CN105302946B - 一种腐蚀管道可靠度确定方法及装置 - Google Patents

一种腐蚀管道可靠度确定方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及油气管道系统领域,公开了一种腐蚀管道可靠度确定方法及装置,以解决现有技术中对腐蚀管道的可靠性确定不够准确的技术问题。该方法包括:步骤S1:确定腐蚀缺陷尺寸模型;步骤S2:确定压力载荷模型;步骤S3:建立腐蚀管道有限元模型;步骤S4:建立土壤有限元模型;步骤S5:将腐蚀管道有限元模型与土壤有限元模型进行装配获得装配模型;步骤S6:将装配模型进行划分获得单元模型;步骤S7:确定单元模型中第一管段与土壤之间的接触关系;步骤S8:确定出被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值;步骤S9:获取第一腐蚀管道所对应的N个失效概率值Pf;并基于N个Pf计算获得第一管段的可靠度。达到了所确定出的腐蚀管道的可靠性更加准确的技术效果。

Description

一种腐蚀管道可靠度确定方法及装置
技术领域
本发明涉及油气管道系统领域,尤其涉及一种腐蚀管道可靠度确定方法及装置。
背景技术
腐蚀是造成管道失效最主要的原因之一,国内外已就腐蚀管道的破坏机理与极限承载力开展了大量的研究工作,多以确定性研究为主,即采用目前国际上成熟的标准(如ASME B31G、DNV-RP-F101、RSTRENG 0.85dL等)或是数值模拟方法求腐蚀管道极限承载力的解析解或数值解。但由于腐蚀缺陷尺寸、管材性能参数、管道运行工况等影响管道应力的因素呈现综合随机特性,要计算这些不确定性因素就需要引进可靠性概率方法。
目前针对腐蚀管道的可靠性分析,主要运用概率统计与数理解析等数学工具对腐蚀管道可靠性进行定量分析。其中,概率统计方法受限于统计样本的数量,故而存在着对腐蚀管道可靠性的确定不够准确的技术问题;而数理解析方法在模型简化过程中往往忽略了缺陷之间的相关性及管土间的相互作用,故而也不能准确的确定出腐蚀管道的可靠性。
发明内容
本发明提供腐蚀管道可靠度确定方法及装置,以解决现有技术中对腐蚀管道的可靠性确定不够准确的技术问题。
第一方面,本发明实施例提供一种腐蚀管道可靠度确定方法,包括:
步骤S1:确定所述管道中的第一管段的腐蚀缺陷尺寸模型,所述腐蚀缺陷尺寸模型中包含所述第一管段的腐蚀缺陷信息;
步骤S2:确定所述第一管段的压力载荷模型,所述压力载荷模型中包含所述第一管段所受到的压力大小的概率分布;
步骤S3:从所述腐蚀缺陷尺寸模型采用随机不重复缺陷抽样方式抽取任一腐蚀缺陷,基于所述第一管段的材料属性、几何尺寸建立包含被抽取的腐蚀缺陷的腐蚀管道有限元模型;
步骤S4:基于所述第一管段的土壤的材料属性、所述几何尺寸、所述第一管段的埋深建立所述第一管段的土壤有限元模型;
步骤S5:将所述腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行装配获得装配模型;
步骤S6:将所述装配模型进行划分获得单元模型;
步骤S7:设定所述单元模型中所述第一管段与土壤之间的接触关系;
步骤S8:基于步骤S2所建立的压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值;
步骤S9:重复所述步骤S3至步骤S8,进而获取所述第一腐蚀管道所包含的N个腐蚀缺陷所对应的N失效概率值Pf,N为正整数,f为1至N的整数;并基于N个Pf计算获得所述第一管段的可靠度。
可选的,所述基于步骤S2所建立的压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值,具体包括:
基于所述压力载荷模型以及所述单元模型确定出对应的腐蚀缺陷的失效压力值;
判断所述失效压力值是否小于预设压力值,所述预设压力值为所述第一管段设计最高压力值;
在所述失效压力值小于所述预设压力值时,确定所述被抽取的腐蚀缺陷没有失效;
否则,确定所述被抽取的腐蚀缺陷失效;
重复上述步骤k次,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效次数;
基于所述腐蚀缺陷的失效次数除以k即确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值。
可选的,通过以下公式计算所述第一管段的可靠度:
其中,R表示所述可靠度;
Pi表示失效概率值,i为1至n的整数。
