一种确定埋地金属管道氢脆敏感性的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种确定埋地金属管道氢脆敏感性的方法及系统，包括：根据分别处于库尔勒土壤模拟溶液中和空气中的在不同影响因素下的不同类型的管道试样的延伸率，计算延伸率损失并确定影响因素与延伸率损失对应表；对在不同影响因素下的不同类型的管道试样的延伸率损失进行拟合，确定延伸率损失系数公式；根据目标管道的材质类型和所在的第一影响因素确定相似数据项，利用延伸率损失系数公式分别计算第一影响因素下的第一延伸率损失系数和在所述相似数据项中对应的第二影响因素下的第二延伸率损失系数；根据第一延伸率损失系数、第二延伸率损失系数和相似数据项中的延伸率损失，计算目标管道的延伸率损失，确定目标管道发生氢脆危险的敏感性。道发生氢脆危险的敏感性。道发生氢脆危险的敏感性。

【技术实现步骤摘要】
一种确定埋地金属管道氢脆敏感性的方法及系统


[0001]本专利技术涉及土壤中直流接地极对埋地金属管道直流干扰的氢脆敏感性评估
，并且更具体地，涉及一种确定埋地金属管道氢脆敏感性的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着我国经济快速增长，特高压直流输电工程及油气管道工程大规模建设并投入使用。能源油气管道主要采用“防腐蚀层+阴极保护”的联合防腐措施，但高钢级钢材(如X65、X70、X80钢)由于强度很高具有较大氢脆敏感性，一旦防腐蚀层发生破损或存在漏点，过负的阴极保护电位下极易导致管线氢脆失效。同时，由于选址原则相近或实际现场环境制约，部分区域特高压直流输电线路与石油天然气管道共用走廊或交叉并行。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，导致附近的金属管道发生腐蚀，管道附属设备及设施受到干扰或损坏。
[0003]高压输送采用高钢级别管材是石油天然气管道发展的重要趋势，高强度管线钢的开发和使用不仅可以在不影响输气安全的前提下减少壁厚，从而实现油气管道的高压高效输送，并且能够降低油气管线的成本。目前，国内主干线输气管最大压力为10MPa，最大直径可达Ф1016～1219mm，以X65、X70、X80应用为主，X80钢管线钢具有焊接性能优异、冲击韧性高和抗应力腐蚀开裂(SCC)性能良好等优势，已成为天然气输送管线首选钢级。然而，在外加阴极电位的情况下，环境中的氢和石油、天然气中的氢较易扩散到管材中，诱发氢致裂纹、应力腐蚀(SCC)等问题。直流接地极电流流入管道时，进一步使得管道电位负偏，管道电位过负时，氢脆风险会增大。
[0004]因此，需要开展直流接地极电流影响下油气管道氢脆风险评估方面的研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种确定埋地金属管道氢脆敏感性的方法及系统，以解决如何确定土壤中直流接地极对埋地金属管道直流干扰的氢脆敏感性问题。
[0006]为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种确定埋地金属管道氢脆敏感性的方法，所述方法包括：
[0007]根据分别处于库尔勒土壤模拟溶液中和空气中的在不同影响因素下的不同类型的管道试样的延伸率，计算在不同影响因素下的不同类型的管道试样拉伸后的延伸率损失，并根据在不同影响因素下的不同类型的管道试样拉伸后的延伸率损失确定影响因素与延伸率损失对应表；
[0008]对在不同影响因素下的不同类型的管道试样的延伸率损失进行拟合，以确定延伸率损失系数公式；
[0009]根据目标管道的材质类型和所在的第一影响因素确定处于所述影响因素与延伸率损失对应表中的相似数据项，并利用所述延伸率损失系数公式分别计算所述目标管道在所述第一影响因素下的第一延伸率损失系数和在所述相似数据项中对应的第二影响因素
下的第二延伸率损失系数；
[0010]根据所述第一延伸率损失系数、第二延伸率损失系数和所述相似数据项中的延伸率损失，计算所述目标管道的延伸率损失，并根据所述目标管道的延伸率损失确定所述目标管道发生氢脆危险的敏感性。
[0011]优选地，其中，所述方法还包括：
[0012]对处于库尔勒土壤模拟溶液中的不同类型的管道试样进行电化学充氢，并对经过电化学充氢的管道试样进行常温拉伸处理，获取处于库尔勒土壤模拟溶液中的在不同影响因素下的不同类型的管道试样的延伸率。
[0013]优选地，其中所述方法利用如下方式根据分别处于库尔勒土壤模拟溶液中和空气中的管道试样的延伸率，计算管道试样拉伸后的延伸率损失，包括：
[0014][0015]其中，为管道试样拉伸后的延伸率损失；和分别为处于库尔勒土壤模拟溶液中和空气中的管道试样的延伸率。
[0016]优选地，其中所述延伸率损失系数公式，包括：
[0017]k＝0.001t
‑
0.028lnρ+0.222，
[0018]其中，k为延伸率损失系数；t为极化时长；ρ为库尔勒土壤模拟溶液模拟的土壤电阻率。
[0019]优选地，其中所述根据所述第一延伸率损失系数、第二延伸率损失系数和所述相似数据项中的延伸率损失，计算所述目标管道的延伸率损失，包括：
[0020][0021]其中，为目标管道的延伸率损失；为所述相似数据项中的延伸率损失；k为第一延伸率损失系数；k0为第二延伸率损失系数。
[0022]优选地，其中所述根据所述目标管道的延伸率损失确定所述目标管道发生氢脆危险的敏感性，包括：
[0023]当所述目标管道的延伸率损失大于第一预设阈值时，确定所述目标管道肯定会发生氢脆危险的敏感性为高，表示会发生氢脆危险；
[0024]当所述目标管道的延伸率损失小于第二预设阈值时，确定所述目标管道发生氢脆危险的敏感性为中，表示存在发生氢脆危险的可能性；
