一种纤维缠绕气瓶风险评价方法技术

本发明专利技术提供了一种纤维缠绕气瓶风险评价方法，包括：步骤1、获取被评纤维缠绕气瓶的数据，编写全面检验报告；步骤2、计算关于气瓶的气瓶瓶体，固定装置，气瓶端塞，管路，腐蚀与老化的权重，并建立纤维缠绕气瓶腐蚀与老化评分细则；步骤3、根据步骤1得到的全面检验报告，按照移动式承压设备动态风险评估模型以及补充的腐蚀老化细则完成失效可能性以及失效后果打分；步骤4、根据步骤3的打分结果，计算失效可能性概率。步骤5、根据失效概率判断其失效可能性等级，失效后果得分判断其失效后果等级，综合分析纤维缠绕气瓶的风险矩阵，并确定其风险等级。等级。等级。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维缠绕气瓶风险评价方法


[0001]本专利技术属于移动承压设备动态风险评估领域，尤其涉及一种纤维缠绕气瓶风险评价方法。

技术介绍

[0002]能源消费结构在完成由煤炭向石油的转换后,正朝着高效、清洁、低碳或无碳的天然气、核能、太阳能、风能、氢能等新能源方向发展，近年来，随着国家对氢能源的发展高度重视，具有轻质高强的纤维复合材料成为储氢气瓶缠绕层的首选材料，运用于Ⅲ、Ⅳ型气瓶的纤维复合材料缠绕层能够提供较高的承载能力，能够满足单位质量储氢密度要求。
[0003]相比于管道，长管拖车、罐车等大型气体运输车辆因其灵活性而广泛应用于短途、小批量的气体运输中。移动式压力容器的广泛应用也使得其安全事故增加，对于移动式压力容器，特别是纤维缠绕气瓶等移动式承压设备的风险评价评估迫在眉睫。因此建立一种纤维缠绕气瓶风险评价方法，对储氢类Ⅲ，Ⅳ型气瓶服役的定期检验，服役的可靠性评价具有重大意义。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为解决
技术介绍
中的难题，本专利技术基于移动承压设备动态风险评价模型和针对纤维缠绕气瓶的特性，计算纤维缠绕气瓶评分单元评分权重，增加失效因素及所对应的评分细则，提出了新的失效可能性评价方法。可以实现对纤维缠绕气瓶合于使用评价，具体步骤如下：
[0005]步骤1、获取被评纤维缠绕气瓶的数据，编写全面检验报告；
[0006]步骤2、计算关于气瓶的气瓶瓶体、固定装置、气瓶端塞、管路、腐蚀与老化的权重，并建立纤维缠绕气瓶腐蚀与老化评分细则；
[0007]步骤3、根据步骤1得到的全面检验报告，按照移动式承压设备动态风险评估模型以及补充的腐蚀老化细则完成失效可能性以及失效后果打分；
[0008]步骤4、根据步骤3的打分结果，计算失效可能性概率。
[0009]步骤5、根据失效概率判断失效可能性等级，根据失效后果得分判断失效后果等级，综合分析纤维缠绕气瓶的风险矩阵，并确定风险等级。
[0010]步骤1包括：获取待评价气瓶的数据，包括气瓶设计文件、安装文件、使用文件，以及定期检测数据。所述全面检验报告包括：依据TSG R0005
‑
2011检验规则，内容包括：气瓶年度检查结论，资料审查、宏观检查，服役环境调查，气瓶瓶体检测，气瓶管路检查，气瓶端塞检查，长管拖车等固定装置检查，安全保护装置检验。
[0011]步骤2包括：
[0012]步骤2.1、基于层次分析法(Analytical Hierarchy Process，简称“AHP”法)构造评价因素两两比较的判断矩阵J，采用1～9比例标度对各因素之间的相对重要程度进行赋值，赋值原则如下：
[0013]如果两个因素同等重要，则标度为1；
[0014]如果一个因素比另一个因素稍微重要，则标度为3；
[0015]如果一个因素比另一个因素明显重要，则标度为5；
[0016]如果一个因素比另一个因素强烈重要，则标度为7；
[0017]如果一个因素比另一个因素极端重要，则标度为9；
[0018]2、4、6、8表示上述相邻判断的中值；
[0019]如果因素u
i
和因素u
j
重要性之比为J
ij
，则因素u
j
和因素u
i
重要性之比为
[0020]对于有n个因素的评价问题，得到如下两两比较的判断矩阵J：
[0021][0022]得到判断矩阵后，计算判断矩阵J＝(J
ij
)
n
×
n
每一行元素的乘积M
i
：
[0023][0024]计算乘积M
i
的五次方根对向量进行正规化：
[0025][0026]所得W＝(W
i
ꢀ…ꢀ
W
n
)
T
即为最大特征根λ
max
所对应的特征向量，同时也是因素集U＝[u
i
]中各因素u
i
的权重值。
[0027]基于层次分析法，对比气瓶瓶体S1、固定装置S2、气瓶端塞S3、管路S4、腐蚀与老化S5相对重要程度，建立失效可能性的一级因素判断矩阵J