可选的,所述第一管段的材料属性具体包括:所述第一管段的管道材质、管材的弹性模量、泊松比、密度、应力-应变参数等参数中的至少一种属性;
所述第一管段的几何尺寸具体包括:所述第一管段的管道外径、壁厚至少一种参数。
可选的,所述土壤的材料属性包括:弹性模型、泊松比、密度、粘聚力、内摩擦角和摩擦因数中的至少一种属性。
第二方面,本发明实施例提供一种腐蚀管道可靠度确定装置,包括:
第一确定模块,用于确定所述管道中的第一管段的腐蚀缺陷尺寸模型,所述腐蚀缺陷尺寸模型中包含所述第一管段的腐蚀缺陷信息;
第二确定模块,用于确定所述第一管段的压力载荷模型,所述压力载荷模型中包含所述第一管段所受到的压力大小的概率分布;
第一建立模块,用于从所述腐蚀缺陷尺寸模型采用随机不重复缺陷抽样方式抽取任一腐蚀缺陷,基于所述第一管段的材料属性、几何尺寸建立包含被抽取的腐蚀缺陷的腐蚀管道有限元模型;
第二建立模块,用于基于所述第一管段的土壤的材料属性、所述几何尺寸、所述第一管段的埋深建立所述第一管段的土壤有限元模型;
装配模块,用于将所述腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行装配获得装配模型;
划分模块,用于将所述装配模型进行划分获得单元模型;
第三确定模块,用于设定所述单元模型中所述第一管段与土壤之间的接触关系;
模拟模块,用于基于所述压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值;
计算模块,用于获取所述第一腐蚀管道所包含的N个腐蚀缺陷所对应的N失效概率值Pf,N为正整数,f为1至N的整数;并基于N个Pf计算获得所述第一管段的可靠度。
可选的,所述模拟模块,具体包括:
基于所述压力载荷模型以及所述单元模型确定出对应的腐蚀缺陷的失效压力值;
判断所述失效压力值是否小于预设压力值,所述预设压力值为所述第一管段设计最高压力值;
在所述失效压力值小于所述预设压力值时,确定所述被抽取的腐蚀缺陷没有失效;
否则,确定所述被抽取的腐蚀缺陷失效;
重复上述步骤k次,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效次数;
基于所述腐蚀缺陷的失效次数除以k即确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值。
可选的,所述计算模块用于通过以下公式计算所述第一管段的可靠度:
其中,R表示所述可靠度;
Pi表示失效概率值,i为1至n的整数。
可选的,所述第一管段的材料属性具体包括:所述第一管段的管道材质、管材的弹性模量、泊松比、密度、应力-应变参数等参数中的至少一种属性;
所述第一管段的几何尺寸具体包括:所述第一管段的管道外径、壁厚至少一种参数。
可选的,所述土壤的材料属性包括:弹性模型、泊松比、密度、粘聚力、内摩擦角和摩擦因数中的至少一种属性。
本发明有益效果如下:
由于在本发明实施例中,提供了一种腐蚀管道可靠度确定方法,包括:步骤S1:确定所述管道中的第一管段的腐蚀缺陷尺寸模型,所述腐蚀缺陷尺寸模型中包含所述第一管段的腐蚀缺陷信息;步骤S2:确定所述第一管段的压力载荷模型,所述压力载荷模型中包含所述第一管段所受到的压力大小的概率分布;步骤S3:从所述腐蚀缺陷尺寸模型采用随机不重复缺陷抽样方式抽取任一腐蚀缺陷,基于所述第一管段的材料属性、几何尺寸建立包含被抽取的腐蚀缺陷的腐蚀管道有限元模型;步骤S4:基于所述第一管段的土壤的材料属性、所述几何尺寸、所述第一管段的埋深建立所述第一管段的土壤有限元模型;步骤S5:将所述腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行装配获得装配模型;步骤S6:将所述装配模型进行划分获得单元模型;步骤S7:设定所述单元模型中所述第一管段与土壤之间的接触关系;步骤S8:基于步骤S2所建立的压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值;步骤S9:重复所述步骤S3至步骤S8,进而获取所述第一腐蚀管道所包含的N个腐蚀缺陷所对应的N个失效概率值Pf,N为正整数,f为1至N的整数;并基于N个Pf计算获得所述第一管段的可靠度。也就是采用随机有限元法评估腐蚀管道可靠度,能够综合考虑各种不确定因素,模拟腐蚀管道的实际运行工况,从而达到了所确定出的腐蚀管道的可靠性更加准确的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例中腐蚀管道可靠度确定方法的流程图;
