一种管道指标确定方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及油气管道系统领域，公开了一种管道指标确定方法及装置，以解决现有技术中不能准确的确定管道的剩余使用时间的技术问题。该方法包括：确定管道土壤侧的基础腐蚀速率；确定管道的外腐蚀防护的有效性；根据基础腐蚀速率和外腐蚀防护的有效性，确定管道的当前腐蚀速率；确定管道的当前可用壁厚；根据当前腐蚀速率和当前可用壁厚确定管道的剩余使用时间。达到了能够更加准确的确定管道的剩余使用时间的技术效果。
【专利说明】-种管道指标确定方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明设及油气管道系统领域，尤其设及一种管道指标确定方法及装置。
【背景技术】
[0002] 外腐蚀是埋地油气管道所面临的主要风险因素，腐蚀导致管道壁厚减薄，承压能 力降低，随着管道服役时间的增加，腐蚀导致管道穿孔等事故隐患逐渐加大。因此，对埋地 油气管道进行外腐蚀风险评价，预测埋地管道的剩余寿命对在役管线的安全运行至关重 要，同时也可W优化管道的维修维护策略。
[0003] 管道外腐蚀风险评价是对在役管道外腐蚀状况进行评价，评估管道的剩余寿命。 由于外腐蚀风险评价中存在着许多不确定因素，包括环境、压力和管材状况等因素，尤其是 实际工况条件下的管道外腐蚀的发展规律很难确定，从而使得外腐蚀风险评价工作难度增 大。
[0004] 目前，比较流行的管道外腐蚀风险评价方法是肯特指标体系法，该方法通过辨识 影响管道外腐蚀各种因素，形成肯特打分指标体系，进行风险计算。该种方法的优点是能够 快速评价管道外腐蚀风险，然而该方法并没有紧密结合内检测及外检测数据，故而使得该 方法不能准确的确定管道的剩余使用时间，并且该方式所获得的评价结果并不能完全反应 管道外腐蚀实际风险。
[0005] 另外，特指标体系法的指标体系的设置存在主观性，打分过程存在主观性，例如： 肯特法认为各指标体系总分都为100分，但实际管道中，各指标体系之间的比重是不同的， 故而指标体系之间的逻辑计算会使风险计算出现遮蔽和偏差。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供一种管道指标确定方法及装置，W解决现有技术中不能准确的 确定管道的剩余使用时间的技术问题。
[0007] 第一方面，本发明实施例提供一种管道指标确定方法，包括：
[000引确定管道±壤侧的基础腐蚀速率；
[0009] 确定所述管道的外腐蚀防护的有效性；
[0010] 根据所述基础腐蚀速率和所述外腐蚀防护的有效性，确定所述管道的当前腐蚀速 率.
[0011] 确定所述管道的当前可用壁厚；
[0012] 根据所述当前腐蚀速率和所述当前可用壁厚确定所述管道的剩余使用时间。
[0013] 可选的，所述确定所述管道的外腐蚀防护的有效性，具体包括：
[0014] 确定所述管道的针对±壤腐蚀的防护措施的第一有效性；
[0015] 确定所述管道的针对杂散电流干扰的防护措施的第二有效性。
[0016] 可选的，所述确定所述管道的针对±壤腐蚀的防护措施的第一有效性，具体包 括：
[0017] 确定表征所述管道的外防腐层的有效性的第一有效值；
[0018] 确定表征所述管道的阴极保护的有效性的第二有效值；
[0019] 根据所述第一有效值和所述第二有有效值确定所述第一有效性。
[0020] 可选的，根据W下公式确定所述第一有效性：
[0021] 胖1二1-(1-AF防腐层）（1-AF阴极保护）；
[002引其中，Wi表示所述第一有效性；
[0023] 表示所述第一有效值；
[0024] AF阴极保护表示所述第二有效值。
[0025] 可选的，根据所述基础腐蚀速率和所述外腐蚀防护的有效性，确定所述管道的当 前腐蚀速率，具体包括：
[0026] 根据所述基础腐蚀速率和所述管道所在地的±壤修正因子，确定在无外防腐层及 阴极保护措施时，所述管道被腐蚀的第一基础腐蚀速率；
[0027] 根据所述基础腐蚀速率和所述管道所在地的杂散电流修正因子，确定在无杂散电 流干扰防护保护措施时，所述管道被腐蚀的第二基础腐蚀速率；
[002引根据所述第一有效性和所述第一基础腐蚀速率确定只考虑±壤腐蚀因素时，所述 管道被腐蚀的第一腐蚀速率；
[0029] 根据所述第二有效性和所述第二基础腐蚀速率，确定只考虑杂散电流干扰时，所 述管道被腐蚀的第二腐蚀速率；
[0030] 取所述第一腐蚀速率和所述第二腐蚀速率中的最大值作为所述当前腐蚀速率。
[0031] 可选的，通过W下公式确定所述第一腐蚀速率：
