一种山地管道凹陷划痕组合缺陷的评价方法技术

本发明专利技术提供了一种山地管道凹陷划痕组合缺陷的评价方法。所述方法包括步骤：A、确定管段凹陷划痕所需测定的参数和管道外径；B、确定划痕深度和评价中的管道壁厚；C、判断相关计算式是否成立，若成立则进行步骤D，否则评价不合格；D、确定轴向应力，并利用山地安全修正因子对最小屈服强度进行修正；E、确定划痕深度与壁厚的比，凹陷深度与管道直径的比，判断管道是否在交变应力条件下服役，若不在则进行步骤F，否则评价不合格；F、确定管道的MAWP，若MAWP大于等于目前设计压力，则管道可以继续运行，否则评价不合格。本发明专利技术增加了山地安全修正因子，能够对易发生地质灾害区域划痕凹陷管段进行更加精确的评价，有利于管道安全运行。有利于管道安全运行。有利于管道安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种山地管道凹陷划痕组合缺陷的评价方法


[0001]本专利技术涉及管道评价领域，特别地，涉及一种山地管道凹陷划痕组合缺陷的评价方法。

技术介绍

[0002]西南山地油气管道途经地区的地形地貌为山涧沟谷，地势起伏大，管道穿越地区大部分地段都是山高谷深、河流纵横、地质灾害频发，部分区域地质活动强烈、地震发育密集，导致穿跨越管段、沉管管段较多，同时管道易受外部环境的影响产生管道损伤，管道失效发生风险较大，安全生产压力大。管道的缺陷大致分为腐蚀缺陷，机械损伤缺陷，材料设计缺陷及混合缺陷，管道凹陷是机械损伤的主要表现形式之一。当凹陷程度严重时，导致清管器无法通过管道，妨碍了内检测器的正常工作，引起管道的失效，必须立刻进行维修或更换。而有些凹陷不会导致管道的立即失效，但凹陷的存在一方面影响着管道的承载能力，另一方面在交变力作用下，会产生裂纹萌芽，引起管道的疲劳失效，严重的威胁了管道的安全运行。
[0003]凹陷是管道外壁接触外物所导致的塑性变形，凹陷使管道的曲率发生了变化。划痕意味着管道的表明破损，含划痕凹陷同时具备管壁的曲率变形和管道壁厚减薄。经验表明，含划痕凹陷的剩余强度第一个单独的凹陷，也低于没有凹陷的划痕损伤的剩余强度。
[0004]由于划痕凹陷的形成是一个非常复杂性的过程，凹陷失效和划痕凹陷涉及了塑性变形、管壁减薄、凹陷移动、裂纹产生等多项问题。目前主要应用半公式经验模型法对含划痕凹陷进行剩余强度评价，其中最具有代表性两个失效预测模型为经验Q因子模型和划痕断裂模型。
[0005]随着研究和现场应用的不断深入，发现基于深度的经验Q因子模型剩余强度评价方法并不能准确反映管道的实际工作状态，甚至带来较大的误差，因此基于应变的划痕凹陷评价方法的研究至关重要，但是现存划痕断裂模型存在以下缺点：(1)在断裂模型的破裂失效试验中，凹陷和划痕都是在无运行压力条件下制作的，因此在模型的计算中，取在无运行压力条件下凹陷的深度。(2)在模型建立方面，只考虑划痕的深度因素，凹陷的长度及划痕的长度忽略不计，并对模型做以下假设：凹陷在宽度方向变化保持恒定。假设划痕的位置为凹陷的最深处，同时满足凹陷是沿管道轴向方向分布的；划痕缺陷的深度在轴向方向上为定值。(3)断裂模型不适用于高钢级管道,且无法预测爆破强度的下界。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术的目的之一在于建立更完善的山地管道划痕凹陷评价流程。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种山地管道凹陷划痕组合缺陷的评价方法。
[0008]所述方法可包括以下步骤：
[0009]A、确定管段凹陷划痕所需测定的参数和D，所述参数包括：FCA、LOSS和t
min
，其中，D
为管道外径，FCA为未来腐蚀裕量、LOSS为均匀金属损失量，t
min
为检验所得最小实测壁厚；
[0010]B、根据FCA和d
g
确定d
gc
；根据FCA、LOSS和t
min
确定t
c
；其中，d
g
为测量的最大划痕深度，d
gc
为划痕深度，t
c
为评价中的管道壁厚；
[0011]C、判断式1是否成立，若成立则进行步骤D，否则评价不合格；
[0012]D、确定轴向应力并利用山地安全修正因子对最小屈服强度进行修正，得到修正后的最小屈服强度σ
ys
′
；
[0013]E、确定d
gc
/t
c
和d
dq
/D；根据d
gc
/t
c
、d
dq
/D、σ
