中国安全科学学报

作者：彭卫远, 彭世亮, 陈朋超, 苏怀, 张宏, 张劲军

单位：1 中国石油大学(北京) 油气管道输送安全国家工程实验室, 北京 102249；2 中国石油大学(北京) 城市油气输配技术北京市重点实验室, 北京 102249；3 国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司, 天津 300457

关键词：多缺陷,相关性,输气管段,结构可靠性,可靠性评价,Copula函数,失效概率

基金：国家重点研发计划重点专项(2022YFC3070100); 国家自然科学基金青年科学基金资助(51904316); 中国石油大学(北京)科学基金资助(2462021YJRC013)

针对输气管段多缺陷间相互联系的特点以及多缺陷高度非线性耦合作用难以量化的问题,提出基于Copula函数的含多缺陷输气管段结构可靠性评价方法。首先,基于不同缺陷对应的管段极限状态方程,采用蒙特卡罗法(MC)计算单缺陷作用下管段的失效概率和概率分布;其次,将各缺陷概率分布作为随机变量,通过Copula函数研究不同缺陷间相关性对管段失效概率的影响,得到2缺陷耦合作用下管段的联合失效概率;然后,基于二阶窄界理论确定含多缺陷输气管段可靠度;最后,探究腐蚀和裂纹缺陷间相关性对输气管段结构可靠性的影响,分析在不同缺陷深度和壁厚之比(0.2~0.8)条件下管段可靠度的变化。结果表明:在缺陷失效概率量级一致且相差不大的条件下,同种缺陷相关性更强且耦合作用对管段失效概率影响更大;相较于传统串联方法考虑缺陷间相互独立低估管段的可靠度,文中方法管段结构可靠性评价结果更符合实际需要,可为含多缺陷输气管段的稳定运行提供理论支持。

来源：2025年第12期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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