[发明专利]一种管道寿命估算方法

权利要求书

1.一种管道寿命估算方法，其特征在于，包括以下步骤：。

S1、确定等待预估管道的参数，包括：管道半径、管壁厚度、管道液体类型、管道液体流速；

S2、使用参数测验装置(100)和管道样本(200)，采集记录并计算管道的腐蚀参数数据集；所述管道样本(200)为弧形板，弧形半径与管道半径相同，其厚度与管壁厚度相同；参数测验装置(100)中采用实验液体与管道液体类型相同；所述腐蚀参数数据集包括：监测时间集T(t₁,t₂,t₃,…,t_n)、腐蚀速度集V(v₁,v₂,v₃,…,v_n)；

S3、确定管壁减薄评估标准：

步骤1：确定下列参数：d_c为评价用计算壁厚，单位为mm，d_am为部件实测壁厚的表征值，单位为mm，FCA为未来计划运行时间内的腐蚀量，单位为mm，按下式确定评价用计算壁厚；

d_c＝d_am-FCA

步骤2：按照设计准则和实际使用条件确定待评估部件的所需最小壁厚d_min﹔

步骤3：确定下列参数：p_C为计算压力，B为圆筒的内直径，[σ]^τ为设计温度下圆筒材料的许用应力，为焊接接头系数，按下式评估准则评估是否达标：

S4、基于实验参数预测管道剩余寿命：

一、预测管道腐蚀速率，具体步骤：

步骤1：采用残差模块对所述腐蚀速度集V(v₁,v₂,v₃,…,v_n)进行特征提取，低层特征转移到高层，保证了s+1层的网络比s层包含更多的特征信息，避免了梯度消失现象的发生，其处理后的腐蚀速度v′_s为：

v′_s＝M_s(v_s-1)+v_s-1

式中：v′_s表示s层的输出，M_s表示非线性变换，对于残差网络，第s层的输出是第s-1层的输出加上第s-1层输出的非线性变换，获得；

步骤2：整理腐蚀参数数据集：监测时间集T(t₁,t₂,t₃,…,t_n)，腐蚀速度集V′(v₁′,v′₂,v₃′,…,v_t′)；

步骤3：构建长短期记忆模块(LSTM)，包括遗忘门f_t、输入门i_t以及输出门o_t，其中输入门i_t为监测时间集T(t₁,t₂,t₃,…,t_n)、输出门o_t为腐蚀速度集V′(v₁′,v′₂,v₃′,…,v_t′)；

①通过遗忘门f_t决定从存储单元中丢弃哪些信息，查看隐藏状态h_t和v_t′，并为存储单元c_t-1中的每个元素输出0到1之间的数字；“1”表示完全保留了该元素的状态，而“0”表示完全去掉该元素的状态；

②通过输入门i_t决定将哪些信息更新到单元状态，它查看h_t和v_t′，并输出0到1之间的数字并将其传输到tanh层，tanh层将创建一个新的存储单元c_t，可以将其添加到新的候选单元中。因此，i_t决定每个元素更新多少；

③在以上两个步骤之后，存储单元c_t由旧状态c_t-1和新的候选单元更新，而旧状态c_t-1通过遗忘门f_t进行选择，候选状态根据输入门i_t进行控制，控制的每个状态值达到最新状态；

④通过输出门o_t与存储单元c_t的乘积运算，预测出管道腐蚀速率v_t′：

v_t′＝o^t·tanh(c_t)

二、确定下列参数：K为安全系数，取值为0.9，g(t)为管道剩余寿命，将上述预测得到的腐蚀速率预测值v_t′、腐蚀管道最小要求壁厚d_min和所有实测壁厚的表征值d_am部件带入下式，求解管道剩余寿命g(t)：