埋地油氣管道腐蝕速率預(yù)測(cè)及剩余壽命研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-26 14:49
石油、天然氣在我國(guó)能源戰(zhàn)略中具有極其重要的地位,但隨著我國(guó)管道建設(shè)量的增大和老管線(xiàn)服役時(shí)間過(guò)長(zhǎng),管道失效事故頻發(fā),造成重大的財(cái)產(chǎn)損失與人員傷亡,油氣管道安全問(wèn)題引發(fā)廣泛關(guān)注。埋地管道埋于地下、腐蝕失效隱蔽和檢修成本昂貴的特點(diǎn)決定了管道安全建設(shè)不僅需要硬件技術(shù)創(chuàng)新,更需要理論知識(shí)和管理模式的根本變革,因此針對(duì)埋地管道進(jìn)行腐蝕失效研究、提前預(yù)知管道的健康狀況就顯得尤為重要。本文在分析目前埋地管道常用檢測(cè)技術(shù)及腐蝕預(yù)測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)挖掘方法,主要進(jìn)行了以下三方面的工作:(1)埋地油氣管道腐蝕因素分析研究,結(jié)合事故樹(shù)理論,分析埋地油氣管道腐蝕失效原因,針對(duì)傳統(tǒng)事故樹(shù)重要度分析不足的缺陷,采用粗糙集理論對(duì)埋地管道腐蝕因素進(jìn)行特征選擇,提取出影響管道腐蝕的主要因素并進(jìn)行重要度排序。(2)埋地油氣管道腐蝕速率預(yù)測(cè)研究,改進(jìn)傳統(tǒng)粒子群算法的慣性權(quán)重和學(xué)習(xí)因子,對(duì)廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選取,構(gòu)建埋地管道腐蝕速率預(yù)測(cè)模型,與其它群智能算法進(jìn)行對(duì)比分析表明,改進(jìn)粒子群算法尋優(yōu)收斂能力更強(qiáng),與BP模型和SVM模型相比,本文所建模型的預(yù)測(cè)精度更高。(3)埋地油氣管道腐蝕剩余壽命預(yù)...
【文章來(lái)源】:西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 選題背景和研究意義
1.1.1 選題背景
1.1.2 研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.3 存在的主要問(wèn)題
1.3 研究?jī)?nèi)容、方法和技術(shù)路線(xiàn)
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 研究方法
1.3.3 本文研究技術(shù)路線(xiàn)
1.4 研究的創(chuàng)新
2 埋地油氣管道相關(guān)理論概述
2.1 腐蝕失效原理及其類(lèi)型
2.1.1 埋地管道腐蝕特點(diǎn)
2.1.2 埋地管道腐蝕機(jī)理
2.1.3 油氣管道腐蝕分類(lèi)
2.2 埋地管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)
2.2.1 埋地管道外腐蝕檢測(cè)
2.2.2 埋地管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)
2.2.3 土壤腐蝕性檢測(cè)
2.2.4 腐蝕速率檢測(cè)方法
2.3 腐蝕預(yù)測(cè)方法及評(píng)價(jià)流程
2.3.1 概率統(tǒng)計(jì)方法
2.3.2 回歸分析方法
2.3.3 灰色預(yù)測(cè)方法
2.3.4 人工智能方法
2.3.5 腐蝕預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)流程
2.4 本章小結(jié)
3 腐蝕影響因素分析及特征提取
3.1 腐蝕影響因素分析
3.1.1 土壤腐蝕
3.1.2 雜散電流腐蝕
3.2 管道腐蝕失效事故樹(shù)分析
3.2.1 事故樹(shù)基本概念
3.2.2 腐蝕失效事故樹(shù)構(gòu)建
3.2.3 事故樹(shù)的不足之處
3.3 基于粗糙集的腐蝕因素特征選擇
3.3.1 粗糙集理論概述
3.3.2 屬性約簡(jiǎn)
3.3.3 腐蝕影響因素排序
3.4 本章小結(jié)
4 埋地油氣管道腐蝕速率預(yù)測(cè)
4.1 廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
4.1.1 GRNN理論基礎(chǔ)
4.1.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
4.1.3 可行性分析
4.2 改進(jìn)的粒子群算法
4.2.1 粒子群算法原理
4.2.2 粒子群算法參數(shù)改進(jìn)
4.2.3 粒子群算法流程
4.2.4 粒子群算法性能驗(yàn)證
4.3 腐蝕速率預(yù)測(cè)模型的建立
4.3.1 建模步驟
4.3.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化
4.3.3 算法設(shè)計(jì)思想
4.3.4 模型驗(yàn)證
4.4 實(shí)證分析及應(yīng)用研究
