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    埋地管道交流雜散電流干擾腐蝕的確定方法、系統、設備技術方案

    技術編號:36700710 閱讀:66 留言:0更新日期:2023-03-01 09:16
    本發明專利技術屬于石油、天然氣埋地管道技術領域,具體涉及一種埋地管道交流雜散電流干擾腐蝕的確定方法、系統、設備,旨在解決現有技術無法有效確定埋地管道在交流干擾作用下的腐蝕程度和腐蝕速率的問題。本申請提供一種埋地管道交流雜散電流干擾腐蝕的確定方法,通過獲取埋地管道交流雜散電流和埋地管道陰極保護直流電流共同作用下,獲取管道電位隨時間的變化并計算引起埋地管道腐蝕的電流隨時間的變化,根據引起埋地管道腐蝕的電流隨時間的變化獲取埋地管道的單位時間腐蝕速率,并預測埋地管道的年腐蝕速率。本發明專利技術能夠確定在埋地管道交流雜散電流干擾作用下的腐蝕速率,進而預測埋地管道的壽命,方便埋地管道的管理與維護。方便埋地管道的管理與維護。方便埋地管道的管理與維護。

    【技術實現步驟摘要】
    埋地管道交流雜散電流干擾腐蝕的確定方法、系統、設備


    [0001]本專利技術屬于石油、天然氣埋地管道
    ,具體涉及一種埋地管道交流雜散電流干擾腐蝕的確定方法、系統、設備。

    技術介紹

    [0002]隨著國民經濟的發展,對能源和交通的需求日益增加,交流輸電線路、交流電氣化鐵路和管道建設里程與日俱增,交流干擾源對埋地管道的干擾日益突出。管道在交流輸電線路、交流電氣化鐵路等交流干擾源長期干擾情況下,容易發生交流腐蝕,威脅管道的運行安全。
    [0003]目前國、內外相關的交流干擾標準,如《埋地鋼質管道直流干擾防護技術標準》(GB 50991
    ?
    2014)、《Evaluation of a.c.corrosion likelihood of buried pipelines applicable to cathodically protected pipelines》(EN 15280
    ?
    2013)、《Corrosion of metals and alloys
    ?
    Determination of AC corrosion
    ?
    Protection criteria》(ISO 18086
    ?
    2019),采用的是交流電流密度法,但目前國內外缺少預測交流腐蝕速率的計算方法,這會造成如下的結果:在進行管道交流干擾防護措施設計時,有可能會造成緩解措施量過剩或不足;管道運營階段雖然會進行干擾電壓和電流的日常測試工作,但不能直觀反應管道在交流干擾作用下的腐蝕程度和腐蝕速率,繼而不能預測管道的壽命,不利于管道的管理和維護。
    [0004]本專利技術考慮管道在外部交流雜散電流和管道陰極保護直流電流共同作用下,管道的電位變化,即可計算實際引起管道腐蝕的電流即腐蝕電流,繼而求解管道在外部交流雜散電流和管道陰極保護直流電流共同作用下的腐蝕速率。

