2008年6月 强度与环境 Jun.2008
第35卷第3期 STRUCTURE&ENVIRoNMENTENGINEERINGV01.35,No.3
腐蚀管道的剩余强度与可靠性分析
刘永寿 王文 冯震宙 王富生 岳珠峰
(西北工业大学工程力学系,西安710072)
摘要:基于可靠性理论,以B31G为
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
,综合考虑了缺陷深度、缺陷长度、管道壁厚、管道直径、
屈服强度、操作压力等的随机性,建立了腐蚀管道的可靠性模型,并用有限元软件ABAQUS计算了
含腐蚀缺陷管道的剩余强度,用雷菲法(R.F)计算了不同缺陷深度、不同压力以及不同缺陷长度下
的可靠度,分析了可靠性指标同缺陷深度、缺陷长度、工作压力的关系。计算结果表明,缺陷深度与
操作压力对腐蚀管道的可靠性指标有显著影响,可靠性指标的递减速率与缺陷深度成反比,对于长腐
蚀缺陷,缺陷长度的变化对可靠性指标影响很小。
关键词:腐蚀管道;可靠性;B31G标准;剩余强度
中图分类号:TE973;V328.5文献标识码:A 文章编号:1006-3919(2008)03—0052-06
Reliabilityandresidualstrengthanalysisofcorrodedpipeline
LIUYong·-shouWANGWenFENGZhen·-zhouWANGFu--shengYUEZhu-·feng
(DepartmentofEngineeringMechanics,NorthwesternPolyteehnicalUniversity,Xi’an710072,China)
Abstract:Thereliabilitymodelofcorrodedpipelinewasestablishedbasedonreliabilitytheoryand
accordingtoB31Gprinciple,consideredtheuncertaintiesofdefectdepth,defectlength,pipelinewall
thickness,pipelinediameter,yieldstrength,operatingpressureandSOonsynthetically.ByusingABAQUS
software,theresidualstrengthofpipelinewithcorrosiondefectiscalculated,Rackwitz-Fiesslermethod
usedtocalculatethereliabilityindifferentdefectdepths,defectlengthsandoperatingpressures,and
analyzedtherelationshipofreliabilityindexwithdifferentdefectdepths.defectlengthsandoperating
pressures.ItWasfoundthatbomdefectdepthandoperatingpressurehavesignificantinfluencesonpipeline
reliabilityindex,thedecreaserateofreliabilityindexininverseproportiontothedepthdefects,andfor
longercorrosiondefects,thereliabilityindexarebasicallyunchangedfordifferentlengthofdefects。
Keywords:corrodedpipeline;reliability;B3IGprinciple;residualstrength
1 引言
油气输送管道的安全可靠性始终是石油工程上关注的重大问
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
。由于油气管道的敷设方式
以埋地为主。管道穿越地区广、地形复杂、土壤性质于差万别、管道结构形式多种多样、输送
收稿日期:2007—07-05:修回日期:2007.12.12
基金项目:国家863基金项目(2007AA042404)资助项目
作者简介:刘永寿(1974-),男,博士,副教授,研究方向:管道动力学、结构可靠性、振动理论等;(710072)
西北工业大学410信箱.