[003引R±：鶴烛=3±壤修正（1-胖1);
[003引其中，3±壤麵表示所述第一腐蚀速率；
[0034] R王劇旣表示所述第一基础腐蚀速率；
[0035] Wi表示第一有效性。
[0036] 可选的，通过W下公式确定所述第二腐蚀速率：
[0037] R杂散电流二R杂散电流修正（1-胖2);
[00測其中，R*邮流表示所述第二腐蚀速率；
[0039] 表示所述第二基础腐蚀速率；
[0040] W2表示所述第二有效性。
[0041] 可选的，所述确定所述管道的当前可用壁厚，具体包括：
[0042] 确定所述管道的当前壁厚和所述管道的最小允许壁厚；
[0043] 根据所述当前壁厚和所述最小允许壁厚确定所述当前可用壁厚。
[0044] 可选的，根据W下公式确定所述当前可用壁厚：
[0045] B = B原始-R当前XT投产；
[0046] 其中，B表示所述当前壁厚；
[0047] Bg;自表示所述管道的原始壁厚；
[0048] Rg前表示当前腐蚀速率；
[0049] 表示所述管道的投入使用的时间。
[0050] 可选的，根据W下公式确定所述最小允许壁厚：
[0化1] 度-Pxd 公允许_2xnx义；
[005引其中，B巾it表示最小允许壁厚；
[0化3] P表示管道操作压力；
[0化4] d表不管道直径；
[0化5] 0表示钢材最低屈服强度；
[0化6] X表示设计系数。
[0057] 可选的，在所述根据所述当前腐蚀速率和所述当前可用壁厚确定所述管道的剩余 使用时间之后，所述方法还包括，根据W下公式确定所述管道的失效可能性： -1
[00日引 护二1 -€元F.
[0059] 其中，F表示表示失效可能性；
[0060] TTF表示所述剩余使用时间。
[0061] 可选的，在所述确定所述管道的失效可能性之后，所述方法还包括：
[0062] 根据所述失效可能性和所述管道的失效后果确定所述管道的外腐蚀风险等级。
[0063] 可选的，在所述确定所述管道的失效可能性之后，所述方法还包括：
[0064] 确定所述失效可能性和所述管道的失效后果的乘积值为所述管道的风险值；
[0065] W所述风险值为纵坐标、所述管道的管道里程为横坐标确定所述管道的风险曲 线。
[0066] 第二方面，本发明实施例提供一种管道指标确定装置，包括：
[0067] 第一确定模块，用于确定管道±壤侧的基础腐蚀速率；
[0068] 第二确定模块，用于确定所述管道的外腐蚀防护的有效性；
[0069] 第=确定模块，用于根据所述基础腐蚀速率和所述外腐蚀防护的有效性，确定所 述管道的当前腐蚀速率；
[0070] 第四确定模块，用于确定所述管道的当前可用壁厚；
[0071] 第五确定模块，用于根据所述当前腐蚀速率和所述当前可用壁厚确定所述管道的 剩余使用时间。
[0072] 可选的，所述第二确定模块，具体包括：
[0073] 第一确定单元，用于确定所述管道的针对±壤腐蚀的防护措施的第一有效性；
[0074] 第二确定单元，用于确定所述管道的针对杂散电流干扰的防护措施的第二有效 性。
[0075] 可选的，所述第一确定单元，具体包括：
[0076] 第一确定子单元，用于确定表征所述管道的外防腐层的有效性的第一有效值；
[0077] 第二确定子单元，用于确定表征所述管道的阴极保护的有效性的第二有效值；
[007引第=确定子单元，用于根据所述第一有效值和所述第二有有效值确定所述第一有 效性。
[0079] 可选的，所述第=确定子单元，用于根据W下公式确定所述第一有效性：
[0080] 胖1二1-(1-AF防腐层）（1-AF阴极保护）；
[0081] 其中，Wi表示所述第一有效性；
[0082] 表示所述第一有效值；
[008引 AFp廳S护表示所述第二有效值。
[0084] 可选的，第=确定模块，具体包括：
[0085] 第=确定单元，用于根据所述基础腐蚀速率和所述管道所在地的±壤修正因子， 确定在无外防腐层及阴极保护措施时，所述管道被腐蚀的第一基础腐蚀速率；
[0086] 第四确定单元，用于根据所述基础腐蚀速率和所述管道所在地的杂散电流修正因 子，确定在无杂散电流干扰防护保护措施时，所述管道被腐蚀的第二基础腐蚀速率；
[0087] 第五确定单元，用于根据所述第一有效性和所述第一基础腐蚀速率确定只考虑± 壤腐蚀因素时，所述管道被腐蚀的第一腐蚀速率；
[008引第六确定单元，用于根据所述第二有效性和所述第二基础腐蚀速率，确定只考虑 杂散电流干扰时，所述管道被腐蚀的第二腐蚀速率；
[0089] 第走确定单元，用于取所述第一腐蚀速率和所述第二腐蚀速率中的最大值作为所 述当前腐蚀速率。
