CN111199089A - 管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法及装置 - Google Patents

管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法及装置，包括：采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据采样数据获得各个管道变量的数值，并根据各个管道变量的数值确定对应的具体统计分布模型；从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据分析点的数值和具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值；根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值；根据各个分析点对应的各管道变量的数值和可靠性灵敏度分析模型获得可靠性灵敏度，能够准确评估管道变量对管道环焊缝可靠性影响的重要程度。

Description

管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法及装置
技术领域
本发明涉及管道安全技术领域，尤其涉及一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法及装置。
背景技术
油气管道试压失效和在役失效事故统计结果表明，由于管材设计不合理、制管和施工质量差、焊接水平相对落后、输送介质腐蚀等原因，管道焊缝缺陷是影响管道安全的重要原因。特别是我国在役老管道，螺旋焊缝和对接环焊缝存在缺陷较多，成为引起管道失效事故的重大安全隐患。1986-1996年，我国川东地区达卧天然气管线共发生30次爆管事故，其中27次发生于环焊缝。因此，对管道环焊缝进行可靠性分析，成为管道运营企业亟需解决的问题。
管道环焊缝可靠性评价涉及多个管道变量，变量的分布特征及数据量直接影响可靠度设计的准确性，目前无法确定各变量对管道环焊缝可靠度指标影响的重要程度。而实际上，对管道环焊缝可靠性有重大影响作用的往往只有个别管道变量。因此，通过对不同基本变量的敏感性进行研究，可以为管道环焊缝管道变量的合理取值和检维修决策的制定提供参考依据。
发明内容
本发明提供一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法及装置，用于解决现有技术中无法确定各变量对管道环焊缝可靠度指标影响的重要程度的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法，包括：
采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值；
根据所述各个环焊缝对应的各个管道变量的数值确定各个管道变量对应的具体统计分布模型；
从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据所述分析点的数值和各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值；
根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值；
根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的可靠性灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度；
根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果。
第二方面，本发明实施例提供一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析装置，包括：
获取模块，用于采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值；
确定模块，用于根据所述各个环焊缝对应的各个管道变量的数值确定各个管道变量对应的具体统计分布模型；
计算模块，用于从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据所述分析点的数值和各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值；
第一处理模块，用于根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值；
第二处理模块，用于根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的可靠性灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度；
分析模块，用于根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器、总线及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序；
其中，所述处理器，存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的方法。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法。
由上述技术方案可知，本发明实施例提供一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法及装置，通过采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值；根据所述各个环焊缝对应的各个管道变量的数值确定各个管道变量对应的具体统计分布模型；从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据所述分析点的数值和各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值；根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值；根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的可靠性灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度；根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果，能够准确评估管道变量对管道环焊缝可靠性影响的重要程度，为管道的维修决策及安全运行提供支撑。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的管道环焊缝可靠性灵敏度分析装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1示出了本发明一实施例提供的一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法，包括：