4.4.1 數(shù)據(jù)集劃分
4.4.2 參數(shù)設(shè)置及算法比較
4.4.3 預(yù)測(cè)結(jié)果及對(duì)比分析
4.5 本章小結(jié)
5 埋地油氣管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)
5.1 剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)及腐蝕深度確定
5.1.1 ASME B31G標(biāo)準(zhǔn)
5.1.2 API RP579 標(biāo)準(zhǔn)
5.1.3 最大允許腐蝕深度確定
5.2 腐蝕發(fā)展趨勢(shì)及剩余壽命預(yù)測(cè)
5.2.1 基于檢測(cè)數(shù)據(jù)的腐蝕趨勢(shì)預(yù)測(cè)
5.2.2 基于PSO-GRNN的腐蝕深度預(yù)測(cè)模型
5.2.3 腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)模型
5.3 剩余壽命預(yù)測(cè)模型實(shí)際運(yùn)用
5.3.1 實(shí)例背景介紹
5.3.2 腐蝕發(fā)展規(guī)律研究
5.3.3 計(jì)算最大允許腐蝕深度
5.3.4 腐蝕管道剩余壽命預(yù)測(cè)
5.3.5 維修計(jì)劃建議
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 A 20組管段腐蝕檢測(cè)數(shù)據(jù)
附錄 B 30組管段腐蝕檢測(cè)數(shù)據(jù)(半年后)
附錄 C 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于GRNN建立開(kāi)孔型多孔玻璃吸聲性能模型[J]. 張旭博,徐穎,張婷穎,李國(guó)棟. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]基于RS-PSO-GRNN的埋地管道土壤腐蝕預(yù)測(cè)[J]. 駱正山,王文輝,王小完,張新生. 材料保護(hù). 2018(08)
[3]基于多模型融合的高光譜圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 徐冬宇,厲小潤(rùn),趙遼英,舒銳,唐琪佳. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(02)
[4]基于SFLA-GRNN模型的基坑地表最大沉降預(yù)測(cè)[J]. 鐘國(guó)強(qiáng),王浩,李莉,王成湯,謝壁婷. 巖土力學(xué). 2019(02)
[5]基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的管道腐蝕速率預(yù)測(cè)模型研究[J]. 許宏良,殷蘇民. 表面技術(shù). 2018(02)
[6]基于MODCPSO算法的三值FPRM電路面積與延時(shí)優(yōu)化[J]. 王銘波,汪鵬君,符強(qiáng),張會(huì)紅. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2019(02)
[7]天然氣長(zhǎng)輸管道腐蝕機(jī)理及檢測(cè)技術(shù)研究[J]. 王孟孟,張本同,宗麗娜,吳超. 焊管. 2017(11)
[8]新發(fā)展灌區(qū)土地適宜性評(píng)價(jià)探討[J]. 冉榮. 甘肅科技. 2017(21)
[9]長(zhǎng)輸油氣高強(qiáng)管線(xiàn)鋼的腐蝕研究進(jìn)展[J]. 熊丹,趙杰,顧艷紅,李馥釗. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2017(04)
[10]埋地鋼質(zhì)原油集輸管道檢測(cè)技術(shù)探討[J]. 張汝義,劉?,杜莎. 油氣田地面工程. 2017(06)
博士論文
[1]長(zhǎng)輸管道腐蝕防護(hù)系統(tǒng)安全性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法研究[D]. 趙志峰.西安科技大學(xué) 2017
[2]油氣管道腐蝕失效預(yù)測(cè)及安全可靠性評(píng)估研究[D]. 張占奎.天津大學(xué) 2006
碩士論文
[1]圓凹坑織構(gòu)對(duì)機(jī)械密封性能影響的研究[D]. 林建強(qiáng).南京航空航天大學(xué) 2018
[2]直流輸電系統(tǒng)接地電流對(duì)管道腐蝕機(jī)理研究[D]. 季壽宏.西南石油大學(xué) 2017
[3]不同硅含量鋁合金微弧氧化膜層的制備及耐磨耐腐蝕性能[D]. 易奎楊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]改進(jìn)的PSO優(yōu)化ELM算法在醫(yī)學(xué)圖像分割中的應(yīng)用研究[D]. 曾璐璐.廣西師范學(xué)院 2016
[5]油氣輸送腐蝕管道剩余壽命預(yù)測(cè)研究[D]. 曹乃寧.西安建筑科技大學(xué) 2016
