一种新型的埋地钢管腐蚀速率的获取方法

摘要

本发明公开了一种新型的埋地钢管腐蚀速率的获取方法，包括：步骤一、建立土壤腐蚀速率的基础模型，以所述土壤腐蚀速率作为埋地钢管基础腐蚀速率；步骤二、根据交流架空输电线路与埋地钢管的相交夹角，确定交流架空输电线路影响修正因子；步骤三、根据所述钢管基础腐蚀速率以及所述交流架空输电线路影响修正因子，获取所述埋地钢管腐蚀速率。实施本发明，可以更准确得到实际工程中管道的腐蚀状况。

说明书

技术领域

本发明涉及输配电和管道防腐技术领域，尤其涉及一种新型的埋地钢管腐蚀速率的获取方法。

背景技术

由于城市土地面积十分有限，地下管道与输变电设施存在交叉跨越的情况非常严重。高压输电线路与燃气管道临近或交叉跨越的情况十分严重，按照国标GB50028-2006《城镇燃气设计规范》规定，城市燃气管道与高压输电线路或杆塔接地极的间隔距离大多数不满足要求，而相关标准并未给出补救措施及处理方法。为杜绝距离不满足国标要求所带来的一系列燃爆安全隐患及事故纠纷，亟需对燃气管道与输变电设施间相互影响机理、腐蚀评估技术及预防措施等方面展开深入研究，故需要一套有关输电线路对埋地钢管腐蚀影响的实用的计算方法。

国际上在50年代初开始对管道交流干扰进行研究，随着高压交流输电线和长距离埋地管道的发展，它们之间的相互干扰问题越来越严重并引起了人们的重视。虽然各国有影响的刊物都发表过许多相关论文和研究报告，但是由于该课题所涉及的学术领域非常广、难度非常大，因此至今也没有得到明确的定论。最近这些年，国内各相关部门对管道的交流干扰以及如何进行防护等相关技术展开深入的研究，并形成了许多的标准规范。但国内外有关这方面的标准规定大多都是原则性的规定，在指导工程实施方面还缺少权威性。

综上所述，从现有技术来看，均没有关于交流架空输电线路对埋地钢管干扰的完整和系统性的研究，国内钢质管道外腐蚀控制规范以及电力行业的标准中只是粗略规定了埋地钢质管道和高压输电线路的位置，仍缺乏关于管道与高压线的交叉角度、平行距离等因素对干扰水平影响的可执行的评估标准和方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新型的埋地钢管腐蚀速率的获取方法，从而更准确得到实际工程中管道的腐蚀状况。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型的埋地钢管腐蚀速率的获取方法，包括如下步骤：

步骤一、建立土壤腐蚀速率的基础模型，以所述土壤腐蚀速率作为埋地钢管基础腐蚀速率；

步骤二、根据交流架空输电线路与埋地钢管的相交夹角，确定交流架空输电线路影响修正因子；

步骤三、根据所述钢管基础腐蚀速率以及所述交流架空输电线路影响修正因子，获取所述埋地钢管腐蚀速率。

其中，所述步骤一具体包括：

建立以土壤腐蚀速率为埋地钢管基础腐蚀速率的基础模型，根据以下公式确定所述埋地钢管基础腐蚀速率：

CR_B＝CR_S×F_CE×F_CP×F_R×F_T

其中，CR_S为土壤基础腐蚀速率；F_CE为涂层效力腐蚀速率修正因子；F_CP为阴极保护腐蚀速率修正因子；F_R为土壤电阻率腐蚀速率修正因子；F_T为温度腐蚀速率修正因子。

其中，所述步骤二具体包括：

根据交流架空输电线路与埋地钢管的相交夹角变化，确定交流架空输电线路对埋地钢管的影响模型，并通过下述公式计算交流架空输电线路影响修正因子：

F_θ(θ)＝8.4579sin(0.005244θ+2.806)+1.8890sin(0.02112θ+5.031)+1.0087

其中，θ为交流架空输电线路与埋地钢管的相交夹角，其范围为0°-90°。

其中，所述交流架空输电线路影响修正因子是利用CDEGS软件包中的SESCAD软件进行计算模型的搭建，在HIFREQ模块导入后进行计算获得。

其中，所述步骤三具体包括：

通过下述公式计算获得埋地钢管腐蚀速率CR_N:

CR_N＝CR_B×F_θ

其中，F_θ为交流架空输电线路影响修正因子，CR_B为埋地钢管基础腐蚀速率。

实施本发明，具有如下的有益效果：

首先通过土壤基础腐蚀速率、涂层效力腐蚀速率修正因子、阴极保护腐蚀速率修正因子、土壤电阻率腐蚀速率修正因子、温度腐蚀速率修正因子等来计算基础腐蚀速率；然后根据交流架空输电线路与埋地钢管的相交夹角计算获得一交流架空输电线路影响修正因子，根据钢管基础腐蚀速率以及交流架空输电线路影响修正因子，获取埋地钢管腐蚀速率。由于在获得埋地钢管腐蚀速率的过程中考虑了交流架空输电线路对钢质管道的影响，可以使评价结果更加科学、准确、合理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种新型的埋地钢管腐蚀速率的获取方法的一个实施例的主流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，示出了本发明提供的一种新型的埋地钢管腐蚀速率的获取方法的一个实施例的主流程示意图，在该实施例中，该方法包括：

