油氣長輸管道腐蝕行為分析

趙清娜 張迪（中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司）鄧麗華（煙臺新奧燃?xì)獍l(fā)展有限公司）

一、長輸埋地管線腐蝕因素[1、2]分析

對土壤腐蝕產(chǎn)生影響的主要因素如下：

1.含水量：一般而言，土壤中的含水量是隨著季節(jié)交替變化的，同時(shí)土壤的腐蝕性也隨之變化。

2.含氧量：土壤中的含氧量與土壤的孔隙度、土粒結(jié)構(gòu)、濕度、松緊度等有著密切的關(guān)系，土壤透氣性的強(qiáng)弱與土壤孔隙度的大小有著顯著的聯(lián)系。

3.pH值：土壤酸堿度的變化對腐蝕帶來的影響是很大的。不同的地理區(qū)域，土壤酸堿度不同，一般而言，南方土壤偏酸性，而北方土壤偏堿性，大部分的土壤呈中性。

4.雜散電流：埋地金屬管道雜散電流離開的位置為陽極端，陽極端產(chǎn)生腐蝕。雜散電流的防護(hù)措施主要有絕緣法、排流法和犧牲陽極法保護(hù)法。

5.含鹽量：通常土壤中的可溶鹽含量在2%以內(nèi)，土壤電導(dǎo)率與土壤含鹽量有關(guān)，含鹽量越高，電導(dǎo)率越高，腐蝕性越強(qiáng)。

6.電阻率：通常情況下，土壤電阻率可以作為土壤腐蝕性估計(jì)的重要指標(biāo)，電阻率越小、土壤的腐蝕性越強(qiáng)。

二、灰關(guān)聯(lián)分析法[3、4]在埋地長輸管道腐蝕因素中的應(yīng)用

本文以15個(gè)某管道沿線獲得的主要腐蝕因素的數(shù)據(jù)為基本數(shù)據(jù)。含水量、HCO3-(%)、C l-(%)、S O 42-(%)、氧化還原電位(mv)、pH值、電阻率(Ω·m)是管道腐蝕的主要因素，即為子因素（主因素）xi（k），k=1,2,…,15 i=1,2,…,7。母因素為管道的腐蝕速度，即式中 x0（k），k=1,2,…,15，樣本數(shù)據(jù)記錄如下：1：16.550、0.01465、0.0143、0.03457、513.171、7.111、15.22878、4.976208515；2：26.42、0.02195、0.0143、0.03073、331.589、6.766、54.90078、7.37636545；3：17.51、0.0123、0.01279、0.02497、624.985、6.8151、35.19388、3.144123158；4：36.11、0.01953、 0.01563、 0.04609、 574.217、 6.866、 16.44945、8.983569012；5：24.72、0.01709、0.015623、0.02495、385.976、7.04、27.41149、6.585639128；6：27.66、0.03173、0.01563、0.02881、412.249、7.06、23.36933、8.242927488；7：20.66、0.01709、 0.01563、 0.03265、 448.485、 7.226、 111.9108、6.136787519；8：32.31、0.01709、0.0143、0.04033、470.685、7.396、88.38307、7.334154047；9：26.16、0.019523、0.01279、573.79、7.486、134.94、5.083742185；10：44.226、0.02319、0.01208、0.04031、499.71、7.41、32.08145、7.606580689；11：29.66、0.017089、0.01563、0.0287、471.915、7.381、36.53708、6.594118265；12：38.76、0.0245、0.01279、0.0385、495.705、7.206、40.73017、8.31076264；13：31.26、0.01709、0.01563、0.01537、521.425、7.236、71.42489、7.572345478；14：18.11、0.02685、 0.01563、 0.01729、 456.569、 7.12、 72.30307、5.091176047；15：24.9、0.02684、0.01704、0.02304、496.716、7.36、103.7553；

將灰關(guān)聯(lián)的均值法與初值法編程，得到結(jié)果如下：

由初值化方法對管道腐蝕速度進(jìn)行關(guān)聯(lián)度計(jì)算，得到各個(gè)影響因子數(shù)據(jù)如下：

r0=(r01,r02,…,r07)=(0.92836,0.93123,0.92668,0.90983,0.90963,0.92361,0.67216)

由關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果可以得出：引起管道腐蝕的影響因素排序?yàn)椋弘娮杪剩佳趸€原電位＜S O 42-(%)＜pH＜C l-(%)＜含水量＜HCO3-(%)。

由均值化方法對管道腐蝕速度進(jìn)行關(guān)聯(lián)度計(jì)算，得到各個(gè)影響因子數(shù)據(jù)如下：

r0=(r01,r02,…,r07)=（0.83696,0.83993,0.85542,0.83541,0.80928,0.82689,0.65046）

由關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果可以得出：引起管道腐蝕的影響因素排序?yàn)椋海弘娮杪剩佳趸€原電位＜pH＜S O 42-(%)＜含水量＜HCO3-(%)＜C l-(%)。

通過計(jì)算得出數(shù)列中各個(gè)數(shù)值的算術(shù)平均數(shù)是均值化方法的計(jì)算步驟，降低樣本數(shù)據(jù)的奇異值可以通過均值化方法實(shí)現(xiàn)。通過初值化計(jì)算可以獲得數(shù)據(jù)增長趨勢的靈敏呈現(xiàn)，迅速反應(yīng)了事物的增長變化，實(shí)現(xiàn)了動態(tài)意義的充分體現(xiàn)。因此在對管道腐蝕進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析時(shí)，將初值化關(guān)聯(lián)度計(jì)算法與均值化關(guān)聯(lián)度計(jì)算法相結(jié)合，可以使得計(jì)算結(jié)果效果更好。

[1]方華燦.油氣長輸管線的安全可靠性分析[M].北京：石油工業(yè)出版社，2007.

[2]朱國文.長輸管道腐蝕檢測及維護(hù)措施[J].油氣儲運(yùn)，2002，21（2）25-27.

[3]賀曉.基于灰色關(guān)聯(lián)的案例推理在智能診斷系統(tǒng)中的應(yīng)用研究:[碩士學(xué)位論文」.武漢:華中科技大學(xué).2005.

[4]基于灰關(guān)聯(lián)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混凝土鋼筋銹蝕量預(yù)測：[碩士學(xué)位論文].北京交通大學(xué).2009.