[6]基于綜合檢測(cè)的埋地燃?xì)夤艿栏g剩余壽命預(yù)測(cè)研究[D]. 程興.華南理工大學(xué) 2016
[7]基于ICPSO-SVM的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)研究[D]. 付紅娟.湖南大學(xué) 2016
[8]吳起—延煉輸油管道陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀分析及優(yōu)化運(yùn)行研究[D]. 王勇.西安石油大學(xué) 2015
[9]番禺30-1平臺(tái)生產(chǎn)管線(xiàn)腐蝕規(guī)律研究及剩余壽命預(yù)測(cè)[D]. 李俊楠.西南石油大學(xué) 2015
[10]基于測(cè)量數(shù)據(jù)的電磁兼容模型綜合技術(shù)研究[D]. 蔡震.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3161603
【文章來(lái)源】:西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 選題背景和研究意義
1.1.1 選題背景
1.1.2 研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.3 存在的主要問(wèn)題
1.3 研究?jī)?nèi)容、方法和技術(shù)路線(xiàn)
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 研究方法
1.3.3 本文研究技術(shù)路線(xiàn)
1.4 研究的創(chuàng)新
2 埋地油氣管道相關(guān)理論概述
2.1 腐蝕失效原理及其類(lèi)型
2.1.1 埋地管道腐蝕特點(diǎn)
2.1.2 埋地管道腐蝕機(jī)理
2.1.3 油氣管道腐蝕分類(lèi)
2.2 埋地管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)
2.2.1 埋地管道外腐蝕檢測(cè)
2.2.2 埋地管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)
2.2.3 土壤腐蝕性檢測(cè)
2.2.4 腐蝕速率檢測(cè)方法
2.3 腐蝕預(yù)測(cè)方法及評(píng)價(jià)流程
2.3.1 概率統(tǒng)計(jì)方法
2.3.2 回歸分析方法
2.3.3 灰色預(yù)測(cè)方法
2.3.4 人工智能方法
2.3.5 腐蝕預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)流程
2.4 本章小結(jié)
3 腐蝕影響因素分析及特征提取
3.1 腐蝕影響因素分析
3.1.1 土壤腐蝕
3.1.2 雜散電流腐蝕
3.2 管道腐蝕失效事故樹(shù)分析
3.2.1 事故樹(shù)基本概念
3.2.2 腐蝕失效事故樹(shù)構(gòu)建
3.2.3 事故樹(shù)的不足之處
3.3 基于粗糙集的腐蝕因素特征選擇
3.3.1 粗糙集理論概述
3.3.2 屬性約簡(jiǎn)
3.3.3 腐蝕影響因素排序
3.4 本章小結(jié)
4 埋地油氣管道腐蝕速率預(yù)測(cè)
4.1 廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
4.1.1 GRNN理論基礎(chǔ)
4.1.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
4.1.3 可行性分析
4.2 改進(jìn)的粒子群算法
4.2.1 粒子群算法原理
4.2.2 粒子群算法參數(shù)改進(jìn)
4.2.3 粒子群算法流程
4.2.4 粒子群算法性能驗(yàn)證
4.3 腐蝕速率預(yù)測(cè)模型的建立
4.3.1 建模步驟
4.3.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化
4.3.3 算法設(shè)計(jì)思想
4.3.4 模型驗(yàn)證
4.4 實(shí)證分析及應(yīng)用研究
4.4.1 數(shù)據(jù)集劃分
4.4.2 參數(shù)設(shè)置及算法比較
4.4.3 預(yù)測(cè)結(jié)果及對(duì)比分析
4.5 本章小結(jié)
5 埋地油氣管道腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)
5.1 剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)及腐蝕深度確定
5.1.1 ASME B31G標(biāo)準(zhǔn)
5.1.2 API RP579 標(biāo)準(zhǔn)
5.1.3 最大允許腐蝕深度確定
5.2 腐蝕發(fā)展趨勢(shì)及剩余壽命預(yù)測(cè)
5.2.1 基于檢測(cè)數(shù)據(jù)的腐蝕趨勢(shì)預(yù)測(cè)
5.2.2 基于PSO-GRNN的腐蝕深度預(yù)測(cè)模型
5.2.3 腐蝕剩余壽命預(yù)測(cè)模型
5.3 剩余壽命預(yù)測(cè)模型實(shí)際運(yùn)用