    技術實現思路

    [0005]為了解決現有技術中的上述問題,即為了解決現有技術無法有效確定埋地管道在交流干擾作用下的腐蝕程度和腐蝕速率的問題,本專利技術第一方面,提出了一種埋地管道交流雜散電流干擾腐蝕的確定方法。
    [0006]該方法包括以下步驟:
    [0007]步驟S100,獲取在埋地管道交流雜散電流和埋地管道陰極保護直流電流共同作用下,埋地管道電位隨時間的變化值并構建埋地管道電位變化曲線;
    [0008]步驟S200,基于所述埋地管道電位變化曲線上的變化值,計算引起埋地管道腐蝕的腐蝕電流隨時間的變化值并構建埋地管道腐蝕電流曲線;
    [0009]步驟S300,根據所述埋地管道腐蝕電流曲線上的變化值,獲取腐蝕電流的電流密度,基于所述腐蝕電流的電流密度和單位時間內埋地管道的腐蝕深度計算埋地管道的單位時間腐蝕速率;
    [0010]步驟S400,基于所述埋地管道的單位時間腐蝕速率預測埋地管道的年腐蝕速率。
    [0011]在一些優選的實施方式中,步驟S100獲取“交流雜散電流和陰極保護直流電流共
    同作用下,管道電位隨時間的變化值”的具體方法為:
    [0012]步驟A110,基于預設的第一計算方法獲取埋地管道交流雜散電流引起的交流電位;
    [0013]步驟A120,獲取埋地管道交流雜散電流引起的交流電位和埋地管道陰極保護直流電位的疊加電位,即獲取的是在埋地管道交流雜散電流和埋地管道陰極保護直流電流共同作用下,管道電位隨時間的變化值。
    [0014]在一些優選的實施方式中,所述第一計算方法為交流電電位的峰值計算方法或交流電電位的有效值計算方法。
    [0015]在一些優選的實施方式中,所述步驟S200“基于所述埋地管道電位變化曲線上的變化值,計算引起埋地管道腐蝕的電流隨時間的變化值”的具體方法為:
    [0016]步驟A210,基于埋地管道涂層漏點的等效直徑,計算涂層漏點處裸露鋼表面相對于遠方大地的電阻和涂層漏點處裸露鋼表面的表面積;
    [0017]步驟A220,根據所述涂層漏點處裸露鋼表面相對于遠方大地的電阻和所述涂層漏點處裸露鋼表面的表面積,獲取埋地管道電位正向偏移引起電流從涂層漏點處裸露鋼表面流向土壤而發生腐蝕的電流的電流密度。
    [0018]在一些優選的實施方式中,所述步驟S300“基于所述腐蝕電流的電流密度和單位時間內埋地管道的腐蝕深度計算埋地管道的單位時間腐蝕速率”的具體方法為:
    [0019]步驟A310,計算單位時間內埋地管道的腐蝕深度,即埋地管道在交流雜散電流和陰極保護直流電流共同作用下,1s內的腐蝕深度;
    [0020]步驟A320,基于所述單位時間內埋地管道的腐蝕深度和所述電流密度,計算交流電正弦波一個周期內,埋地管道電位正向偏移引起電流從漏點處裸露鋼表面流向土壤而發生腐蝕的腐蝕深度;
    [0021]步驟A330,根據所述埋地管道電位正向偏移引起電流從漏點處裸露鋼表面流向土壤而發生腐蝕的腐蝕深度,計算埋地管道在單位時間內的腐蝕速率。
    [0022]在一些優選的實施方式中,所述步驟S300“基于所述腐蝕電流的電流密度和單位時間內埋地管道的腐蝕深度計算埋地管道的單位時間腐蝕速率”的具體方法為:
    [0023][0024][0025]其中,v
    corr(1s)
    為1秒鐘f個周波內,埋地管道電位發生電位正向偏移的累計腐蝕速率;f為交流電的實際頻率;t1為1個周期內埋地管道電位發生電位正向偏移的開始時間,t2為1個周期內埋地管道電位發生電位正向偏移的結束時間;為埋地管道電位發生電位正向偏移的t1至t2時間段內的腐蝕深度,V
    shift(t)
    為t1至t1的T

    時間段內埋地管道電位正
    向偏移;ρ
    soil
    為漏點處裸露鋼表面附近土壤的土壤電阻率;t
    corr(1s)
    為1s的時間內,1A/m2的恒定電流流出涂層漏點時,管道的腐蝕深度;i
    corr(t)
    為埋地管道電位正向偏移引起電流從漏點處裸露鋼表面流向土壤而發生腐蝕的電流的電流密度;M為鋼鐵的原子量;n為電子轉移數量;F為法拉第常數;ρ
    Fe
    為鋼鐵的密度,d為涂層漏點的等效直徑。可以理解的是,f優選為50,即1秒鐘50個周波是基于交流電頻率為50Hz確定,當交流電頻率為其他數值時,如16.67Hz、25Hz、60Hz等,則計算時公式中的頻率50替換為交流電的實際頻率。
    [0026]在一些優選的實施方式中,所述步驟S400“基于所述管道的單位時間腐蝕速率計算管道的年腐蝕速率”的具體方法為:
    [0027]v
    corr(1year)
    =365
    ·
    24
    ·
    60
    ·
    60
    ·
    v
    corr(1s)
    [0028]其中:v
    corr(1year)
    為埋地管道電位發生電位正向偏移的年腐蝕速率;f為交流電的實際頻率。
    [0029]在一些優本文檔來自技高網
    ...

