含缺陷陆上油气管道剩余强度评价及维修策略研究

摘要

由于油气具有高压、易燃、易爆等特点，加之陆上油气管道输送距离长，跨越地域类型复杂，且随着油气管道服役时间的增长，失效发生的可能性也逐渐增大，导致管线失效事故一旦发生，将造成人员伤亡和重大财产损失，也对环境构成巨大威胁。为此开展含缺陷管道腐蚀和裂纹剩余强度评价，并建立合理的维修策略，对于最大限度地确保油气管道安全有效运行具有重要的意义，同时也是该领域研究的重点所在。 本文在分析管道风险评价模式和剩余强度评价方法及其优缺点的基础上，以断裂力学分析方法为基础，针对油气管道均匀腐蚀和局部腐蚀缺陷进行剩余强度评价，判断管段风险可接受程度以及能否安全运行，以便对管道制定合理的维修计划，或通过调整相关参数进行更进一步的评价。然后针对轴向内外表面裂纹、承受净截面轴向力含弯矩的环向内外表面裂纹和承受内压和净截面轴向力的半椭圆环向内外表面裂纹，分别建立裂纹管道剩余强度评价模型，计算韧性比和载荷比，并以失效评估图为理论基础，分析管段风险可接受程度。根据之前建立的腐蚀和裂纹油气管道剩余强度评价模型，采用 C#语言开发完整的剩余强度评价软件系统。最后，以随机过程和 markov为理论基础，引入修复率和成本，建立油气管道维修决策模型，得到不同维修策略下管道长期内的可用度与总成本期望。 由于研究水平有限，本文所建立的模型还需要收集更充足的信息，在模型的正确性和全面性上还存在一定不足，还需要更进一步的研究。

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1绪论

1.1研究意义及背景

1.2国内外研究现状

1.3论文的研究内容及方法

2相关理论综述

2.1管道事故主要因素

2.2不同时期管道划分

2.3风险评价准则

2.4管道风险评价模式

2.5剩余强度评价方法

2.6本章小结

3腐蚀管道剩余强度评价模型

3.1腐蚀类型划分

3.2均匀腐蚀剩余强度评价模型

3.3局部腐蚀剩余强度评价模型

3.4本章小结

4裂纹管道剩余强度评价模型

4.1裂纹缺陷产生原因

4.2失效评定图

4.3裂纹剩余强度评价模型

4.4应力强度因子预处理

4.5 本章小结

5剩余强度评价系统开发

5.1概述

5.2软件基本特征

5.3数据库设计

5.4软件实现

5.5本章小结

6维修策略

6.1概述

6.2模型原理

6.3模型计算

6.4实证分析

6.5本章小结

7结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

在读期间的研究成果

致谢