S11、采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值。
S12、根据所述各个环焊缝对应的各个管道变量的数值确定各个管道变量对应的具体统计分布模型。
针对步骤S11和步骤S12，需要说明的是，在本发明实施例中，对目标管道上预设数目(如20个)环焊缝进行采样，获得采样数据。该采样数据可通过指定的设备进行材料力学性能测试测得，也可通过采样设备几何性能检测获得。然后根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值。管道变量包括屈服强度、断裂韧性、裂纹缺陷长度、裂纹缺陷深度、管道外径、管道壁厚和轴向设计应力。每个环焊缝具有上述屈服强度、断裂韧性、裂纹缺陷长度、裂纹缺陷深度、管道外径、管道壁厚和轴向设计应力七个变量的数值。
下面做出进一步解释说明：
对同一条管道上设有裂纹型缺陷的不同测试环焊缝进行材料力学性能测试，获取屈服强度σy和断裂韧性δmat的测试值。
对同一条管道上设有裂纹型缺陷的不同测试环焊缝，通过几何性能检测获得管道外径D、管道壁厚t、裂纹长度C＝2c(c为裂纹半长度)、裂纹深度a等管道变量的测试值。
管道轴向设计应力的计算公式为
Figure BDA0001850097490000041
其中，P为管道内压。
将测试值进行数理统计分析，分析方法可采用K-S检验或者直方图等，确定屈服强度、断裂韧性、裂纹缺陷长度、裂纹缺陷深度、管道外径、管道壁厚和轴向设计应力等管道变量的统计分布模型。在本实施例，统计分布模型一般包括正态分布、t-分布、F-分布、Gumbel分布、Weibull分布、卡方分布、指数分布。通过上述步骤能够确定每一种管道变量适合上述哪种统计分布模型。
在这里，通过数理统计分析获得统计分布模型属于成熟技术，在此不再赘述。
S13、从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据所述分析点的数值和各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值。
在本步骤中，需要说明的是，在本发明实施例中，从预设数值范围内获取多个分析点的数值。在这里，分析点为从预设数值范围内随机选取的数值对应在目标管道上的虚拟点。将所述分析点的数值代入各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值。
S14、根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值。
在本步骤中，需要说明的是，在本发明实施例中，所述失效概率模型包括：
Figure BDA0001850097490000051
Figure BDA0001850097490000052
Figure BDA0001850097490000061
εt＝0.00175σy+0.22；；
Figure BDA0001850097490000062
Figure BDA0001850097490000063
Figure BDA0001850097490000064
Figure BDA0001850097490000065
m1＝-0.00985-0.163η-0.345η2；m2＝-0.00416-2.18η+0.155η2；
Figure BDA0001850097490000066
Figure BDA0001850097490000067
Figure BDA0001850097490000068
Lrmax＝σf/σy；
Figure BDA0001850097490000069
其中，Kr为韧性比，Lr为应力比，δmat为断裂韧性，δe为裂纹驱动力的弹性部分，E为材料的弹性模量，υ为材料的泊松比，σy为屈服强度，dn为转换因子，KI为应力强度因子，n为应变硬化指数，εt为均匀延伸率，Y/T为屈强比，a为裂纹深度，σa为轴向设计应力，Fb是关于α＝D/t，β＝2c/πD和η＝a/t的函数，α＝D/t是管道外直径与壁厚的比值，D为管道外直径，t为管道壁厚，β＝2c/πD是缺陷长度与管道周长的比值，c为裂纹半长度，D为管道外直径，η＝a/t是缺陷深度与管道壁厚的比值，a为裂纹深度，t为管道壁厚；σc为塑性垮塌应力，σf表示流动应力，σu表示抗拉强度。
下面对上述失效概率模型进行解释说明：
设X＝[X1,X2,…,Xn]T为影响结构特定功能的随机向量，相对应的结构功能函数为：
Z＝G(X) (1)
影响结构功能函数的因素主要分为引起失效的结构载荷S和抵抗失效的结构载荷R，具体关系如式(2)
G(R,S)＝R-S (2)
当Z＞0时，评价对象安全，判定可靠；当Z＝0时，评价对象达到临界条件；当Z＜0时，评价对象不安全，判定失效。因此，结构的极限状态方程为
G(X)＝0 (3)
根据环焊缝缺陷类型以及失效模式，采用基于应力的可靠性分析，建立管道环焊缝的极限状态方程。步骤如下：
1、确定含裂纹型缺陷管道环焊缝的待评定点。
待评定点的确定需要计算韧性比Kr和应力比Lr两个参数。
1)韧性比Kr计算公式如下：
Figure BDA0001850097490000071
δmat为断裂韧性，单位为mm。可通过测试获得。δe为裂纹驱动力的弹性部分，单位为mm，计算如下：
Figure BDA0001850097490000072
其中，E为材料的弹性模量，取为207000MPa；υ为材料的泊松比，取为0.3；σy为屈服强度，单位为MPa。dn为转换因子，计算见公式(6)-公式(9)。KI为应力强度因子，单位为MPa(mm)1/2，计算如式(10)。
Figure BDA0001850097490000081
n为应变硬化指数，计算如下：
Figure BDA0001850097490000082
εt为均匀延伸率，计算如下：
εt＝0.00175σy+0.22 (8)
Y/T为屈强比，计算如下：
Figure BDA0001850097490000083
Figure BDA0001850097490000084
a为裂纹深度，单位为mm；σa为轴向设计应力，单位为MPa；Fb是关于α＝D/t，β＝2c/πD和η＝a/t的函数，计算如下：
Figure BDA0001850097490000085
Figure BDA0001850097490000086
m1＝-0.00985-0.163η-0.345η2 (13)
m2＝-0.00416-2.18η+0.155η2 (14)
其中，α＝D/t是管道外直径与壁厚的比值，D为管道外直径，单位为mm，t为管道壁厚，单位为mm。β＝2c/πD是缺陷长度与管道周长的比值，c为裂纹半长度，单位为mm，D为管道外直径，单位为mm。η＝a/t是缺陷深度与管道壁厚的比值，a为裂纹深度，单位为mm，t为管道壁厚，单位为mm。
2)应力比Lr计算公式如下：
Figure BDA0001850097490000091
σa为轴向设计应力，单位为MPa，可通过步骤2获得；σc为塑性垮塌应力，单位为MPa，计算如下：
Figure BDA0001850097490000092
2、确定含裂纹型缺陷管道环焊缝的临界失效评定曲线。
评定曲线方程见(17)--(18)。评定曲线的横坐标为应力比Lr，纵坐标为韧性比Kr。
Figure BDA0001850097490000093