第35卷第3期 刘水寿等腐蚀管道的剩余强度』j几J靠性分秽r 53
介质性质各异,因此造成埋地管线大量地出现内外壁腐蚀。研究腐蚀管道剩余强度,对在役管
道的可靠性进行研究和评估,对于现役管道系统的维护和替换具有重大的理论指导意义。管道
材料性能参数、载荷参数、测试数据的不确定性决定了必须引进可靠性概率方法对其可靠性进
行研究。可靠性概率方法着重分析确定论分析中的系统误差和随机误差。这些误差是载荷的随
机性、数据不足、材料的分散性、理论不完善导致计算公式中的不确定因素等造成的。可靠性
评价就是基于可靠性理论,建立适当的可靠性模型,考虑腐蚀缺陷尺寸和载荷等变量的随机特
性,对腐蚀管道进行可靠性分析的一种评价腐蚀管道的新方法。英国的D.G.Dawson和S.J.Dawson
等提出了一种基于可靠性理论的方法,可以计算腐蚀管道的失效压力和失效时间⋯。文献[2]对
腐蚀管道的可靠性进行了研究。文献[3]从可靠性的极限状态对油气管道进行可靠性研究。尽管
当前油气管道的设计标准仍采用安全系数方法,但是基于可靠性的极限状态设计方法是油气输
送管道设计的趋势。
本文基于B31G标准建立腐蚀管道剩余强度的可靠性模型,在计算了含腐蚀缺陷管道的剩余
强度基础上,用雷菲法(R—F)计算了不同缺陷深度、不同压力以及不同缺陷长度的可靠度,分
析了可靠性指标同缺陷深度、缺陷长度、工作压力的关系。
2腐蚀管道可靠性模型
2.1管道失效压力
B31G准则⋯是评估腐蚀管道的最初的和最基本的方法。按照B31G准则的描述含有腐蚀缺陷
时管道的失效应力韵
.一二l 1一A/Ao (1)弘仃l可丽I ~
式中孑=m,×%,孑为材料的流变应力,咚为材料的屈服强度,m,为乘积系数;A是通过管壁
厚度的纵向平面的缺陷的面积,一般取有效面积A=0.85Ld;Ao是未受损管道纵向面积,A=Lt;
f为管道壁厚;d为腐蚀缺陷深度;M,为Folias系数,与腐蚀缺陷长度L和管道外径D相关,当
L2/(Dt)<50时,MT=【l+o.06275告一o.003375-dPry】啦,当L21(of)>50时,Mr=0.032竺Dt+3.30
腐蚀管道失效压力弓=2罟f,将(1)式代入可得管道失效压力表达式。=2吩%古畿 Q’
2.2可靠性模型
进行可靠性分析,需要确定描述系统失效标准的功能函数(也可称为失效函数)
实际作用压力(管道内压)为乞且失效压力为0,则功能函数
z=0一岛
那么极限状态方程可表示为
。若管道
Z=0一乞=0
将(2)式腐蚀管道的失效压力0代入(4),得腐蚀管道的剩余强度可靠性功能函数为
z=2竹吼石tF1面-0瓦.8丽5d而/t一名
(3)
(4)
(5)
54 强度与环境 2008年
由方程(5)可以看出失效函数的各变量是非线性关系的,而且一些变量的分布是非正态的。
雷菲法(R—F)能处理基本变量为非正态分布的可靠性数值问题。假定Z所包含变7星.d,D,L,mf,pa,J,
和在统计学上是独立的,为了能用雷菲法计算可靠度,非线性极限状态方程必须在Z---0的表面
的某点线性化。我们的目标就是在Z=0的表面上找一点(d’,D’,C,,,l;,Pa’,J:,t+),并将极限状态
方程在这点展开为线性平面,使由各个变量的均值确定的点(心,觞,/at,以,,仡,以,,/z,)到线性平
面的距离最短,则点(d+,D.,C,m/‘,Po’,Sy+,t+)被称为设计点(一般都需要通过迭代获得这一点‘列)。
一旦设计点被找到,z的均值肥和标准差O'z能够近似地由以下表达式得出
彪=【(儿一d‘)斋+(心一D’)斋+...+(以--t*)嘉】 (6)
az=【(斋仃㈣2+(鲁盯(。’))2+(斋盯(c))2⋯(事仃(,’))2】I,2㈩
腐蚀管道的可靠性指标厕由下式计算得
∥=彪/£rz (8)
计算得到声值后,可由下式近似计算得腐蚀管道失效概率
P/=Prob[Z<0】=mⅣ(-p) (9)
这里的①.Ⅳ(⋯)是标准正态分布函数。
3 实例分析
3.1有限元分析
实验的管道模型取自文献[6.7]为石油输油管道,壁厚12.5mm,管线长3m,外径610mm,
管道材料为API5LX52钢,弹性模量204GPa,泊松比0.3。腐蚀缺陷设置在外壁的中心线高度附
近,共四个矩形腐蚀区,如图l所示,分别标为1,2,3,4号缺陷,由B31G准则可知当两腐蚀
区域的间隔小于25.4mm时则腐蚀区域会相互影响,可将其视为一体的腐蚀缺陷,由此可确定四
个矩形缺陷尺寸分别为:0.305X0.2m2,O.1x0.2m2,0.305x0.15m2,0.305x0.15m2。
_0--d■-—---.
