Further development of methods for integrity assessment and reliability of pipelines. Final report
Description
The computational methods implemented in the simulation programs PROST and WinLeck were extended, improved, validated and applied within comparative benchmark studies. The results can be summarized to development and implementation of models, probabilistic topics, analysis and assessment of experimental tests and international activities. In the PROST software, technical improvements of structure mechanical assessment methods are one aspect of model extensions, namely the consideration of radially variating stress distributions, from the input up to the fracture mechanical assessment. In addition, investigations on leak rate models and asymptotic behavior of leak situations were a subject. A new feature is the continued wall thinning degradation mechanism. Extensions of the probabilistic capabilities of PROST concern new distribution functions, the distinction between aleatoric and epistemic random variables and correlations between random variables. Data-driven methods for leak frequency estimations were included in PROST. For validation purpose, different experimental tests were examined with the software. The emphasis of these validation activities was on the critical crack length (or critical load) of a cylindrical structure with wall-penetrating crack. These activities enabled a systematic evaluation of the model performance. PROST and WinLeck were applied within international benchmark activities, with the topics leak-before break, leak rates and probabilistic fracture mechanics. Further code comparisons were possible in the framework of a leak frequency pilot study.
Availability note (English)
Available from: https://www.grs.de/sites/default/files/2024-01/GRS-698.pdfAbstract (German)
Die in den Rechenprogrammen PROST und WinLeck implementierten Berechnungsverfahren wurden erweitert, verbessert, validiert und in Vergleichstudien angewendet. Dabei lassen sich die hier beschriebenen Ergebnisse in die Entwicklung und Implementierung von Modellen, in probabilistische Themen, in Versuchsnachrechnungen und deren Bewertung sowie in internationale Aktivitäten zusammenfassen. Hinsichtlich der Modellerweiterung sind technische Verbesserungen der strukturmechanischen Bewertungsmethoden in PROST ein Ansatzpunkt: Die Berücksichtigung von radial variierenden Spannungsverteilungen von der Eingabe bis hin zur bruchmechanischen Bewertung. Ferner wurden Arbeiten zu Leckratenmodellen und Grenzfallbetrachtungen für Leckagesituationen durchgeführt. Neu wurde der Schädigungsmechanismus einer fortschreitenden flächigen Wanddickenschwächung aufgenommen. Erweiterungen des probabilistischen Leistungsportfolios von PROST betrafen neben neuen Verteilungsfunktionen die Möglichkeit der Unterscheidung von aleatorischen und epistemischen Zufallsvariablen sowie die Berücksichtigung von korrelierten Zufallsvariablen. Datengestützte Verfahren zur Berechnung von Leckhäufigkeiten wurden ebenfalls in PROST aufgenommen. Zur Validierung des Programms wurden verschiedene Versuche nachgerechnet. Ein Schwerpunkt der Validierungsarbeiten nahm dabei die Bestimmung der kritischen Risslänge bzw. der kritischen Last einer zylindrischen Geometrie mit wanddurchdringendem Riss ein. Diese Nachrechnungen konnten auch systematisch ausgewertet werden. PROST und WinLeck wurden im Rahmen je einer internationalen Vergleichsstudie zu Leck-vor-Bruch, zu Leckraten und zu probabilistischer Bruchmechanik eingesetzt. Weitere Vergleiche fanden im Rahmen einer Pilotstudie zur Schadenshäufigkeitsbestimmung statt.Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Weiterentwicklung der Methoden zur Integritätsbewertung und Zuverlässigkeit von Rohrleitungen. Abschlussbericht
Identifiers
Publishing Information
- ISBN
- 978-3-949088-89-6
- Imprint Pagination
- 174 p.
- Report number
- GRS--698
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 55078662
- Subject category
- S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS; S36: MATERIALS SCIENCE;
- Resource subtype / Literary indicator
- Numerical Data, Non-conventional Literature
- Descriptors DEI
- ASYMPTOTIC SOLUTIONS; BENCHMARKS; COMPUTER CODES; COMPUTERIZED SIMULATION; CRACK PROPAGATION; CRACKS; CYLINDRICAL CONFIGURATION; EXPERIMENTAL DATA; FRACTURE MECHANICS; GRS; LEAKS; PIPELINES; PROBABILISTIC ESTIMATION; REACTOR COMPONENTS; RELIABILITY; STEAM GENERATOR TUBE RUPTURE; STRESS CORROSION; STRESSES; TEST FACILITIES; VALIDATION
- Descriptors DEC
- ACCIDENTS; CALCULATION METHODS; CHEMICAL REACTIONS; CONFIGURATION; CORROSION; DATA; GERMAN FR ORGANIZATIONS; INFORMATION; MATHEMATICAL SOLUTIONS; MECHANICS; NATIONAL ORGANIZATIONS; NUMERICAL DATA; REACTOR ACCIDENTS; SIMULATION; TESTING
Optional Information
- Contract/Grant/Project number
- Foerderkennzeichen BMUV RS1584
- Funding organization
- Bundesministerium f#Latin Small Letter U With Diaeresis#r Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV), Berlin (Germany)