Lrmax＝σf/σy (18)
σy表示屈服强度，σf表示流动应力，计算如式(19)。其中，σu表示抗拉强度，单位，MPa，计算公式见(20)：
Figure BDA0001850097490000094
Figure BDA0001850097490000095
3、确定含裂纹型缺陷管道环焊缝的极限状态方程。
管道环焊缝样品的临界失效评定曲线用于定性评估环焊缝的安全状态。将待评定点插入到临界失效评定曲线的坐标系中，当待评定点落在临界失效评定曲线、坐标轴围成的区域内时，则管道可安全运行，反之则管道失效风险较大，当待评定点落在临界失效评定曲线上时，则管道属于临界失效状态。据此，确定极限状态方程如下：
G(x)＝f(Lr)-Kr＝0 (21)
由于公式21是极限状态下的方程，故在整个状态下的方程为：
Figure BDA0001850097490000101
在本发明实施例中，管道可靠度Pr指的是含缺陷管道或者管道系统在规定时间规定条件完成规定功能的概率。对于管道断裂的失效模式，可靠度具体指的是抵抗失效能力的载荷大于引起失效的载荷的概率。管道失效概率Pf指的是含缺陷管道在规定时间规定条件没有完成规定功能的概率。失效概率与可靠度的取值范围都是在0和1之间，两者之间的关系为Pr+Pf＝1。因此，可以通过失效概率计算可靠度。
管道失效概率Pf采用Monte Carlo方法计算，步骤如下：
(1)、根据随机变量的统计分布模型，建立概率密度函数fX(xi)(i＝1,2,...,7)；7个随机变量包括屈服强度σy，断裂韧性δmat，管道外径D、管道壁厚t、裂纹长度C＝2c、裂纹半长度c、裂纹深度a；
(2)、设置抽样次数n；
(3)、计算机产生0-1的均匀分布随机数；
(4)、将0-1的均匀分布随机数应用于概率密度函数fX(xi)(i＝1,2,...,7)，产生屈服强度σy，断裂韧性δmat，管道外径D、管道壁厚t、裂纹长度C＝2c、裂纹半长度c、裂纹深度a的随机样本点xj；
(5)、将步骤(4)产生的随机样本代入极限状态函数G(x)＝f(Lr)-Kr中；
(6)、在失效域F＝{x|g(x)≤0}内统计事件失效的样本点数nf，计算失效频率nf/n。根据概率学理论，失效概率Pf的估计值
Figure BDA0001850097490000102
可以用失效频率nf/n替代。
处理完毕后，获得管道失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值。
S15、根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的可靠性灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度。
S16、根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果。
针对步骤S15，需要说明的是，在本发明实施例中，所述可靠性灵敏度分析模型包括：
Figure BDA0001850097490000111
Figure BDA0001850097490000112
其中，ui＝(xi-μi)/σi为对管道变量进行标准化；Ωf为失效域，指G(x)＝f(Lr)-Kr小于0的区域；xi代表在失效域的分析点对应的各管道变量的数值；μi代表管道变量的样本平均值，σi代表管道变量的样本标准差；
Figure BDA0001850097490000115
为统计分布参数的可靠性灵敏度。
根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值采用上述灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度。根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果。
下面以具体实例进行解释说明：
本实施例以我国某天然气管道为例，管道材料为X80钢管，存在环焊缝50个，其中有20个环焊缝存在环向表面裂纹，根据本发明的方法对20个存在环向表面裂纹的环焊缝进行可靠度敏感性分析。
对20个管道环焊缝取样，进行材料力学性能测试，获取X80管道环焊缝材料的屈服强度和断裂韧性数据，见表1-表2：
表1为屈服强度数据
Figure BDA0001850097490000113
表2为断裂韧性数据
Figure BDA0001850097490000114
Figure BDA0001850097490000121
对20个管道环焊缝进行几何检测，并计算每个环焊缝处的管道轴向设计应力，获取管道外径、管道壁厚尺寸、轴向设计应力、缺陷长度和缺陷深度，见表3--表7：
表3为管道外径数据
Figure BDA0001850097490000122
表4为管道壁厚数据
Figure BDA0001850097490000123
表5为缺陷长度数据
Figure BDA0001850097490000124
表6为缺陷深度数据
Figure BDA0001850097490000125
表7为轴向设计应力数据
Figure BDA0001850097490000126
将步骤1和步骤2得到的数据进行整理及统计分析，确定裂纹缺陷长度、裂纹缺陷深度、屈服强度、断裂韧性、管道外径、管道壁厚和轴向设计应力等变量的具体统计分布类型。常用的连续型分布包括正态分布、t-分布、F-分布、Gumbel分布、Weibull分布、卡方分布、指数分布等。上述随机变量的具体分布类型如表8所示：
表8为管道变量的具体统计分布类型
Figure BDA0001850097490000131
获得极限状态函数G(x)＝f(Lr)-Kr。利用Monte Carlo方法计算X80管道环焊缝的失效概率Pf。其中，设置抽样次数为108次。最终获得此条天然气管道环焊缝裂纹型缺陷的失效概率为1.37×10-6。
下面为经过上述步骤得到的可靠性灵敏度，参见下表9：
表9为各管道变量分布参数(尺度参数和形状参数)的可靠性灵敏度
Figure BDA0001850097490000132
注：这里裂纹长度，裂纹深度，管道外径，管道壁厚和轴向设计应力都服从正态分布，它们的尺度参数则是平均值，形状参数则是标准差。屈服强度服从Gumbel分布，其尺度参数是μ，形状参数是σ。断裂韧性服从Weibull分布，其尺度参数是a，形状参数是b。
此条天然气管道环焊缝裂纹型缺陷的失效概率为1.37×10-6，规定的管道可接受的最高要求为10-5，此条管道的评估结果在可接受安全范围内。因此，该管道环焊缝处于可接受安全水平，无需进行维修或更换。可以确定轴向应力尺度参数、屈服强度尺度参数、断裂韧性尺度参数和屈服强度形状参数的可靠性灵敏度在所有参数中比较大，说明对于管道环焊缝失效概率的影响也相对较大。如果失效概率不在安全范围或者可接受的失效概率更小，则可对轴向应力尺度参数、屈服强度尺度参数、断裂韧性尺度参数和屈服强度形状参数进行调整以达到失效概率的可接受水平。