S
：
[0028][0029]由层次分析法计算判断矩阵最大特征根向量λ
max
所对应的特征向量W＝(0.48，0.21，0.12，0.12，0.07)
T
，则关于气瓶失效可能性评价的五个一级因素：气瓶瓶体、固定装置、气瓶端塞、管路、腐蚀与老化的权重分别为0.48，0.21，0.12，0.12，0.07；
[0030]步骤2.2、考虑纤维缠绕层材料属性、成型工艺、腐蚀机理和老化特性，经过层次分析法和专家打分法构造判断矩阵权重，完善腐蚀与老化评分细则表，
[0031]评分细则表包括如下内容：
[0032]一级因素包括腐蚀破坏、老化；
[0033]腐蚀破坏包括三个二级因素：环境腐蚀，内腐蚀，应力腐蚀；
[0034]老化包括三个二级因素：材料与工艺，防老化设计，全面检验；
[0035]环境腐蚀包括两个三级因素：紫外线老化腐蚀，大气环境(湿热老化)腐蚀；
[0036]内腐蚀包括三个三级因素：介质腐蚀性，内防腐措施，内检测；
[0037]应力腐蚀包括两个三级因素：容器应力，缠绕层缺陷；
[0038]材料与工艺包括两个三级因素：纤维类型，缠绕工艺；
[0039]详见表1。
[0040]表1
[0041][0042][0043][0044]步骤3包括：根据评分细则表和移动承压设备动态风险评估模型，完成对失效后果评分项和气瓶瓶体S1、固定装置S2、气瓶端塞S3，、管路S4、腐蚀与老化S5的打分。
[0045]步骤4包括：通过移动式承压设备动态风险评估模型得到失效后果评分和失效可能性评价单元得分，失效可能性评价单元得分包括气瓶瓶体S1，固定装置S2，气瓶端塞S3，管路S4，根据步骤2得到权重和步骤3得到腐蚀与老化S5的打分结果，计算失效可能性得分S：
[0046]S＝0.48S1+0.21S2+0.12S3+0.12S4+0.07S5
ꢀꢀ
(5)
[0047]定义失效可能性概率为LoF：
[0048]LoF＝F
G
×
S
×
F
M
ꢀꢀ
(6)
[0049]F
G
为气瓶总体失效概率，F
M
为管理系数，这里为0.398。
[0050]F
G
计算如下所示，表2为各部件通用失效频率。
[0051]表2
[0052][0053][0054]则F
G
＝1.68
×
10
‑4[0055]步骤5包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维缠绕气瓶风险评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取被评纤维缠绕气瓶的数据，编写全面检验报告；步骤2、计算关于气瓶的气瓶瓶体、固定装置、气瓶端塞、管路、腐蚀与老化的权重，并建立纤维缠绕气瓶腐蚀与老化评分细则；步骤3、根据步骤1得到的全面检验报告，按照移动式承压设备动态风险评估模型以及补充的腐蚀老化细则完成失效可能性以及失效后果打分；步骤4、根据步骤3的打分结果，计算失效可能性概率；步骤5、根据失效概率判断失效可能性等级，根据失效后果得分判断失效后果等级，综合分析纤维缠绕气瓶的风险矩阵，并确定风险等级。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：获取待评价气瓶的数据，包括气瓶设计文件、安装文件、使用文件，以及定期检测数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2包括：步骤2.1、基于层次分析法构造评价因素两两比较的判断矩阵J，采用1～9比例标度对各因素之间的相对重要程度进行赋值，赋值原则如下：如果两个因素同等重要，则标度为1；如果一个因素比另一个因素稍微重要，则标度为3；如果一个因素比另一个因素明显重要，则标度为5；如果一个因素比另一个因素强烈重要，则标度为7；如果一个因素比另一个因素极端重要，则标度为9；2、4、6、8表示上述相邻判断的中值；如果因素u
i
和因素u
j
重要性之比为J
ij
，则因素u
j
和因素u
i
重要性之比为对于有n个因素的评价问题，得到如下两两比较的判断矩阵J：得到判断矩阵后，计算判断矩阵J＝(J
ij
)
n
×
n
每一行元素的乘积M
i
：计算乘积M
i
的五次方根对向量进行正规化：所得W＝(W
i
ꢀ…ꢀ
W
n
)
T
即为最大特征根λ
max
所对应的特征向量，同时也是因素集U＝[u
i
]中各因素u
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建平，时中猛，邹超，周飞宇，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：