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[1]邵佳 刘啸奔 张晗 陈健 陈朋超 燕冰川 孙晁 付孟楷.高钢级管道环焊缝可靠性计算方法与敏感性因素规律研究[J].油气储运,2025,44(03):1-12.
　SHAO Jia,LIU Xiaoben,ZHANG Han,et al.Reliability calculation and sensitivity analysis of girth welds in high-grade steel pipelines[J].Oil & Gas Storage and Transportation,2025,44(03):1-12.
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高钢级管道环焊缝可靠性计算方法与敏感性因素规律研究

《油气储运》[ISSN:1000-8241/CN:13-1093/TE] 卷: 44 期数: 2025年03期 页码: 1-12 栏目: 出版日期: 2025-03-25
Title:
Reliability calculation and sensitivity analysis of girth welds in high-grade steel pipelines
作者:
邵佳  刘啸奔  张晗  陈健  陈朋超  燕冰川  孙晁  付孟楷
Author(s):
SHAO Jia;  LIU Xiaoben;  ZHANG Han;  CHEN Jian;  CHEN Pengchao;  YAN Bingchuan;  SUN Chao;  FU Mengkai 
关键词:
环焊缝可靠性; 裂纹失效; 蒙特卡洛模拟方法; 子集模拟方法; 敏感性分析
分类号:
TE832
文献标志码:
A
摘要:
【目的】环焊缝失效是高钢级管道本质安全的主要威胁，随着中国管道建设与运维的数字化水平不断提升，形成了适用于中国高钢级管道的基础参数统计数据库，为管道环焊缝可靠性分析提供了重要数据支持。基于真实工况数据统计结果，深入开展含裂纹缺陷的高钢级管道环焊缝可靠性分析，以期为管道安全评估提供更加精确的理论依据。【方法】为了克服传统单一因素确定性设计与评价方法的保守性，建立了针对含裂纹缺陷的高钢级管道环焊缝可靠性分析模型，采用极大似然估计法，对中俄东线天然气管道工程北段现场机械性能抽检资料中的管材、焊材数据开展参数估计与K-S检验确定输入分布；针对管道大应变载荷条件，优选改进的PRCI-CRES极限拉伸应变预测公式以准确构建基于应变的极限状态方程；为解决传统MC法随机抽样模式的低效率问题，采用了基于哈密顿蒙特卡洛子集模拟法（HMC-SS）的高效抽样策略，有效优化了传统可靠性分析过程；为全面评估环焊缝各参数对结构失效的影响度，采用Sobol全局敏感性分析方法进行环焊缝各参数敏感性分析，量化主要影响因素敏感程度。【结果】采用HMC-SS法计算结果的相对误差低至0.90%，模型计算效率提升99.70%；在大应变条件下，影响高钢级管道环焊缝区域失效的最敏感因素为强度匹配系数，其敏感程度远大于其他参数，总效应指数ST为1.09、一阶影响指数S1为0.951。【结论】在材料加工过程中应着重保证焊材与母材等强或高强匹配；从二阶影响指数结果来看，基于可靠性的参数设计能够有效考虑到各参数间共同作用，从全局角度保证管道设计的安全性。
更新日期/Last Update: 2025-02-11