一种腐蚀管道可靠度确定方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油气管道系统领域，尤其涉及一种腐蚀管道可靠度确定方法及装置。
【背景技术】
[0002] 腐蚀是造成管道失效最主要的原因之一，国内外已就腐蚀管道的破坏机理与极限 承载力开展了大量的研究工作，多以确定性研究为主，即采用目前国际上成熟的标准（如 ASME B31G、DNV-RP-F101、RSTRENG 0.85dL等）或是数值模拟方法求腐蚀管道极限承载力 的解析解或数值解。但由于腐蚀缺陷尺寸、管材性能参数、管道运行工况等影响管道应力的 因素呈现综合随机特性，要计算这些不确定性因素就需要引进可靠性概率方法。
[0003] 目前针对腐蚀管道的可靠性分析，主要运用概率统计与数理解析等数学工具对腐 蚀管道可靠性进行定量分析。其中，概率统计方法受限于统计样本的数量，故而存在着对腐 蚀管道可靠性的确定不够准确的技术问题；而数理解析方法在模型简化过程中往往忽略了 缺陷之间的相关性及管土间的相互作用，故而也不能准确的确定出腐蚀管道的可靠性。
【发明内容】
[0004] 本发明提供腐蚀管道可靠度确定方法及装置，以解决现有技术中对腐蚀管道的可 靠性确定不够准确的技术问题。
[0005] 第一方面，本发明实施例提供一种腐蚀管道可靠度确定方法，包括：
[0006] 步骤Sl :确定所述管道中的第一管段的腐蚀缺陷尺寸模型，所述腐蚀缺陷尺寸模 型中包含所述第一管段的腐蚀缺陷信息；
[0007] 步骤S2 :确定所述第一管段的压力载荷模型，所述压力载荷模型中包含所述第一 管段所受到的压力大小的概率分布；
[0008] 步骤S3 :从所述腐蚀缺陷尺寸模型采用随机不重复缺陷抽样方式抽取任一腐蚀 缺陷，基于所述第一管段的材料属性、几何尺寸建立包含被抽取的腐蚀缺陷的腐蚀管道有 限元模型；
[0009] 步骤S4 :基于所述第一管段的土壤的材料属性、所述几何尺寸、所述第一管段的 埋深建立所述第一管段的土壤有限元模型；
[0010] 步骤S5 :将所述腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行装配获得装配 丰旲型；
[0011] 步骤S6 :将所述装配模型进行划分获得单元模型；
[0012] 步骤S7 :设定所述单元模型中所述第一管段与土壤之间的接触关系；
[0013] 步骤S8 :基于步骤S2所建立的压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效 模拟，确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值；
[0014] 步骤S9 :重复所述步骤S3至步骤S8,进而获取所述第一腐蚀管道所包含的N个腐 蚀缺陷所对应的N失效概率值Pf，N为正整数，f为1至N的整数；并基于N个P f计算获得 所述第一管段的可靠度。
[0015] 可选的，所述基于步骤S2所建立的压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行 失效模拟，确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值，具体包括：
[0016] 基于所述压力载荷模型以及所述单元模型确定出对应的腐蚀缺陷的失效压力 值；
[0017] 判断所述失效压力值是否小于预设压力值，所述预设压力值为所述第一管段设计 最高压力值；
[0018] 在所述失效压力值小于所述预设压力值时，确定所述被抽取的腐蚀缺陷没有失 效；
[0019] 否则，确定所述被抽取的腐蚀缺陷失效；
[0020] 重复上述步骤k次，确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效次数；
[0021] 基于所述腐蚀缺陷的失效次数除以k即确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概 率值。
[0022] 可选的，通过以下公式计算所述第一管段的可靠度：
[0024] 其中，R表示所述可靠度；
[0025] P1表示失效概率值，i为1至η的整数。
[0026] 可选的，所述第一管段的材料属性具体包括：所述第一管段的管道材质、管材的弹 性模量、泊松比、密度、应力-应变参数等参数中的至少一种属性；
[0027] 所述第一管段的几何尺寸具体包括：所述第一管段的管道外径、壁厚至少一种参 数。
[0028] 可选的，所述土壤的材料属性包括：弹性模型、泊松比、密度、粘聚力、内摩擦角和 摩擦因数中的至少一种属性。
[0029] 第二方面，本发明实施例提供一种腐蚀管道可靠度确定装置，包括：
[0030] 第一确定模块，用于确定所述管道中的第一管段的腐蚀缺陷尺寸模型，所述腐蚀 缺陷尺寸模型中包含所述第一管段的腐蚀缺陷信息；
[0031] 第二确定模块，用于确定所述第一管段的压力载荷模型，所述压力载荷模型中包 含所述第一管段所受到的压力大小的概率分布；
[0032] 第一建立模块，用于从所述腐蚀缺陷尺寸模型采用随机不重复缺陷抽样方式抽取 任一腐蚀缺陷，基于所述第一管段的材料属性、几何尺寸建立包含被抽取的腐蚀缺陷的腐 蚀管道有限元模型；
[0033] 第二建立模块，用于基于所述第一管段的土壤的材料属性、所述几何尺寸、所述第 一管段的埋深建立所述第一管段的土壤有限元模型；
[0034] 装配模块，用于将所述腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行装配获得 装配模型；
[0035] 划分模块，用于将所述装配模型进行划分获得单元模型；
[0036] 第三确定模块，用于设定所述单元模型中所述第一管段与土壤之间的接触关系；
[0037] 模拟模块，用于基于所述压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟， 确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值；
[0038] 计算模块，用于获取所述第一腐蚀管道所包含的N个腐蚀缺陷所对应的N失效概 率值Pf，N为正整数，f为1至N的整数；并基于N个P f计算获得所述第一管段的可靠度。
[0039] 可选的，所述模拟模块，具体包括：
[0040] 基于所述压力载荷模型以及所述单元模型确定出对应的腐蚀缺陷的失效压力 值；
[0041] 判断所述失效压力值是否小于预设压力值，所述预设压力值为所述第一管段设计 最高压力值；
[0042] 在所述失效压力值小于所述预设压力值时，确定所述被抽取的腐蚀缺陷没有失 效；
[0043] 否则，确定所述被抽取的腐蚀缺陷失效；
[0044] 重复上述步骤k次，确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效次数；
[0045] 基于所述腐蚀缺陷的失效次数除以k即确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概 率值。
[0046] 可选的，所述计算模块用于通过以下公式计算所述第一管段的可靠度：
[0048] 其中，R表示所述可靠度；
[0049] P1表示失效概率值，i为1至η的整数。
[0050] 可选的，所述第一管段的材料属性具体包括：所述第一管段的管道材质、管材的弹 性模量、泊松比、密度、应力-应变参数等参数中的至少一种属性；
[0051] 所述第一管段的几何尺寸具体包括：所