球阀可靠度函数求解方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种管道球阀可靠度函数求解方法及装置，属于机械设备运行安全可靠评估领域。该方法包括：收集v个工况区间的工况数据和失效数据；对v个工况区间的工况数据中的第b个工况区间的工况数据z

【技术实现步骤摘要】
球阀可靠度函数求解方法及装置
本申请涉及机械设备运行安全可靠评估领域，特别涉及一种球阀可靠度函数求解方法及装置。
技术介绍
天然气的管网系统是一个集多种设备为一体的复杂流体传输系统，而阀门是该管网系统的核心设备之一。其中，球阀是使用最多的阀门。球阀是管网系统中的一种机械设备，用于控制、调节管道及设备内流体的流动。由于球阀存在因各种原因发生的点蚀、剥落和磨损等故障，导致管网系统中的机械设备运行的可靠性降低，因此必须对球阀的运行可靠性进行评估，从而保证机械设备运行的安全可靠。在传统的球阀可靠性评估方法中，是根据对球阀的参数分布进行分析，确定球阀的参数分布服从的分布规律，从而评估出球阀的使用寿命，球阀的使用寿命即为球阀的可靠性。对球阀的参数分布进行分析时，分析的是球阀在该参数的状态下运行所形成的工况数据的情形，即仅分析了球阀在单个工况区间运行的可靠度，这种分析仅适用于理论研究，而在实际使用场景中，球阀是在多个工况区间下运行，这多个工况区间对球阀可靠度带来了影响。因此，研究球阀可靠度在多个工况区间的影响下的变化，成为一个亟需解决的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种球阀可靠度函数求解方法及装置，解决了现有技术中在实际使用场景中，球阀可靠度在多个工况区间的影响下的变化的问题。所述技术方案如下：根据本申请实施例的一方面，提供了一种球阀可靠度函数求解方法，所述方法包括：收集v个工况区间的工况数据和失效数据，v是正整数；所述工况数据包括所述球阀在n个工作参数的状态下运行所形成的数据，n为正整数；所述失效数据包括所述球阀的历史运行数据；对所述v个工况区间的工况数据中的第b个工况区间的工况数据zb进行分析，计算出所述球阀在所述工况数据zb的状态下运行的运行概率pb，b是不大于v的正整数；根据所述v个工况区间的失效数据，计算出所述工况数据zb的可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)，αb是所述第b个工况区间的均值，βb是所述第b个工况区间的方差，γb是所述第b个工况区间的标准差；根据所述第b个工况区间对应的所述运行概率pb和所述可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)，曲线拟合出所述v个工况区间对应的可靠度函数R(t)。在一种可选的实施方式中，统计在总运行时间tT内所述第b个工况区间内运行的目标时间tb；根据所述总运行时间tT和所述目标时间tb，计算出所述球阀在所述工况数据zb的状态下运行的运行概率pb：pb＝[tb/tT]。在另一种可选地实施方式中，计算出所述第b个工况区间在初始时刻的初始状态下的初始概率pb(0)；确定运行状态从所述工况数据zb运行到工况数据zl的转移概率pbl和逗留时间θbl；根据所述初始概率pb(0)、所述转移概率pbl和所述逗留时间θbl，计算所述球阀在所述工况数据zb的状态下运行的运行概率pb。可选地，对收集到的工况函数Z(t)进行离散化，得到所述v个工况区间的工况数据。可选地，对所述v个工况区间的失效数据进行分布估计，得到所述v个工况区间的分布规律f(t:α,β,γ,…)，其中，α是所述v个工况区间的均值，β是所述v个工况区间的方差，γ是所述v个工况区间的标准差；根据所述分布规律f(t:α,β,γ,…)，计算出所述工况数据zb的可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)。可选地，根据所述分布规律f(t:α,β,γ,…)的所述均值α、所述方差β和所述标准差γ，确定所述第b个工况区间的所述均值αb、所述方差βb和所述标准差γb；根据所述均值αb、所述方差βb和所述标准差γb，计算出所述工况数据zb的可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)。可选地，所述n个工作参数包括压力P、气体流量Q和温度T中的至少一个工作参数；所述工况数据包括所述球阀在所述压力P、所述气体流量Q和所述温度T中的至少一个工作参数的状态下运行所形成的数据；根据所述第b个工况区间对应的所述运行概率pb和所述可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)，使用如下公式计算所述v个工况区间对应的第一可靠度函数R(P,Q,T,t)：根据所述可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)中的所述均值αb、所述方差βb、所述标准差γb是所述第b工况区间的最佳拟合解，曲线拟合出所述v个工况区间对应的第二可靠度函数R(p,Q,T,t)；所述第二可靠度函数R(p,Q,T,t)是曲线拟合出的误差最小的可靠度函数。根据本申请实施例的另一方面，提供了一种球阀可靠度函数求解装置，所述装置包括：收集模块，用于收集v个工况区间的工况数据和失效数据，v是正整数；所述工况数据包括所述球阀在n个工作参数的状态下运行所形成的数据；所述失效数据包括所述球阀的历史运行数据；计算模块，用于对所述v个工况区间的工况数据中的第b个工况区间的工况数据zb进行分析，计算出所述球阀在所述工况数据zb的状态下运行的运行概率pb，b是不大于v的正整数；所述计算模块，用于根据所述v个工况区间的失效数据中的失效数据，计算出所述工况数据zb的可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)，αb是所述第b个工况区间的均值，βb是所述第b个工况区间的方差，γb是所述第b个工况区间的标准差；拟合模块，用于根据所述第b个工况区间对应的所述运行概率pb和所述可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)，曲线拟合出所述v个工况区间对应的可靠度函数R(t)。在一种可选地实施方式中，所述计算模块，包括：统计单元，用于统计在总运行时间tT内所述第b个工况区间内运行的目标时间tb；第一计算单元，用于根据所述总运行时间tT和所述目标时间tb，计算出所述球阀在所述工况数据zb的状态下运行的运行概率pb：pb＝[tb/tT]。在另一种可选地实施方式中，所述计算模块，包括：所述第一计算单元，用于计算出的所述第b个工况区间在初始时刻的初始状态下的初始概率pb(0)；确定单元，用于确定运行状态从所述工况数据zb运行到工况数据zl的转移概率pbl和逗留时间θbl；所述第一计算单元，用于根据所述初始概率pb(0)、所述转移概率pbl和所述逗留时间θbl，计算所述球阀在所述工况数据zb的状态下运行的运行概率pb。可选地，所述收集模块，用于对收集到的工况函数Z(t)进行离散化，得到所述v个工况区间的工况数据。可选地，所述计算模块，包括：估计单元，用于对所述v个工况区间的失效数据中的失效数据进行分布估计，得到所述v个工况区间的分布规律f(t:α,β,γ,…)，其中，α是所述v个工况区间的均值，β是所述v个工况区间的方差，γ是所述v个工况区间的标准差；所述第一计算单元，用于根据所述分布规律f(t:α,β,γ,…)，计算出所述工况数据zb的可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)。可选地，所述第一计算单元，包括：确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种球阀可靠度函数求解方法，其特征在于，所述方法包括：/n收集v个工况区间的工况数据和失效数据，v是正整数；所述工况数据包括所述球阀在n个工作参数的状态下运行所形成的数据，n为正整数；所述失效数据包括所述球阀的历史运行数据；/n对所述v个工况区间的工况数据中的第b个工况区间的工况数据z

