儲油罐的腐蝕趨勢預(yù)測和可靠度建模的研究.pdf

1、目前我國各大油田都有大量正在服役的儲油罐，且大部分處在服役的中后期，由于儲油罐管理的落后與粗放性，致使許多儲油罐帶病運(yùn)行。管理人員不能很好地掌握儲油罐的健康狀況，在儲油罐服役過程產(chǎn)生的缺陷很難被及時發(fā)現(xiàn)，所以對存在的事故隱患不能被及時地預(yù)報、評估與處理，給油田的安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的威脅。掌握儲油罐的腐蝕規(guī)律，分析、評價和預(yù)測儲油罐的可靠性，在發(fā)生災(zāi)難之前進(jìn)行維修，為此本文對儲油罐的腐蝕趨勢預(yù)測和可靠度建模展開研究。
　　首先分析儲油

2、罐的主要失效方式，然后建立儲油罐腐蝕的統(tǒng)計分析模型，對儲油罐腐蝕檢測的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。均勻腐蝕深度采用正態(tài)分布的分析方法；局部腐蝕深度采用極值統(tǒng)計的分析方法，采用廣義極值分布作為其統(tǒng)計分析模型，對儲油罐進(jìn)行實(shí)例分析，該模型通過了擬合優(yōu)度檢驗(yàn)，并將該模型與傳統(tǒng)模型進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明該模型能更好地擬合儲油罐局部腐蝕的統(tǒng)計規(guī)律；同時對GEV分布模型中參數(shù)不便于計算的缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)。
　　針對儲油罐腐蝕的復(fù)雜性與檢測數(shù)據(jù)樣本隨機(jī)

3、性強(qiáng)的特點(diǎn)，通過單次多點(diǎn)采樣構(gòu)建概率模型，建立含概率分布的GM(1,1)預(yù)測模型，利用該模型預(yù)測儲油罐的腐蝕深度與速率，并對儲油罐進(jìn)行實(shí)例分析與驗(yàn)證，在模型建模、求解過程中，樣本概率的邏輯運(yùn)算量化了樣本中的誤差，從而使預(yù)測結(jié)果融合了原始樣本的隨機(jī)性，預(yù)測結(jié)果更為客觀、準(zhǔn)確。
　　建立存在腐蝕凹坑的儲油罐有限元模型，分別對存在不同尺寸和深度的凹坑應(yīng)力分析，并對計算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，得到凹坑應(yīng)力集中系數(shù)與凹坑深度和直徑的非線性關(guān)系式，

4、通過驗(yàn)證表明應(yīng)力集中系數(shù)擬合值接近有限元模擬值；同時將凹坑等效裂紋處理，計算凹坑的承載能力，并對兩種計算方法的計算結(jié)果進(jìn)行對比分析。此外，還分別對兩凹坑之間及多個凹坑之間的應(yīng)力干涉情況進(jìn)行分析。
　　考慮影響儲油罐強(qiáng)度、穩(wěn)定及局部腐蝕穿孔的各種因素，建立儲油罐各組成部分的結(jié)構(gòu)抗力衰減模型；基于儲油罐歷年的檢測資料建立儲油罐腐蝕深度的實(shí)時模型；根據(jù)可靠性理論，建立了強(qiáng)度、穩(wěn)定及局部腐蝕深度的可靠度模型，利用改進(jìn)的粒子群算法計算可靠性

5、指標(biāo)進(jìn)而計算可靠度，對儲油罐隨服役時間的增長其各組成部分的可靠性進(jìn)行分析。然后綜合考慮各主要失效模式的基礎(chǔ)上建立儲油罐的系統(tǒng)可靠度模型，并對儲油罐系統(tǒng)可靠性隨服役時間的變化情況進(jìn)行研究，分析的結(jié)果可為儲油罐的安全運(yùn)行提供決策支持。
　　從不同角度對儲油罐的檢修周期進(jìn)行研究：為保障儲油罐運(yùn)行的安全性，根據(jù)給定的可靠度確定檢修周期；考慮儲油罐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)單位時間內(nèi)費(fèi)用最小的原則計算儲油罐的檢修周期；綜合考慮儲油罐的安全性與經(jīng)濟(jì)性