ys
′
和判断管道是否在交变应力条件下服役，若不在则进行步骤F，否则评价不合格；
[0014]F、利用所述t
c
确定管道的最大允许工作压力MAWP，若MAWP大于等于目前的设计压力，则管道可以继续运行，否则评价不合格；
[0015]其中，式1为：
[0016]进一步地，根据下式来确定d
gc
：d
gc
＝d
g
+FCA。
[0017]进一步地，所述判断管道是否在交变应力条件下服役的步骤可包括：根据d
gc
/t
c
、d
dq
/D、σ
ys
′
和在含划痕的凹陷1级评价图中确定坐标点的位置和对应曲线，若坐标点在对应曲线上或之下(即曲线的下面)，则判断管道不在交变应力条件下服役。
[0018]进一步地，t
c
＝t
min
‑
LOSS
‑
FCA。
[0019]进一步地，在所述评价结果不合格的情况下，对管道进行检修或通过修复方法来调整所述FCA。
[0020]进一步地，所述确定修正因子的步骤可包括：选择风险因素组成数据集；利用MIPCA模型进行归一化处理；采用WASPAS方法对风险因素进行综合分析；根据综合分析结果，确定所述修正因子。
[0021]进一步地，风险因素是与凹陷划痕缺陷相关的风险因素。
[0022]进一步地，利用下式进行所述综合分析：
[0023]其中，Q
i
为第i个观测点的综合评价值，λ为的贡献度，λ＝0,
…
,1，w
j
为第j个属性集的权重，为标准化后的第j个属性集C
j
中的第i个观测点的分值。
[0024]进一步地，根据下式来确定所述修正因子：
[0025]其中，a为修正因子，min是所有观测点的综合评价值中的最小值，max是所有观测点的综合评价值中的最大值。
[0026]进一步地，修正后的最小屈服强度为σ
ys
′
，σ
ys
′
＝σ
ys
×
a，其中，σ
ys
为修正前的最小屈服强度。
[0027]进一步地，所述根据下式来确定：
[0028]其中，c
ij
表示第j个属性集C
j
中的第i个观测点的分值。
[0029]进一步地，所述进行归一化处理的步骤可包括：计算风险因素的互信息矩阵；计算所述互信息矩阵的特征值，并对其进行排列，找到对应的特征向量；计算互信息的主成分；计算主成分的贡献率，进而确定特征的维度。
[0030]进一步地，在所述步骤A之前，所述方法还可包括步骤：对管道的凹陷进行一级评价，并在评价合格的情况下，进行所述步骤A。
[0031]进一步地，所述评价方法适用于山地长输管道的划痕凹陷评价。
[0032]进一步地，所述山地管道所处的山地条件包括：高丘陵地貌敷设占75～80％，平原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种山地管道凹陷划痕组合缺陷的评价方法，其特征在于，所述评价方法包括以下步骤：A、确定管段凹陷划痕所需测定的参数和D，所述参数包括：FCA、LOSS和t
min
，其中，D为管道外径，FCA为未来腐蚀裕量、LOSS为均匀金属损失量，t
min
为检验所得最小实测壁厚；B、根据FCA和d
g
确定d
gc
；根据FCA、LOSS和t
min
确定t
c
；其中，d
g
为测量的最大划痕深度，d
gc
为划痕深度，t
c
为评价中的管道壁厚；C、判断式1是否成立，若成立则进行步骤D，否则评价不合格；其中，式1为：D、确定轴向应力并利用山地安全修正因子对最小屈服强度进行修正，得到修正后的最小屈服强度σ
ys
′
；E、确定d
gc
/t
c
和d
dq
/D；根据d
gc
/t
c
、d
dq
/D、σ
ys
′
和判断管道是否在交变应力条件下服役，若不在则进行步骤F，否则评价不合格；F、利用所述t
c
确定管道的最大允许工作压力MAWP，若MAWP大于等于目前的设计压力，则管道可以继续运行，否则评价不合格。2.根据权利要求1所述的山地管道凹陷划痕组合缺陷的评价方法，其特征在于，根据下式来确定d
gc
：d
gc
＝d
g
+FCA。3.根据权利要求1所述的山地管道凹陷划痕组合缺陷的评价方法，其特征在于，所述判断管道是否在交变应力条件下服役的步骤包括：根据d
gc
/t
c
、d
dq
/D、σ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：余东亮，刘宇婷，蒋毅，侯浩，王垒超，张海磊，王明波，董绍华，彭玉杰，包毅红，张行，
申请(专利权)人：国家管网集团西南管道有限责任公司，
类型：发明
国别省市：