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。     

水平接地极泄散雷电流对临近埋地管道危害影响分析

为分析水平接地极泄散雷电流对临近埋地管道产生的暂态电磁干扰危害,通过EMTP软件建立水平接地极和埋地管道模型,考虑水平接地极与管道间的感性耦合和阻性耦合,采用多元回归分析法讨论土壤电阻率、水平接地极与管道间距、管道埋深、雷电流幅值等因素对管道防腐层感应电压的影响,最后讨论感应电流对管道腐蚀的影响。结果表明:离雷电流注入点越远,管道防腐层感应电流和感应电压幅值越低;感应电压受土壤电阻率、水平接地极与管道水平间距、管道埋深、雷电流幅值等因素影响明显,与土壤电阻率和雷电流幅值呈正相关,与管道埋深和水平接地极与管道水平间距呈负相关;土壤电阻率对管道腐蚀程度影响较大,土壤电阻率越低,管道腐蚀越严重;为保护防腐层和管道安全,水平接地极与管道间需保持一定安全距离。     

基于FSM的管道腐蚀监测技术实验研究

FSM作为一种新型的管道在线腐蚀监测方法,具有良好的应用前景。压力管道腐蚀缺陷中以局部小腐蚀坑最为常见,这也是FSM方法中研究的重点。本文基于FSM方法对压力管道常见的圆形和矩形小腐蚀坑展开实验研究,结果表明FSM方法对于小体积型缺陷敏感,实验中监测精度为0.5mm,并可准确反映缺陷增长过程,对管道安全运行具有重要意义。     

石脑油输送管道腐蚀减薄分析

某石化公司一条石脑油输送管道某弯头部位在停车检验时发现局部存在严重减薄,经切割后发现内壁腐蚀严重并存在多处腐蚀坑.本文拟通过宏观形貌分析、金相组织分析、腐蚀产物微观分析以及腐蚀产物XRD分析等方法对其腐蚀减薄原因进行研究.结果 表明,由于输送介质中含有硫、氯等腐蚀性离子,在服役过程中管道内壁发生腐蚀形成腐蚀层,由于局部...     

在用压力容器局部坑状腐蚀的安全状况等级评定

通过对在用压力容器局部坑状腐蚀所产生的凹坑应力进行分析,得出了不同坑深的在用压力容器安全状况等级的评定。     

有限元分析不同形状腐蚀坑水冷壁管的剩余强度

基于ANSYS有限元软件,对含不同形状腐蚀坑水冷壁管剩余强度进行了研究。研究表明,将管壁上腐蚀坑简化为柱状,当腐蚀坑直径和腐蚀深度组合达到?5 mm-80%壁厚、?8 mm-70%壁厚、?12 mm-60%壁厚3种情况时,腐蚀坑直径和腐蚀深度增加则可认为腐蚀区失效;将腐蚀坑简化为球形,当腐蚀坑直径和腐蚀深度达到10H-70%壁厚(H为腐蚀深度)时,腐蚀坑直径或深度增加则可认为腐蚀区域失效;将腐蚀坑简化为矩形,当腐蚀坑尺寸和腐蚀深度达到6H-60%壁厚时,腐蚀深度和尺寸增加会造成腐蚀区域失效。相同尺寸和腐蚀深度的柱形坑、球形坑和矩形坑,球形坑最安全,柱形腐蚀坑最容易失效。     

山体隧道油气管道安全稳定性规律研究

鉴于目前隧道内管道常规力学计算结果相对保守,没有考虑高强度管材较高延性的问题,构建了山体隧道管道稳定性分析有限元模型,采用Ramberg-Osgood本构模型描述管材力学特性,采用非线性弹簧模拟隧道内滑动支座和管卡特性,采用土弹簧模型描述分析地下结构与土体相互作用关系,对某隧道天然气管道进行了稳定性计算,研究了不同因素对稳定性的影响规律,并在此基础上提出了隧道管道敷设的优化方法,为工程设计提供参考。     

