基于改进的灰色—马尔可夫链模型预测管道剩余使用寿命.pdf

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1、基于改进的灰色一马尔可夫链模型预测管道剩余使用寿命陈兆雄，吴明。徐金萌，谢飞。李石宽(1．辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001；2．中国石油冀东油田分公司，河北唐山063200)摘要：对于已经运行多年的油田管道，为了及时掌握管道腐蚀现状以及对管道运行状况进行科学评价，建立了一种埋地钢制管道腐蚀状况预测模型。结合规范SY／T6151-2009(钢质管道管体腐蚀损伤评价方法》和改进的灰色一马尔可夫链模型，阐述应用改进的灰色一马尔可夫链模型预测管壁腐蚀状况的具体方法。以辽河油田曙一联至曙五联集输管道为例，计算得到该管壁腐蚀状态分布的预测值。结果显示，利用改进的灰色一马尔

2、可夫链模型得到的计算值与实际检测值对应的腐蚀状态一致，在检测数据少的情况下，可对管道剩余使用寿命做出准确预测。关键词：腐蚀；改进的灰色一马尔可夫链；钢制管道；剩余使用寿命中图分类号：TH142；TE973；U177文献标识码：B文章编号：1001—4837(2013107—0060—05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2013．07．010ValidationofModifiedGray-MarkovChaininPredictionofResidualServiceLifeforGatheringPipelinesCHENZhao—xiong，WUMing

3、，XUJin—meng，X卫EFei，LISift—kuan(1．CollegeofPetroleumEngimeering，LiaoningShihuaUniversity，Fushun113001，China；2．JidongOil—fieldofChinaNationalPetroleumCorporation，Tangshan063200，China)Abstract：Apredictionmodelofcorrosionstatesisdevelopedforburiedsteelpipelinesinordertocollectthecurrentcorrosionsta

4、tesopportunelyandevaluatetheoperatingconditionsscientifically．AmethodofpredictingcorrosionstatesforthewallofpipeisdescribedbyapplyingtheevaluationSY／T6151—-2oo9“MethodofSteelPipelinesCorrosionDamage”andthetheoryofmodifiedGray—Markovchain．TakingthegatheringpipelineofShuyilian—ShuwulianinLiaoheOi

5、l．fieldforexample，thecorrosionstatesforthewallofpipearepredicted．TheresultsshowthatthecalculatedvaluebymodifiedGray—Markovchainmodelhasag00dagreementwiththedetectedvalue．Themodelwillmakeallaccuratepredictionofthepipelineinasmallnumberoftestdata．Keywords：corrosion；modifiedGray-Markovchain；steelp

6、ipeline；residualservicelife0引言土壤的作用，随着时间延长，钢制管道会发生不同油田内的集输管道大多采用埋地敷设，由于程度的腐蚀。随着腐蚀的进展，当最深的点蚀孔第30卷第7期压力容器总第248期深度等于管线最小允许剩余壁厚时，管道极易发‘’(2)，⋯，‘’(n)}。建立1阶、1变量的生穿孔失效事故，造成巨大的经济损失。因此，有GM(1，1)白化微分方程：(I)必要建立一种腐蚀状况预测模型，对使用多年的dx+似(⋯1)=u一(2)管道进行剩余使用寿命预测¨J。管道剩余使用寿命预测的研究主要有电化学分析法、灰色系统此微分方程的解为：预测法、概率统计法、BP神经网络

7、法和可靠度函‘(+1)=[(。’(1)一旦]e+旦(3)口口数分析法等。但是这些方法共同的缺点是需要大还原值：量实际数据作为支撑，导致这些方法在实际使用未‘。(k+1)=杰‘(k+1)一‘’(k)的过程中有一定的局限性。改进的灰色一马尔可夫链模型将灰色系统预测方法与马尔可夫链理论=(1一ea)[(。(1)一]e一口相结合，不但所需要的数据少，而且预测精度也很(4)高。国内外学者对马尔可夫链模型在腐蚀领域的令a=[詈]，利用最小二乘法原理可得：应用做过一些研