基于可能性理论的埋地管道腐蚀失效预测_蒋承杰

书基于可能性理论的埋地管道腐蚀失效预测蒋承杰1，汪洋1，邵煜2(1．浙江建设职业技术学院，浙江杭州311231;2．浙江大学土木工程系，浙江杭州310058)摘要:埋地管道在外部荷载和腐蚀联合作用下，随着服役时间的增长而失效风险增大。通过建立管道受力模型，并对参数进行模糊化处理，给出了运用模糊运算算法对管道失效不确定性进行系统分析的方法，同时运用可能性理论对管道失效风险进行可能性和必要性双参数测量。结果表明:影响管道安全性的主要因素有管道内压、壁厚、管壁腐蚀、残余应力等。管道失效风险随内压、残余应力均值和变异性的增加而增大，尤其是管道的失效可能性迅速增大。腐蚀导致管道壁厚减薄，从而导致管道承载力下降。土体环境对管道的腐蚀在经过使用初期的积累后成为管道失效的主要因素，因此腐蚀保护是延长管道寿命非常有利的措施。关键词:埋地管道;失效;腐蚀;模糊计算;可能性理论;残余应力中图分类号:TU821．3文献标识码:C文章编号:1000－4602(2014)07－0069－03CorrosionFailurePredictionofBuriedPipesBasedonPossibilityTheoryJIANGCheng-jie1，WANGYang1，SHAOYu2(1．ZhejiangCollegeofConstruction，Hangzhou311231，China;2．DepartmentofCivilEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China)Abstract:Thefailureriskofburiedpipesincreaseswithservicetimeunderthecombinedeffectofsoilcorrosionandexternalloads．Amodelforpipestresswasbuilt，andtheparameterswereprocessedu-singfuzzysets．Themethodforanalyzingtheuncertaintyofpipefailurebyfuzzyalgorithmwaspresented．Possibilityandnecessityofburiedpipesfailureweremeasuredusingpossibilitytheory．Theresultsshowedthatthemainfactorsaffectingpipesafetyincludedinnerpressure，wallthickness，wallcorrosion，residualstressandsoon．Thefailureriskincreasedrapidlywithincreaseinmeanvaluesofinnerpressureandresidualstressaswellasvariability．Thecorrosioncouldreducethewallthickness，andthusthepipebearingforce．Thesoilcorrosionofburiedpipeswasoneofthemostimportantfactorscontributingtothepipefailure．Theapplicationofcorrosioncontroltechniquewasthemosteffectivewaytoextendthepipeservicelife．Keywords:buriedpipe;failure;corrosion;fuzzycalculation;possibilitytheory;resid-ualstress对埋地管道失效进行可靠性分析可以帮助判断老龄管道的现状，预测使用生命周期内管道的失效风险，从而可以安排及时修复，保证管道安全运行。基于此，笔者采用基于可能性理论的可能性和必要性双参数测量方法对埋地管道失效风险进行了评估。给出失效概率的边界，往往比仅给出一个值得怀疑的失效概率单值更合适，可为分析和设计决策提供更全面、更真实的有用信息。1可能性理论1.1模糊数和模糊运算工程中的模糊数槇A常可以用L-Ｒ型模糊数表示，其基本观点是把模糊数分为左右两支μ槇A(x)，其·96·第30卷第7期2014年4月中国给水排水CHINAWATEＲ＆WASTEWATEＲVol．30No．7Apr．2014隶属函数可以通过左右形函数L、Ｒ表示，即:μL(x)=L［(x－x)/(x－xL)］x＜xμＲ(x)=Ｒ［(x－x)/(xＲ－x)］x≥{x(1)式中，xL为支撑左端点;xＲ为支撑右端点。由于模糊数的直接运算比较困难，一般通过分解定理将其转换为普通集合进行计算。对于任意的α∈［0