[0090] 可选的，第五确定单元，用于通过W下公式确定所述第一腐蚀速率：
[00川 烛二 3±劇証（1-胖1);
[oow]其中，R±：*腐烛 表示所述第一腐蚀速率；
[009引 R±劇旣表示所述第一基础腐蚀速率；
[0094] Wi表示第一有效性。
[0095] 可选的，第六确定单元，用于通过W下公式确定所述第二腐蚀速率：
[009(5] R杂散电流=R杂散电流修正（1-胖2);
[0097] 其中，R杂散电流表示所述第二腐蚀速率；
[009引 电流修正表示所述第二基础腐蚀速率；
[0099] W2表示所述第二有效性。
[0100] 可选的，第四确定模块，具体包括：
[0101] 第八确定单元，用于确定所述管道的当前壁厚和所述管道的最小允许壁厚；
[0102] 第九确定单元，用于根据所述当前壁厚和所述最小允许壁厚确定所述当前可用壁 厚。
[0103] 可选的，第九确定单元，用于根据W下公式确定所述当前可用壁厚：
[0104] B = B原始一R当前XT投产；
[01化]其中，B表示所述当前壁厚；
[0106] Bg;胃表示所述管道的原始壁厚；
[0107] Rgtj表示当前腐蚀速率；
[010引 T投产表示所述管道的投入使用的时间。
[0109] 可选的，第八确定单元，用于根据W下公式确定所述最小允许壁厚：
[0110] _ Px(! 公允许-2xcx;r;
[01其中，表示最小允许壁厚；
[0112] P表示管道操作压力；
[0113] d表示管道直径；
[0114] 0表示钢材最低屈服强度；
[0115] X表示设计系数。
[0116] 可选的，所述装置还包括：
[0117] 计算模块，用于在根据所述当前腐蚀速率和所述当前可用壁厚确定所述管道的剩 余使用时间之后，根据W下公式确定所述管道的失效可能性： -1
[0118] F 二\_6而.
[0119] 其中，F表示表示失效可能性；
[0120] TTP表示所述剩余使用时间。
[0121] 可选的，所述装置还包括：
[0122] 第六确定模块，用于在确定所述管道的失效可能性之后，根据所述失效可能性和 所述管道的失效后果确定所述管道的外腐蚀风险等级。
[0123] 可选的，所述装置还包括：
[0124] 第走确定模块，用于在确定所述管道的失效可能性之后，确定所述失效可能性和 所述管道的失效后果的乘积值为所述管道的风险值；
[01巧]第八确定模块，用于W所述风险值为纵坐标、所述管道的管道里程为横坐标确定 所述管道的风险曲线。
[0126] 本发明有益效果如下；
[0127] 在本发明实施例中，提供了一种管道指标确定方法，包括：确定管道被腐蚀的基础 腐蚀速率，基础腐蚀速率具体为；在没有防护的情况下，管道被腐蚀的腐蚀速率；确定管道 的外腐蚀防护的有效性；根据基础腐蚀速率和外腐蚀防护的有效性，确定管道的当前腐蚀 速率；确定管道的当前可用壁厚；根据当前腐蚀速率和当前可用壁厚确定管道的剩余使用 时间。也就是说，在确定管道的剩余使用时间时，综合考虑了内检测（例如；管道的当前可 用壁厚、管道的基础腐蚀速率）W及外检测数据（例如；管道的外腐蚀防护的有效性），从 而达到了能够更加准确的确定管道的剩余使用时间的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0128] 图1为本发明实施例中管道指标确定方法的流程图；
[0129] 图2为本发明实施例管道指标确定方法中确定管道的外腐蚀防护的有效性的流 程图；
[0130] 图3为本发明实施例管道指标确定方法中确定管道的针对±壤腐蚀的防护措施 的第一有效性的流程图；
[0131] 图4为本发明实施例管道指标确定方法中确定在无外防腐层及阴极保护措施时， 管道被腐蚀的第一基础腐蚀速率的流程图；
[0132] 图5为本发明实施例管道指标确定方法中确定管道的当前可用壁厚的流程图；
[0133] 图6为本发明实施例管道指标确定方法中风险矩阵的示意图；
[0134] 图7为本发明实施例管道指标确定方法中确定管道的风险曲线的流程图；
[0135] 图8为本发明实施例管道指标确定方法中风险矩阵的示意图；
[0136] 图9为本发明实施例第二方面的管道指标确定方法的流程图；
[0137] 图10为本发明实施例第=方面的管道指标确定装置的结构图。
【具体实施方式】
[0138] 本发明实施例提供一种管道指标确定方法及装置，W解决现有技术中不能准确的 确定管道的剩余使用时间的技术问题。
[0139] 本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：
