海洋工程平台油气集输压力容器灰色系统研究
发布时间：2017-10-24 17:20
本文关键词：海洋工程平台油气集输压力容器灰色系统研究
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【摘要】：随着世界资源日益紧张,资源开发活动逐渐由陆地转为海上,海底油气资源的开发对于推动我国经济发展具有重要的意义。本文主要针对多腐蚀影响因素条件下海洋工程平台压力容器、压力管道及碳钢所构成的不确定腐蚀系统,采用灰色系统理论分别对其进行了研究。通过叙述灰色系统理论的基础内容,并对灰色理论建模过程进行研究,将其分为灰色生成、背景值构造、定解三个主要部分,在此基础上对传统GM(1,1)的建模理论进行分析,发现传统模型在上述三个部分均存在一定的理论缺陷。海洋立管作为海洋油气集输的重要部分是连接海面与海底的通道,一旦发生腐蚀泄漏事故,会造成的巨大的经济损失并严重危害自然环境。对于传统GM(1,1)存在未对数据进行预处理和背景值构造存在滞后误差的问题,提出一种结合对数变换的背景值改进模型,将改进模型应用于海洋立管的腐蚀速度预测并进行精度检验,平均相对误差仅为1.27%,低于传统模型的平均相对误差,且低于只进行对数变换改进或单独背景值改进的平均相对误差。而针对海洋工程平台三相分离器局部腐蚀严重且存在腐蚀影响因素较多、腐蚀数据较少的问题,提出将壁厚随腐蚀减薄作为灰色综合量,对分离器局部腐蚀严重部位的剩余寿命进行灰色预测。针对传统GM(1,1)模型未对数据进行预处理和新信息利用不充分的问题,综合平移和累加最新值定解法对其进行改进,并分析改进过程中所需注意的问题。通过与其他三种灰色预测模型进行精度对比,证明该改进的有效性。由于在不同海洋环境下碳钢的腐蚀速度的有所差异,通过对影响3C钢腐蚀速度的5种腐蚀影响因子进行灰色关联分析,从而量化了腐蚀影响因素与腐蚀速度的关系。根据计算结果,氧化还原电位和温度对腐蚀速度的影响相对较大,其次是盐度、p H值、溶解氧含量。采用灰色预测模型对海洋立管的腐蚀速率和三相分离器的剩余寿命进行了预测和分析,并对碳钢在海洋环境下的腐蚀速度与影响因子进行灰色关联分析,这些工作有助于管理者制定合理的检测周期,采取相应的防腐蚀措施来避免腐蚀泄漏的风险,从而保证海洋工程平台的安全生产。
【关键词】：腐蚀 GM(1 1) 改进 海洋立管 分离器 灰色关联 碳钢
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE977
【目录】：
- 摘要8-9
- Abstract9-11
- 第1章 绪论11-16
- 1.1 课题来源、研究背景及意义11-12
- 1.1.1 课题来源11
- 1.1.2 研究背景及意义11-12
- 1.2 灰色系统理论概述12-15
- 1.2.1 灰色系统的基本概念12-13
- 1.2.2 灰色系统理论的研究对象13-14
- 1.2.3 灰色系统理论在国内外的研究与应用14-15
- 1.3 课题的研究内容和拟解决的关键性问题15
- 1.3.1 课题的研究内容15
- 1.3.2 拟解决的关键性问题15
- 1.4 可行性分析15-16
- 第2章 灰色GM(1,1)预测模型16-25
- 2.1 灰色预测模型的特性16-17
- 2.2 灰色建模17
- 2.3 GM(1,1)预测模型17-22
- 2.3.1 GM(1,1)模型的建模机理17-18
- 2.3.2 GM(1,1)建模流程18
- 2.3.3 灰色生成18-21
- 2.3.4 构建背景值求待定参数21
- 2.3.5 灰色定解21-22
- 2.4 模型的精度检验22-24
- 2.4.1 平均相对误差检验法22-23
- 2.4.2 后验差检验法23-24
- 2.5 本章小结24-25
- 第3章 传统GM(1,1)模型的改进与应用25-36
- 3.1 原始数据序列的光滑度研究25-27
- 3.1.1 光滑度理论25-26
- 3.1.2 提高序列光滑度的方法26-27
- 3.2 背景值构造改进27-29
- 3.2.1 传统GM(1,1)模型的实际背景值27-28
- 3.2.2 背景值构造方法研究28-29
- 3.3 传统GM(1,1)模型的综合改进29-31
- 3.3.1 传统GM(1,1)模型存在的问题29-30
- 3.3.2 建立结合对数变换的背景值综合改进模型30-31
- 3.4 应用改进模型预测海洋立管的腐蚀速度31-35
- 3.4.1 海洋立管简述31-32
- 3.4.2 建模思路32
- 3.4.3 预测海洋立管的腐蚀速度32-35
- 3.5 本章小结35-36
- 第4章 三相分离器剩余寿命的灰色预测研究36-45
- 4.1 海洋工程平台油气集输的特点36
- 4.2 油气水三相分离器36-37
- 4.2.1 对分离器腐蚀严重部位进行寿命预测的意义36-37
- 4.2.2 分离器局部剩余寿命预测思路37
- 4.3 分离器局部腐蚀剩余寿命的灰色预测模型37-40
- 4.3.1 建立改进的灰色预测模型37-40
- 4.3.2 建立剩余寿命预测模型40
- 4.4 对分离器腐蚀接管进行灰色寿命预测40-44
- 4.4.1 模型的可行性分析40-41
- 4.4.2 平移法的适用范围41-42
- 4.4.3 与其他预测模型的精度对比42-43
- 4.4.4 剩余寿命预测43
- 4.4.5 分离器其他腐蚀严重部位的剩余寿命43-44
- 4.5 本章小结44-45
- 第5章 灰色关联度分析在海洋工程中的应用45-53
- 5.1 灰色关联分析45-48
- 5.1.1 灰色关联的构建思想45-46
- 5.1.2 关联度46-48
- 5.2 碳素钢的腐蚀速度与腐蚀影响因素的灰色关联分析48-52
- 5.2.1 海洋环境的腐蚀影响因素48
- 5.2.2 计算腐蚀影响因素与腐蚀速度的灰色关联度48-51
- 5.2.3 碳素钢腐蚀影响因素分析51-52
- 5.3 本章小结52-53
- 结论与展望53-56
- 参考文献56-62
- 致谢62-63
- 攻读学位期间发表的论文63
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜峰;郑运虎;;预测腐蚀管道剩余寿命的新方法研究[J];机械强度;2015年03期
2 范青青;张克勇;赵琳;;山西省旅游市场规模预测——基于灰色系统理论的分析[J];科技和产业;2015年01期
3 汤e，
本文编号：1089752
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