步骤S10、建立土壤腐蚀速率的基础模型，以所述土壤腐蚀速率作为埋地钢管基础腐蚀速率；具体地，包括如下步骤：

建立以土壤腐蚀速率为埋地钢管基础腐蚀速率的基础模型，根据以下公式确定所述埋地钢管基础腐蚀速率：

CR_B＝CR_S×F_CE×F_CP×F_R×F_T

其中，CR_S为土壤基础腐蚀速率；F_CE为涂层效力腐蚀速率修正因子；F_CP为阴极保护腐蚀速率修正因子；F_R为土壤电阻率腐蚀速率修正因子；F_T为温度腐蚀速率修正因子；

在一个实施例中，上述参数可以通过埋地钢质管道材质、操作温度、环境年平均气温、土壤类型、土壤电阻率、管道防腐层材质等查询管道标准(如API581标准)获得。

可以理解的是，城市埋地钢质管道外腐蚀与多方面因素有关，为了确保指标应具有代表性和可测量性，在本发明中参考管道腐蚀理论基础并综合工程实际分析结果，明确腐蚀的严重情况取决于土壤情况和沿面埋地钢管表面环境的变化，故本发明以土壤腐蚀速率作为埋地钢管的基础腐蚀速率。

步骤S12、根据交流架空输电线路与埋地钢管的相交夹角，确定交流架空输电线路影响修正因子；具体地包括：根据交流架空输电线路与埋地钢管的相交夹角变化，确定交流架空输电线路对埋地钢管的影响模型，并通过下述公式计算交流架空输电线路影响修正因子：

F_θ(θ)＝8.4579sin(0.005244θ+2.806)+1.8890sin(0.02112θ+5.031)+1.0087

其中，θ为交流架空输电线路与埋地钢管的相交夹角，其范围为0°-90°；

具体地，在交流架空输电线路正常工作条件下，忽略埋地钢管的其它腐蚀因素影响，随着交流架空输电线路与埋地钢管的相交夹角的增加，交流架空输电线路影响修正因子在不断减小，即交流架空输电线路对埋地钢管的腐蚀影响也越小。在实际应用中，所述交流架空输电线路影响修正因子是利用CDEGS软件包中的SESCAD软件进行计算模型的搭建，在HIFREQ模块导入后进行计算获得，需要说明的是，其中，CDEGS软件包是一套用来进行电流分布、电磁场、接地、土壤结构分析的集成软件工具，SESCAD是其中以绘图方式生成各种导体网络的绘图实用程序，而HIFREQ模块为针对任意带电导体网络产生的电磁场的频域分析模块。

步骤S14、根据所述钢管基础腐蚀速率以及所述交流架空输电线路影响修正因子，获取所述埋地钢管腐蚀速率，具体地：

通过下述公式计算获得埋地钢管腐蚀速率CR_N:

CR_N＝CR_B×F_θ

其中，F_θ为交流架空输电线路影响修正因子，CR_B为埋地钢管基础腐蚀速率。

为了便于理解，下面通过一个实例对本发明进行进一步说明：

现以某燃气公司的一个埋地钢质管道为例，进行在交流交流架空输电线路影响下埋地钢质管道的腐蚀速率计算。埋地钢质管道材质为X70钢，操作温度48℃，环境年平均气温9℃，土壤类型为较干砂土，土壤电阻率为450Ω·m，管道防腐层为3PE涂层，安装阴极保护系统且每年都按标准进行测试，交流架空输电线路与埋地钢质管道的夹角为60°。

根据管道相关标准(API581标准)，可以得到管道土壤腐蚀的相关参数为：CR_S＝0.03mm/a；F_CE＝1.2；F_CP＝0.05；F_R＝0.85；F_T＝1.8。将相关管道参数代入公式得管道基础腐蚀速率：CR_B＝0.03×1.2×0.05×0.85×1.8＝0.002754mm/a。

考虑交流架空输电线路的影响，则需要添加交叉角度腐蚀速率修正因子，由公式计算得到F_θ＝1.214；故由公式计算得到在交流架空输电线路影响下的CR_N＝0.003343mm/a。

实施本发明，具有如下的有益效果：

在本发明的实施例中，首先通过土壤基础腐蚀速率、涂层效力腐蚀速率修正因子、阴极保护腐蚀速率修正因子、土壤电阻率腐蚀速率修正因子、温度腐蚀速率修正因子等来计算基础腐蚀速率；然后根据交流架空输电线路与埋地钢管的相交夹角计算获得一个交流架空输电线路影响修正因子，根据钢管基础腐蚀速率以及交流架空输电线路影响修正因子，获取埋地钢管腐蚀速率。由于在获得埋地钢管腐蚀速率的过程中考虑了交流架空输电线路对钢质管道的影响，可以使评价结果更加科学、准确、合理。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。