GB/T 29167-2012
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标准简介
GB/T 29167-2012 石油天然气工业 管道输送系统 基于可靠性的极限状态方法
GB/T29167-2012
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标准内容
ICS75.200
中华人民共和国国家标准
GB/T 29167-2012/IS0 16708:2006石油天然气工业
管道输送系统
基于可靠性的极限状态方法
Petroleum and natural gas industries-Pipeline transportation systems--Reliability-based limit state methods(ISO16708:2006,IDT)
2012-12-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2013-07-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
4符号和缩略语
设计和运行的原则
6基于可靠性的极限状态方法
6.1 一般要求
6.2设计和运行基础数据
6.3安金要求
失效模式分析
不确定性分析
6.6可靠性分析
6.7安全和风险评价
?设计和运行要求
一般要求
设计和施工,
7.3运行和维护.
7.4再评定-
7.5危害:
8验收准则和安全等级
8.1安全要求
8.2极限状态分级
8.3流体分类
8.4管道地区和后果分类
8.5安全等级
目标安全水平和风险级别
10失效模式
数据收集
内部压力导致的失效模式
外部压力导致的失效模式
外部载荷效应导致的失效模式
第三方活动导致的失效
腐蚀环境导致的失效模式
组合载荷导致的失效
GB/T 29167—2012/ISO 16708 ;2006面
GB/T 29167—2012/ISO 16708 :200611管进运行管理
11, 12
-般要求
11.21运行管理规程
附录A(资料性附录)
A.1概述
A. 21不确定性分类
不确定性和可靠性分析
A.3概率分布的确定
A.41统计不确定性的评估
A.5变黛的联合摧述
A.6典型的不确定性度量
A.7!可靠性分析
A,8·可靠性计算方法
A.9结果的解释
A.10LRFD格式中分项安全系数的校准附录B(资料性录)统计数据库
B.1 管线管基本性能
最大内压bzxZ.net
方法描述
不确定性取值
海洋管道(不包括随上段)
载荷效应不确定性
附录((资料性附录)
-海洋管道
目标安全水平
选择日标安全水平的原则
管道失效数据
结构设计标准中的安全水平
推荐的目标安全水平
参考文
推荐方法
本标准按照 GB/T 1.1—2009 给出的规则起草,GB/T 29167—2012/IS0 16708:2006本标使用翻译法等同采用ISO16708:2006&石油天然气工业限状态方法》。
本标准做了下列编辑性修改:
删除了IS016708:2006的前言和引育;一增加了本标准的前言和引言;用“本标准”代替“本国际标推”。管道输送系统
基于可靠性的极
本标准由全国石油天然气标准化技术委员会(SAC/TC355)提出并归门,本标准起草单位:中国石油天然气股份有限公司管道分公司、中国石油天然气管道工程有限公司、中国石油天然气集团公司北京天然气管道有限公司、中海油田服务股份有限公司物探事业部。本标准主要起草人:苗青、闫锋、李云杰,徐波、赵子峰、董绍华、李成钢、柳建军、兰浩、王龙、李其抚、王玉彬、张静楠。
GB/T29167—-2012/IS016708:2006引言
本标准是以GB/T24259—2009《石油天然气工业管道输送系统》为核心的管道业系列标准之只要满足GB/T24259一2009的最低要求,本标准允许使用创新的技术和工艺方法,如基于可靠性的极限状态方法。
本标准对应用概率方法
“基于而靠性的极限状态方法”,在给出推荐做法、指定框架和原则方面,对GB/T24259·2009提供了补充。管道在设计利运行期间的完整性管理采用以下两种极限状态方法:一确定性方法,对特征载和抗力应用安全系数;一概率方法,以对相关极限状态应用结构可靠性分析为基础,例如,基予可靠性的极限状态方法。通带采用确定性方法(通过预校安全系数),也可明确要求采用概率方法(在实际安全水平上的直接校核)。两种方法都满足安全要求,如图1所示。
1范围
GB/T 29167—2012/ISO 16708:2006石油天然气工业管道输送系统
基于可靠性的极限状态方法