图2为本发明实施例的腐蚀管道可靠度确定方法中压力载荷模型的示意图;
图3为本发明实施例的腐蚀管道可靠度确定方法中第一管段的腐蚀管道三维实体模型的示意图;
图4为本发明实施例的腐蚀管道可靠度确定方法中腐蚀管道及土体三维有限元模型的示意图;
图5为本发明实施例的腐蚀管道可靠度确定方法中腐蚀缺陷局部有限元的示意图;
图6为本发明实施例的腐蚀管道可靠度确定方法中X70钢材真实应力-应变曲线的示意图。
具体实施方式
本发明提供腐蚀管道可靠度确定方法及装置,以解决现有技术中对腐蚀管道的可靠性确定不够准确的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题,总体思路如下:
提供了一种腐蚀管道可靠度确定方法,包括:步骤S1:确定所述管道中的第一管段的腐蚀缺陷尺寸模型,所述腐蚀缺陷尺寸模型中包含所述第一管段的腐蚀缺陷信息;步骤S2:确定所述第一管段的压力载荷模型,所述压力载荷模型中包含所述第一管段所受到的压力大小的概率分布;步骤S3:从所述腐蚀缺陷尺寸模型采用随机不重复缺陷抽样方式抽取任一腐蚀缺陷,基于所述第一管段的材料属性、几何尺寸建立包含被抽取的腐蚀缺陷的腐蚀管道有限元模型;步骤S4:基于所述第一管段的土壤的材料属性、所述几何尺寸、所述第一管段的埋深建立所述第一管段的土壤有限元模型;步骤S5:将所述腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行装配获得装配模型;步骤S6:将所述装配模型进行划分获得单元模型;步骤S7:设定所述单元模型中所述第一管段与土壤之间的接触关系;步骤S8:基于步骤S2所建立的压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值;步骤S9:重复所述步骤S3至步骤S8,进而获取所述第一腐蚀管道所包含的N个腐蚀缺陷所对应的N个失效概率值Pf,N为正整数,f为1至N的整数;并基于N个Pf计算获得所述第一管段的可靠度。也就是采用随机有限元法评估腐蚀管道可靠度,能够综合考虑各种不确定因素,模拟腐蚀管道的实际运行工况,从而达到了所确定出的腐蚀管道的可靠性更加准确的技术效果。
为了更好的理解上述技术方案,下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明,应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明,而不是对本发明技术方案的限定,在不冲突的情况下,本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
第一方面,本发明实施例提供一种腐蚀管道可靠度确定方法,包括:
步骤S1:确定所述管道中的第一管段的腐蚀缺陷尺寸模型,所述腐蚀缺陷尺寸模型中包含所述第一管段的腐蚀缺陷信息,其中第一管段例如为:从某腐蚀管段截取部分管段作为第一管段,截取第一管段长度例如为:12m,管道设计压力为10MPa;
其中,根据管道漏磁内检测数据,统计某一管段腐蚀缺陷信息与管道埋深信息,建立腐蚀缺陷尺寸模型,若缺陷之间的轴向距离或环向距离小于3倍管道壁厚时,将缺陷合并作为一个缺陷进行评价,评价使用的缺陷尺寸为合并后的尺寸。
通常情况下,可以获取第一管段内各个位置的管道埋深,然后取平均值获得管道埋深信息,管道埋深例如为:3.3m,当然也可以为其他值,本发明实施例不作限制。
步骤S2:确定所述第一管段的压力载荷模型,所述压力载荷模型中包含所述第一管段所受到的压力大小的概率分布;其中,可以随机提取该管段内若干时刻的压力数据进行统计,进而获得该压力载荷模型,该压力载荷模型中包含压力值的概率分布,如图2所示,为压力载荷模型的示意图。
步骤S3:从所述腐蚀缺陷尺寸模型采用随机不重复缺陷抽样方式抽取任一腐蚀缺陷,基于所述第一管段的材料属性、几何尺寸建立包含被抽取的腐蚀缺陷的腐蚀管道有限元模型;
举例来说,所述第一管段的材料属性具体包括:所述第一管段的管道材质、管材的弹性模量、泊松比、密度、应力-应变参数等参数中的至少一种属性;所述第一管段的几何尺寸具体包括:所述第一管段的管道外径、壁厚至少一种参数。基于上述材料属性和几何尺寸,就可以建立第一管段的腐蚀管道三维实体模型,然后导入有限元软件建立有限元模型,如图3所示,为第一管段的腐蚀管道三维实体模型的示意图;
其中,管道材质例如为X70钢,管材弹性模量例如为210GPa,泊松比例如为0.3,密度例如为7800kg/m3,管材应力-应变参数如图6所示,管道外径为813mm,壁厚为14mm。
