[发明专利]一种涉及极化效应的管道年腐蚀深度确定方法和装置

权利要求书

1.一种涉及极化效应的管道年腐蚀深度确定方法，其特征在于，包括：

根据涉及管道极化效应的接地极电流，获取管道泄漏电流；

获取接地极电流、土壤电阻率、接近距离与管道泄漏电流密度之间的多元非线性拟合系数；

根据接地极流过额定电流下，管道上产生的最大泄漏电流密度，以及接地极在双极运行工况下，不平衡电流在管道上产生的最大泄漏电流密度，获取破损点在接地极运行寿命周期中总的腐蚀量；

根据所述总的腐蚀量，获取直流接地极电流影响下的管道年腐蚀深度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据涉及管道极化效应的接地极电流，获取管道泄漏电流，包括：

对管道进行分段，获取分段后，任意一段管道防腐层和破损处的泄漏电流；

根据所述防腐层和破损处的泄漏电流，计算管道泄漏电流。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取接地距离、土壤电阻率、接地极电流与管道泄漏电流密度之间的多元非线性拟合系数，包括：

管道与接地极中心的距离相对于管道泄漏电流密度的拟合函数形式为f＝ax^b，其中x表示管道与接地极中心的距离，a和b为拟合系数；

土壤电阻率相对于管道泄漏电流密度的拟合函数形式为f＝a+blnx，其中x表示土壤电阻率，a和b为拟合系数；

接地极电流相对于管道泄漏电流密度的拟合函数形式为f＝a+bx，其中x表示接地极电流，a和b为拟合系数；

根据管道与接地极中心的距离、土壤电阻率、接地极电流，分别相对于管道泄漏电流密度的拟合函数形式，获取管道与接地极中心的距离、土壤电阻率、接地极电流与管道泄漏电流密度之间多元非线性拟合关系为

其中，J为管道破损点处最大泄漏电流密度(A/m²)，I为接地极入地电流(A)；d为管道到接地极的距离(km)；ρ_s为土壤电阻率参数(Ω·m)；a₀～a₆为待求拟合系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据接地极流过额定电流下，管道上产生的最大泄漏电流密度，以及接地极在双极运行工况下，不平衡电流在管道上产生的最大泄漏电流密度，获取破损点在接地极运行寿命周期中总的腐蚀量，包括：

设接地极流过额定电流下，管道上产生的最大泄漏电流密度为J_p-N；

接地极在双极运行工况下，不平衡电流在管道上产生的最大泄漏电流密度为J_p-0，根据法拉第电解定律计算出破损点在接地极运行寿命周期中总的腐蚀量为，

m为管道金属在破损点腐蚀的质量(g)；M为被腐蚀金属的摩尔质量(g/mol)；n为金属在发生腐蚀后化合价的变化量(无量纲)；F为法拉第电解常数(F＝96484.56C/mol)；Q为总的泄漏电流电量(C)；s_d为破损点面积(m²)；t₀为直流接地极寿命期内双极对称运行总的持续时间，t₁为直流接地极建设初期单极大地回路运行持续时间；t₂为直流接地极寿命期内单极强迫停运和计划停运的持续时间；t₀、t₁、t₂单位为年；T₀为一年对应的秒数即(T₀＝3.1536×10⁷)。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述总的腐蚀量，获取直流接地极电流影响下的管道年腐蚀深度，包括：

根据管道破损点处的总腐蚀量，求出管道的年腐蚀深度，公式为，

m为管道金属在破损点腐蚀的质量(g)；ρ_metal为金属的密度(g/m³)；s_d为破损点面积(m²)；T为寿命期总年数。