外表面轴向裂纹管道失效评估误差对比分析

郭凌云; 周晶

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.202004080

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外表面轴向裂纹管道失效评估误差对比分析

论文 | 更新时间：2025-09-25

- 外表面轴向裂纹管道失效评估误差对比分析
- Research on the Error of Failure Evaluation of the Pipeline with Axial Cracks on the Surface based on Statistical Analysis
- 防灾减灾工程学报 2022年42卷第3期页码：586-596
- 作者机构：
  
  1.大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室,辽宁大连 116024
  2.大连理工大学建设工程学部土木工程学院工程抗震研究所,辽宁大连 116024
- 作者简介：
  
  郭凌云（1994—），女，博士研究生。主要从事地下管道风险分析和极限承载力研究。E-mail:andyguo@mail.dlut.edu.cn
  周晶(1949—），男，教授，博士。主要从事工程结构抗震分析理论、模型试验技术和工程结构风险分析与评估。E-mail：zhouj@dlut.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划课题(2016YFC0802402)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.202004080
  中图分类号： TU443
- 收稿：2020-04-27，
  
  修回：2020-09-20，
  
  纸质出版：2022-06-28
- 稿件说明：
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郭凌云,周晶.外表面轴向裂纹管道失效评估误差对比分析[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):586-596.

GUO Lingyun,ZHOU Jing.Research on the Error of Failure Evaluation of the Pipeline with Axial Cracks on the Surface based on Statistical Analysis[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):586-596.
郭凌云,周晶.外表面轴向裂纹管道失效评估误差对比分析[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):586-596. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.202004080.

GUO Lingyun,ZHOU Jing.Research on the Error of Failure Evaluation of the Pipeline with Axial Cracks on the Surface based on Statistical Analysis[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):586-596. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.202004080.

摘要

为了探究不同裂纹管道失效模型的预测误差的不确定性，基于89组实验数据，计算不同规范的预测精度，并采用距离相关系数和Kruskal‑Wallis检验等统计手段，对裂纹管道的7种失效内压预测模型的预测性能差异进行评估，并对其适用范围提出合理建议。结果表明：所搜集模型的预测精度

与管道极限内压实验值

相关关系较弱，可被忽略；根据规范间差异是否显著，可将其分为4组：①模型CorLAS

；②规范R6‑1、API、Battelle和R6‑2；③规范R6‑3和SINTAP；④规范GB和BS7910，从第一到第四组规范，预测结果危险性逐渐降低，保守性逐渐升高；优先使用第二第三组规范进行预测，其优先级顺序：第二组为R6‑1，API，R6‑2和Battelle；第三组为R6‑1和SINTAP；模型CorLAS

可作为裂纹管道极限内压的预估计；规范BS7910和GB应适用于要求较高的项目。

Abstract

It is very important to study the prediction error of the cracked pipe failure model for analyzing the uncertainty of the pipeline failure state. Based on 89 groups of experimental data， the prediction performance and application scope of seven prediction models for cracked pipe failures under internal pressures was evaluated by using distance correlation coefficients and Kruskal-Wallis tests. The results show that the correlation between the prediction accuracy

and the experimental value

is weak and can be ignored for all the prediction models. Based on the degree of deviation， the specifications can be divided into the CorLAS

model， R6-2， API， Battelle， and R6-1 specifications， R6-3

SINTAP specifications， and GB

BS7910 specifications. From the first to the fourth group， the risk of prediction results is gradually reduced and the conservatism is gradually increased. The priority order of specifications for prediction is R6-1， API， R6-2， and Battelle

SINTAP and R6-3

CorLAS

models

BS7910 and GB specifications. It is suggested that CorLAS

models can be used for the preliminary estimation of internal pressures and BS7910 and GB specifications are more applicable to high requirement projects.

关键词

Keywords

references

郭凌云，周晶，代云云 . 基于不同随机退化过程的腐蚀管道时变失效概率分析［J］. 石油学报， 2019 ， 40 （ 12 ）： 1542 - 1552 . （in chinese）

Guo L Y ， Zhou J ， Dai Y Y . Time dependent failure probability analysis of corroded pipelines based on different stochastic degradation processes ［J］. Acta Petrolei Sinica ， 2019 ， 40 （ 12 ）： 1542 - 1552 . （in Chinese）

Cosham A ， Hopkins P ， Leis B . Crack-like defects in pipelines： the relevance of pipeline-specific methods and standards ［C］∥ International Pipeline Conference ， Calgary， Alberta， Canada ： ASME ， 2012 ： IP C2012 - 90459 .

Yan J ， Zhang S W ， Kariyawasam S ， et al . Validate crack assessment models with in-service and hydrotest failure ［C］ ∥ International Pipeline Conference ， Calgary， Alberta， Canada ： ASME ， 2018 ： IP C2018 - 78251 .

Zerbst U ， Hamann R ， Wohlschlegel A . Application of the European flaw assessment procedure SINTAP to pipes ［J］. International Journal of Pressure Vessels and Piping ， 2000 ， 77 （ 11 ）： 697 - 702 .