[0140] 提供了一种管道指标确定方法，包括：确定管道被腐蚀的基础腐蚀速率，基础腐蚀 速率具体为；在没有防护的情况下，管道被腐蚀的腐蚀速率；确定管道的外腐蚀防护的有 效性；根据基础腐蚀速率和外腐蚀防护的有效性，确定管道的当前腐蚀速率；确定管道的 当前可用壁厚；根据当前腐蚀速率和当前可用壁厚确定管道的剩余使用时间。也就是说，在 确定管道的剩余使用时间时，综合考虑了内检测（例如；管道的当前可用壁厚、管道的基础 腐蚀速率）W及外检测数据（例如；管道的外腐蚀防护的有效性），从而达到了能够更加准 确的确定管道的剩余使用时间的技术效果。
[0141] 为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图W及具体实施例对本发明技术方案 做详细的说明，应当理解本发明实施例W及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详 细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例W及实施例 中的技术特征可W相互组合。
[0142] 第一方面，本发明实施例提供一种管道指标确定方法，请参考图1，包括：
[0143] 步骤S101 ;确定管道±壤侧的基础腐蚀速率；
[0144] 步骤S102 ;确定管道的外腐蚀防护的有效性；
[0145] 步骤S103 ;根据基础腐蚀速率和外腐蚀防护的有效性，确定管道的当前腐蚀速 率.
[0146] 步骤S104 ;确定管道的当前可用壁厚；
[0147] 步骤S105 ;根据当前腐蚀速率和当前可用壁厚确定管道的剩余使用时间。
[0148] 步骤S101中，可W通过查阅相关文献和标准获得基础腐蚀速率，基础腐蚀速率例 如为；0. 127mm/y，当然也可W为其它值，本发明实施例不再详细列举，并且不作限 制。
[0149] 步骤S102中，管道的外腐蚀的防护主要分为两部分；针对±壤的防护措施W及 针对杂散电流干扰的防护措施，故而确定管道的外腐蚀防护的有效性，请参考图2,具体包 括：
[0150] 步骤S201 ;确定管道的针对±壤腐蚀的防护措施的第一有效性；
[0151] 步骤S202 ;确定管道的针对杂散电流干扰的防护措施的第二有效性。
[0152] 作为进一步的优选实施例，步骤S201中，确定管道的针对±壤腐蚀的防护措施的 第一有效性，请参考图3,具体包括W下步骤：
[0153] 步骤S301 ;确定表征管道的外防腐层的有效性的第一有效值；
[0154] 步骤S302 ;确定表征管道的阴极保护的有效性的第二有效值；
[0155] 步骤S303 ;根据第一有效值和第二有效值确定第一有效性。
[0156] 通常情况下，管道的针对±壤腐蚀的防护措施主要包括外防护层W及阴极保护， 步骤S301中主要是确定外防腐层的有效性，外防腐层有效性为已经进行检测的外 防腐层及未检测的外防腐层两种情况，下面分别进行介绍。
[0157] ①对于已经检测的外防腐层有效性，主要通过检测时间有效性与检测结果有效性 进行修正，具体如下：
[015 引 AF 防腐层=tXq ..............................[1]
[0159] 其中，表示第一有效值，t表示检测时间有效性，q表示检测结果有效性。
[0160] 如表1所示，为外腐蚀层检测时间与检测时间有效性之间的对应关系，如表2所示 为外腐蚀层检测结果和检测结果有效性之间的对应关系，在确定检测时间之后，可W通过 表1查找获得检测时间有效性t ;在确定检测结果之后，则可W通过表2查找获得检测结果 有效性q。
[0161] 表1外防腐层检测时间有效性
[0162]
【权利要求】
1. 一种管道指标确定方法，其特征在于，包括： 确定管道土壤侧的基础腐蚀速率； 确定所述管道的外腐蚀防护的有效性； 根据所述基础腐蚀速率和所述外腐蚀防护的有效性，确定所述管道的当前腐蚀速率； 确定所述管道的当前可用壁厚； 根据所述当前腐蚀速率和所述当前可用壁厚确定所述管道的剩余使用时间。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述管道的外腐蚀防护的有效性， 具体包括： 确定所述管道的针对土壤腐蚀的防护措施的第一有效性； 确定所述管道的针对杂散电流干扰的防护措施的第二有效性。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述管道的针对土壤腐蚀的防护 措施的第一有效性，具体包括： 确定表征所述管道的外防腐层的有效性的第一有效值； 确定表征所述管道的阴极保护的有效性的第二有效值； 根据所述第一有效值和所述第二有有效值确定所述第一有效性。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据以下公式确定所述第一有效性： Wi= (I-AF防腐层）（I-AFp月极保护）； 其中，11表不所述第一有效性； AFW?l表示所述第一有效值； AFp月极彳￡f表不所述弟^?有效值。
5. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述基础腐蚀速率和所述外腐蚀防护 的有效性，确定所述管道的当前腐蚀速率，具体包括： 根据所述基础腐蚀速率和所述管道所在地的土壤修正因子，确定在无外防腐层及阴极 保护措施时，所述管道被腐蚀的第一基础腐蚀速率； 根据所述基础腐蚀速率和所述管道所在地的杂散电流修正因子，确定在无杂散电流干 扰防护保护措施时，所述管道被腐蚀的第二基础腐蚀速率； 根据所述第一有效性和所述第一基础腐蚀速率确定只考虑土壤腐蚀因素时，所述管道 被腐蚀的第一腐蚀速率； 根据所述第二有效性和所述第二基础腐蚀速率，确定只考虑杂散电流干扰时，所述管 道被腐蚀的第二腐蚀速率； 取所述第一腐蚀速率和所述第二腐蚀速率中的最大值作为所述当前腐蚀速率。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定所述第一腐蚀速率： R土壤腐蚀=R土壤修IE(1_评1); 其中，R土壤麵表示所述第一腐蚀速率； 表示所述第一基础腐蚀速率； 1表不第一有效性。
7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定所述第二腐蚀速率： R亲散电流=R亲散电流修IEGD; 其中，表示所述第二腐蚀速率； 示所述第二基础腐蚀速率； 12表示所述第二有效性。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述管道的当前可用壁厚，具体包 括： 确定所述管道的当前壁厚和所述管道的最小允许壁厚； 根据所述当前壁厚和所述最小允许壁厚确定所述当前可用壁厚。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据以下公式确定所述当前可用壁厚： B=B原始当前XjT投产； 其中，B表示所述当前壁厚； Bgfe表示所述管道的原始壁厚； Rstt表示当前腐蚀速率； 表示所述管道的投入使用的时间。
10. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据以下公式确定所述最小允许壁厚：
其中，表示最小允许壁厚； P表示管道操作压力；d表示管道直径； 〇表示钢材最低屈服强度； X表示设计系数。
11. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述当前腐蚀速率和所述当前 可用壁厚确定所述管道的剩余使用时间之后，所述方法还包括，根据以下公式确定所述管 道的失效可能性： -1 F=i_eYi￥, 其中，F表示表示失效可能性； TTF表示所述剩余使用时间。
12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述确定所述管道的失效可能性之后， 所述方法还包括： 根据所述失效可能性和所述管道的失效后果确定所述管道的外腐蚀风险等级。
13. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述确定所述管道的失效可能性之后， 所述方法还包括： 确定所述失效可能性和所述管道的失效后果的乘积值为所述管道的风险值； 以所述风险值为纵坐标、所述管道的管道里程为横坐标确定所述管道的风险曲线。
14. 一种管道指标确定装置，其特征在于，包括： 第一确定模块，用于确定管道土壤侧的基础腐蚀速率； 第二确定模块，用于确定所述管道的外腐蚀防护的有效性； 第三确定模块，用于根据所述基础腐蚀速率和所述外腐蚀防护的有效性，确定所述管 道的当前腐蚀速率； 第四确定模块，用于确定所述管道的当前可用壁厚； 第五确定模块，用于根据所述当前腐蚀速率和所述当前可用壁厚确定所述管道的剩余 使用时间。
【文档编号】G06F19/00GK104504274SQ201410837199
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月29日 优先权日:2014年12月29日
【发明者】王新, 张华兵, 杨玉锋, 周利剑, 程万洲, 魏然然, 刘硕, 汤怡 申请人:中国石油天然气股份有限公司