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《西南石油学院》 2004年
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川西地区天然气管线失效分析技术研究

邬云龙  
【摘要】:本文针对川西地区天然气管线失效的实际情况,大量调研了国内外相关文献,进行了管线失效数据现场实验,紧跟国内外在天然气管线失效规律分析及可靠性评价技术方面的最新研究成果,在天然气管道失效分析分析、预测技术方面提出了一些全新的理论与方法,并将这些研究成果应用于现场管线的生产管理,为提高天然气管线的管理水平提供了科学依据。 从分析西南石油管理局新青管线与黄金管线的失效因素入手,利用天然气管线腐蚀调查CIPS、DCVG方法,得到了川西地区天然气管线腐蚀主要影响因素,结合CIPS、DCVG检测数据,开展了黄金管线、新青管线腐蚀程度评价。并进行实验研究,分析管线IR降的形成原因与机理。根据天然气管线系统失效分析基本理论,根据川西地区天然气管线腐蚀调查数据与生产运行过程中的工况数据资料,综合分析失效原因,运用失效故障树分析方法,逐层分析引起管线失效的各阶因素,建立了适用于川西地区天然气管线失效故障树。以此故障树为基础,提出了川西地区天然气管线主要失效原因及其深层次原因分析方法,天然气管线失效概率计算的统计分析方法、直接不交化分析方法以及抽样分析方法,确定了天然气管线系统失效分析中结构重要度、概率重要度以及临界重要度的计算方法,按照失效概率的大小确定了管线安全运行中的薄弱环节,并开展了管线失效危害评估研究。并为解决现场难以精确收集到失效概率,以及如何结合工程技术人员的实际经验和判断的问题,本文将模糊数学理论成功地引入管线失效分析中,采用模糊数来描述事件发生的概率给出事件的概率值,应用这种方法,可以同时处理不确定性的随机性和模糊性。 基于腐蚀缺陷描述与统计规律分析与断裂力学理论,确定给定管线腐蚀缺陷尺寸下天然气管道的失效应力的计算方法,并利用有限元分析方法,建立天然气管线腐蚀缺陷剩余强度分析非线性分析模型,该模型综合考虑了管道几何尺寸、位置以及管道鼓胀效应的影响,可以用于对管道腐蚀缺陷剩余强度的精细评价。同时利用J积分安全评定方法确定了川西地区天然气管线的主要断裂形式为韧性断裂。根据管道缺陷尺寸随着时间的变化趋势,管道失效概率的大小,预测出管道的剩余寿命情况。 综合论文研究中取得的研究成果,编制了川西地区天然气管线失效分析技术软件。该软件具有操作方便,覆盖范围广、界面友好以及计算精度高的特点。该软件的开发对于提高天然气管线的安全运行管理水平具有指导意义。
【学位授予单位】:西南石油学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TE973

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