发生腐蚀泄漏失效。建议中和罐在加厚罐底的同时,增加降液管的防冲结构,并且从工艺防腐角度合理调配中和用碱液浓度与量值,以达到酸气的中和效果。     

腐蚀管道寿命可靠性的步降应力加速试验研究

为保障油气管道安全运营,需研究腐蚀管道寿命的可靠性。首先基于管道失效机理,采用步降应力加速寿命试验(SDSALT)方法,获得不同温度下腐蚀率样本;其次利用加速因子和逆幂律加速方程建立数据折算模型,将腐蚀率样本转换为应力作用失效时间并截尾抽样后作为输入,求得含未知参数的准样本;然后通过准样本估计Weibull分布的3个参数,进而得到以温度和时间为自变量的管道可靠性函数;最后以H_2S/CO_2环境中运营的N80管道为例,验证所建腐蚀管道寿命预测方法的可靠性。结果表明,该方法大幅缩短试验时间,对管道寿命预测准确,并分析出管道可靠性的降低速度随温度和时间的增加先增大后减小,可应用于管道的适用性评价。