氣液兩相流管道廣泛存在于油氣開采和集輸過程中,確保其安全可靠運行具有重要的理論和工程意義。在所有失效類型中,內腐蝕缺陷是造成氣液兩相流管道結構失效的主要原因之一。本文將管道內腐蝕速率預測模型和結構可靠性評價方法相結合,對氣液兩相流管道進行內腐蝕失效概率計算。首先,針對氣液兩相流的流動特征,采用流體相平衡模型、氣液兩相流模型和腐蝕速率預測模型,計算氣液兩相流管道在不同流型下的內腐蝕速率;并基于ASME B31G規(guī)范中推薦的腐蝕缺陷極限狀態(tài)方程,考慮管道運行和制造中存在的不確定性,并結合腐蝕速率計算結果,采用蒙特卡洛方法,對管道發(fā)生小孔泄漏和爆裂的失效概率進行計算,將本文提出的內腐蝕失效概率計算方法應用于某氣液兩相流管道,當缺乏有效的內檢測數(shù)據(jù)或實際管輸工藝發(fā)生變化時,該方法能夠有效預測失效概率,保障油氣管道輸送安全。最后,針對當前腐蝕管道可靠性評價方法對相關性研究的不足,提出了綜合考慮參數(shù)相關性和缺陷相關性的腐蝕管道可靠性評價方法,計算結果表明,參數(shù)相關性對失效概率的影響遠大于缺陷之間相關性對失效概率的影響,其中最大缺陷深度和缺陷長度、缺陷深度增長速率和缺陷長度的相關性對失效概率影響最大...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 管道內腐蝕速率的計算
        1.2.2 腐蝕管道可靠性評價方法
    1.3 研究內容
第2章 油氣管道腐蝕類型研究
    2.1 CO₂ 電化學腐蝕
    2.2 CO₂ 腐蝕影響因素
        2.2.1 腐蝕產物膜影響
        2.2.2 pH值影響
        2.2.3 CO₂ 分壓影響
    2.3 溫度影響
    2.4 多相流動影響
第3章 氣液兩相流內腐蝕速率預測模型
    3.1 組分模型的建立
        3.1.1 流體狀態(tài)方程
        3.1.2 氣液相平衡閃蒸計算
        3.1.3 流體熱物性參數(shù)計算
    3.2 氣液分層流流模型
        3.2.1 基本方程
        3.2.2 封閉關系
    3.3 氣-液段塞流模型
        3.3.1 基本方程
        3.3.2 封閉關系
        3.3.3 計算流程
    3.4 氣液環(huán)狀流模型
        3.4.1 基本方程
        3.4.2 封閉關系
        3.4.3 計算流程
    3.5 CO₂ 腐蝕速率預測模型
        3.5.1 氣液兩相流管道內腐蝕速率預測模型
    3.6 算例
        3.6.1 氣液兩相流管道基礎數(shù)據(jù)
        3.6.2 各管段內腐蝕缺陷生長速率計算結果
    3.7 本章小結
第4章 氣液兩相流管道內腐蝕失效概率計算方法研究
    4.1 腐蝕失效模型
        4.1.1 ASME B31G準則
        4.1.2 修正ASME B31G準則
        4.1.3 LPC(DNV-RP-F101)方法
        4.1.4 CSA Z662-07 方法
    4.2 蒙特卡洛抽樣方法
        4.2.1 均勻隨機數(shù)的生成
        4.2.2 服從某種概率分布的隨機變量抽樣方法
        4.2.3 腐蝕缺陷的極限狀態(tài)方程
        4.2.4 單個腐蝕缺陷失效概率計算流程
        4.2.5 單個管段與整個管道的失效概率計算
    4.3 數(shù)據(jù)處理
        4.3.1 繪制失效時間直方圖
        4.3.2 模型初選
        4.3.3 參數(shù)估計
    4.4 算例
    4.5 敏感性分析
    4.6 本章小結
第5章 考慮相關性的腐蝕管道可靠性評價方法研究
    5.1 單個腐蝕缺陷相關隨機向量抽樣方法
    5.2 具有相關性的串聯(lián)系統(tǒng)可靠度計算方法
    5.3 算例
        5.3.1 求解各參數(shù)相關系數(shù)
        5.3.2 考慮參數(shù)相關性下單個缺陷失效概率計算
        5.3.3 考慮缺陷之間相關性的失效概率計算
    5.4 本章小結
第6章 結論與建議
    6.1 結論
    6.2 建議
參考文獻
致謝



本文編號：3846363