[发明专利]一种天然气长输管道失效的分析方法有效
申请号: | 202011585963.4 | 申请日: | 2020-12-28 |
公开(公告)号: | CN112668182B | 公开(公告)日: | 2022-01-28 |
发明(设计)人: | 毕成;杨旭;丁勇;贠柯;刘金娥;鲁元 | 申请(专利权)人: | 西安特种设备检验检测院 |
主分类号: | G06F30/20 | 分类号: | G06F30/20;G06F111/08;G06F113/14;G06F119/02 |
代理公司: | 西安启诚专利知识产权代理事务所(普通合伙) 61240 | 代理人: | 李艳春 |
地址: | 710065 陕*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 天然气 管道 失效 分析 方法 | ||
本发明公开了一种天然气长输管道失效的分析方法,包括步骤一、针对天然气长输管道的腐蚀减薄状况,通过实验方法和理论方法获得其在天然气输运过程中的腐蚀速率;二、通过腐蚀速率预测天然气长输管道在使用年度的管壁有效厚度和延性裂纹止裂韧性;三、通过概率分析方法计算发生延性裂纹扩展管段的数量占全体连接管段数量的比例;四、计算天然气长输管道的失效风险概率;五、根据天然气长输管道的失效风险概率和可承担风险概率,对管道失效进行分析判定,并预测管道的允许使用年限。本发明方法步骤简单,实现方便,能够有效应用在天然气长输管道的失效分析中,对天然气长输管道的安全检验、维护和保养提供可靠的指导,效果显著,便于推广。
技术领域
本发明属于天然气长输管道检测技术领域,具体涉及一种天然气长输管道失效的分析方法。
背景技术
天然气长输管道在我国西气东输工程中具有举足轻重的作用。当天然气长输管道运行过程中,在环境腐蚀、外力损伤、焊接缺陷及材料加工施工缺陷的综合作用下,将给管道带来不同程度的失效风险。对于天然气长输管道,由腐蚀减薄损伤模式导致的管道失效是最为典型的失效模式之一,严重破坏管道的安全性。在现行的油气长输管道标准中,对管道腐蚀减薄的失效判定原则多为许用应力准则,即第一强度理论,特殊情况下也包含第二、第三和第四强度理论,许用应力准则能够对管道短期的失效实现准确的预测,但对于长期的预测或失效风险较大的状况将不再准确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种天然气长输管道失效的分析方法,其方法步骤简单,设计合理,实现方便,能够有效应用在天然气长输管道的失效分析中,对管道长期的失效风险概率实现保守预测,对天然气长输管道的安全检验、维护和保养提供可靠的指导,效果显著,便于推广。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种天然气长输管道失效的分析方法,包括以下步骤:
步骤一、针对天然气长输管道的腐蚀减薄状况,通过实验方法和理论方法获得其在天然气输运过程中的腐蚀速率;
步骤二、通过腐蚀速率预测天然气长输管道在使用年度的管壁有效厚度和延性裂纹止裂韧性;
步骤三、针对各年度天然气长输管道中的全体连接管段,通过概率分析方法计算发生延性裂纹扩展管段的数量占全体连接管段数量的比例;
步骤四、通过延性裂纹扩展管段的概率,计算天然气长输管道的失效风险概率;
步骤五、根据天然气长输管道的失效风险概率和可承担风险概率,对管道失效进行分析判定,并预测管道的允许使用年限。
上述的一种天然气长输管道失效的分析方法,步骤一中所述天然气长输管道的腐蚀减薄状况包括长输管道在腐蚀性介质的工作环境中,金属管壁被腐蚀后形成的壁厚减薄现象,所述腐蚀性介质包括酸性介质、碱性介质、氧化性介质、微生物介质、有机物介质、土壤介质和空气介质。
上述的一种天然气长输管道失效的分析方法,步骤一中所述腐蚀速率为天然气长输管道受到的最大似然腐蚀速率,获得所述腐蚀速率的实验方法包括壁厚测定法、失重法和电化学法;获得所述腐蚀速率的理论方法包括理论计算、经验公式计算和机器学习预测方法。
上述的一种天然气长输管道失效的分析方法,步骤二中所述管壁有效厚度为长输管道的最小似然壁厚,所述管壁有效厚度δ的计算公式为:
δ=δ0-vfty
其中,δ0为长输管道的出厂原始壁厚,vf为腐蚀速率,ty为使用年限。
上述的一种天然气长输管道失效的分析方法,步骤二中所述延性裂纹止裂韧性为天然气长输管道的延性裂纹停止继续扩展所需的最小韧性,所述延性裂纹止裂韧性CVNA的计算公式为:
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