[发明专利]应力条件下油气管道用高强钢直流杂散电流腐蚀评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应力条件下油气管道用高强钢直流杂散电流腐蚀评价方法，属于油气管道检测与评价领域。

背景技术

管道运输由于具有高效率、低成本、占地少、连续性强，并且不易受运输周围环境的影响等优势，在能源供应、石油化工和居民生活系统中的应用越来越广，并已成为油气运输的首选方案，被称为国家的“生命线”。近年来，为了提高输送效益、降低能耗，长距离管线输送正向大口径、高压力方向发展，这使得高强管线钢广泛的应用于长距离油气输送管道。高强钢管线运行过程中由于输送压力、土壤压力、残余应力等因素的存在不可避免的受到应力的作用，同时直流牵引系统、高压超高压输电系统、阴极保护系统等常与管线并行或交叉敷设导致管中直流杂散电流产生。此外，管线所穿过的土壤环境本身也具有腐蚀性，因此，多因素影响下的腐蚀问题严重威胁着埋地高强钢管线的安全运行。

目前，现有技术中还没有专门针对应力条件下高强钢油气管线直流杂散电流腐蚀的评价标准和方法，现有标准和评价方法如《GB/T 19285-2003埋地钢质管道腐蚀防护工程检验》、《SY/T 0087.1-2006钢质管道及储罐腐蚀评价标准埋地钢质管道外腐蚀直接评价》等仅对土壤腐蚀性、杂散电流干扰检测结果进行单一评价，未进行综合评价，无法对管线应力状况进行评价，未针对X70、X80、X100等高强钢管线，无法得到直流杂散电流密度，不能对腐蚀速率进行预测及对腐蚀程度，评价结果不够科学合理。因此，建立应力条件下油气管道用高强钢直流杂散电流腐蚀评价方法已十分必要。

发明内容

为了克服现有的评价方法未考虑在役管线应力影响，不能对直流杂散电流密度进行计算和评价，不能预测腐蚀速率，评价结果不科学等缺陷，本发明通过管线的基本信息、管线故障与维修信息、评价结果对管线进行整体管理；利用多元线性回归获得应力条件下高强钢油气管道直流杂散电流腐蚀速率与各种环境因素(土壤电导率、pH值、直流杂散电流密度、应力水平)之间的数学关系，通过该关系预测高强钢的腐蚀速率并对腐蚀速率危害性进行评价；通过计算在役管线所受应力水平结合评价指标对管线应力状况进行评价；通过检测获得的土壤电 导率和pH值并结合评价指标对土壤腐蚀性进行评价；通过调查杂散电流干扰源、检测管地电位偏移量或土壤表面电位梯度、计算直流杂散电流密度进行杂散电流干扰评价并对管线阴极保护和排流作出指导。腐蚀速率预测及评价部分是该评价方法的核心，应力状况评价、土壤腐蚀性评价、杂散电流干扰评价是该评价方法的基础，杂散电流密度、应力水平的计算以及土壤电导率的检测是该评价方法的关键点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种应力条件下油气管道用高强钢直流杂散电流腐蚀评价方法，该方法的实施步骤如下，

S1管线信息管理

管线信息包括管线基本信息、管线故障与维修信息、管线评价结果三部分。基本信息管理可对管道的基本信息、故障与维修记录进行录入、修改以及删除操作还可以输出管线的最终评价结果。

管线基本信息包括管段名称、管段编号、使用单位、所属单位、检测单位、运行压力、管道埋深、管道外径、管道壁厚、管道材质、管材密度、管材电导率、防腐层状况、阴极保护状况。通过基本信息管理可对管线整体状况进行宏观认识，可对进一步的评价做好准备。

故障与维修信息包括检测时间、故障点的位置、故障原因、维修时间、维修单位、维修措施。通过该信息了解管线故障与维修的状况，并对将来可能发生故障的位置和危险程度进行初步预测。

管线评价结果包括多因素腐蚀速率评价结果、单因素评价结果、综合评价结果。通过评价结果对管线剩余寿命进行初步预测。

S2应力状况评价

埋地高强钢管线所受应力可以抽象或分解为三向应力即径向、轴向、轴向，三向应力状态的三个主应力中，周向应力最大，径向应力最小，轴向应力介于二者之间。周向应力同轴向应力的比值最小为2，在管子内壁其比值永远大于2。为便于计算，本部分评价采用最大的周向应力作为埋地管线所受的主应力并进行危害性评价。

埋地高强钢油气管道的直管段轴向应力可按下式计算：

σ_α＝Eα(t₁-t₂)+μσ_k (1)