[發明專利]一種動態直流干擾下管道腐蝕速率計算方法及裝置

在審

• 申請號: 202110692410.7
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113640206A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 譚瓊亮;吳廣春;李敏鋒;張夢夢;王彥鋒;高亮;王修云;陳玉亮;濮春明
• 申請（專利權）人: 蘇州市軌道交通集團有限公司;安科工程技術研究院（北京）有限公司
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G06F17/14;G06F17/18
• 代理公司: 北京天方智力知識產權代理事務所(普通合伙) 11719
• 代理人: 路遠

1.一種動態直流干擾下管道腐蝕速率計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

讀取一個試驗周期內流經試片的電流及試片相對參比電極的電位信號，計算直流腐蝕速率；

對所述電位信號進行傅立葉變換，在頻域計算所述電位信號的總功率，將總功率占比為r的頻率范圍作為所述電位信號的頻率范圍；

將所述頻率范圍分成多個相鄰的小頻段，獲得每個小頻段對應的腐蝕系數，腐蝕系數為動態直流電流引起的腐蝕量占直流電流引起的腐蝕量的百分比；

將所述直流腐蝕速率分別與每個小頻段的腐蝕系數相乘，得到每個小頻段的腐蝕速率，計算小頻段腐蝕速率的加權均值得到管道腐蝕速率。

2.根據權利要求1所述的動態直流干擾下管道腐蝕速率計算方法，其特征在于，所述直流腐蝕速率的計算方法包括：

根據法拉第定律計算電化學反應速率R：

式中，F為Faraday常數；A為試片面積，單位為平方厘米；I為試片流出電流均值，i_-(k)為等時間間隔采集的試片的第k個流出電流，單位均為安培；K為流出電流的個數；t_-、t₊分別為流出電流時間和流入電流時間，單位均為秒；n是電化學反應中消耗或生成的電子數；

計算理論腐蝕失重：

m＝R×A×M×t

式中，m為理論腐蝕失重，單位為克；M為反應物的摩爾質量，單位為克/摩爾；

計算直流腐蝕速率：

式中，V_d為直流腐蝕速率，單位為毫米/小時；ρ為試片密度，單位為克/立方厘米。

3.根據權利要求1所述的動態直流干擾下管道腐蝕速率計算方法，其特征在于，確定所述頻率范圍的方法包括：

按下式計算總功率P_Z：

式中，f_i為傅立葉變換中的第i個頻率，p_i為與f_i對應的功率密度，0＜f₁＜f₂＜…＜f_N，N為頻率個數；

計算滿足下式的B：

f₁～f_B+1即為所述頻率范圍。

4.根據權利要求1所述的動態直流干擾下管道腐蝕速率計算方法，其特征在于，所述占比r＝90％。

5.根據權利要求1所述的動態直流干擾下管道腐蝕速率計算方法，其特征在于，獲得腐蝕系數的方法包括：

從腐蝕系數-頻率曲線上查找頻率或周期對應的腐蝕系數，所述曲線的橫坐標為頻率或周期，縱坐標為腐蝕系數。

6.一種動態直流干擾下管道腐蝕速率計算裝置，其特征在于，包括：

直流腐蝕速率計算模塊，讀取一個試驗周期內流經試片的電流及試片相對參比電極的電位信號，計算直流腐蝕速率；

傅立葉變換模塊，用于對所述電位信號進行傅立葉變換，在頻域計算所述電位信號的總功率，將總功率占比為r的頻率范圍作為所述電位信號的頻率范圍；

腐蝕系數獲取模塊，用于將所述頻率范圍按照從小到大的順序分成多個小頻段，獲得每個小頻段對應的腐蝕系數，腐蝕系數為動態直流電流引起的腐蝕量占直流電流引起的腐蝕量的百分比；

管道腐蝕速率計算模塊，用于將所述直流腐蝕速率分別與每個小頻段的腐蝕系數相乘，得到每個小頻段的腐蝕速率，計算小頻段腐蝕速率的加權均值得到管道腐蝕速率。