一种含腐蚀缺陷的管道的可靠度评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油气管道技术领域，尤其涉及一种含腐蚀缺陷的管道的可靠度评价方 法。
【背景技术】
[0002] 油气管道关系着国家重要经济命脉，其安全问题不容忽视。为防患于未然，需就管 道不同失效原因及失效模式，对其性能开展相关评价，为制定维修维护计划提供依据。针 对含缺陷管体剩余强度的评价，国内外最初多直接采用基于内检测结果的确定性的评价准 贝1J，但由于评价过程中管材的性能参数及载荷参数等都具有不确定性，导致确定性的方法 具有一定的局限性，故从上世纪末开始，出现了基于概率统计的可靠性评价方法。
[0003] 针对腐蚀管道的可靠性评价，目前常用的模型为应力-强度干涉模型，可用极限 状态方程Z=Pf_P= 0的形式表达，式中，Pf代表爆管失效压力，P代表运行压力，缺陷处 的失效概率F即为出现Z<0状态的概率。则某缺陷处可靠度R1=Ι-Fi，式中，R表示第 i个缺陷处的失效概率，民表示第i个缺陷处的可靠度。若某段管道上共有η处缺陷，则此 段管道的可靠度R= &IV··民…Rn。对于应力-强度干涉模型，求解缺陷处的管体失效概率 最常用的方法是MonteCarlo法，该方法程序结构简单，易于实现，可处理含多个不同概率 分布的随机变量的情况。
[0004] 在利用上述方法计算含缺陷天然气管道可靠度时，当对天然气管网（或管线）制 定不同输量下的输送方案或制定可靠度分配及可靠度增强计划时，需要多次就不同工况 (不同运行压力）的含缺陷管道可靠度进行抽样计算。对于一条实际投产管线，可能会有几 万甚至十几万处缺陷，此时若针对管理者提出的每种计划工况都进行一系列计算，则工时 消耗大，效率较低，对于普通电子计算机甚至可能出现内存不足的现象，使用较为不便。
【发明内容】
[0005] 本申请提供一种含腐蚀缺陷的管道的可靠度评价方法，解决了现有技术中的技术 方法在计算不同运行压力下的含缺陷管道可靠度时，不仅工时耗费较大，而且占用的内存 较大的技术问题。
[0006] 本申请提供一种含腐蚀缺陷的管道的可靠度评价方法，所述评价方法包括：
[0007] 获取所述管道的最小运行压力P_和最大运行压力P_，以及第一预设时间内的平 均运行压力P* ;
[0008] 在区间Pmax-Pmin内选择P*土^*±1(2、……P*土Kq，获得2q+3个压力插值点， 所述q为大于等于2的整数；
[0009] 根据所述压力插值点，采用蒙特卡洛方法计算每个腐蚀缺陷的失效概率，根据所 述腐蚀缺陷的失效概率获得该所述管道的可靠度；
[0010] 根据所述管道的可靠度采用插值法计算预设压力下的管道可靠度。
[0011] 优选地，所述根据所述压力插值点，采用蒙特卡洛方法计算每个腐蚀缺陷的失效 概率，具体为：
[0012] 计算每个所述腐蚀缺陷的爆管失效压力
[0013]
其中，所述SMYS为管道最小屈
服强度，d为腐蚀缺陷深度，t为管壁厚度；D为管道外径，Μ为鼓胀因子，
其中L为所述腐蚀 缺陷的长度；
[0014] 计算Pf与所述压力插值点的差值小于等于0的概率，获得每个所述腐蚀缺陷的失 效概率。
[0015] 优选地，所述根据所述压力插值点，采用蒙特卡洛方法计算每个腐蚀缺陷的失效 概率，根据所述腐蚀缺陷的失效概率获得该所述管道的可靠度，具体为：
[0016] 所述第k个腐蚀缺陷处的可靠度Rk=l_Fk，其中，Fk表示第k个腐蚀缺陷处的失 效概率，Rk表示第k个缺陷处的可靠度，所述管道的总腐蚀缺陷数量为p，所述管道的可靠 度R= …IV"RP。
[0017] 优选地，所述& = 0. 5,所述K2= 1，所述Kq为0. 5的倍数
[0018] 本申请有益效果如下：