【技术特征摘要】
1.一种球阀可靠度函数求解方法，其特征在于，所述方法包括：
收集v个工况区间的工况数据和失效数据，v是正整数；所述工况数据包括所述球阀在n个工作参数的状态下运行所形成的数据，n为正整数；所述失效数据包括所述球阀的历史运行数据；
对所述v个工况区间的工况数据中的第b个工况区间的工况数据zb进行分析，计算出所述球阀在所述工况数据zb的状态下运行的运行概率pb，b是不大于v的正整数；
根据所述v个工况区间的失效数据，计算出所述工况数据zb的可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)，αb是所述第b个工况区间的均值，βb是所述第b个工况区间的方差，γb是所述第b个工况区间的标准差；
根据所述第b个工况区间对应的所述运行概率pb和所述可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)，曲线拟合出所述v个工况区间对应的可靠度函数R(t)。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算出所述球阀在所述工况数据zb的状态下运行的运行概率pb，包括：
统计在总运行时间tT内所述第b个工况区间内运行的目标时间tb；
根据所述总运行时间tT和所述目标时间tb，计算出所述球阀在所述工况数据zb的状态下运行的运行概率pb：
pb＝[tb/tT]。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算出所述球阀在所述工况数据zb的状态下运行的运行概率pb，包括：
计算出所述第b个工况区间在初始时刻的初始状态下的初始概率pb(0)；
确定运行状态从所述工况数据zb运行到工况数据zl的转移概率pbl和逗留时间θbl；
根据所述初始概率pb(0)、所述转移概率pbl和所述逗留时间θbl，计算所述球阀在所述工况数据zb的状态下运行的运行概率pb。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述收集v个工况区间的工况数据，包括：
对收集到的工况函数Z(t)进行离散化，得到所述v个工况区间的工况数据。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述v个工况区间的失效数据，计算出所述工况数据zb的可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)，包括：
对所述v个工况区间的失效数据进行分布估计，得到所述v个工况区间的分布规律f(t:α,β,γ,…)，其中，α是所述v个工况区间的均值，β是所述v个工况区间的方差，γ是所述v个工况区间的标准差；
根据所述分布规律f(t:α,β,γ,…)，计算出所述工况数据zb的可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述分布规律f(t:α,β,γ,…)，计算出所述工况数据zb的可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)，包括：
根据所述分布规律f(t:α,β,γ,…)的所述均值α、所述方差β和所述标准差γ，确定所述第b个工况区间的所述均值αb、所述方差βb和所述标准差γb；
根据所述均值αb、所述方差βb和所述标准差γb，计算出所述工况数据zb的可靠度函数形式R(zb,t:αb,βb,γb,…)。


7.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述n个工作参数包括压力P、气体流量Q和温度T中的至少一个工作参数；
所述工况数据包括所述球阀在所述压力P、所述气体流量Q和所述温度T中的至少一个工作参数的状态下运行所形成的数据；
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨喜良，孙云峰，李华，唐森，吴家勇，张小虎，张兴，任小龙，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11