海底管道系统是海洋油气资源运输的主要方式,是海洋能源产业的生命主干线。由于海底管道系统所处的服役环境复杂,受到腐蚀、第三方破坏、自然环境等因素的影响,海底管道容易产生非常危险的裂纹损伤。海底管道裂纹从萌生到扩展涉及的机理比较复杂,有可能是单一因素作用,也有可能是多种因素的耦合作用,海底管道裂纹扩展到一定程度就会引起管道的破坏失效,危害巨大。因此,利用合理的风险评估技术对海底管道系统裂纹损伤进行风险分析具有重要意义。本文针对海底管道系统裂纹损伤风险分析的研究内容主要包括:(1)海底管道系统裂纹损伤事故统计与分析。本文分别统计分析了国内外海底管道事故数据和国内外由裂纹损伤导致的海底管道事故数据。两类事故数据优势互补,经过分析后结合各类裂纹产生机理得出了与海底管道裂纹损伤有密切联系的四类风险因素:腐蚀因素,误操作因素,第三方破坏因素和自然环境因素。(2)海底管道系统裂纹损伤的故障树定性分析与定量分析。在海底管道裂纹损伤失效风险因素的统计基础上,本文应用经典的故障树分析法对海底管道系统裂纹损伤进行了定性分析,并进一步结合专家判断法和模糊集合理论建立了海底管道系统裂纹损伤的故障树定量分析模型。定量分析模型对海底管道系统进行了详细的裂纹损伤风险识别,确定了系统的薄弱环节,求得了基本事件以及顶事件的风险概率水平,并进一步计算了基本事件的概率重要度指标和临界重要度指标,为海底管道裂纹损伤风险预防提供了比较全面有效的依据。(3)基于贝叶斯网络的海底管道系统裂纹损伤风险分析。贝叶斯网络可以根据外部的信息变化计算出更加准确的后验概率,而且贝叶斯网络结构灵活,可以有效地利用网络节点表达出事故情景,并根据工程条件的变化及时更新计算结果。基于以上优点,本文使用故障树映射法将之前的故障树定量模型转化为贝叶斯网络模型,对一般情景下海底管道系统裂纹损伤进行了更加准确、全面的风险分析。最后,本文综合使用贝叶斯网络建模和条件概率推导方法,建立贝叶斯网络模型对海底管道中间管段具体案例,立管及安全区管段具体案例进行了风险分析,取得了较好的风险分析结果,验证了贝叶斯网络模型的适用性和有效性。