基于失效分析的天然气管线工作寿命评价.pdfVIP

24 内蒙古石油化工　　　　　　　　　　2008 年第20 期　 基于失效分析的天然气管线工作寿命评价 1 1 2 张智枢 , 廖宏越 , 张西川 ( ( ) ) 1. 中海石油 中国 有限公司湛江分公司　524200; 2. 西南油气田销售分公司　6 10000 　　摘　要: 天然气管线的工作寿命不仅与管材性能、内外腐蚀程度、工况条件有关, 而且还与沿线的不 利环境因素、第三方影响因素密切相关。天然气管线的内外腐蚀、管材性能渐变以及工况条件的变化都 可能引起管线发生失效, 同时管线沿线的不利环境因素与第三方影响因素增加了管线发生失效的概率。 天然气管线的工作寿命取决于管线发生失效的概率, 在综合分析引起管线发生失效的各个因素的基础 上, 建立了天然气管线失效故障树, 利用故障树分析方法确定了天然气管线的失效概率, 应用天然气管 线工作寿命的可靠性函数对天然气管线的工作寿命进行了分析和评价。 关键词: 天然气管线; 可靠性; 故障树; 失效概率; 工作寿命 　　天然气管线作为矿场集气、干线输气与城市配 于表 1。 气系统中的重要组成部分, 关系到工业、农业的正常 1. 2　最小割级 生产和成千上万人的生活。管线任一部分发生失效, 采用“自上而下”的代换方法求出故障树的所有 将可能导致整个输配系统的中断, 并可能造成严重 最小割集, 其等效的布尔代数方程如下: 的后果。引起天然气管线发生失效的因素复杂, 主要 10 60 69 22 69 P = fi + fj + fk + ( fl + fm ) × 包括: ①管线的设计、施工缺陷, 如管段焊接缺陷; ② ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ i = 1 j = 3 1 k = 63 l= 1 8 m = 64 管材自身缺陷, 如力学性能差、抗腐蚀性能差以及微 17 25 + × ×( + + + ) + × × fn f26 fp f9 f10 f6 1 f62 f2 f26 ∑ ∑ 裂纹、残余应力、应力集中的存在等; ③管线内外腐 n = 11 p = 23 蚀。投入运行过程中, 管线内外的腐蚀介质将导致管 25 30 ( ∑fp ×∑fq ) ( 1) 线内外壁腐蚀的发生, 使得管线局部减薄、裂纹加 p = 23 q= 2 7 深、防腐绝缘涂层失效。最终导致管线发生开裂或穿 由上式可知, 天然气管线失效故障树由47 个一 孔; ④管线工况条件的异常、改变、波动可能直接导 阶最小割集, 77 个二阶最小割集, 12 个三阶最小割 致管线开裂, 如管线憋压严重。同时也可能加速管线 集, 12 个四阶最小割集组成。一阶最小割集直接影 内腐蚀的发生, 降低管线