[發(fā)明專利]一種受地鐵雜散電流腐蝕影響的埋地管線剩余壽命預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110726421.2
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113609640B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王承濤;李威;王禹橋;楊雪峰;許少毅;范孟豹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/14;G06F119/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

本發(fā)明公開了一種受地鐵雜散電流腐蝕影響的埋地管線剩余壽命預(yù)測方法，適用于地鐵維護使用。包其括雜散電流干擾分布計算模塊、坐標轉(zhuǎn)換模塊、缺陷極限尺寸計算模塊和累計腐蝕深度實驗及分布計算模塊；通過充分模擬雜散電流腐蝕作用變化特點并結(jié)合電化學(xué)實驗結(jié)果，能夠通過計算沿管線縱向方向不同位置的腐蝕缺陷深度預(yù)測在當前腐蝕環(huán)境下的管線剩余壽命，對于準確評估和預(yù)測管線使用狀態(tài)、正確確定管線維護策略、保證地鐵線路旁長輸管線的安全服役具有重要的工程意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種埋地管線剩余壽命預(yù)測方法，尤其適用于一種受地鐵雜散電流腐蝕影響的埋地管線剩余壽命預(yù)測方法。

背景技術(shù)

在天然氣、石油和城市燃氣等高危可燃介質(zhì)輸送管線靠近或跨越地鐵線路時，會受到泄漏雜散電流的電化學(xué)腐蝕影響。這一類電化學(xué)腐蝕會導(dǎo)致管壁減薄，甚至穿孔，極大地威脅此類埋地金屬管線的運行壽命。由于天然氣、石油和城市燃氣埋地管線在泄漏時極易引起爆炸、爆燃事故，尤其是對于人口密集的城市區(qū)域而言，此類事故所造成的因此有效的針對地鐵雜散電流干擾范圍內(nèi)的石油管線進行剩余壽命預(yù)測，對于提高天然氣、石油和城市燃氣管線的安全運行具有極大的工程實際意義。

受腐蝕管線的剩余壽命預(yù)測具有重要的工程意義，為及時維修替換受損管線提供了重要參考信息，能夠有效降低管線泄漏事故風(fēng)險，提高油氣管網(wǎng)系統(tǒng)的運輸可靠性。現(xiàn)有內(nèi)檢測技術(shù)只能獲取當前狀態(tài)下的管線壁厚信息，難以對壁厚減薄的未來發(fā)展趨勢進行精準預(yù)測，因而亟需一種受地鐵雜散電流腐蝕影響的埋地管線剩余壽命預(yù)測方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種受地鐵雜散電流腐蝕影響的埋地管線剩余壽命預(yù)測方法，能夠結(jié)合具體環(huán)境下的腐蝕過程，有效確定性地預(yù)測埋地管線在受雜散電流腐蝕作用下的剩余服役時間，

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種受地鐵雜散電流腐蝕影響的埋地管線剩余壽命預(yù)測方法，利用預(yù)測系統(tǒng)進行埋地管線剩余壽命預(yù)測，所述的預(yù)測系統(tǒng)包括雜散電流干擾分布計算模塊、坐標轉(zhuǎn)換模塊、缺陷極限尺寸計算模塊和累計腐蝕深度實驗及分布計算模塊，其中：

雜散電流干擾分布計算模塊：用以計算在地鐵機車牽引電流和位置不斷變化下的動態(tài)干擾，對牽引電流曲線進行離散化處理以近似計算單位腐蝕時間Δt下對埋地管的腐蝕深度；用于獲得埋地管線在單位腐蝕時間Δt內(nèi)恒定雜散電流流入所造成的電位偏移分布和因雜散電流所造成土壤電位的偏移；

坐標轉(zhuǎn)換模塊：當?shù)罔F隧道與埋地管線互相不為平行關(guān)系時，用以將隧道沿長度方向上的離散坐標轉(zhuǎn)換至埋地管線沿長度方向上的離散坐標；

缺陷極限尺寸計算模塊：通過管線內(nèi)壓、管線直徑、管線壁厚、體積擴張系數(shù)、管線流動壓力、管線的屈服極限和強度極限計算埋地管線極限壁厚H_l；

累計腐蝕深度實驗及分布計算模塊：用以計算雜散電流作用下累計腐蝕缺陷深度在埋地管線上的分布，在△t離散時間內(nèi)考慮自然腐蝕作用與雜散電流腐蝕作用的累積腐蝕深度H_d為累積腐蝕缺陷在管線上分布的最小值通過比對管線極限壁厚H_l即可預(yù)測的管線剩余壽命。

首先利用雜散電流干擾分布計算模塊計算在地鐵機車牽引電流和位置不斷變化下的動態(tài)干擾，對牽引電流曲線進行離散化處理以近似計算單位腐蝕時間Δt下對埋地管的腐蝕深度，從而獲得埋地管線在單位腐蝕時間Δt內(nèi)恒定雜散電流流入所造成的電位偏移分布和因雜散電流所造成土壤電位的偏移；然后利用坐標轉(zhuǎn)換模塊將隧道沿長度方向上的離散坐標轉(zhuǎn)換至埋地管線沿長度方向上的離散坐標；通過缺陷極限尺寸計算模塊計算埋地管線的極限壁厚；最后利用累計腐蝕深度實驗及分布計算模塊計算雜散電流動態(tài)干擾下累計腐蝕缺陷深度在埋地管線上的分布，在離散時間△t內(nèi)考慮自然腐蝕作用與雜散電流腐蝕作用的累積腐蝕深度H_d為累積腐蝕缺陷在管線上分布的最小值通過比對當前檢測到的腐蝕深度即可預(yù)測的管線剩余壽命。