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| 內容簡介： |
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首先为反映相关评估参数客观存在的不确定性和准确得到失效概率，为定量描述管线概率风险提供理论依据，对与时间相关的六类失效因素分别建立了失效概率模型、失效概率评估模型、管线失效后果计算模型。其次，运用数值分析方法和新建概率模型，推导出了计算管线失效概率的方法，并采用管线全线的失效概率分析方法对管线失效概率进行评估；利用数值分析理论分析选择适合陆上油气输送管线求解非线性方程的方法，建立了相应的算法模型；将求缺陷时间问题和对随机参量进行抽样问题分析并建立相应的数学模型，完成缺陷失效时间和随机参量抽样问题的算法设计；利用流体力学理论，建立了长输油气管线输送介质不同泄漏方式泄漏率的计算模型。最后，采用当量分析法和严重性指数法分析管线介质泄漏造成的综合影响，运用该方法对某输气管线泄漏事故后果进行定量分析和计算，分析结果与实际吻合较好；结合我国实际情况，初步建立了适合我国国情的失效后果分析方法并开发了陆上管线失效概率评估系统。
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目录前言第一章绪论1第一节概述1第二节研究水平及现状4第三节基于可靠性设计与评估综述5第四节研究范围和主要内容7第二章陆上油气管线失效概率模型研究11第一节概述11第二节失效概率模型综述13第三节腐蚀模型17第四节制造裂纹模型20第五节应力腐蚀开裂模型24第六节坑沟槽缺陷模型27第七节横向地层移动模型31第八节轴向地层移动模型34本章小结38第三章陆上油气管线失效概率评估模型研究39第一节概述39第二节管线失效概率评估40第三节数值分析理论42第四节数值分析的应用45第五节管线输送介质泄漏率计算方法49本章小结59第四章陆上油气管线失效后果评价及方法研究61第一节概述61第二节后果分析影响图62第三节后果分析影响图的计算75第四节效用理论81第五节灰色系统83第六节后果分析模型的其他信息86本章小结92第五章陆上油气介质泄漏的危害模型研究93第一节概述93第二节介质泄漏的急剧危害模型94第三节介质泄漏的急剧危害后果及计算105第四节介质泄漏的长期危害模型110本章小结120第六章陆上油气介质泄漏后果模型中的数学理论及数值计算方法研究121第一节数学概念121第二节后果分析中常用的概率密度函数122第三节数值计算125本章小结141第七章陆上油气管线的风险评价与风险管理142第一节管线风险评价143第二节管线风险评价方法146第三节几种常用的风险评价方法152第四节油气管线的风险管理177本章小结182第八章陆上油气管线的完整性管理184第一节陆上油气管线的完整性管理发展概况184第二节陆上油气管线的完整性管理194第三节陆上油气管线的完整性评价205第四节陆上输气管线完整性管理案例212第五节陆上输油管线完整性管理案例225本章小结233第九章陆上油气管线失效概率评估软件系统234第一节概述234第二节系统需求分析235第三节系统设计与实现237第四节实例分析244本章小结265第十章结论与展望266致谢268附录A符号对照表269附录B管线失效事件的条件概率275附录C清理效率平均特征276附录D财产损伤费用277附录E模块中重要功能的计算过程278参考文献300
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前言石油和天然气是地球赋予人类的宝贵能源财富，在近百年中为人类的物质文明发展和技术进步发挥了巨大的作用。然而随着油气管线服役年限的增加和服役条件的恶化，油气输送管线失效事故不可避免，给国民经济造成了巨大的损失，严重影响油气生产企业的社会形象。陆上油气输送管线发生液体介质泄漏时，液体流到地面后，必将沿地面流向低洼处形成一个液池，液池遇火源，必然形成池火。若该液体在地上四处流淌，遇见火源必将引发大面积火灾，其危害将更为严重。另外，池火火灾必然会产生大量的有毒、有害气体和烟尘，在疏散通道有限、室内能见度低时，人员很难顺利逃离火灾现场。陆上天然气管线发生泄漏时，高压气体立即会从破裂处高速喷出，遇火源必然形成射流火。天然气射流火灾的危害是强大的热辐射引起周围建筑物坍塌和大量的人员死亡。1999年奥林匹克公司所属的16in（1in=00254m）陆上油气管线发生断裂，油气泄漏量达237000USgal（1USgal=378541L），引发了大的池火火灾，造成两名10岁儿童和多名成年人死亡，造成直接经济损失超过45亿美元。我国目前已建成油气长输管线超过4万km，正在建设中的陕京二线、中哈管线、西部管线等长约1万km。另外，在役油田集输管线超过10万km，城市管网10万km。在役管线中约有60%已运行20年左右，进入事故多发期，一旦发生失效将会发生重大灾难性后果。因此，为了保证油气输送管线的安全运行，对在役管线进行失效风险评估具有非常重要的工程应用价值和科学意义。本书的研究针对陆上油气管线输送介质泄漏特点，综合考虑管线承受载荷、管材力学性能、缺陷类型与扩展速率、管线损伤等随机特性，主要包括以下内容：首先，反映相关评估参数客观存在的不确定性，准确得到失效概率，为定量描述管线概率风险提供理论依据，对与时间相关的六类失效因素分别建立了失效概率模型、失效概率评估模型、管线失效后果计算模型。其次，运用数值分析方法和新建概率模型，推导出了计算管线失效概率的方法，并采用管线全线的失效概率分析方法对管线失效概率进行评估；利用数值分析理论分析选择适合陆上油气输送管线求解非线性方程的方法，建立了相应的算法模型；将求缺陷失效时间问题和对随机参量进行抽样问题分析并建立相应的数学模型，完成缺陷失效时间和随机参量抽样问题的算法设计；利用流体力学理论，建立了长输油气管线输送介质不同泄漏方式泄漏率的计算模型。最后，采用当量分析法和严重性指数法分析管线介质泄漏造成的综合影响，运用该方法对某输气管线泄漏事故后果进行定量分析和计算，分析结果与实际吻合较好；结合我国实际情况，初步建立了适合我国国情的失效后果分析方法并开发了陆上管线失效概率评估系统。综上所述，本书较系统地研究了陆上油气输送管线的失效概率评估问题，建立了基于可靠性的失效概率模型、失效概率评估模型、管线失效后果计算模型，并开发了相应的评估系统。本书对实现油气管线失效评估由定性向定量评估转化，以及我国陆上管线可靠性评估技术的理论研究和应用进行了深层次的探索，为在该领域开展深层次的理论研究和应用奠定了基础。本书由国家自然科学基金委员会自然科学基金面上项目“陆上油气管线风险评估技术研究”（基金号：61271278）支持，由西安建筑科技大学系统工程研究所、风险评估与数据处理研究所（中心）等科研团队的研究成果形成。在此，作为团队和项目负责人，对长期以来为项目顺利开展提供支持的研究人员和单位表示衷心的感谢，也对为本研究提供试验、数据以及技术支持的中国石油天然气集团公司相关单位表示诚挚的感谢！由于水平有限，书中有不当之处敬请读者批评指正，若有改进建议请反馈至：luozhengshan@163.com，我将不胜感激！骆正山
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