输油管道参数统计分析和安全评定.pdf

第 卷 第 期 ) ) 石 油 学 报 I.4 J ) H. J ) 年 月 ** + 7!5 7 C65 DEF6G 9GHG!7 -2K ** !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 文章编号： （ ） *+) ($’ ** *) **%( *+ ! ! ! 输油管道参数的统计分析与安全评定 帅 健 许 葵 （石油大学机电学院 北京昌平 #*,$ ） 摘要：为了确保管道的结构完整性，对一条含裂纹输油管道的失效概率进行了评定。分析了这条输油管道的主要 结构与力学参数，确定了这些参数的概率特征。对管道上的表面半椭圆裂纹，利用失效评定图方法建立了管道断 裂失效的极限状态函数，用 -./01 !234. 模拟方法求解失效概率。通过随机抽样计算，在失效评定图上直观地显示 了评定点的随机分布情况，得到了管道母材和焊缝的失效概率，并表明了影响失效概率的敏感性因素。所提出的 方法适用于油气管道的安全评定，具有工程实用价值。 关键词：输油管道；裂纹；失效概率；统计分析；安全评定；状态函数 中图分类号： 文献标识码： 5 6’% 7 断裂是油气输送管道的主要失效形式，而引起管道断裂的主要原因是管道中存在各种形式的结构和材料 缺陷。一旦发现了管道上出现了裂纹，为了确保管道的安全性，应对管道断裂失效的可能性进行评估。管道评 定的主要内容之一是确定管道的安全裕度，由于概率性的评估方法恰当地考虑了相关因素的不确定性，从方法 ［］ 上来讲更具合理性 # 。为了得到各项参数的概率特征，应对相关数据进行统计分析。依据概率断裂力学的方 法，评定管道的安全性。 # 管道结构与力学参数的统计分析 埋地管道的结构与材料力学数据常常具有较大的随机性和分散性。为了正确处理这些数据，以反映客观 事物的必然规律，必须借助统计分析方法，从试验和检测数据可以得到参数的统计分布和分布参数，分析方法 和步骤如下： 确定平均值； 估算标准差； 确定分布类型，将观测值由小到大顺序排列，并分组作出直方图， # $ 确定分布类型，或由经验判定； 参数估计，根据观测数据来估计分布模型中的未知参数（待定参数），两种最常 % 用的方法是矩法和最大似然法； 分布检验，检验的方法很多，主要应用柯尔莫哥洛夫 斯米尔诺夫检验（ 8 9 ! ! 检验）法。 8 9 检验是将观测值的累计频数与假设的分布函数相比较，如其偏差超过一定限度，则认为假设有误。设 ! （）是 个样本数据的分段累积频率， （ ）是假想的分布函数，从理论上讲， （ ）与 （ ）的最大差距 ! # $ # ! # $ # （） （）为一随机变量，对于规定的置信水平 ， 检验定义了 的临界值 。不同 % : ;2 = $ # ! # = 8 9 % %