[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

说明书

本发明公开了一种涉及极化效应的管道年腐蚀深度确定方法，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。解决现有技术不考虑直流接地极电流在邻近埋地金属管道上产生的泄漏电流分布，导致管道年腐蚀深度计算不准确的问题。

技术领域

本申请涉及土壤中直流接地极对埋地金属管道泄漏电流计算领域，具体涉及一种涉及极化效应的管道年腐蚀深度确定方法，以及一种涉及极化效应的管道年腐蚀深度确定装置。

背景技术

直流输电系统单极大地回路运行时，会有数千安电流经大地返回，对附近的埋地金属管道可能造成腐蚀影响，如图3所示。管道年腐蚀深度是衡量管道所受外界干扰强弱程度的重要指标，在直流输电工程和埋地金属管道系统投运之后，可通过在土壤中埋设试片来测量管道的年腐蚀深度；在直流输电工程或埋地金属管道系统投运之前，主要通过仿真计算来评估管道的年腐蚀深度。

埋地金属管道在有电流通过金属泄漏时会出现金属电极电位偏离平衡电极电位的“电极极化”现象。高压直流接地极与埋地金属管道邻近时，这种极化效应引起的电位差在某些情况下与限值可比，这导致利用不考虑极化效应的理论模型和计算方法得到的预测结果对管道腐蚀影响评估不准确。因此，需要采用计及电极极化效应的高压直流接地极对埋地金属管道影响的理论模型和相应的计算方法，获得高压直流接地极在埋地金属管道上产生的泄漏电流分布，以对接地极电流对埋地金属管道年腐蚀影响进行恰当的评估。

直流输电工程接地极有独特的电流特性：1)电流幅值变化巨大。当直流输电系统单极大地回路运行时，接地极的入地电流能达到数千安；当直流系统处于双极运行时，接地极流过的不平衡电流不足额定电流的1％，且电流方向不固定；2)大电流持续时间短，小电流持续时间长。基于对周围环境影响的考虑，直流工程的运行调度也已明确规定不允许长时间的单极大地回路运行(单极故障后需在2～3小时内转为其他运行方式)，单极大地回路运行的概率和运行时间大大减少。所以，使用额定入地电流作为分析评估的计算条件，显然不符合工程实际，也不利于工程的设计和建设。为更贴合实际的评估高压直流接地极对埋地油气管道的腐蚀影响，需要提出一个兼顾高压直流接地极不同运行工况电流特性的等效电流。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供一种涉及极化效应的管道年腐蚀深度确定方法，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。

优选的，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。

优选的，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；