在役油气管道腐蚀失效预测及维修策略研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文在役油气管道腐蚀失效预测及维修策略研究专业：工业工程硕士生：赵梦旭指导老师：张新生教授摘要油气管道作为我国相关能源的区域调配关键工具，在我国工业化建设中发挥着重要作用。然而，我国油气管道运行时，由于腐蚀产生的泄漏、破裂、穿孔等事故日益频繁，导致了很多不必要群众伤亡和经济损失。为防止此类事件发生，实现应用相关技术方法对油气管道腐蚀失效进行风险评价，制定管道检测维修的相应对策，使其能够安全可靠运行的目标，本文主要进行了以下研究：（1）根据传统灰色系统，构建了尾段残差修正GM(1,1)模型对管道使用寿命进行预测。首先，利用检测到的腐蚀数据记录，依据光滑性和准指数规

2、律性进行数据筛选；其次，对于符合要求数据根据白化方程计算参数值，构建传统灰色系统模型；再次，进行残差修正，构建尾段残差修正的GM(1,1)模型，对管道剩余寿命进行预测；最后，对新建模型进行关联度检验，拟合预测精度有明显提高。（2）通过将灰色系统与Markov理论相结合，建立改进Grey-Markov模型预测管道腐蚀趋势。首先，对获取的检测数据记录进行整理分析，利用灰色方程对在役油气管道的腐蚀深度完成拟合；然后，根据趋势预测值进行状态划分，利用Markov理论建立滑动转移概率矩阵，将腐蚀深度预测转换为概率问题；最后，通过管道状态变化概率对管道所处状态预测，获得其腐蚀发展方向。（3）将在役

3、油气管道的检测时间间隔与Grey-Markov理论进行结合，按照在役油气管道腐蚀趋势，对合理的检测时间进行预测。根据检测得到的实际情况，对管道腐蚀情况等级确定，制定不同的腐蚀维修策略，提出继续使用、降压留用、维修以及报废重建等维修方案，以保证管道安全运行。（4）通过实例对所建模型进行验证，确定其检验精度。对两个不同的油气管道实验段的检测分析，预测出管道的腐蚀趋势，API5LX52管道第72次正常检测时达到极限状态，拟合相对误差从36.70%下降至3.63%；油库管道预测出接下来4a所处的管道的腐蚀深度相对值状态，将管道腐蚀深度预测精度由92.85%提高到95.04%，且第6年作为该管道

4、下次检测时间。西安建筑科技大学硕士学位论文关键词：油气管道；剩余寿命预测；灰色理论；马尔可夫理论；检测维修基金项目支持：陕西省自然科学基金(2016JM6023)，陕西省社会科学基金(2015R013)。西安建筑科技大学硕士学位论文CorrosionFailurePredictionandRepairStrategyofIn-serviceOilandGasPipelineSpecialty:IndustrialEngineeringName:ZhaoMengxuInstructor:Pro.ZhangXinshengABSTRACTOilandgaspipelines,asakeyt

5、oolforregionaldeploymentofrelatedenergyinChina,playanimportantroleinChineseindustrialization.However,asChineseoilandgaspipelinesoperate,accidentssuchasleaks,cracks,andperforationscausedbycorrosionarebecomingincreasinglyfrequent,resultinginmanyunnecessarycasualtiesandeconomiclosses.Inordertopreve

6、nttheoccurrenceofsuchincidents,toachievetheapplicationofrelevanttechnicalmethodsonriskassessmentofoilandgaspipelinecorrosionfailures,andtoformulateappropriatecountermeasuresforpipelineinspectionandmaintenancesothatpipelinescanbesafelyandreliablyoperated,thefollowingstudieshavebeenconductedinthis

7、paper:(1)Accordingtothetraditionalgreysystem,atail-segmentresidualGM(1,1)modelwasconstructedtopredicttheservicelifeofthepipeline.Firstly,usingthedetectedcorrosiondatarecords,thedataisscreenedaccordingtothesmoothnessandquasi-