本发明实施例提供一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法，通过采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值；根据所述各个环焊缝对应的各个管道变量的数值确定各个管道变量对应的具体统计分布模型；从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据所述分析点的数值和各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值；根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值；根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的可靠性灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度；根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果，能够准确评估管道变量对管道环焊缝可靠性影响的重要程度，为管道的维修决策及安全运行提供支撑。
图2示出了本发明实施例提供的一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析装置，包括获取模块21、确定模块22、计算模块23、第一处理模块24、第二处理模块25和分析模块26，其中：
获取模块21，用于采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值；
确定模块22，用于根据所述各个环焊缝对应的各个管道变量的数值确定各个管道变量对应的具体统计分布模型；
计算模块23，用于从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据所述分析点的数值和各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值；
第一处理模块24，用于根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值；
第二处理模块25，用于根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的可靠性灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度；
分析模块26，用于根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果。
由于本发明实施例所述装置与上述实施例所述方法的原理相同，对于更加详细的解释内容在此不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例中可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现相关功能模块。
本发明实施例提供一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析装置，通过采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值；根据所述各个环焊缝对应的各个管道变量的数值确定各个管道变量对应的具体统计分布模型；从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据所述分析点的数值和各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值；根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值；根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的可靠性灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度；根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果，能够准确评估管道变量对管道环焊缝可靠性影响的重要程度，为管道的维修决策及安全运行提供支撑。
图3示出了本发明实施例提供一种电子设备，包括：处理器31、存储器32、总线33及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序；
其中，所述处理器，存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的方法，例如包括：采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值；根据所述各个环焊缝对应的各个管道变量的数值确定各个管道变量对应的具体统计分布模型；从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据所述分析点的数值和各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值；根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值；根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的可靠性灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度；根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法，例如包括：采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值；根据所述各个环焊缝对应的各个管道变量的数值确定各个管道变量对应的具体统计分布模型；从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据所述分析点的数值和各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值；根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值；根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的可靠性灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度；根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析方法，其特征在于，包括：
采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值；
根据所述各个环焊缝对应的各个管道变量的数值确定各个管道变量对应的具体统计分布模型；
从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据所述分析点的数值和各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值；
根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值；
