[發明專利]基于序列趨勢分析的石化腐蝕相似案例判別方法

在審

• 申請號: 201310620411.6
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN104679762A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 劉學軍;劉瑞琴;李斌;張軍強;徐新艷;陸淑娟
• 申請（專利權）人: 劉學軍
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于石化設備安全評估技術領域，具體涉及石化設備腐蝕案例分析及腐蝕速率趨勢分析。

背景技術

腐蝕廣泛存在于石油、化工、冶金、輕工等工業部門。有資料顯示，因腐蝕造成的損失約占國民生產總值的1%~4%，腐蝕給人類造成的危害和損失甚至超過風災、火災、水災和地震等自然災害的總和。特別是石油煉制和化學工業，其裝置不僅要承受溫度和壓力的作用，還要在腐蝕介質條件下運行，所以腐蝕狀況尤為嚴重，由腐蝕造成的損失也非常大。據統計，石化設備的失效中，大約40%的失效是由腐蝕原因引起的。因腐蝕而造成的設備跑冒滴漏，不僅影響了生產裝置的生產周期，增加了生產成本，而且，還會因有毒物質的泄漏而污染環境，危害人類健康。

建立石化設備、管道腐蝕失效案例庫可以為企業間搭建信息共享機制，防止同類腐蝕失效在不同企業間重復發生，最大限度地減少腐蝕造成的損失，同時也為設備典型損傷分級方法的研究提供了案例支撐，而且案例庫的長期運行還可以為我國石化設備從設計到制造再到使用等相關環節提出相應的優化、改進建議，從根本上提高石化設備的安全性水平。目前，中石化、中石油、中海油等各大石化企業都已開始建立腐蝕失效案例庫。

如何從腐蝕失效案例庫發掘到具有相似腐蝕規律的案例是一個難題。這是因為影響腐蝕因素眾多：有操作工藝條件，如操作溫度、PH值及它們的波動范圍；有介質特性，如硫值、鹽含量和酸值；有設備、管道結構因素，如彎頭、變徑；以及是否有沖蝕現象等。如果采用的分析因素較少，得到的案例的腐蝕規律相差較大，借鑒意義不大；如果采用的分析因素較多，會遺漏掉一些有意義的相似案例，很多情況下，可能找不到相似案例。由于腐蝕機理復雜，影響因素眾多，往往又因環境條件不同而各有差異，因此，如何有效地發掘具有相似腐蝕規律的案例是一個難題，但又是一個非常有意義的問題，具有重要實用價值。因此，本發明提出了一種基于序列趨勢分析的腐蝕相似案例判別方法，可以有效地發現具有相似腐蝕規律的腐蝕案例。

發明內容

為解決因腐蝕機理復雜、影響因素眾多而造成的挖掘相似腐蝕案例困難，提出了一種基于序列趨勢分析的腐蝕相似案例判別方法，利用趨勢特征能更好地對腐蝕速率時間序列的形態有一個準確的描述，更有利于反映腐蝕規律的相似性，能較準確地進行腐蝕案例相似性度量，在此基礎上，再利用傳統的少量重要腐蝕影響因素做進一步篩選，可以有效地發現具有相似腐蝕規律的腐蝕案例。本發明提出方法的過程如下：1）建立各腐蝕案例的腐蝕速率時間序列曲線；2）采用序列趨勢分析方法得到各案例腐蝕速率趨勢特征值；3）根據腐蝕速率趨勢特征值對相似腐蝕規律案例進行初選；4）根據少量重要腐蝕速率影響因素進一步篩選相似腐蝕規律案例。

（1）建立各腐蝕案例的腐蝕速率時間序列曲線

目前，各石化企業都已經采取了包括在線監測、定點測厚等腐蝕監測技術，積累了大量腐蝕歷史數據，為建立腐蝕案例的腐蝕速率時間序列曲線提供了現實基礎。利用案例庫中每個案例的歷史腐蝕數據，為其建立腐蝕速率時間序列曲線。

（2）采用序列趨勢分析方法得到各案例的腐蝕速率趨勢特征值

首先利用時間序列曲線上極值點作為時間序列分段的自然分割點，通過比較當前點與其兩側相鄰點的大小變化判斷該點是否為自然分割點，提取該分割轉折點（重要點）位置，同時將相鄰重要點間各點的趨勢值的平均值作為重要點分段的趨勢值。然后，在各重要點分段內以步長為l(l小于整條序列所有重要點分段的最小長度)進行更小尺度的分段，接著以最小化兩個目標函數????????????????????????????????????????????????和為目的（表示整個時間序列的趨勢值和各分段趨勢值之間的誤差，則表示分段趨勢與整體趨勢的不一致程度），通過判斷小尺度與重要點分段的比率進行相鄰小尺度分段的融合，并記錄最終融合的總分段數r,以達到重要點和分段線性相結合的自底向上的線性逼近，從而使提取的趨勢特征有較高的準確度。

（3）根據腐蝕速率趨勢特征值對相似腐蝕規律案例進行初選

將檢索案例同案例庫中各個案例的腐蝕速率趨勢特征值進行對比，找出不匹配趨勢特征段數m，若m/r低于給定的閾值，則判定該兩個腐蝕案例是相似的。其中，r為兩個腐蝕案例腐蝕速率序列分段數的最小值。

（4）根據腐蝕速率影響因素進一步篩選相似腐蝕規律案例