步骤S4:基于所述第一管段的土壤的材料属性、所述几何尺寸、所述第一管段的埋深建立所述第一管段的土壤有限元模型;
举例来说,所述土壤的材料属性包括:弹性模型、泊松比、密度、粘聚力、内摩擦角和摩擦因数中的至少一种属性。
该第一管段周围土壤弹性模量例如为10MPa,泊松比例如为0.35,密度例如为1800kg/m3,粘聚力例如为18kPa,内腐蚀角例如为30°,摩擦因数例如为0.4。,如图4所示,为腐蚀管道及土体三维有限元模型的示意图。
步骤S5:将所述腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行装配获得装配模型,该步骤中也即将腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行组合,进而形成一个整体的模型。
步骤S6:将所述装配模型进行划分获得单元模型,其中可以采用有限元模型对装配模型进行划分,从而获得单元模型,如图5所示,为腐蚀缺陷局部有限元示意图。
步骤S7:设定所述单元模型中所述第一管段与土壤之间的接触关系,其中,管道与土体之间设为面-面接触关系,管道外表面为目标面,与之对应的土体面为接触面,接触面和目标面构成一个接触对。接触面与目标面之间可以接触或分开,但不会相互穿透。通过设置第一管段与土壤之间的接触关系,能够起到变形协调的作用。
步骤S8:基于步骤S2所建立的压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值;
举例来说,可以通过以下步骤确定出该失效概率值:基于所述压力载荷模型以及所述单元模型确定出对应的腐蚀缺陷的失效压力值;判断所述失效压力值是否小于预设压力值,所述预设压力值为所述第一管段设计最高压力值;在所述失效压力值小于所述预设压力值时,确定所述被抽取的腐蚀缺陷没有失效;否则,确定所述被抽取的腐蚀缺陷失效;重复上述步骤k次,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效次数;基于所述腐蚀缺陷的失效次数除以k即确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值。
步骤S9:重复所述步骤S3至步骤S8,进而获取所述第一腐蚀管道所包含的N个腐蚀缺陷所对应的N失效概率值Pf,N为正整数,f为1至N的整数;并基于N个Pf计算获得所述第一管段的可靠度。
举例来说,可以通过以下公式计算所述第一管段的可靠度:
其中,R表示所述可靠度;
Pi表示失效概率值,i为1至n的整数。
在具体实施过程中,N表示步骤S1中腐蚀缺陷尺寸模型中所包含的腐蚀缺陷的数量,通过上述方式对步骤S1中的每个腐蚀缺陷分别进行取样,确定出其失效概率,然后根据公式[1]就可以确定出第一管段的可靠度。
假设,N等于7,也即要基于步骤S3~S8进行7次采样,其采样结果例如如表1所示:
表1
最后,将每次采样获得的失效概率代入公式[1]就可以计算出第一管段的可靠度为:0.88729218,当然在具体实施过程中,基于第一管段的各个参数不同,最终所确定的第一管段的可靠度也不同,本发明实施例不再详细列举,并且不作限制。
第二方面,基于同一发明构思,本发明实施例提供一种腐蚀管道可靠度确定装置,包括:
第一确定模块,用于确定所述管道中的第一管段的腐蚀缺陷尺寸模型,所述腐蚀缺陷尺寸模型中包含所述第一管段的腐蚀缺陷信息;
第二确定模块,用于确定所述第一管段的压力载荷模型,所述压力载荷模型中包含所述第一管段所受到的压力大小的概率分布;
第一建立模块,用于从所述腐蚀缺陷尺寸模型采用随机不重复缺陷抽样方式抽取任一腐蚀缺陷,基于所述第一管段的材料属性、几何尺寸建立包含被抽取的腐蚀缺陷的腐蚀管道有限元模型;
第二建立模块,用于基于所述第一管段的土壤的材料属性、所述几何尺寸、所述第一管段的埋深建立所述第一管段的土壤有限元模型;
装配模块,用于将所述腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行装配获得装配模型;
划分模块,用于将所述装配模型进行划分获得单元模型;
第三确定模块,用于设定所述单元模型中所述第一管段与土壤之间的接触关系;
模拟模块,用于基于所述压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值;
