[發明專利]一種涉及極化效應的管道年腐蝕深度確定方法和裝置

在審

• 申請號: 202110691823.3
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113495053A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 曹方圓;白鋒;趙錄興;何堃;何寧輝;沙偉燕;黃流建
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網寧夏電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N17/02
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

1.一種涉及極化效應的管道年腐蝕深度確定方法，其特征在于，包括：

根據涉及管道極化效應的接地極電流，獲取管道泄漏電流；

獲取接地極電流、土壤電阻率、接近距離與管道泄漏電流密度之間的多元非線性擬合系數；

根據接地極流過額定電流下，管道上產生的最大泄漏電流密度，以及接地極在雙極運行工況下，不平衡電流在管道上產生的最大泄漏電流密度，獲取破損點在接地極運行壽命周期中總的腐蝕量；

根據所述總的腐蝕量，獲取直流接地極電流影響下的管道年腐蝕深度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據涉及管道極化效應的接地極電流，獲取管道泄漏電流，包括：

對管道進行分段，獲取分段后，任意一段管道防腐層和破損處的泄漏電流；

根據所述防腐層和破損處的泄漏電流，計算管道泄漏電流。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，獲取接地距離、土壤電阻率、接地極電流與管道泄漏電流密度之間的多元非線性擬合系數，包括：

管道與接地極中心的距離相對于管道泄漏電流密度的擬合函數形式為f＝ax^b，其中x表示管道與接地極中心的距離，a和b為擬合系數；

土壤電阻率相對于管道泄漏電流密度的擬合函數形式為f＝a+blnx，其中x表示土壤電阻率，a和b為擬合系數；

接地極電流相對于管道泄漏電流密度的擬合函數形式為f＝a+bx，其中x表示接地極電流，a和b為擬合系數；

根據管道與接地極中心的距離、土壤電阻率、接地極電流，分別相對于管道泄漏電流密度的擬合函數形式，獲取管道與接地極中心的距離、土壤電阻率、接地極電流與管道泄漏電流密度之間多元非線性擬合關系為

其中，J為管道破損點處最大泄漏電流密度(A/m²)，I為接地極入地電流(A)；d為管道到接地極的距離(km)；ρ_s為土壤電阻率參數(Ω·m)；a₀～a₆為待求擬合系數。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據接地極流過額定電流下，管道上產生的最大泄漏電流密度，以及接地極在雙極運行工況下，不平衡電流在管道上產生的最大泄漏電流密度，獲取破損點在接地極運行壽命周期中總的腐蝕量，包括：

設接地極流過額定電流下，管道上產生的最大泄漏電流密度為J_p-N；

接地極在雙極運行工況下，不平衡電流在管道上產生的最大泄漏電流密度為J_p-0，根據法拉第電解定律計算出破損點在接地極運行壽命周期中總的腐蝕量為，

m為管道金屬在破損點腐蝕的質量(g)；M為被腐蝕金屬的摩爾質量(g/mol)；n為金屬在發生腐蝕后化合價的變化量(無量綱)；F為法拉第電解常數(F＝96484.56C/mol)；Q為總的泄漏電流電量(C)；s_d為破損點面積(m²)；t₀為直流接地極壽命期內雙極對稱運行總的持續時間，t₁為直流接地極建設初期單極大地回路運行持續時間；t₂為直流接地極壽命期內單極強迫停運和計劃停運的持續時間；t₀、t₁、t₂單位為年；T₀為一年對應的秒數即(T₀＝3.1536×10⁷)。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述總的腐蝕量，獲取直流接地極電流影響下的管道年腐蝕深度，包括：

根據管道破損點處的總腐蝕量，求出管道的年腐蝕深度，公式為，

m為管道金屬在破損點腐蝕的質量(g)；ρ_metal為金屬的密度(g/m³)；s_d為破損點面積(m²)；T為壽命期總年數。