[0019] 本申请通过在管道最小运行压力P_、平均运行压力K以及最大运行压力P_之 间取值，获得压力插值点，再采用蒙特卡洛方法计算每个腐蚀缺陷的失效概率，根据所述失 效概率获得管道的可靠度，再根据所述管道的可靠度采用插值法即可计算出任一压力下的 管道可靠度，该方法计算简单、耗时短、准确度较高且能够较好地反映实际结果的管道可靠 度，在某个内检测周期内，除计算插值样本点需要消耗一定时间外，评价人员可随时快速计 算随机压力下该段管道的可靠度，解决了现有技术中的技术方法不仅工时耗费较大，而且 占用的内存较大的技术问题。
【附图说明】
[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例。
[0021] 图1为本申请较佳实施方式一种含腐蚀缺陷的管道的可靠度评价方法的流程图；
[0022] 图2为图1中的可靠度评价方法压力插值点示意图；
[0023] 图3为图1中的可靠度评价方法压力插值点具体示例图。
【具体实施方式】
[0024] 本申请实施例通过提供一种含腐蚀缺陷的管道的可靠度评价方法，解决了现有技 术中的技术方法在计算不同运行压力下的含缺陷管道可靠度时，不仅工时耗费较大，而且 占用的内存较大的技术问题。
[0025] 本申请实施例中的技术方案为解决现有技术中的技术问题，总体思路如下：
[0026] -种含腐蚀缺陷的管道的可靠度评价方法，所述评价方法包括：
[0027] 获取所述管道的最小运行压力P_和最大运行压力P_，以及第一预设时间内的平 均运行压力P* ;
[0028] 在区间Pmax-Pmin内选择P*土^*±1(2、……P*土Kq，获得2q+3个压力插值点， 所述q为大于等于2的整数；
[0029] 根据所述压力插值点，采用蒙特卡洛方法计算每个腐蚀缺陷的失效概率，根据所 述腐蚀缺陷的失效概率获得该所述管道的可靠度；
[0030] 根据所述管道的可靠度采用插值法计算预设压力下的管道可靠度。
[0031] 本申请通过在管道最小运行压力P_、平均运行压力K以及最大运行压力P_之 间取值，获得压力插值点，再根据所述压力插值点，采用蒙特卡洛方法计算每个腐蚀缺陷的 失效概率，根据所述失效概率获得管道的可靠度，再根据所述管道的可靠度采用插值法即 可计算出任一压力下的管道可靠度。该方法计算简单、耗时短、准确度较高且能够较好地反 映实际结果度，在某个内检测周期内，除计算插值样本点需要消耗一定时间外，评价人员可 随时快速计算随机压力下该段管道的可靠度，解决了现有技术中的技术方法在计算不同运 行压力下的含缺陷管道可靠度时，不仅工时耗费较大，而且占用的内存较大的技术问题。
[0032] 为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上 述技术方案进行详细的说明。
[0033] 为了解决现有技术中的技术方法不仅工时耗费较大，而且占用的内存较大的技术 问题，本申请提供一种含腐蚀缺陷的管道的可靠度评价方法。如图1所示，所述评价方法包 括：
[0034] 步骤S11:获取所述管道的最小运行压力P_(压缩机入口需用压力和城市用户需 求压力）和最大运行压力P_(管道最大承压），以及第一预设时间内的平均运行压力P* ; 在本实施方式中，所述第一预设时间可以为一个月。
[0035]步骤S12:在区间Pmax-Pmin内选择P*土^*±1(2、......Ρ*土Kq，获得 2q+3 个压力 插值点，所述q为大于等于2的整数。如，取该管道近一个月的平均运行压力P%同时分别取P*±0. 5MPa及P*±lMPa的运行压力，并编号卩2=Ρ*-1，Ρ3=Ρ*-0· 5，Ρ4=Ρ*，Ρ5=Ρ*+0· 5， P6=P*+l，如图2所示，当然，也可以根据实际需求扩展选点至P*±l. 5MPa、P*±2MPa……。
[0036] 步骤S13:根据所述压力插值点，采用蒙特卡洛方法计算每个腐蚀缺陷的失效概 率，根据所述腐蚀缺陷的失效概率获得该所述管道的可靠度。
[0037] 步骤S14:根据所述管道的可靠度采用插值法计算预设压力下的管道可靠度。所 述插值法具体为三次样条插值法。