[发明专利]一种常减压设备中操作完整性平台建立的方法

权利要求书

1.一种常减压设备中操作完整性平台建立的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)计算机系统收集设备的设计数据、材料的性能数据、操作数据和实时监测的工艺数据；其中设计数据包括设备的筒体内径D，筒体壁厚t_o；设备的材料性能数据包括材料的屈服强度σ_s，材料的抗拉强度σ_b；操作数据包括设备的操作温度T，操作压力P；实时监测的工艺数据包括总酸值TAN和硫含量S；

(2)建立约束方程，确定总酸值TAN和硫含量S的三层操作边界；总酸值TAN指常减压设备工作时中和1g工作物料所需氢氧化钾的毫克值，硫含量S为常减压设备工作时物料中硫元素按重量百分比的硫含量；

(3)实时监控步骤（1）中的总酸值TAN和硫含量S，一旦总酸值TAN和硫含量S超过步骤（2）中的三层操作边界，即计算机系统进行设备报警。

2.根据权利要求1所述一种常减压设备中操作完整性平台建立的方法，其特征在于，步骤（2）中根据失效可能性F确定操作边界：

根据失效可能性F范围值的划分，将操作边界对应分为三层曲线：

第一层：目标值曲线，总酸值TAN和硫含量S在目标值曲线的范围内，即设备的失效可能性等级不超过2级，失效可能性F范围为0.000011～0.0001；

第二层：标准水平值曲线，总酸值TAN和硫含量S在目标值曲线和标准水平值曲线范围内，即设备的失效可能性等级不超过3级，失效可能性F范围为0.000101～0.001；

第三层：临界值曲线，总酸值TAN和硫含量S在标准水平值曲线和临界值曲线范围内，即设备的失效可能性等级不超过4级，失效可能性F范围0.001001～0.01；

其中失效可能性F采用如下公式计算：

F=F_G×F_E×F_M，

其中，F_G为同类设备平均失效概率，F_E为设备修正系数，F_M管理修正系数。

3.根据权利要求2所述一种常减压设备中操作完整性平台建立的方法，其特征在于，步骤（2）中根据以下步骤计算总酸值TAN和硫含量S的操作边界，建立约束方程：

(a)建立极限状态函数

其中，P表示设备操作压力，D表示设备筒体内径，t_o表示设备的筒体壁厚，表示设备的流变应力，V_总表示设备的腐蚀速率，a表示设备使用年度时间；

(b)计算设备的极限状态函数均值μ_y；

(c)计算设备的极限状态函数标准差σ_y；

(d)根据结构可靠度的一次二阶矩法，确定设备的可靠度β，可靠度β采用如下公式计算：

β=μyσy;]]>

(e)采用如下公式计算设备的失效概率P_f：

Pf=12π∫-∞-βe(-t22)dt;]]>

(f)计算在该失效模式下的设备总的失效概率P(A)；

(g)根据以下公式计算设备修正系数F_E：

F_E=P(A)/F_c，

F_c表示累计通用失效可能性；

(h)确定设备总的腐蚀速率V_总：

V_总=V_环烷酸+V_硫+V_{环烷酸-硫}，

其中，V_环烷酸表示设备在单纯环烷酸环境下的腐蚀速率，V_硫表示设备在单纯硫环境下的腐蚀速率，V_{环烷酸-硫}为设备在环烷酸在硫抑制作用下的腐蚀速率；

设备在单纯环烷酸环境下的腐蚀速率V_环烷酸的计算公式如下：

其中，k表示环烷酸腐蚀速率常数，B表示积分常数；

设备在单纯硫境下的腐蚀速率V_硫计算公式如下：

V_硫=(-0.063×S²+0.562×S+0.687)×v₁，

其中，S表示硫含量，v₁表示设备在硫含量为0.6%环境下的硫腐蚀速率；

V_{环烷酸-硫}采用以下公式计算：

V_{环烷酸-硫}=V_环烷酸×U_硫，

其中，U_硫表示硫化物抑制腐蚀参数，

当设备工作环境温度小于300℃时，U_硫=0.106-0.081×S，

当设备工作环境温度介于300℃～400℃时，U_硫=-0.054+0.052×S，

(i)对于三层边界值，建立约束方程

其中F'表示该边界值下失效可能性F范围最大值公式中总酸值TAN和硫含量S的三层操作边界对应公式如下：

第一层：目标值曲线：F(S,TAN)=0.0001，

第二层：标准水平值曲线：F(S,TAN)=0.001，

第三层：临界值曲线：F(S,TAN)=0.01。