本标准规定了油天然气工业中,为使用GB/T 24259—2009允许的基于可幕性的极限状态方法进行管道的设计,运行和再评定所需要的功能要求和原划。基于可靠性的圾限状态方法为在设计和运行中预测管道的安全性提供了系统的方法。本标准适用于石油天然气工业中陆上和海上刚性金属管道。本标准是对GB/T24259—2009的补充,在GB/T24259—2009没有提供明确规定和可以应用极限状态方法的情说下采用,如下列情说(但不限于这些)-对新念的评定,如使用新技术或对于行业经验不足的设计;一由于设计基础改变而进行的对管道的再评定,如服役期延长,其可以包括由于完整性监测的改进和运行经验的增加而带来的不确定性的降低;在深水外部压力下的失稳;
-极端载荷,如地震载荷(如断层通过处)、冰载荷(如来自大型冰凌的冲击);基于应变的准则可以适用的场合:2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T24259—2009石油天然气T业管道输送系统(ISO13623:2000,M0D)3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
基本变量basic variable
引人极限状态函数中的载荷或抗力变量,包括说明极限状态函数自身模型不确定性的变量。3.2
特征载荷characteristic load
用于确定载荷效应的载荷的名义值。注:特征裁荷一般是根据载荷分布函数上侧定义的一个分位数来础定的。3.3
特征抗力 characteristic risistance用于确定承受能力的强度数的名义值。注:特征抗力一般是根据抗力分布函数下侧定义的个分位数来确定的。GB/T 29167--2012/1SO 16708.20063.4
特征值characteristic value
表征随机变量量级的名义值。
注:特征值通常定义为变量概率分布的一个分位数3.5
commissioning
与管道系统最初充装管输流体有关的活动,[GB/T24259—2009]
construction
安装、试压和投产的过程。
设计寿命
design life
确认可更换或永久性部件在预期服役期内适用而选择的时间段。『GB/T24259-:2009-
设计点designipoint
当朱效发些时基本变量最可能的结果。注:设计点是极限状态面上具有最高概率密度的点3.9
设计值:design walue
在确定性设计方法中使用的值,即:特征值乘以安全系数。3. 10
failure
部件或系统完成其所婴求功能的能力的丧失。3.11
流体类别 fluid category
按照潜在危害性对所输流体进行的分类。3.12
重要性因子
importance factor
描述某随机变量对整体不确定性贡献的无量纲数,在0~1之间取值。3.13
inspection
确定管道系统或装置的各项状态并与其应用要求相对比的过程。例如|检查可以通过测量、检验、试验、计量或其他方法进行。3.14
极限状态Jimit state
且超出,管道便不币满足设计要求的状态。注:循道极限状态的类别包括适川性极限状态(SLS)和最终极限状态(ULS)。3.15
极限状态设计limit-state design与实际案例相关的具体极限状态已明确定义时的结构设计。注:极限状态设计可采用确定性方法或概率方法(当不确定性可通过模型描述时)校核。2
极限状态函数limit-statefunctionGB/T 29167—2012/ISO 16708;2006基本变量的函数,其在结构失效时取负值,在结构安全时取正值,3.17
载荷load
所有引起臂道变形、位移和运动等的作用。3.18
载荷组合load combination
同时作用的一组裁荷。
载荷效应Joad effect
作用于管道上的单载荷或载荷纽合引起的效应。例如:载荷效应包括应力、应变、变形和位秘等。3.20
地区等级location class
基于人口密度和人类活动划分的地区等级。[GB/T 24259---2009]
维护maintenance
为保待管道系统处于正常运行而实施的所有活动。[GB/T 24259—2009]
注:这些活动包括检查、勘查、试验、维、更换、补数工作及修理等。3.22
最大允许偶然压力maxirnumalawable incidental pressureMA[P管道或管段的偶然操作引起的最大允许内压。3.23
jmaxinum allowable operation pressure; MAOP最大充许操作压力
操作过程中管道系统或其部分允许达到的最大允许压力。[GB/T 24259—2009]
均值mean value
所考虑变量的概率分布函数的一阶统计矩。3.25
工厂试验压力 mill test pressure在工厂制造和组装完成的管接头和管件的试验压力。3,26
模型不确定性model uncertainty当所有输入参数的精确值已知时,对于所选择的计算模型仍然存在的预测结果的不确定性例如:管道的载荷模型、强度模塑和功能模型等,3.27
公称壁厚nominalwalltinickness管于的规定壁厚,等于最小设计壁厚加制造负偏差以及腐蚀裕量。GB/T29167—2012/ISO16708:20063.28
