武汉计量站是我国六大石油天然气大流量计量站检定中心之一,在生产规模上,属于第五类天然气站场,一旦发生事故,会对居民安全、经济、社会等带来重大影响。武汉计量站主要的工作是计量气体、检定仪表、校核标准,具有人员操作频繁、管段表面咬痕深且多、管段内压力变化大的特点。而常规天然气站场失效概率计算方法并未考虑这些因素。因此,考虑武汉计量站检定流程的特点,形成武汉计量站检定流程事故失效概率计算方法,对计量站安全运行具有重要的意义。故本文开展了以下几个方面的研究:(1)系统分析了武汉计量站检定流程,归纳了武汉计量站检定流程特点与事故类型。在执行检定工作时,工作人员需频繁扭动阀门、使用工具频繁拆装阀门、不断置换管内气体;这些行为将导致武汉计量站具有人员操作频繁、管段表面咬痕深且多、压力波动大的特点;其中,人员操作频繁会引发人员误操作事故,管段表面咬痕深且多以及压力波动大将导致管段损伤事故。(2)构建了武汉计量站人员误操作贝叶斯网络模型,形成了人员误操作事故失效概率的计算方法。详细分析了武汉计量站检定流程的工作步骤,得到了 82种人员误操作事故的影响因素,通过建立故障树明确了各影响因素之间的逻辑关系;引入映射算法,将故障树转换为贝叶斯网络,定量计算了人员误操作事故失效概率,其值为6.798×104。(3)建立了管段表面损伤与裂纹扩展模型,明确了管段表面咬痕及管内压力波动对管段损伤的影响。管段表面咬痕深将减薄管壁造成韧性破坏、压力波动将产生循环应力导致疲劳破坏,两种破坏均会诱发管段损伤事故。采用ANSYS Workbench软件,分别建立了无损伤管段与有表面损伤管段模型,其中有损伤管段模型中考虑了裂纹的扩展,分析了武汉计量站实际波动压力及常规站场恒定压力条件下管段应力、应变分布情况。结果表明:由于管段咬痕将造成应力集中现象,管段最大等效应力发生位置由管段内壁转移到咬痕边缘处,无损伤与有损伤模型的最大等效应力比随着内外径比的增加而减小;所施加压力使管材发生弹性变形,管段最大应力值相同。(4)形成了武汉计量站管段损伤事故失效概率的计算方法。基于管段咬痕及压力波动对管段损伤事故的影响结果,结合武汉计量站管道尺寸及受力情况,建立了压力波动瞬态情况下的表面损伤模型及裂纹扩展模型,基于疲劳损伤累积理论,将表示管段寿命的循环次数转换为失效概率,实现了管段损伤事故失效概率的定量计算。(5)定量计算了武汉计量站检定流程失效概率。结合武汉计量站管段具体位置,对管段所涉及的事故失效概率进行求和,得到了管段的总失效概率。结合挪威船级社失效概率等级划分标准,得到了各管段的失效概率等级均为二级,存在管段失效的可能性。武汉计量站检定流程失效概率最大的管段是NG-0401-300-10A1-H,概率为6.955×10-4;各因素影响程度为:人员误操作>表面损伤及压力波动>管段腐蚀。