煤层气管道腐蚀与适用性评价方法进展

开发煤层气有利于保障煤矿安全和实现能源稳定供应,然而管道腐蚀逐渐成为煤层气高效安全生产的重要制约因素。通过分析国内煤层气管道系统的腐蚀现状并总结煤层气管道腐蚀的主要机制和影响因素,综述了国内外管道剩余强度评价方法的发展历程,针对煤层气管道的腐蚀特征阐述了有限元分析法在体积型缺陷管道应力分析上的应用,为我国煤层气安全生产管理体系的完善提供借鉴。     

基于熵权约束锥DEA的废水输运管材比选研究

废水在输运过程中极易引起集输管道腐蚀和结垢。为减缓因管道腐蚀和结垢引起的堵塞风险，建立以试验数据驱动的熵权约束锥数据包络分析(Data Envelopment Analysis, DEA)管材比选方法。以聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride, PVC)、无规共聚聚丙烯(Polypropylene Random, PPR)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene, ABS)3种常见高分子塑料管材为对象进行研究。基于渗滤液静态浸置管材样片的试验案例，分析3种管材的功能属性。研究结果显示，试验周期内ABS管材的耐腐蚀和抗结垢能力最优，其表面无明显变化，平均结垢量仅为0.448 mg/cm²;PPR管材次之，平均结垢量为0.617 mg/cm²;PVC管材的腐蚀结垢最为严重，平均结垢量为0.743 mg/cm²。3种管材均对渗滤液中的钙离子和无机碳影响较大，2者在试验周期内质量浓度变化率均超过50%。在此基础上，结合材料的经济性与环境属性评价，发现ABS管材的综合性能最佳...     

侧向载荷作用下X90管道局部屈曲研究

为了获取X90高强度管道局部屈曲临界载荷随管道尺寸、内压及管材参数的变化规律,基于ANSYS建立了侧向载荷作用下X90管道局部屈曲有限元数值模型,分析了X90管道局部非线性屈曲模态及特点,探讨了管道参数及管材性能参数对屈曲临界载荷的影响。研究结果表明:管道屈曲临界载荷随管径及壁厚的增大而增大;随内压的增大呈现先增大后减小的趋势;随材料幂硬化指数的增大而减小,同时还会受到环向应力的影响,环向应力越大,其随幂硬化指数减小的速率越快;管材屈服强度的提高可以在一定程度上提高X90管道的抗屈曲能力。研究结果可为X90管道的设计提供理论基础和参考。     

腐蚀管道评价标准ASME B31G-2009和SY/T6151-2009对比

腐蚀是油气管道最常见的失效形式之一,对腐蚀管道进行剩余强度评价是保障管道安全可靠运行的基础工作。ASME B31G-2009和SY/T6151-2009是国内外的两种主流评价标准的最新版本,为了在选取适当的评价标准时有判断依据,比较分析了新版标准评价结果的保守程度,研究了评价流程、计算模型和计算参数取值等方面,并结合爆破试验数据和有限元仿真结果进行了验证。结果表明,两种标准仍具有一定的保守性,且当管道强度等级、腐蚀情况及数据资料完整度等不同时,两种标准有各自的适用范围和优缺点。     

腐蚀管道评价标准ASME B31G-2009和SY/T6151-2009对比研究

腐蚀是油气管道最常见的失效形式之一,对腐蚀管道进行剩余强度评价是保障管道安全可靠运行的基础工作。ASME B31G-2009和SY/T6151-2009是国内外的两种主流评价标准的最新版本,为了在选取适当的评价标准时有判断依据,比较分析了新版标准评价结果的保守程度,研究了评价流程、计算模型和计算参数取值等方面,并结合爆破试验数据和有限元仿真结果进行了验证。结果表明,两种标准仍具有一定的保守性,且当管道强度等级、腐蚀情况及数据资料完整度等不同时,两种标准有各自的适用范围和优缺点。     

