[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

本發明提供一種動態直流干擾下管道腐蝕速率計算方法及裝置。所述方法包括：讀取一個試驗周期內流經試片的電流信號及試片相對參比電極的電位信號，計算直流腐蝕速率；通過傅立葉變換，計算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；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。本發明的測量結果與實際的腐蝕速率基本吻合；與現有技術相比，明顯提高了腐蝕速率的測量速度，可由原來的至少一年減少到24小時。

技術領域

本發明屬于管道腐蝕測量技術領域，具體涉及一種動態直流干擾下管道腐蝕速率計算方法及裝置。

背景技術

隨著我國能源和交通運輸業基礎設施建設的高速發展，油氣管道與各種地鐵之間并行交叉的現象日益普遍，管道受到地鐵動態直流雜散電流干擾作用也日益嚴重。為了明確地鐵動態直流干擾作用對油氣管道腐蝕的影響，同時為油氣管道腐蝕風險評價和控制提供指標和依據，許多管道運營單位開展了基于埋設模擬管道防腐層破損點檢查片，一定周期后(通常至少為一年)取出檢查片，以檢查片的失重計算腐蝕速率，進而得到管道上與檢查片相同面積的裸露點的腐蝕速率。但此種方法耗時長，工程量大，且當檢查片本身面積小時，測量誤差會給腐蝕速率帶來較大的影響。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種動態直流干擾下管道腐蝕速率計算方法及裝置。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案。

第一方面，本發明提供一種動態直流干擾下管道腐蝕速率計算方法，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。

進一步地，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。

進一步地，確定所述頻率范圍的方法包括：

按下式計算總功率P_Z：