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1、天然气输送管道风险评价与完整性评定【摘要摘要】：近年来,天然气作为一种清洁能源越来越受人们的欢迎,其应用越来越广泛,但同时,不断发生的天然气输送管道事故,及其造成的人员伤亡和财产损失也提醒人们确保管道安全运行的重要性。在管道安全性管理方面,即事后维修的安全管理以及事前预防的风险管理之后,近几年又兴起一种更高级的安全管理模式完整性管理。完整性管理模式是一种更为科学、更为合理、更具有经济效益的管理模式,风险评价和完整性评价是管道完整性管理的两个重要环节,本文对这两个方面进行了一定的探讨。 目前国内外对管道进行风险评价一般采用半定量评价方法,这些评价方法简单易行,且评价结果具有一定的参考价值。但是,
2、每种方法都具有一定的局限性和不足,因此,在综合分析各种风险评价方法的基础上,本文建议综合运用层次分析法、模糊指数综合法、专家评分法三种方法对天然气输送管道进行风险评价,达到优势互补的效果。在详细分析天然气输送管道失效因素的基础上,构建管道失效层次结构图,并制定了运用该方法对天然气输送管道进行风险评价需要的调研表格。运用该评价方法对某城市外围的高压天然气输送管线进行了风险评价,对划分管段按风险大小进行风险排序,为进行有针对性的完整性评价作准备。 文章第三部分介绍了与管道完整性评价相关的概念,完整性评价主要是在对管道进行完整性检测的基础上进行剩余强度和剩余寿命评价。介绍了几种目前国内外比较受欢迎的
3、剩余强度评价方法,剩余寿命评价的难点、关键点。 在文章第四部分主要是对管道的剩余强度评价进行了更深一层次的探讨。近几年采用有限元分析方法对管道的剩余强度进行分析越来越受欢迎,且有一部分学者尝试采用在有限元理论基础上建立的分析软件 ANSYS 对管道的剩余强度进行分析计算,颇有成效。因此,本文也采用 ANSYS 对管道的剩余强度进行了探讨,分析计算了管道腐蚀区域节点的受力特点,不同深度、长度的轴向腐蚀缺陷对管道剩余强度的影响,周向腐蚀缺陷以及均匀腐蚀缺陷对管道剩余强度的影响,土壤作用力对管道受力的影响。【关键词关键词】：天然气天然气 管道管道 风险评价风险评价 完整性评价完整性评价 【学位授予单
4、位学位授予单位】：华南理工大学【学位级别学位级别】：硕士【学位授予年份学位授予年份】：2011【分类号分类号】：TE973【目录目录】： 摘要 5-6ABSTRACT6-10第一章 绪论 10-171.1 研究背景 10-121.2 研究进展 12-161.3 研究内容 16-17第二章 天然气输送管道风险评价 17-452.1 层次分析法 17-202.1.1 确定层次结构图 17-182.1.2 构造判断矩阵 18-192.1.3 求判断矩阵 P 的最大特征值对应的特征向量 192.1.4 检验 19-202.2 模糊指数综合法 20-222.2.1 模糊指数综合法简介 20-212.2.
5、2 模糊指数综合法的具体步骤 21-222.3 专家评分法 22-252.3.1 专家评分法的几点假设 22-232.3.2 专家评分法基本模型 232.3.3 专家评分法的主要步骤 23-252.4 天然气输送管道风险评价 25-352.4.1 管道分段 25-272.4.2 事故失效因素分析 27-302.4.3 采用层次分析法分析管道各级失效因素的权重 30-312.4.4 运用模糊指数综合法对模糊失效因素进行分析 31-322.4.5 运用专家打分法对管道失效风险值进行分析 32-352.5 天然气管道风险分析实例 35-432.5.1 管线基本情况介绍 35-362.5.2 权重计算
6、 36-382.5.3 非模糊失效因素指数值的计算 38-402.5.4 模糊风险因素分值的计算 40-422.5.5 总指数的计算 422.5.6 相对风险分值的计算 42-432.7 本章小结 43-45第三章 管道完整性评价 45-553.1 管道完整性评价简介 453.2 管道完整性管理相关标准 45-473.2.1 国外管道完整性管理相关标准 46-473.2.2 国内管道完整性管理相关标准和规范 473.3 完整性检测 47-483.4 剩余强度评价 48-533.4.1 剩余强度评价标准和规范 49-533.5 含缺陷管道剩余寿命评价 53-543.5.1 管道剩余寿命评估的程序
7、 543.6 本章小结 54-55第四章 剩余强度评价 55-684.1 有限元分析软件 ANSYS55-574.1.2 ANSYS 分析步骤 55-574.2 天然气输送管道剩余强度有限元实例分析 57-674.2.1 有限元模型假设 574.2.2 节点的选择和材料非线性定义 574.2.3 腐蚀缺陷形状的确定 57-584.2.4 几何模型的建立 58-594.2.5 施加载荷和约束 594.2.6 模型的求解 59-604.2.7 结果分析 60-674.3 本章小结 67-68结论 68-69参考文献 69-73附件 73-79攻读硕士学位期间取得的研究成果 79-80致谢 80-81附件 81
