本文選題：輸氣管道　切入點(diǎn)：設(shè)計(jì)系數(shù)　出處：《長江大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)和能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備的發(fā)展,人們對天然氣的需求量也在不斷增加。在天然氣的運(yùn)輸中,如何降低輸氣管道的成本以及提高輸氣管道的承壓能力是目前油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)研究的重點(diǎn)之一。其中最有效的方法是提高管道的設(shè)計(jì)系數(shù),因此本文展開了提高輸氣管道設(shè)計(jì)系數(shù)的理論與方法研究。輸氣管道的各項(xiàng)參數(shù)如:管道壁厚、管道外徑、管道壓力等具有一定的不確定性,傳統(tǒng)確定性的分析會(huì)有一定的局限性,因此本文采用了基于可靠性的設(shè)計(jì)方法,選擇使用Monte-Carlo法來對管道進(jìn)行可靠度計(jì)算。管道可靠度的計(jì)算結(jié)果是用概率來表示的,因此需要一個(gè)判定標(biāo)準(zhǔn)來確定管道的安全性能,即目標(biāo)可靠度。鑒于我國尚處于研究階段,總結(jié)歸納了國際上常用的油氣管道目標(biāo)可靠度的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),最后采用了API579準(zhǔn)則。介紹了國內(nèi)外油氣管道剩余強(qiáng)度的失效模型,并將各準(zhǔn)則所計(jì)算的結(jié)果與有限元法進(jìn)行比較,得到的結(jié)論為:NG-18適合評價(jià)低鋼級(jí)的管道;ASME B31G適合評價(jià)低鋼級(jí)和中鋼級(jí)的管道;DNV RP-F101和PCORRC適合評價(jià)高鋼級(jí)的管道;對于超綱鋼級(jí)的管道目前推薦使用有限元法來進(jìn)行剩余強(qiáng)度的評價(jià)。針對本文的研究對象X70管道和X80管道,選用了PCORRC準(zhǔn)則作為管道可靠度計(jì)算的失效模型。最后建立了完整管道和含缺陷管道的極限狀態(tài)方程,采用可靠性理論計(jì)算了參數(shù)的敏感性,結(jié)果表明管道內(nèi)壓對完整管道的可靠性影響最大,缺陷深度和管道內(nèi)壓對含有缺陷管道的可靠性影響最大。計(jì)算了X70管道和X80管道的剩余壽命,并反算設(shè)計(jì)系數(shù),得到提高一級(jí)地區(qū)輸氣管道設(shè)計(jì)系數(shù)是可行的,若要將設(shè)計(jì)系數(shù)提高到更高的等級(jí)可采用的方法有:降低管道壓力的波動(dòng)性、采用更高鋼級(jí)的管道以及通過完整性管理減小管道的腐蝕速率。
[Abstract]:With the development of national economy and strategic energy reserves, the demand for natural gas is also increasing. How to reduce the cost of gas pipeline and improve the pressure bearing capacity of gas pipeline is one of the key points in the research of oil and gas storage and transportation at present. The most effective method is to increase the design coefficient of the pipeline. Therefore, the theory and method of improving the design coefficient of gas transmission pipeline are studied in this paper. The parameters of gas pipeline such as pipe wall thickness, pipeline outer diameter, pipeline pressure and so on are uncertain. The traditional deterministic analysis will have some limitations, so this paper adopts the reliability based design method, and chooses to use Monte-Carlo method to calculate the pipeline reliability. The calculation result of pipeline reliability is expressed by probability. Therefore, a criterion is needed to determine the safety performance of pipelines, that is, target reliability. In view of the fact that China is still in the research stage, the evaluation standards of target reliability for oil and gas pipelines commonly used in the world are summarized and summarized. Finally, the API579 criterion is adopted. The failure models of residual strength of oil and gas pipelines at home and abroad are introduced, and the calculated results of each criterion are compared with the finite element method. The conclusions are as follows: (1)% NG-18 is suitable for evaluating the low steel grade pipeline. ASME B31G is suitable for the evaluation of the low steel grade pipeline and the medium steel grade pipeline. The DNV RP-F101 and PCORRC are suitable for the evaluation of the high steel grade pipeline. Finite element method is recommended to evaluate the residual strength of super steel pipeline. The PCORRC criterion is selected as the failure model of pipeline reliability calculation. Finally, the limit state equations of complete pipeline and pipeline with defects are established, and the sensitivity of parameters is calculated by reliability theory. The results show that the internal pressure of the pipeline has the greatest influence on the reliability of the complete pipeline, and the depth of defects and the internal pressure of the pipeline have the greatest influence on the reliability of the pipeline with defects. The residual life of the X70 pipeline and the X80 pipeline are calculated, and the design coefficient is back calculated. It is feasible to increase the design coefficient of gas pipeline in the first class area. The methods to increase the design coefficient to a higher level are as follows: reducing the fluctuation of pipeline pressure, Adopt higher steel grade pipes and reduce corrosion rate through integrity management.
【學(xué)位授予單位】：長江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE973.1

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本文編號(hào)：1678708