    【技術保護點】

    【技術特征摘要】
    1.一種埋地管道交流雜散電流干擾腐蝕的確定方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:步驟S100,獲取在埋地管道交流雜散電流和埋地管道陰極保護直流電流共同作用下,埋地管道電位隨時間的變化值并構建埋地管道電位變化曲線;步驟S200,基于所述埋地管道電位變化曲線上的變化值,計算引起埋地管道腐蝕的腐蝕電流隨時間的變化值并構建埋地管道腐蝕電流曲線;步驟S300,根據所述埋地管道腐蝕電流曲線上的變化值,獲取腐蝕電流的電流密度,基于所述腐蝕電流的電流密度和單位時間內埋地管道的腐蝕深度計算埋地管道的單位時間腐蝕速率;步驟S400,基于所述埋地管道的單位時間腐蝕速率預測埋地管道的年腐蝕速率。2.根據權利要求1所述的埋地管道交流雜散電流干擾腐蝕的確定方法,其特征在于,步驟S100獲取“交流雜散電流和陰極保護直流電流共同作用下,管道電位隨時間的變化值”的具體方法為:步驟A110,基于預設的第一計算方法獲取埋地管道交流雜散電流引起的交流電位;步驟A120,獲取埋地管道交流雜散電流引起的交流電位和埋地管道陰極保護直流電位的疊加電位。3.根據權利要求2所述的埋地管道交流雜散電流干擾腐蝕的確定方法,其特征在于,所述步驟S200“基于所述埋地管道電位變化曲線上的變化值,計算引起埋地管道腐蝕的電流隨時間的變化值”的具體方法為:步驟A210,基于埋地管道涂層漏點的等效直徑,計算涂層漏點處裸露鋼表面相對于遠方大地的電阻和涂層漏點處裸露鋼表面的表面積;步驟A220,根據所述涂層漏點處裸露鋼表面相對于遠方大地的電阻和所述涂層漏點處裸露鋼表面的表面積,獲取埋地管道電位正向偏移引起電流從涂層漏點處裸露鋼表面流向土壤而發生腐蝕的腐蝕電流的電流密度。4.根據權利要求3所述的埋地管道交流雜散電流干擾腐蝕的確定方法,其特征在于,所述步驟S300“基于所述腐蝕電流的電流密度和單位時間內埋地管道的腐蝕深度計算埋地管道的單位時間腐蝕速率”的具體方法為:的具體方法為:其中,v
    corr(1s)
    為1秒鐘f個周波內,埋地管道電位發生電位正向偏移的累計腐蝕速率,f為交流電的實際頻率;t1為1個周期內埋地管道電位發生電位正向偏移的開始時間,t2為1個周期內埋地管道電位發生電位正向偏移的結束時間;為埋地管道電位發生電位正
    向偏移的t1至t2時間段內的腐蝕深度,V
    shift(t)
    為t1至t1的T

    時間段內埋地管道電位正向偏移;ρ
    soil
    為漏點處裸露鋼表面附近土壤的土壤電阻率;t
    corr(1s)
    為1s的時間內,1A/m2的恒定電流流出涂層漏點時,管道的腐蝕深度;i
    corr(t)
    為埋地管道電位正向偏移引起電流從漏點處裸露鋼表面流向土壤而發生腐蝕的電流...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:李建軍劉佳詹勝文付平平耿萬鵬范琦幸卓筠
    申請(專利權)人:中國石油天然氣集團有限公司中國石油天然氣管道工程有限公司
    類型:發明
    國別省市:

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