基于有限元仿真和可靠性理论的腐蚀管道剩余寿命评估

摘要

提出一种腐蚀石油管道剩余使用寿命的综合评价方法.考虑泄漏和爆裂2种失效模式,利用结构可靠性理论建立相应的极限状态函数.采用幂律函数建立腐蚀缺陷增长模型,分析外部环境因素对管道缺陷增长的影响,并将计算结果与常用的线性增长模型分析结果进行比较.建立含腐蚀缺陷管道爆破压力的有限元仿真模型,通过与国际通用标准和水压爆破试验结果的对比,验证有限元仿真模型的准确性.在此基础上,利用极限状态方程和蒙特卡罗模拟计算管道失效概率,得到管道的剩余寿命.开展参数敏感性分析,以确定与管道腐蚀和剩余寿命相关的敏感参数.结果表明,径向腐蚀速率、壁厚和工作压力对管道失效的影响最大.因此,在管道运营过程中需采取相应措施,以降低管道的腐蚀速率和增加管道的有效壁厚,从而延长管道的剩余寿命.