疰 二f1—■一。七I :
(a)管道正面缺陷尺寸 (b)管道背面缺陷尺寸
(c)模型加载后正面应力图 (d)模型加载后的反面应力图
图I 含腐蚀管件有限元模型及加载后应力图
由有限元分析结果,不考虑局部应力集中,应力最大出现在1号缺陷中心位置处,但是4号
第35卷第3期 刘永寿等腐蚀管道的剩余强度与叮靠性分析 55
和3号缺陷的最大应力和l号缺陷相差无儿,
说明
关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书
在一定缺陷深度内环向尺寸的影响可以彳i考虑,
可见有限元分析结果和B31G准则原理分析的结果吻合。分析给出了含缺陷管道在不同内压情况
下Mises应力和环向应力与缺陷深度的关系曲线以及在不同缺陷深度情况下Mises应力和环向应
力与内压的关系曲线(图2所示)。
(a)Mises应力与缺陷深度关系 (b)环向应力与缺陷深度关系
1 2 a ● 5 0 7 0 ● 10
flUldi口●Naura,'Mpa
(c)Mises应力与内压的关系 (d)环向应力与内压的关系
图2 l号缺陷处Mises应力、环向应力分别与缺陷深度、内压的关系
3.2可靠性分析
参考文献[7—8],研究中涉及的随机变量的统计数据值和分布函数由表1给出。
表1管道参数数据
雷菲法计算得到的可靠性指标脚失效概率弓分别为4.855,6.01x107,可得此时的缺陷管
道有较低的失效率即较高的可靠度。
为研究缺陷深度的变化对可靠度的影响,将缺陷深度从l到10取不同的值,取4种不同的流
墨{■l毒l皇!羞喜∞霉鲁霉.蔓
56 强度与环境 2008年
体内压值,其它参数的分布值由表l给出。在一个特定的流体压力值下,对于缺陷深度1,2,3,
⋯,10.0mm计算得可靠性指标的值,画得图3,由图3可以看出可靠度随缺陷深度增加递减。这
是显然的,冈为当缺陷的深度增加,管壁变薄那么缺陷处承受的应力值必然增加,在统计学上
表现为管道承受的应力均值变大且应力值的方差也将增大,因此管道失效的可能性增加。很明
显可靠性指标的递减速率与腐蚀缺陷深度成反比例关系而且增量是明显的,这就强调了这一变
量的重要性,所以为了获得精确的管道可靠性的评估应当尽可能精确的确定缺陷深度这一参数。
为了研究变化的缺陷长度对管道可靠性的影响,取缺陷深度值为0.3t,0.4t,0.5t和0.6t,其
中t为管擘厚度,对每一个缺陷深度值取缺陷长度值L为:0,0.2,0.4,0.6,⋯,2m,获得的数
值结果画成曲线如图4所示。很明显,管道可靠性指标随缺陷长度增加而减小。对于长腐蚀缺陷
(L≥0.4D),管道的町靠性指标基本不受腐蚀缺陷长度的影响。这表明对于长腐蚀缺陷,当腐
蚀缺陷长度小于最大允许长度时,将不是考虑的主要因素。然而,对于短腐蚀缺陷(L<0.4D),
缺陷长度的变化对可靠性有显著的影响,i叮且在小于0.1m内可靠性随缺陷长度增加的递减速率
非常快,所以对于短腐蚀缺陷,缺陷长度的增加是需要涉及考虑的因素之一。所有曲线在缺陷
长度617.5mm附近有不连续性,这点是由于式(1)中Folias系数的变化不连续性所导致的。
图3 管道缺陷深度(d)与可靠性指标(∥)的关系图4可靠性指标(∥)与缺陷长度(L)的关系
为研究管道内压(p。,)的变化对管道可靠性指标的影响,取管道内压为:l,2,3,⋯,
8MPa,且取缺陷深度分别为0.3t,0.4t,0.5t,0.6t,计算的可靠性指标画成曲线如图5所示。显
然,可靠性指标随缺陷深度增加而减小,且成线性关系。由可靠度指数的变化速率来看,可靠
性指标的变化是显著的,表明内压也是影响可靠性指标的主要因素,且在5MPa附近不同缺陷深
度的可靠性相当高,可见与上面分析的结果吻合。
如果从经济考虑那么管道壁厚和管材强度是重要因素之一,为分析管道肇厚与管材强度对
可靠性指标的影响,取管道壁厚均值为:8,8.5,9,⋯,14mm,管材强度均值为:300,310,
320,⋯,500MPa,且取管道内压均值分别为:5,6,7,8MPa,他参数的分布值仍由表1给出。
计算的可靠性指标画成曲线如图6与图7所示。可见壁厚对可靠性指标的影响是很大的,且基本
随管道壁厚的增加呈线性递增的关系。对于管材强度,可靠性指标随其呈线性递增,这样的关
系我们能由极限状态方程中看出。而壁厚的增加和管材强度增加的势必会增加管道的可靠性,
但在清楚了解其对管道可靠性指标的影响之后才能做综合评估,以确定最优的管道壁厚和最优
的管材强度使管道的铺设达到最佳的经济效益,对国民经济作出贡献。
4结论
本文主要运用可靠性理论对腐蚀管道的剩余强度进行评估,建立了可靠性模型,运用雷菲
5
4
3
2
雌糕型鬻F
5
4
3
2
肇颦捌姑宫
第35卷第3期 刘水奋等腐蚀笛’道的剩余强履‘jfU靠性分析 57
法计算了/fiJJ缺陷深度、管道内压、缺陷长度的町靠度指数,确定了缺陷深度、管道内压、缺