周道川，王艳婷 . 基于BS 7910的焊缝缺陷剩余寿命分析方法［J］. 油气储运， 2016 ， 35 （ 1 ）： 78 - 85 .

Zhou D C ， Wang Y T . Residual life analysis method of weld seam with defects based on BS 7910 ［J］. Oil & Gas Storage and Transportation ， 2016 ， 35 （ 1 ）： 78 - 85 . （in Chinese）

Osage D A . Fatigue assessment for in-service components-a new part for API 579-1/ASME FFS-1 Fitness-For-Service ［J］. Procedia Engineering ， 2015 ， 133 ： 320 - 347 .

刘明亮 . 基于SINTAP方法的海底管道安全评定［D］. 天津：天津大学， 2006 ： 1 - 60 .

Ibrahim M ， Karmun D ， Sherif H ， et al . Effect of model error on reliability analysis of surface cracks ［C］∥ International Pipeline Conference ， Calgary， Alberta， Canada ： ASME ， 2018 ： IP C2018 - 78237 .

Yan Z ， Zhang S ， Zhou W . Model error assessment of burst capacity models for energy pipelines containing surface cracks ［J］. International Journal of Pressure Vessels and Piping ， 2014 ， 120-121 ： 80 - 92 .

Székely ， Gábor J ， Rizzo M L . The distance correlation test of independence in high dimension ［J］. Journal of Multivariate Analysis ， 2013 ， 117 ： 193 - 213 .

Paul A H ， Mark W B . Cast erosion from the cleaning of debris after the use of a cast trimmer ［J］. Journal of Prosthetic Dentistry ， 2016 ， 117 （ 2 ）： 271 - 276 .

Peter H ， Zerbst U . Fracture mechanics assessment of welded components at static loading ［M］. ［S.L.］： Springer International Publishing ， 2016 ： 61 - 86 .

王炯耿，唐夏焘，罗宏建，等 . GIS壳体焊缝缺陷的安全评定方法［J］. 油气储运， 2019 ， 38 （ 6 ）： 617 - 622，628 .

Wang J G ， Tang X T ， Luo H J ， et al . Safety assessment method for weld defects of GIS shell ［J］. Oil & Gas Storage and Transportation ， 2019 ， 38 （ 6 ）： 617 - 622，628 . （in Chinese）

Mussini R ， Cancela H ， Clarke T . Structural reliability assessment of cracked pipes： The role of probability of detection data ［J］. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures ， 2019 ， 42 （ 3 ）： 664 - 673 .

Gutiérrez-Solana F ， Cicero S . FITNET FFS procedure： A unified European procedure for structural integrity assessment ［J］. Engineering Failure Analysis ， 2009 ， 16 （ 2 ）： 559 - 577 .

Kiefner J ， Maxey W ， Eiber R J ， et al . Failure stress levels of flaws in pressurized cylinders ［J］. Astm Special Technical Publication ， 1973 ， 536 ： 461 - 481 .

Hosseini A ， Cronin D ， Plumtree A ， et al . Experimental testing and evaluation of crack defects in line pipe ［C］∥ International Pipeline Conference ， Calgary， Alberta， Canada ： ASME ， 2010 ： IPC 2010 - 31158 .

Ruggieri C ， Dotta F . Numerical modeling of ductile crack extension in high pressure pipelines with longitudinal flaws ［J］. Engineering Structures ， 2011 ， 33 （ 5 ）： 1423 - 1438 .

Mannucci G ， Demofonti G . Fracture properties of API X 100 gas pipeline steels ［J］. Europipe ， 2002 ： 1 - 18 .

Staat M . Plastic collapse analysis of longitudinally flawed pipes and vessels ［J］. Nuclear Engineering and Design ， 2004 ， 234 （ 1-3 ）： 25 - 43 .

Kannan P ， Amirthagadeswaran K S ， Christopher T . Validation of a leak-before-break criterion using limit load solution ［J］. Journal of Failure Analysis and Prevention ， 2015 ， 15 （ 3 ）： 417 - 423 .

Keller H P ， Junker G ， Merker W . Fracture analysis of surface cracks in cylindrical pressure vessels applying the two-parameter fracture criterion （TPFC）［J］. International Journal of Pressure Vessels and Piping ， 1987 ， 29 （ 2 ）： 113 - 153 .

Brocks W ， Kunecke G ， Wobst K . Stable crack growth of axial surface flaws in pressure vessels ［J］. International Journal of Pressure Vessels and Piping ， 1989 ， 40 （ 1 ）： 77 - 90 .

帅健，许葵 . 含裂纹管道的失效评定曲线的实例验证［J］. 机械强度， 2003 ， 25 （ 3 ）： 251 - 253 .

Shuai J ， Xu K . Validation of failure assessment curve of linepipe containing cracks ［J］. Mechanical Strength ， 2003 ， 25 （ 3 ）： 251 - 253 . （in Chinese）

Raju I S ， Newman J C . Stress intensity factors for internal and external surface cracks in cylindrical vessels ［J］. Journal of Pressure Vessel Technology ， 1982 ， 104 （ 4 ）： 293 - 298 .

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