⑥ 总的费用分析
管道在运行过程中,不同的区域腐蚀速率和单位腐蚀缺陷产生的时间t。不同,根据不同的腐蚀状态对管道进行区域划分,将腐蚀发展状态相同的区域归为一类,假设有n个区域。总费用包括检测费用和维修费用,由表1与表2可得管道设计寿命内点2、3、4状态检测、维修的总费用,分别见式(7)、(8)、(9)。
式中C1、C2、C3——点2、3、4状态下检测和维修的总费用,元
lj——第j个区域中管道的长度,km
taj——第j个区域管道单位缺陷产生的时间,a
vj——第j个区域管道的腐蚀速率,mm/a
取C1、C2、C3中最小值,则相应的检测维修规划即为最优检i贝4及维修规划。
2 算例
某管道[9~11]采用Ø273×7的X52直缝钢管,最大工作压力为5.8MPa,设计寿命为20a,假设其中长102.7km的管段从开始投产到检测时,中间没有进行过维修,同时此管段的腐蚀状况相同,根据检测时间、检测出的缺陷数以及缺陷的最大尺寸,算得单位缺陷产生的时间ta=0.933a,腐蚀速率v=0.6mm/a,缺陷腐蚀程度范围和单位缺陷的维修费用见表3,检测费用Ci=8000元/(km·次)。将数据代入上述公式计算,结果见表4。
表3 维修范围及费用
项目 | 轻度维修 | 中度维修 | 重度维修 |
缺陷范围 | △δ/mm≤1.5 | 1.5<△δ/mm≤3.0 | 3.0<△δ/mm≤3.9 |
单位缺陷修复的费用/(元·个-1) | 500 | 800 | 1500 |
表4 检测及维修相关计算结果
项 目 | 点2状态 | 点3状态 | 点4状态 |
检测间隔/a | 3 | 5 | 7 |
检测次数/次 | 6 | 3 | 2 |
轻度腐蚀缺陷数/个 | 330 | 377 | 377 |
中度腐蚀缺陷数/个 | 0 | 172 | 275 |
严重腐蚀缺陷数/个 | 0 | 0 | 117 |
总检测费用/元 | 4929600 | 2464800 | 1643200 |
总维修费用/元 | 990000 | 978300 | 1168000 |
总费用/元 | 5919600 | 3443100 | 2811200 |
从表4结果可见:对于所选管段,检测间隔为7a时检测维修成本最低,故对此管段,最优的检测及维修规划为在管道使用寿命期内每7a检测1次。
3 结论
① 提出了基于成本的管道检测及维修规划的计算方法和思路,并以实例进行了计算分析。
② 检测方法和维修方法的选择影响检测维修规划的制定,不同管段因腐蚀情况不同,其检测维修规划也不同。在实际运行中,应根据不同的腐蚀机理、不同的腐蚀影响因素对模型进行区分应用。
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