基于AHP城镇钢质燃气管道老化评估方法

针对重庆市城镇燃气管道老化改造问题,提出了一种基于AHP层次分析法的老化评估体系。该方法通过管道材质、使用年限、安全间距、阴极保护、外防腐层破损情况、管道腐蚀与泄漏情况等因素进行综合评价,通过标度赋值、一致性检验确立权重和分值。结合风险评估模型和老化评价体系,确立了对应的风险等级和改造措施,可为重庆城镇燃气管道老化更新改造提供一定参考。     

集输管道腐蚀缺陷非开挖评价方法研究北大核心CSCD

为省去开挖取样步骤,以提升腐蚀缺陷检测过程的安全性与经济性,建立了一种集输管道腐蚀缺陷的非开挖评价方法。利用ANSYS软件进行有限元分析,结合铁磁学相关理论建立集输管道腐蚀缺陷磁信号模型;分析腐蚀缺陷影响参数对磁感应强度梯度模量的影响;综合模型与GB/T 35090—2018《无损检测管道弱磁检测方法》,建立该评价方法,并在新疆油田某管道进行了工程验证。结果表明,该方法计算出的腐蚀缺陷综合评价指数F与实际开挖后检测得出的腐蚀缺陷综合评价指数F绝对误差分别为-0.02和-0.01,相对误差分别为-3.13%和-1.61%。该评价方法较现有腐蚀缺陷评价方法可省略开挖取样点步骤,使检测过程更加安全、经济、环保。     

腐蚀防护综合评价在输油管道检测中的应用

在详细分析埋地钢质管道腐蚀影响因素的基础上,采用层次分析法,确定影响管体腐蚀的外防腐层状况、阴极保护有效性、土壤腐蚀性、杂散电流干扰和排流效果的五个关键因素权重指标,构建科学合理的腐蚀防护系统综合评价体系,预测分析管体腐蚀状况,指导埋地钢质管道开挖坑管体腐蚀检测。本文介绍了一个成功的应用案例,该案例应用腐蚀防护综合评价成果,有效检测出管体腐蚀严重缺陷,说明在开展输油管道完整性检测时,通过层次分析法构建的腐蚀防护系统综合评价体系,有助于检验人员准确分析腐蚀缺陷的严重程度,提高检验的有效性和针对性,并为生产单位提供科学合理的维修计划。     

埋地石油管道交流腐蚀风险等级评估

随着我国现代化进程的加快,管道建设与电力设施的建设呈现出高速发展的局面.然而,高压交流、直流电力设施对埋地管道存在着严重的干扰腐蚀情况.采用正交实验的方法,重点关注交流腐蚀对埋地管道的影响因素,并得出其相互间的数学关系,然后综合腐蚀机理以及正交实验结果,通过正交实验的筛选过程确定主要因素、次要因素以及影响较小的因素,选择合理的指标,运用故障树分析、专家咨询以及二手资料的分析法,并参考国内外的研究现状,全面吸收、归纳、重组、增删现有的评价指标,建立埋地管道交流腐蚀风险等级评估指标体系,运用模糊数学综合评价的方法全面系统的评估交流腐蚀风险等级,从而为埋地管道的安全管理提供可靠的数据.     