根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的可靠性灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度；
根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，包括：
根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得确定为管道失效结果对应的分析点的数目；
根据确定为管道失效结果对应的分析点的数目和分析点的总数目获得目标管道的失效概率。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述失效概率模型包括：
Figure FDA0001850097480000011
Figure FDA0001850097480000021
Figure FDA0001850097480000022
Figure FDA0001850097480000023
Figure FDA00018500974800000210
Figure FDA0001850097480000024
Figure FDA0001850097480000025
m1＝-0.00985-0.163η-0.345η2；m2＝-0.00416-2.18η+0.155η2；
Figure FDA0001850097480000026
Figure FDA0001850097480000027
Figure FDA0001850097480000028
Lrmax＝σf/σy；
Figure FDA0001850097480000029
其中，Kr为韧性比，Lr为应力比，δmat为断裂韧性，δe为裂纹驱动力的弹性部分，E为材料的弹性模量，υ为材料的泊松比，σy为屈服强度，dn为转换因子，KI为应力强度因子，n为应变硬化指数，εt为均匀延伸率，Y/T为屈强比，a为裂纹深度，σa为轴向设计应力，Fb是关于α=D/t，β＝2c/πD和η＝a/t的函数，α=D/t是管道外直径与壁厚的比值，D为管道外直径，t为管道壁厚，β＝2c/πD是缺陷长度与管道周长的比值，c为裂纹半长度，D为管道外直径，η＝a/t是缺陷深度与管道壁厚的比值，t为管道壁厚；σc为塑性垮塌应力，σf表示流动应力，σu表示抗拉强度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可靠性灵敏度分析模型包括：
Figure FDA0001850097480000031
Figure FDA0001850097480000032
其中，ui＝(xi-μi)/σi为对管道变量进行标准化；Ωf为失效域，指G(x)＝f(Lr)-Kr小于0的区域；xi代表在失效域的分析点对应的各管道变量的数值；μi代表管道变量的样本平均值，σi代表管道变量的样本标准差；
Figure FDA0001850097480000033
为统计分布参数的可靠性灵敏度。
5.一种管道环焊缝可靠性灵敏度分析装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于采集目标管道上预设数目的环焊缝的采样数据，根据所述采样数据获得各个环焊缝对应的各个管道变量的数值；
确定模块，用于根据所述各个环焊缝对应的各个管道变量的数值确定各个管道变量对应的具体统计分布模型；
计算模块，用于从预设数值范围内获取多个分析点的数值，根据所述分析点的数值和各个管道变量对应的具体统计分布模型获得各个分析点对应的各管道变量的数值；
第一处理模块，用于根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得目标管道的失效概率，并根据失效概率模型划分失效域，获得失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值；
第二处理模块，用于根据失效域中的各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的可靠性灵敏度分析模型获得各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度；
分析模块，用于根据各管道变量对应的分布参数的可靠性灵敏度获得分析结果。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第一处理模块具体用于：
根据各个分析点对应的各管道变量的数值和预设的失效概率模型获得确定为管道失效结果对应的分析点的数目；
根据确定为管道失效结果对应的分析点的数目和分析点的总数目获得目标管道的失效概率。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、总线及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序；
其中，所述处理器，存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117077326A (zh) * 2023-10-17 2023-11-17 合肥通用机械研究院有限公司 基于可靠性理论的管道环焊缝抗拉强度指标确定方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106777453A (zh) * 2016-11-09 2017-05-31 中国石油天然气集团公司 一种基于风险的天然气管道目标可靠度确定方法
CN107862156A (zh) * 2017-12-01 2018-03-30 中国石油天然气集团公司 一种基于风险的陆上输油管道目标可靠度确定方法
CN108287808A (zh) * 2018-01-29 2018-07-17 华中科技大学 一种面向结构可靠性分析的通用动态追踪序列采样方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106777453A (zh) * 2016-11-09 2017-05-31 中国石油天然气集团公司 一种基于风险的天然气管道目标可靠度确定方法
CN107862156A (zh) * 2017-12-01 2018-03-30 中国石油天然气集团公司 一种基于风险的陆上输油管道目标可靠度确定方法
CN108287808A (zh) * 2018-01-29 2018-07-17 华中科技大学 一种面向结构可靠性分析的通用动态追踪序列采样方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
罗更生等: "含裂纹油气管道可靠性评定方法及敏感性分析", 《石油学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117077326A (zh) * 2023-10-17 2023-11-17 合肥通用机械研究院有限公司 基于可靠性理论的管道环焊缝抗拉强度指标确定方法
CN117077326B (zh) * 2023-10-17 2023-12-22 合肥通用机械研究院有限公司 基于可靠性理论的管道环焊缝抗拉强度指标确定方法

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