天然氣是當(dāng)前最為清潔環(huán)保的化石燃料,是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。管道輸送是近百年來最主要的天然氣輸送方式,并且在未來的50年里仍將是天然氣的最主要輸送方式。根據(jù)“十三五”發(fā)展規(guī)劃,截至2020年,我國天然氣管道總長將達(dá)到10.4×104km,干線輸氣能力超過4000×108m3。隨著天然氣管道服役年限的增長,腐蝕是引起管道失效的主要原因,尤其是在我國,據(jù)統(tǒng)計(jì)1969～2003年間我國四川輸氣管道的失效事故中,39%的事故是管道腐蝕造成的。天然氣管道一旦發(fā)生失效,管線周遭的生態(tài)環(huán)境以及居民的生命財(cái)產(chǎn)都將遭受巨大損失。如何對腐蝕管道的可靠性進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測,是保障管道安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。本文在貝葉斯分析及馬爾科夫鏈蒙特卡洛法的理論基礎(chǔ)上,結(jié)合天然氣管道腐蝕失效影響因素,建立適應(yīng)W-Q線管道的具有可更新性的腐蝕退化軌道模型,進(jìn)而建立管道可靠性模型,運(yùn)用混合吉布斯抽樣方法,計(jì)算當(dāng)前管道可靠度并預(yù)測未來30年管道的可靠度,為管道的維修檢測提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容如下:(1)調(diào)研了歐洲、美國、英國、加拿大等天然氣管道失效數(shù)據(jù)庫,以及國內(nèi)部分天然氣管道失效事故統(tǒng)計(jì),確定腐蝕是引起天然氣管道失效的主要原因,并系統(tǒng)的分析了管道腐蝕失效原因及其影響因素,為建立管道腐蝕可靠性模型奠定了理論基礎(chǔ)。(2)根據(jù)SY/T 0029-2012《埋地鋼制檢查片腐蝕速率測試方法》,對W-Q線47-56號樁管段進(jìn)行相應(yīng)的試片實(shí)驗(yàn),結(jié)合管道外檢測結(jié)果,獲取了 W-Q線47-56號樁管段的腐蝕退化數(shù)據(jù),建立了具有可更新性的管道腐蝕冪率退化軌道模型,獲得了貝葉斯分析中未知參數(shù)的先驗(yàn)分布,并繪制了腐蝕深度隨時(shí)間的變化曲線。(3)調(diào)研了 W-Q線47-56號樁管段的基本參數(shù),結(jié)合腐蝕管道失效壓力預(yù)測方法適應(yīng)性分析結(jié)果,確定Modified B31G準(zhǔn)則(即ASME B 31G-2009準(zhǔn)則)作為本文的失效壓力預(yù)測方法,并計(jì)算W-Q線47-56號樁管段的允許最大腐蝕深度dm,并以此作為管道可靠性計(jì)算模型中的閾值。(4)基于冪率退化軌道模型、貝葉斯(Bayes)分析以及馬爾科夫鏈蒙特卡洛(MCMC)法基本理論,推導(dǎo)后驗(yàn)可靠度的計(jì)算公式,建立了具有可更新性的腐蝕管道可靠性計(jì)算模型,采用混合吉布斯抽樣1×106次,截取第9.99×105到第1×106這一段平穩(wěn)的馬爾科夫鏈共1001個(gè)樣本點(diǎn)進(jìn)行可靠度估計(jì),并依靠MATLAB編程實(shí)現(xiàn)相關(guān)計(jì)算,獲得了腐蝕管道可靠度的時(shí)變性曲線;(5)針對W-Q線47-56號樁管段,建立了適合該管段維修經(jīng)濟(jì)決策模型,在預(yù)防性維修費(fèi)用、故障檢測費(fèi)用和故障維修費(fèi)用的約束條件下,提出了以單位時(shí)間內(nèi)平均維修總費(fèi)用最小的最佳維修時(shí)刻的維修決策模型,根據(jù)不同時(shí)間展開維修活動產(chǎn)生的總費(fèi)用差異,確定最佳維修時(shí)間。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE988.2
【部分圖文】：

圖１－１?２０１１－２０１７年中國天然氣勘察新增探明地質(zhì)儲量（單位：億立方米）??２０１６年我國天然氣產(chǎn)量１３６８ＸＩ０８ｍ３，同比增長丨．６５％，增速已經(jīng)連續(xù)四年下行

圖１－２中國的石油、天然氣資源分布圖??天然氣，作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的氣體能源命脈，如何安全便捷的將其輸送至最終用戶，??便是當(dāng)前影響國民能否正常生活，國民經(jīng)濟(jì)能否正常發(fā)展的最重要的課題之一

圖１－３我國天然氣管網(wǎng)分布圖（包括油管線）??據(jù)《２０１８－２０２３年中國管道運(yùn)輸業(yè)發(fā)展前景預(yù)測與投資戰(zhàn)略分析報(bào)告》，十三五期間，??我國將新建天然氣管道４萬公里，截至２０２０年我國天然氣管道總長將?
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2856913