融合腐蝕速率與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的油氣管道壽命預(yù)測(cè)

徐昊 石慧 王遠(yuǎn)洋

摘要：油氣管道在復(fù)雜惡劣的運(yùn)行條件下會(huì)受到各種腐蝕因素與管道自身退化的影響，大幅降低管道運(yùn)行的安全性和可靠性。為提高管道壽命預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，建立了一種融合腐蝕速率模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的壽命預(yù)測(cè)方法。首先根據(jù)管道的歷史退化數(shù)據(jù)建立維納退化模型，其次利用腐蝕速率模型對(duì)漂移系數(shù)進(jìn)行描述，從而估計(jì)模型中的未知參數(shù)，最終獲得管道剩余壽命的概率密度函數(shù)及預(yù)測(cè)值。以某腐蝕油氣管道的退化數(shù)據(jù)為例，驗(yàn)證該模型的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果表明：結(jié)合維納過(guò)程和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，將影響管道腐蝕的外部環(huán)境因素和管道自身退化數(shù)據(jù)充分利用，能夠有效預(yù)測(cè)管道的壽命，具有較好的可行性與適用性。研究結(jié)果可為油氣管道維修策略制定提供參考。

關(guān)鍵詞：油氣管道；剩余壽命；維納過(guò)程；腐蝕速率；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)

0 引 言

管道是油氣的主要運(yùn)輸方式，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中也占相當(dāng)大的比重，管道的安全運(yùn)行也與人們的生活息息相關(guān)［1-2］。我國(guó)地域遼闊，地質(zhì)復(fù)雜，腐蝕環(huán)境差異顯著，管道極易受到外部環(huán)境的腐蝕，這樣就大幅降低了其安全性，縮短了使用壽命［3-4］。為有效預(yù)防油氣管道發(fā)生災(zāi)難性的事故，對(duì)管道進(jìn)行剩余壽命預(yù)測(cè)有著重要的意義。

長(zhǎng)輸管道腐蝕速率預(yù)測(cè)模型主要有經(jīng)驗(yàn)型預(yù)測(cè)模型、半經(jīng)驗(yàn)型預(yù)測(cè)模型和機(jī)理型預(yù)測(cè)模型［5-6］。曹乃寧［7］構(gòu)建的腐蝕速率模型首次考慮了CO2分壓的影響因素。劉熠［8］通過(guò)對(duì)油氣管道腐蝕因素的分類總結(jié)，建立了新的氣油兩相流腐蝕速率模型。……