计算模块,用于获取所述第一腐蚀管道所包含的N个腐蚀缺陷所对应的N失效概率值Pf,N为正整数,f为1至N的整数;并基于N个Pf计算获得所述第一管段的可靠度。
可选的,所述模拟模块,具体包括:
基于所述压力载荷模型以及所述单元模型确定出对应的腐蚀缺陷的失效压力值;
判断所述失效压力值是否小于预设压力值,所述预设压力值为所述第一管段设计最高压力值;
在所述失效压力值小于所述预设压力值时,确定所述被抽取的腐蚀缺陷没有失效;
否则,确定所述被抽取的腐蚀缺陷失效;
重复上述步骤k次,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效次数;
基于所述腐蚀缺陷的失效次数除以k即确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值。
可选的,所述计算模块用于通过以下公式计算所述第一管段的可靠度:
其中,R表示所述可靠度;
Pi表示失效概率值,i为1至n的整数。
可选的,所述第一管段的材料属性具体包括:所述第一管段的管道材质、管材的弹性模量、泊松比、密度、应力-应变参数等参数中的至少一种属性;
所述第一管段的几何尺寸具体包括:所述第一管段的管道外径、壁厚至少一种参数。
可选的,所述土壤的材料属性包括:弹性模型、泊松比、密度、粘聚力、内摩擦角和摩擦因数中的至少一种属性。
本发明一个或多个实施例,至少具有以下有益效果:
由于在本发明实施例中,提供了一种腐蚀管道可靠度确定方法,包括:步骤S1:确定所述管道中的第一管段的腐蚀缺陷尺寸模型,所述腐蚀缺陷尺寸模型中包含所述第一管段的腐蚀缺陷信息;步骤S2:确定所述第一管段的压力载荷模型,所述压力载荷模型中包含所述第一管段所受到的压力大小的概率分布;步骤S3:从所述腐蚀缺陷尺寸模型采用随机不重复缺陷抽样方式抽取任一腐蚀缺陷,基于所述第一管段的材料属性、几何尺寸建立包含被抽取的腐蚀缺陷的腐蚀管道有限元模型;步骤S4:基于所述第一管段的土壤的材料属性、所述几何尺寸、所述第一管段的埋深建立所述第一管段的土壤有限元模型;步骤S5:将所述腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行装配获得装配模型;步骤S6:将所述装配模型进行划分获得单元模型;步骤S7:设定所述单元模型中所述第一管段与土壤之间的接触关系;步骤S8:基于步骤S2所建立的压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值;步骤S9:重复所述步骤S3至步骤S8,进而获取所述第一腐蚀管道所包含的N个腐蚀缺陷所对应的N失效概率值Pf,N为正整数,f为1至N的整数;并基于N个Pf计算获得所述第一管段的可靠度。也就是采用随机有限元法评估腐蚀管道可靠度,能够综合考虑各种不确定因素,模拟腐蚀管道的实际运行工况,从而达到了所确定出的腐蚀管道的可靠性更加准确的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种腐蚀管道可靠度确定方法,其特征在于,包括:
步骤S1:确定所述管道中的第一管段的腐蚀缺陷尺寸模型,所述腐蚀缺陷尺寸模型中包含所述第一管段的腐蚀缺陷信息;
步骤S2:确定所述第一管段的压力载荷模型,所述压力载荷模型中包含所述第一管段所受到的压力大小的概率分布;
步骤S3:从所述腐蚀缺陷尺寸模型采用随机不重复缺陷抽样方式抽取任一腐蚀缺陷,基于所述第一管段的材料属性、几何尺寸建立包含被抽取的腐蚀缺陷的腐蚀管道有限元模型;
步骤S4:基于所述第一管段的土壤的材料属性、所述几何尺寸、所述第一管段的埋深建立所述第一管段的土壤有限元模型;
步骤S5:将所述腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行装配获得装配模型;
步骤S6:将所述装配模型进行划分获得单元模型;
步骤S7:设定所述单元模型中所述第一管段与土壤之间的接触关系;
步骤S8:基于步骤S2所建立的压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值;
步骤S9:重复所述步骤S3至步骤S8,进而获取第一腐蚀管道所包含的N个腐蚀缺陷所对应的N个失效概率值Pf,N为正整数,f为1至N的整数;并基于N个Pf计算获得所述第一管段的可靠度。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于步骤S2所建立的压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值,具体包括:
