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第３４卷第５期中国安全科学学报Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．５
２０２４年５月ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌＭａｙ２０２４
－
中文引用格式：李长俊，曾江浩，杨帆．多失效模式与变量相关的管道失效概率预测［Ｊ］．中国安全科学学报，２０２４，３４（５）：３６４３．
英文引用格式：ＬＩＣｈａｎｇｊｕｎ，ＺＥＮＧＪｉａｎｇｈａｏ，ＹＡＮＧＦａｎ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｗｉｔｈｍｕｌｔｉｐｌｅｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓａｎｄｖａｒｉａｂｌｅ
－
ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ，２０２４，３４（５）：３６４３．
多失效模式与变量相关的管道失效概率预测∗
李长俊教授，曾江浩，杨帆
（西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都６１０５００）
－
中图分类号：Ｘ９４４.４文献标志码：ＡＤＯＩ：１０.１６２６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００３３０３３.２０２４.０５.１２１６
基金项目：国家自然科学基金面上项目资助。
【摘要】针对腐蚀管道多失效模式相互竞争、变量非独立的特点以及小失效概率预测效率低的
问题，提出一种基于子集模拟法（ＳＳ）的腐蚀管道时变失效概率预测方法。基于泄漏与爆裂失效的
极限状态函数，考虑泄漏与爆裂失效的竞争关系，构建管道竞争失效概率预测模型；使用Ｎａｔａｆ转换
方法描述模拟样本中缺陷深度与长度的相关性，提出考虑失效模式竞争性、变量相关性的腐蚀管道
失效概率求解方法，并采用蒙特卡罗模拟（ＭＣＳ）验证该方法；应用上述方法，探究缺陷深度和长度
的弱相关性（相关系数０～０.３）对管道服役１５年内失效概率的影响。结果表明：失效概率大于１０－６
时，使用该方法的计算结果与ＭＣＳ计算结果基本相同，计算效率高于ＭＣＳ，且可预测概率水平为
－１２
１０的极小概率事件；管道服役１５年内，缺陷变量相关系数越大，管道爆裂失效概率越大，越早到
达爆裂失效概率阈值年限；而随着相关系数的增大，泄漏失效概率越小，越晚达到泄漏失效概率阈值
年限；在预测后期，相关系数增大对２种失效概率的影响均减弱。
【关键词】失效模式；变量相关；失效概率；腐蚀管道；子集模拟（ＳＳ）；Ｎａｔａｆ转换
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｗｉｔｈｍｕｌｔｉｐｌｅ
ｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓａｎｄｖａｒｉａｂｌｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ
ＬＩＣｈａｎｇｊｕｎ，ＺＥＮＧＪｉａｎｇｈａｏ，ＹＡＮＧＦａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍａｎｄＧａｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
ＣｈｅｎｇｄｕＳｉｃｈｕａｎ６１０５００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｏｍｐｅｔｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓａｎｄｄｅｐｅｎｄｅｎｔｖａｒｉａｂｌｅｓｏｆ
ｃｏｒｒｏ
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