玻璃钢产品的寿命设计及统计学分析--以高压玻璃钢管道为例

曾鸿鸣 · 发表于 2009-4-5 15:05:59

将压力换算成材料环向应力水平S：
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S --- 极限环向应力水平
P --- 极限渗漏压力
D --- 管外径
d  --- 管内径
t  --- 管壁厚

然后再将时间和环向应力水平分别取对数，得到lgS 和 lgT。见下表：

曾鸿鸣 · 发表于 2009-4-5 15:06:41

原始数据预处理表：
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曾鸿鸣 · 发表于 2009-4-5 15:12:17

然后，使用软件处理数据：
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曾鸿鸣 · 发表于 2009-4-5 17:30:18

一百年寿命的HDB：
（注意数据有何差异？）

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曾鸿鸣 · 发表于 2009-4-5 17:35:26

寿命外推图如下：
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圆点是原始的实测数据；
直的实线是：捏合直线及其外推；
红色的虚线（略为向下弯曲）：95%的置信度下限；
三个十字架分别是10、20、50年的HDB（设计应力基准）

曾鸿鸣 · 发表于 2009-4-5 17:44:36

好，得到了各种寿命下的HDB，就可以进行产品设计了。
那就是该缠绕多厚：
公式如下：
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其中：
T       制品的最小壁厚
d       管最大处的内径
k       设计系数    按标准要求取0.67
S       设计应力基准，也就是HDB啰
P       设计的额定工作压力

曾鸿鸣 · 发表于 2009-4-5 17:50:01

咱们把试验处理结果记下来，后面还要用到。

数据处理结果--------

20年平均环向应力水平：
S=161.09 MPa

环向应力水平S95%(双边)置信度下限：
HDB=148.53 MPa

数据的线性相关性---相关系数：
r=0.963

lgS的标准差：
Sy=0.0619

曾鸿鸣 · 发表于 2009-4-5 17:56:07

现在我们讨论第二个问题：20年内出现渗漏的几率有多大？

第一步：计算几倍西伽马

目前好多电子制品公司在实施6西伽马质量管理（100万分之一的出事几率），
我们算算，我们这种设计方案是几倍西伽马：

解： lgS=lg(161.09)=2.207
      lgS设=lg(k*HDB)=lg(0.67*148.53)=1.9979
      西伽马Sy=0.0169

      n=(lgS- lgS设)/Sy=(2.207-1.9979)/0.0169 = 12.37

答：12西伽马

曾鸿鸣 · 发表于 2009-4-5 17:59:23

第二步：

根据T分布几率函数，
推出单管20年内出现渗漏失效的几率P：
P=4 x 10-9 %

假设管道铺设长度为10Km，
20内有一处出现渗漏的几率P为：
P=4.36 x 10-6 %

曾鸿鸣 · 发表于 2009-4-5 18:02:24

结论：
只要正确安装，正确使用，
管道出现渗漏失效的概率是很小的。

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