陷长度对可靠性指标的影响。计算了在实际操作压力5MPa附近的情况下,管道缺陷深度为8mm
时管道仍有较高的可靠度。分析还得出缺陷深度对可靠性指标的影响显著,且可靠性的递减速
率与缺陷深度成反比,对于较长的腐蚀缺陷(0.4D≤L也肪。)时,可靠性指标基本不受缺陷长
度的影响,可见对于长腐蚀缺陷,缺陷长度不是考虑的主要因素。分析结果还证明了B31G准则
的保守性,且可靠性结果与有限元分析结果很好的吻合。本文的研究成果,对于现役管道系统
的维护和替换具有一定的理论指导意义。
图5靠性指数(历与管道内压(Pop)的关系曲线图图6可靠性指标(p与管道壁厚(,)的关系曲线图
管材强度(MPa)
图7可靠性指标(矽与管材强度(仃,)的关系曲线图
参考文献
【l】 JonesDG,DawsonSJ.Reliabilityofcorrodedpipeline[C].InProc.13thInt.ConeOilOffshoreMechanicsand
ArcticEngineering,V01.V,PartA,ASME1994:299—306.
【2】 蔡文军,陈国明,潘东民,等.腐蚀管线可靠性的研究【J】.石油机械,2000,28(3):25-28.
【3】 帅健.油气管道可靠性的极限状态设计方法【J】.石油规划设计,2002,13(1):18—21.
【4】HopkinsP,JonesDG.Astudyofthebehavioroflongandcomplex—shapedcorrosionintransmission
pipelines[C].InProc.1lthInt.Conf.onOffshoreMechanicsandArcticEngineering,V01.V,PartA,ASME1992:
21l—17.
【5】 何水清,王善.结构可靠性分析与设计【M】.北京:国防工业出版社,1993.
【6】 BubenikTA,OlsonRJ,StephensDR.eta1.Analyzingthepressurestrengthofcorrodedlinepipe[C].InProe.
1 lthInt.Conf.onOffshoreMechanicsandArcticEngineering,V01.V,PartA,ASME1992:225—31.
【7】 MelchersRE.StructuralReliability:AnalysisandPrediction[M].ElhsHorwood,Chichester,UK,1987.
【8】PII:S0308(96)00009-9:Reliabilityestimationofpressurisedpipelinessubjecttolocalisedcorrosiondefects[C].M.
Ahammed&R.E.Melchers.1996:267—272.
腐蚀管道的剩余强度与可靠性分析
作者: 刘永寿, 王文, 冯震宙, 王富生, 岳珠峰, LIU Yong-shou, WANG Wen, FENG Zhen-
zhou, WANG Fu-sheng, YUE Zhu-feng
作者单位: 西北工业大学工程力学系,西安,710072
刊名: 强度与环境
英文刊名: STRUCTURE & ENVIRONMENT ENGINEERING
年,卷(期): 2008,35(3)
被引用次数: 0次
参考文献(8条)
1.Jones D G.Dawson S J Reliability of corroded pipeline 1994
2.蔡文军.陈国明.潘东民 腐蚀管线可靠性的研究 2000(03)
3.帅健 油气管道可靠性的极限状态设计方法[期刊论文]-石油规划设计 2002(01)
4.Hopkins P.Jones D G A study of the behavior of long and complex-shaped corrosion in transmission
pipelines 1992
5.何水清.王善 结构可靠性分析与设计 1993
6.Bubenik T A.Olson R J.Stephens D R Analyzing the pressure strength of corroded line pipe 1992
7.Melchers R E Structural Reliability:Analysis and Prediction 1987
8.M.Ahammed.R.E.Melchers PII:S0308(96)00009-9:Reliability estimation of pressurised pipelines
subject to localised corrosion defects 1996
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