[0025]当所述目标管道的延伸率损失大于等于第二预设阈且小于等于第一预设阈值时，确定所述目标管道发生氢脆危险的敏感性为低，表示不会发生氢脆危险。
[0026]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种确定埋地金属管道氢脆敏感性的系统，所述系统包括：
[0027]延伸率损失计算单元，用于根据分别处于库尔勒土壤模拟溶液中和空气中的在不同影响因素下的不同类型的管道试样的延伸率，计算在不同影响因素下的不同类型的管道试样拉伸后的延伸率损失，并根据在不同影响因素下的不同类型的管道试样拉伸后的延伸率损失确定影响因素与延伸率损失对应表；
[0028]拟合单元，用于对在不同影响因素下的不同类型的管道试样的延伸率损失进行拟合，以确定延伸率损失系数公式；
[0029]延伸率损失系数计算单元，用于根据目标管道的材质类型和所在的第一影响因素确定处于所述影响因素与延伸率损失对应表中的相似数据项，并利用所述延伸率损失系数公式分别计算所述目标管道在所述第一影响因素下的第一延伸率损失系数和在所述相似数据项中对应的第二影响因素下的第二延伸率损失系数；
[0030]敏感性确定单元，用于根据所述第一延伸率损失系数、第二延伸率损失系数和所述相似数据项中的延伸率损失，计算所述目标管道的延伸率损失，并根据所述目标管道的延伸率损失确定所述目标管道发生氢脆危险的敏感性。
[0031]优选地，其中所述系统还包括：
[0032]拉伸处理单元，用于试对处于库尔勒土壤模拟溶液中的不同类型的管道试样进行电化学充氢，并对经过电化学充氢的管道试样进行常温拉伸处理，获取处于库尔勒土壤模拟溶液中的在不同影响因素下的不同类型的管道试样的延伸率。
[0033]优选地，其中所述延伸率损失计算单元，利用如下方式根据分别处于库尔勒土壤模拟溶液中和空气中的管道试样的延伸率，计算管道试样拉伸后的延伸率损失，包括：
[0034][0035]其中，为管道试样拉伸后的延伸率损失；和分别为处于库尔勒土壤模拟溶液中和空气中的管道试样的延伸率。
[0036]优选地，其中在所述拟合单元，所述延伸率损失系数公式，包括：
[0037]k＝0.001t
‑
0.02本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定埋地金属管道氢脆敏感性的方法，其特征在于，所述方法包括：根据分别处于库尔勒土壤模拟溶液中和空气中的在不同影响因素下的不同类型的管道试样的延伸率，计算在不同影响因素下的不同类型的管道试样拉伸后的延伸率损失，并根据在不同影响因素下的不同类型的管道试样拉伸后的延伸率损失确定影响因素与延伸率损失对应表；对在不同影响因素下的不同类型的管道试样的延伸率损失进行拟合，以确定延伸率损失系数公式；根据目标管道的材质类型和所在的第一影响因素确定处于所述影响因素与延伸率损失对应表中的相似数据项，并利用所述延伸率损失系数公式分别计算所述目标管道在所述第一影响因素下的第一延伸率损失系数和在所述相似数据项中对应的第二影响因素下的第二延伸率损失系数；根据所述第一延伸率损失系数、第二延伸率损失系数和所述相似数据项中的延伸率损失，计算所述目标管道的延伸率损失，并根据所述目标管道的延伸率损失确定所述目标管道发生氢脆危险的敏感性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对处于库尔勒土壤模拟溶液中的不同类型的管道试样进行电化学充氢，并对经过电化学充氢的管道试样进行常温拉伸处理，获取处于库尔勒土壤模拟溶液中的在不同影响因素下的不同类型的管道试样的延伸率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法利用如下方式根据分别处于库尔勒土壤模拟溶液中和空气中的管道试样的延伸率，计算管道试样拉伸后的延伸率损失，包括：其中，为管道试样拉伸后的延伸率损失；和分别为处于库尔勒土壤模拟溶液中和空气中的管道试样的延伸率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述延伸率损失系数公式，包括：k＝0.001t
‑
0.028lnρ+0.222，其中，k为延伸率损失系数；t为极化时长；ρ为库尔勒土壤模拟溶液模拟的土壤电阻率。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一延伸率损失系数、第二延伸率损失系数和所述相似数据项中的延伸率损失，计算所述目标管道的延伸率损失，包括：其中，为目标管道的延伸率损失；为所述相似数据项中的延伸率损失；k为第一延伸率损失系数；k0为第二延伸率损失系数。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标管道的延伸率损失确定所述目标管道发生氢脆危险的敏感性，包括：当所述目标管道的延伸率损失大于第一预设阈值时，确定所述目标管道肯定会发生氢
脆危险的敏感性为高，表示会发生氢脆危险；当所述目标管道的延伸率损失小于第二预设阈值时，确定所述目标管道发生氢脆危险的敏感性为中，表示存在发生氢脆危险的可能性；当所述目标管道的延伸率损失大于等于第二预设阈且小于等于第一预设阈值时，确定所述目标管道发生氢脆危险的敏感性为低，表示不会发生氢脆危险。7.一种确定埋地金属管道氢脆敏感性的系统，其特征在于，所述系统包括：延伸率损失计算单元，用于根...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹方圆，白锋，杨丙坤，郝文魁，赵录兴，何堃，陈云，王晓芳，何宁辉，沙伟燕，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司国网宁夏电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：