[0038] 具体地，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：
[0039] 计算每个所述腐蚀缺陷的爆管失效压力
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；
[0040] 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。
[0041] 具体地，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：
[0042] 所述第k个腐蚀缺陷处的可靠度Rk= 1-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p为大于等 于2的整数，所述管道的可靠度R=RiR2…Rk~Rp。
[0043] 以下通过举例进行说明：
[0044]如某35. 2km天然气管道（壁厚t= 7mm，管道半径R= 213mm)，内检测报告显 示该段管道共有3923处腐蚀缺陷，该管道最大运行压力4MPa(设计压力），最小运行压力 0· 5MPa(用户分输压力最小值），近一个月平均运行压力1. 6MPa。
[0045] 当管理者在不同时期对该管道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，需分别就IMPa、1. 2MPa、1. 4MPa、1. 6MPa、1. 8MPa、2MPa、2. 2MPa、2. 4MPa、 2. 6MPa……等压力下的管道可靠度进行计算，则采取下述方式进行具体实施：
[0046] 根据管道运行规程，取管道最小运行压力P_及最大运行压力P_，并编号P1=P_ =0· 5MPa，P7=Pmax= 4MPa〇
[0047] 取该管道近一个月的平均运行压力P#: 1.6MPa，同时分别取P^iOiMPa及 P*±lMPa的运行压力，并编号卩2=?*-1 = 0· 6MPa，P3=P*-0. 5 = 1.lMPa，P4=P*= 1. 6MPa， Ρ5=Ρ*+0· 5 = 2.IMPa，P6=P*+l= 2. 6MPa，如图 3 所示。
[0048]根据压力插值点，采用蒙特卡洛方法计算每个腐蚀缺陷的失效概率，具体地，建立 极限状态方程z=Pf-P= 0,式中，Pf代表爆管失效压力，P为压力插值点，缺陷处的失效概 率F即为出现Z彡0状态的概率，本发明选择ASMEB31G-2012中RSTRENG0. 85dL方法求 解Pf〇
[0050]其中，
[0051]SMYS:管钢公称最小屈服强度[MPa]
[0052] t:管壁厚度[mm]
[0053] d:腐蚀缺陷深度[mm]
[0054] D:管道外径[mm]
[0055]Μ:鼓胀因子（FoliasFactor)[无量纲]
[0060] 其中，L为所述腐蚀缺陷的长度。
[0061]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。
[0062] 根据7个压力插值点下的可靠度，采用三次样条插值法即可计算出lMPa、l. 2MPa、 1. 4MPa、l. 6MPa、l. 8MPa、2MPa、2. 2MPa、2. 4MPa、2. 6MPa......等压力下的管道可靠度。
[0063] 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，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。
[0064] 如上述实例中，在任一运行压力条件下，采用蒙特卡洛方法对3923个腐蚀缺陷分 别进行5万次抽样模拟，大约使用4. 5小时。对处于内检测周期为5年的管道而言，若每年 管理者对天然气管网（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，平均计算20次不同工况（不同运行压力）下的管道可靠度，则5年内在此工作 上耗时累计4. 5*20*5 = 450小时。而采用本发明中的方法，对7个样本点进行抽样模拟， 耗时大约49小时，后续插值法求解任意工况下管道可靠度所耗时间仅为几分钟，总耗时约 为前者的1/10,不仅提高了工作效率，且保证了较高准确度。
[0065] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造 性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优 选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0066] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种含腐蚀缺陷的管道的可靠度评价方法，其特征在于，所述评价方法包括： 获取所述管道的最小运行压力Pmm和最大运行压力Pmax，W及第一预设时间内的平均运 行压力P* ; 在区间PmJmm内选择Ρ*±Κ1、Ρ*±Κ2、……Ρ* ±Κ。，获得2q+3个压力插值点，所述Q为 大于等于2的整数； 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； 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。2. 如权利要求1所述的评价方法，其特征在于，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： 计算每个所述腐蚀缺陷的爆管失效压力痒中，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，在其中L为所述腐蚀 缺陷的长度； 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。3. 如权利要求1所述的评价方法，其特征在于，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： 所述第k个腐蚀缺陷处的可靠度Rk= 1-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= 叫2…Rk…Rp。4. 如权利要求1所述的评价方法，其特征在于，所述K1 = 0. 5,所述K2= 1，所述Kq为 0. 5的倍数。
【专利摘要】本发明公开一种含腐蚀缺陷的管道的可靠度评价方法，评价方法包括：获取管道的最小运行压力Pmin和最大运行压力Pmax，以及第一预设时间内的平均运行压力P*；在区间Pmax-Pmin内选择P*±K1、P*±K2、……P*±Kq，获得2q+3个压力插值点，q为大于等于2的整数；根据压力插值点，采用蒙特卡洛方法计算每个腐蚀缺陷的失效概率，根据腐蚀缺陷的失效概率获得该管道的可靠度；根据管道的可靠度采用插值法计算预设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，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。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105404776
【申请号】CN201510779970
【发明人】李明菲, 郑洪龙, 陈健, 玄文博, 薛向东, 艾慕阳, 周利剑, 雷铮强, 薛鲁宁, 杨辉, 贾韶辉, 杨玉锋, 李振宇
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月13日