高含盐量酸性油水混合液对弯管处管线的腐蚀研究

吐哈油田输油管线弯管处频繁发生腐蚀泄漏事故,容易产生安全隐患,造成环境污染,需要针对现场腐蚀情况分析弯管泄漏原因。对管道中的油水混合液和管材进行成分检测,分析油水混合液中可能的腐蚀物质,核查管材质量是否符合国家标准GB/T 699—1999《优质碳素结构钢》,通过扫描电镜(SEM)观察腐蚀产物的微观形貌,分析弯管处流体的流动状态对腐蚀的影响,通过腐蚀产物颜色观察、EDS元素分析和XRD衍射波谱研究了腐蚀产物的组成,结合腐蚀产物的微观形貌和结构组成分析弯管的腐蚀原因。结果表明,在H2S的作用下,弯管处腐蚀产物主要为Fe S0.9,有少量的Fe S0.9被介质汇总的溶解O2氧化成S单质和Fe3O4,腐蚀产物膜呈漩涡状,并伴有微弱开裂,由于弯管处压力和动能增大并伴有强烈的二次涡流,金属表面难以附着地层砂、腐蚀产物(Fe S0.9、Fe3O4和S单质)和腐蚀垢(Ca CO3),腐蚀介质不断与新的管壁层接触,造成腐蚀加速。对于这种腐蚀情况,建议使用对油水混合液在涡流状态有针对性的H2S缓蚀剂、管材或涂层进行有效的弯管腐蚀防护。     

不同初始条件的UGM(1,1)管道腐蚀预测建模研究

为研究非等间距灰色模型(UGM(1,1))的初始条件对管道腐蚀预测的影响,首先,探讨现有4种不同初始条件的UGM(1,1)管道腐蚀预测模型的建模步骤;其次,融合新陈代谢和新信息优先原理的建模思想,对现有的初始条件进行优化,建立初始条件滑动的非等间距管道腐蚀预测灰色模型(SUGM(1,1,ρ));最后,以某海洋立管为例,预测其腐蚀速率,对比分析SUGM(1,1,ρ)模型和现有4种不同初始条件的UGM(1,1)模型的预测效果,验证SUGM(1,1,ρ)模型的有效性。结果表明:用现有4种不同初始条件的UGM(1,1)管道腐蚀速率预测模型所得预测结果的平均相对误差分别为3. 16%、3. 35%、3. 49%和3. 36%,用SUGM(1,1,ρ)模型所得预测结果的平均相对误差为1. 77%。     

基于有限元的含腐蚀缺陷原油集输管道剩余强度研究*

为研究含腐蚀缺陷原油集输管道的剩余强度,以延长油田集输系统常用的20#管线钢为例,采用ABAQUS建立1/2腐蚀管道有限元模型,研究单个均匀腐蚀缺陷对集输管道剩余强度的影响,分析缺陷位置、缺陷长度、缺陷宽度和缺陷深度的影响规律,并采用Matlab对缺陷长度和缺陷宽度角的模拟结果进行拟合,拟合确定系数R2均达99.0%以上。结果表明:集输管道的剩余强度受缺陷位置的影响较小;随着缺陷长度的增加先减小后保持不变,随着缺陷宽度的增加先略微增加后保持不变,建立缺陷深度分别为1.5,2.0,2.5 mm的有限元模型,得到缺陷临界长度分别为210,140,130 mm,缺陷宽度角分别为56°,57°,141°;剩余强度受缺陷深度的影响最大,会随着缺陷深度的增加而减小;缺陷深度越大,缺陷长度和缺陷宽度对剩余强度的影响越大。     

长输管道凹陷提压回圆评价方法

为了解决长输管道深凹陷所导致的清管器及内检测器难以通过的工程问题,基于局部提高管道内压可使凹陷回圆、深度减小以达到清管器或检测器可通过深度门槛值的思想,建立了内压作用下管道凹陷回圆过程非线性有限元模型;提出了管道凹陷回圆系数的定义;通过应力应变响应分析对凹陷回圆过程的安全性进行论证;对回圆系数的影响因素进行分析,探讨径厚比、管材、凹陷尺寸、初始内压、回圆压力等参数对回圆系数的影响;基于有限元计算算例,采用非线性回归的方法拟合了凹陷回圆系数工程计算公式。研究结果表明:在极限回圆压力工况下,凹陷回圆过程中管道未发生二次塑性损伤;误差分析显示拟合所得公式预测精度较好,可用于长输管道凹陷的回圆评价。