正常操作normal operation
管道预期使用和应用的工况,包括相关条件和完整性监测、维护和修理等。注:正常操作包括全设计流量范趣下的稳态流动工说,以及可能的充装和停运工说。3.29
椭圆度ovality
管道周界偏离圆形,而具有了椭圆形截面的度。3.30
管道pipeline
输送流体的设施,包括管子、清管器收发筒,部件和附件、以及隔断阀等所有设施。3.31
海洋管道offshore pipeline
铺设在海水中和通常为高水位的河流入海口处的管道。[GB/T24259-2009]
陆上管道on-land pipelirle
铺设在地上或埋地的管道,包括铺设在内陆水域下的管道。[G/T24259—2009]
reliability
可靠性
在规定的时间段内部件或系统完成所要求功能而不失效的能力。注:河靠性等于1减去失效概率Pl。3.34
风险risk
事件的概率和该事件后果的组合。注:个人风险对应单个人的伤害/死亡风险,社会风险对应整个社会中受管道形响人群的安全风险。3.35
安全等级safetyclass
划分管道危害程度用的概念。
安全系数safetyfactur
用以与变量特征值相乘得到设计值的系数。3.37
规定的最小抗拉强度specified minimunn tensile strength;SMTS材料采购所依据的规范或标推中要求的最小极限抗拉强度。3.38
规定的最小届服强度specified minimum yield strength;SMYS材料采购所依据的规范或标准中要求的最小的屈服强度。[GB/T24259—2009]
系统可靠性syslem reliability包含多个元件的系统的可靠性,或者有多个相关失效模式的单元件的可靠性。4
目标安全水平targcl safetylevel对于特定管道和极限状态条件可接受的最大失效概率水平。符号和缩略语
4.1符号
适用性约束向量
给定失效的后果
冲击凿沟深度
冲击的凹痕深度
椭圆度
材料性能的特征值,例如屑服强度冲击发生的频率
联合分布函数
极限状态函数
事件边界函数
指系函数
应力强度因子范围
冲击爵沟长度
失效的概率,即计算的实际失效率目标安全水平,等于失效的目标概率随机的压力变
抗力或结构或部分结构抵抗载荷效应的能力基于材料性能的特征值的部件抗力的特征值作用于结构或部分结构上的载荷效应特征载荷效应
环境载荷效应
功能藏荷效应
附加分项几何量
抗力或强度惯用系数
尺度参数
安企系数
分项载荷效应系数
分项材料系数
最终拉伸强度
尿服强度
GB/T 29167—2012/ISO 16708:2006GB/T29167—-2012/IS016708:20064.2缩略语
偶然极限状态
裂纹尖端张并位移
疲劳极限状态
载荷和抗力系数设计
最大允许偶然压力
最大允许操作压力
定量风险评价
适用性极限状态
规定的最小拉伸强度
规定的最小屈服强度
结构可靠性分析
最终极限状态
5设计和运行的原则
管道设计和运行的各项原则可以通过不同的方法来实现,其层次细节见图1。按层次细节展开的顺序,这些方法分为概率方法和确定性极限状态设计方法。概率方法包括QRA方法和SRA方法。确定性极限状态设计方法包括分项安全系数设计和载荷与抗力系数设计(LRFD),在本标推中统称LRFD方法。
LR印格式将分项安全系数应用于特征载荷和抗力性质上,代表了更为传统的管道设计方法。在GB/T24259-2009中使用了该设计格式,即使用了环间应力设计系数和等效应力设计系数,这仅仅是个分项系数。因为其未给出关于安全裕量的定量信息,所以此方法被归类为确定性方法。为满足设计要求和提供满意的安全裕量,LRFD格式中的分项安全系数在发布前应该采用基于可靠性的方法进行校核,因而,LRFD格式在常规应用中不要求确定分项安全系数。在LRFD方法中(参见图1的左部),载荷和抗力通过它们的特征值定义,并且对于载荷、抗力和材料性能的特征值分判应用不同的分项安舍系数(正如所要求的)。
概率方法的应用(SRA和QRA)包括在图1右侧列出的步骤中。极限状态的定义大体上与在LRFD中的相同,在该方法中,载荷效应和抗力通过概率函数表达,以分布类型、均和标准差的形式给出。这种方法类为概率方法,其以可靠性或失效概率补数的方式给出了关于安全裕量的定量信息。由于考虑了失效的后果,所以最全面的概率方法是QRA。基于可靠性的极限状态方法的格式和要求见第6章。0
毅荷和藏
葡效应
设计方程
管道所处阶
和扰态
硫定尺寸
设计控制
确定性方法
ER,/YR
设计共础
安全等级
极限状态
设计或评
价方法
是否符合
准则?
图1管道设计和评价方法
GB/T 29167—2012/IS0 16708:2006管线管性能
(挑力)
概率方法
SRA/QHA
失效模式分析
不确定性分析
可靠分析
安全和风险
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