步骤S801:基于所述压力载荷模型以及所述单元模型确定出对应的腐蚀缺陷的失效压力值;
步骤S802:判断所述失效压力值是否小于预设压力值,所述预设压力值为所述第一管段设计最高压力值;
步骤S803:在所述失效压力值小于所述预设压力值时,确定所述被抽取的腐蚀缺陷没有失效;
步骤S804:否则,确定所述被抽取的腐蚀缺陷失效;
重复k次步骤S801~步骤S804,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效次数;
基于所述腐蚀缺陷的失效次数除以k即确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过以下公式计算所述第一管段的可靠度:
其中,R表示所述可靠度;
Pi表示失效概率值,i为1至n的整数。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一管段的材料属性具体包括:所述第一管段的管道材质、管材的弹性模量、泊松比、密度、应力-应变参数等参数中的至少一种属性;
所述第一管段的几何尺寸具体包括:所述第一管段的管道外径、壁厚至少一种参数。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述土壤的材料属性包括:弹性模型、泊松比、密度、粘聚力、内摩擦角和摩擦因数中的至少一种属性。
6.一种腐蚀管道可靠度确定装置,其特征在于,包括:
第一确定模块,用于确定所述管道中的第一管段的腐蚀缺陷尺寸模型,所述腐蚀缺陷尺寸模型中包含所述第一管段的腐蚀缺陷信息;
第二确定模块,用于确定所述第一管段的压力载荷模型,所述压力载荷模型中包含所述第一管段所受到的压力大小的概率分布;
第一建立模块,用于从所述腐蚀缺陷尺寸模型采用随机不重复缺陷抽样方式抽取任一腐蚀缺陷,基于所述第一管段的材料属性、几何尺寸建立包含被抽取的腐蚀缺陷的腐蚀管道有限元模型;
第二建立模块,用于基于所述第一管段的土壤的材料属性、所述几何尺寸、所述第一管段的埋深建立所述第一管段的土壤有限元模型;
装配模块,用于将所述腐蚀管道有限元模型与所述土壤有限元模型进行装配获得装配模型;
划分模块,用于将所述装配模型进行划分获得单元模型;
第三确定模块,用于设定所述单元模型中所述第一管段与土壤之间的接触关系;
模拟模块,用于基于所述压力载荷模型对所述被抽取的腐蚀缺陷进行失效模拟,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值;
计算模块,用于获取第一腐蚀管道所包含的N个腐蚀缺陷所对应的N失效概率值Pf,N为正整数,f为1至N的整数;并基于N个Pf计算获得所述第一管段的可靠度。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述模拟模块,具体包括:
步骤S801:基于所述压力载荷模型以及所述单元模型确定出对应的腐蚀缺陷的失效压力值;
步骤S802:判断所述失效压力值是否小于预设压力值,所述预设压力值为所述第一管段设计最高压力值;
步骤S803:在所述失效压力值小于所述预设压力值时,确定所述被抽取的腐蚀缺陷没有失效;
步骤S804:否则,确定所述被抽取的腐蚀缺陷失效;
重复k次步骤S801~步骤S804,确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效次数;
基于所述腐蚀缺陷的失效次数除以k即确定出所述被抽取的腐蚀缺陷的失效概率值。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述计算模块用于通过以下公式计算所述第一管段的可靠度:
其中,R表示所述可靠度;
Pi表示失效概率值,i为1至n的整数。
9.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述第一管段的材料属性具体包括:所述第一管段的管道材质、管材的弹性模量、泊松比、密度、应力-应变参数等参数中的至少一种属性;
所述第一管段的几何尺寸具体包括:所述第一管段的管道外径、壁厚至少一种参数。
10.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述土壤的材料属性包括:弹性模型、泊松比、密度、粘聚力、内摩擦角和摩擦因数中的至少一种属性。
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