埋地管道腐蚀时变失效概率分析及风险预警研究

摘要

针对传统埋地管道腐蚀失效概率难以准确量化及参数复杂性的问题，采用Monte Carlo法、DNV-RP-F101标准和腐蚀速率模型，构建了腐蚀作用下埋地管道极限状态函数，量化分析了随机变量对失效概率的影响规律。通过建立包含管道几何参数、材料属性、腐蚀缺陷演化和操作压力的多变量随机模型，借助Matlab仿真探究了管道随服役时长变化的失效概率，并进行了参数敏感性分析。结果表明：腐蚀深度速率的均值与变异系数是影响失效概率的主导因素，其中腐蚀深度速率均值每提升0.05 mm/a,失效概率便会急剧增加1～2个数量级；腐蚀深度速率变异系数在失效概率处于低值区时呈正相关，在高值区则呈负相关，揭示出变量波动与系统风险间的非线性动态关系。此项工作为管道腐蚀风险评估与维护决策提供了定量化分析框架。

关键词

埋地管道 / 腐蚀作用 / 失效概率 / 敏感性分析 / Monte Carlo法