5.3.1 實(shí)例背景介紹
5.3.2 腐蝕發(fā)展規(guī)律研究
5.3.3 計(jì)算最大允許腐蝕深度
5.3.4 腐蝕管道剩余壽命預(yù)測(cè)
5.3.5 維修計(jì)劃建議
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 A 20組管段腐蝕檢測(cè)數(shù)據(jù)
附錄 B 30組管段腐蝕檢測(cè)數(shù)據(jù)(半年后)
附錄 C 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于GRNN建立開(kāi)孔型多孔玻璃吸聲性能模型[J]. 張旭博,徐穎,張婷穎,李國(guó)棟. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]基于RS-PSO-GRNN的埋地管道土壤腐蝕預(yù)測(cè)[J]. 駱正山,王文輝,王小完,張新生. 材料保護(hù). 2018(08)
[3]基于多模型融合的高光譜圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 徐冬宇,厲小潤(rùn),趙遼英,舒銳,唐琪佳. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(02)
[4]基于SFLA-GRNN模型的基坑地表最大沉降預(yù)測(cè)[J]. 鐘國(guó)強(qiáng),王浩,李莉,王成湯,謝壁婷. 巖土力學(xué). 2019(02)
[5]基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的管道腐蝕速率預(yù)測(cè)模型研究[J]. 許宏良,殷蘇民. 表面技術(shù). 2018(02)
[6]基于MODCPSO算法的三值FPRM電路面積與延時(shí)優(yōu)化[J]. 王銘波,汪鵬君,符強(qiáng),張會(huì)紅. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2019(02)
[7]天然氣長(zhǎng)輸管道腐蝕機(jī)理及檢測(cè)技術(shù)研究[J]. 王孟孟,張本同,宗麗娜,吳超. 焊管. 2017(11)
[8]新發(fā)展灌區(qū)土地適宜性評(píng)價(jià)探討[J]. 冉榮. 甘肅科技. 2017(21)
[9]長(zhǎng)輸油氣高強(qiáng)管線(xiàn)鋼的腐蝕研究進(jìn)展[J]. 熊丹,趙杰,顧艷紅,李馥釗. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2017(04)
[10]埋地鋼質(zhì)原油集輸管道檢測(cè)技術(shù)探討[J]. 張汝義,劉?,杜莎. 油氣田地面工程. 2017(06)
博士論文
[1]長(zhǎng)輸管道腐蝕防護(hù)系統(tǒng)安全性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法研究[D]. 趙志峰.西安科技大學(xué) 2017
[2]油氣管道腐蝕失效預(yù)測(cè)及安全可靠性評(píng)估研究[D]. 張占奎.天津大學(xué) 2006
碩士論文
[1]圓凹坑織構(gòu)對(duì)機(jī)械密封性能影響的研究[D]. 林建強(qiáng).南京航空航天大學(xué) 2018
[2]直流輸電系統(tǒng)接地電流對(duì)管道腐蝕機(jī)理研究[D]. 季壽宏.西南石油大學(xué) 2017
[3]不同硅含量鋁合金微弧氧化膜層的制備及耐磨耐腐蝕性能[D]. 易奎楊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]改進(jìn)的PSO優(yōu)化ELM算法在醫(yī)學(xué)圖像分割中的應(yīng)用研究[D]. 曾璐璐.廣西師范學(xué)院 2016
[5]油氣輸送腐蝕管道剩余壽命預(yù)測(cè)研究[D]. 曹乃寧.西安建筑科技大學(xué) 2016
[6]基于綜合檢測(cè)的埋地燃?xì)夤艿栏g剩余壽命預(yù)測(cè)研究[D]. 程興.華南理工大學(xué) 2016
[7]基于ICPSO-SVM的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)研究[D]. 付紅娟.湖南大學(xué) 2016
[8]吳起—延煉輸油管道陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀分析及優(yōu)化運(yùn)行研究[D]. 王勇.西安石油大學(xué) 2015
[9]番禺30-1平臺(tái)生產(chǎn)管線(xiàn)腐蝕規(guī)律研究及剩余壽命預(yù)測(cè)[D]. 李俊楠.西南石油大學(xué) 2015
[10]基于測(cè)量數(shù)據(jù)的電磁兼容模型綜合技術(shù)研究[D]. 蔡震.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3161603
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