[發(fā)明專利]一種非金屬管壽命預測方法

有效

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• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104462806B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊國權(quán);李循跡;戚東濤;常澤亮;魏斌;毛學強;李厚補
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01N17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油、天然氣行業(yè)管材壽命時間預測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非金屬管壽命預測方法。

背景技術(shù)

柔性復合管管道具有優(yōu)良的耐腐蝕性和較低的水力摩阻，近幾年在油氣田開發(fā)地面工程建設(shè)中得到了較大規(guī)模的應(yīng)用，對減緩鋼制管道腐蝕、節(jié)省地面投資、降低維護成本等發(fā)揮了重要的作用。目前，柔性復合管管材已應(yīng)用于油氣田的油氣集輸及輸送、供水及注水等系統(tǒng)，長度超過2萬公里，約占油氣田地面工程管道總數(shù)的10％。

在油氣輸送過程中，管體內(nèi)部存在壓力，尤其是某些特殊工況下耐壓要求更高。為了保障管道輸送的安全性以及生產(chǎn)的順利進行，必須要保證所投入生產(chǎn)的管線承受輸送介質(zhì)產(chǎn)生的內(nèi)壓要求。然而，目前我國生產(chǎn)增強熱塑性連續(xù)管的歷史并不長，目前國內(nèi)產(chǎn)品尚無統(tǒng)一的正式名稱，國內(nèi)各生產(chǎn)廠家的情況也是各不相同，有的引進國外成熟的生產(chǎn)技術(shù)，有的則是自行設(shè)計研制生產(chǎn)工藝；有的選用高性能材料生產(chǎn)高檔產(chǎn)品，有的則選用相對低檔的材料走經(jīng)濟型路線；目前市場上的產(chǎn)品可謂是品種多樣、性能各異。針對不同種類的產(chǎn)品，部分廠家并沒有嚴格按照相關(guān)標準進行產(chǎn)品評定，更有甚者不具備長期靜水壓試驗條件。

準確地進行疲勞壽命估算，對于消除事故發(fā)生隱患、制訂有效的檢修計劃和延長使用壽命都具有重要的理論意義和工程實際價值。關(guān)于長期靜水壓推算方法目前有GB/T 18252-2000中用外推法對熱塑性塑料管材長期靜液壓強度的測定。該標準雖然節(jié)省了大量時間，但是還是需要1年時間用來做測定，另外試驗數(shù)據(jù)采集點過多，給實際操作帶來不便。面對迅速發(fā)展的柔性復合管行業(yè)，很少有供方或買方按此標準來執(zhí)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目在于提供一種基于線性回歸用靜水壓剩余強度來預測柔性復合管管材壽命時間的方法，解決現(xiàn)有測定方式測定時間長，測定工作繁瑣、不便利的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種非金屬管壽命預測方法，利用靜水壓與爆破試驗所得數(shù)據(jù)，通過擬合并代入壽命耐壓強度值后得出該管材的壽命時間；具體步驟如下：

步驟一：選取試驗所需管材

隨機選取同批次中的多根柔性復合管管材，分成多組并進行編號；

步驟二：靜水壓試驗

對每組管材進行靜水壓試驗，靜水壓壓力值為該批管材的2倍公稱壓力，靜水壓時間選取多個分散的離散點；

步驟三：水壓爆破試驗

對靜水壓試驗后的管材進行爆破試驗，測試其靜水壓剩余強度，取得每組管材的靜水壓剩余強度數(shù)值，利用相對偏差來判定數(shù)值是否符合要求，相對偏差＝[(單次測定值－平均值)/平均值]×100％，當每組測試數(shù)據(jù)的相對偏差范圍為-20％～20％即為合格數(shù)據(jù)，最終擬合數(shù)據(jù)取平均值；反之，則重復步驟一至步驟三；

步驟四：線性回歸法進行數(shù)值擬合

分別以靜水壓時間的對數(shù)和靜水壓剩余強度值的對數(shù)作為橫縱坐標，利用線性回歸法進行數(shù)值擬合，得出擬合方程y＝ax+b；

步驟五：曲線矯正

在對于已得回歸直線與測試點進行觀測，如果出現(xiàn)偏移較大的測試點應(yīng)進行舍棄并補做試驗，重復步驟一至步驟五，確定最終擬合方程y＝a1x+b1，若各點分布符合線性回歸要求不執(zhí)行此步驟；

步驟六：管材壽命推算

壽命壓力值定義為管材在長期服役后靜水壓達到公稱壓力的1.5倍時爆裂或泄露至失效時對應(yīng)的壓力值，記為δend，其值大小為δend＝1.5*公稱壓力，最后通過方程中已知壽命壓力值得到對應(yīng)的時間值，此值即為該批次復合管的壽命時間。

進一步，隨機選取同批次中的18根柔性復合管管材，每組為3根共分為6組并進行編號。

進一步，進行靜水壓試驗時，靜水壓時間選取1000小時內(nèi)的離散點。

本發(fā)明的有益效果是：

1.相比現(xiàn)有的長期靜水壓推算方法，本發(fā)明通過選取多個靜水壓時間分散的離散點，以靜水壓時間的對數(shù)和靜水壓剩余強度值的對數(shù)作為橫縱坐標，利用線性回歸法進行數(shù)值擬合出預測方程，通過方程預測管材壽命，預測方法簡單，便于實施，能快速準確地預測出柔性復合管管材的壽命時間；

2.本發(fā)明中涉及的試驗方法涉及合理，試驗過程只涉及靜水壓試驗和水壓爆破試驗，試驗操作依照國家標準進行操作，易于執(zhí)行；

3.本發(fā)明中涉及的數(shù)學模擬方法為線性回歸，易于實施；

4.本預測方法支持多點測量，對預測結(jié)果具有驗證及修正功能。

附圖說明

圖1為壽命預測線性回歸圖。