一种基于积液动态累积预测的干气集输管线内腐蚀直接评价方法技术

本发明专利技术涉及管线内腐蚀评价技术领域，具体涉及一种基于积液动态累积预测的干气集输管线内腐蚀直接评价方法，评价流程为预评价

【技术实现步骤摘要】
一种基于积液动态累积预测的干气集输管线内腐蚀直接评价方法


[0001]本专利技术涉及管线内腐蚀评价
，具体涉及一种基于积液动态累积预测的干气集输管线内腐蚀直接评价方法。

技术介绍

[0002]NACE SP0206
‑
2006输送干性天然气管道的内腐蚀直接评价方法(DG
‑
ICDA)是美国腐蚀工程师协会于2006年形成的内腐蚀直接评价技术，该方法的评价思路为：预评价
‑
间接检查
‑
详细检查
‑
后评价，其中间接检查部分一般是用收集到的数据进行多相流计算，确定管道积液的临界倾角，同时形成一个管道倾角剖面图，整合二者进行分析，确定可能发生内腐蚀的位置。该方法存在如下不足：
[0003](一)计算精度不高
[0004]在计算管道积液的临界倾角时，需要采用经验公式
[0005][0006]式中，θ代表临界倾角(
°
)，ρ
l
代表液体密度，ρ
g
代表气体密度，g代表重力加速度，d
id
代表内径，V
g
代表表观气速。
[0007]该公式中的气体密度由总压和温度确定，常用的计算方法有两种，一种方法需要用到压缩因子Z，但压缩因子Z的求解本身亦需要经验公式计算，因此，该计算方法准确性有待提高；另一种方法为应用范德瓦尔斯方程模拟非理想气体的非线性行为，需要使用管输气体的临界常数a和b，而a和b均为经验数据，因此该方法亦存在精度不高的问题。
[0008](二)高风险位置较多
[0009]如前所述，该方法通过对比管道积液的临界倾角和剖面图中管道倾角的大小关系，确定高风险位置，没有明确的风险排序，而且评价也过于保守，导致得到的高风险腐蚀位置较多，评价代价较大。

技术实现思路

[0010]针对DG
‑
ICDA方法没有明确的风险排序且得到的高风险位置较多、评价精度不高、评价代价过高的技术问题，本专利技术提供一种基于积液动态累积预测的干气集输管线内腐蚀直接评价方法。根据干气电化学腐蚀原理，干气集输管线内腐蚀的产生是随着积液的累积产生的，没有液相存在，干气集输管线就不存在内腐蚀，而积液累积具有时间效应，一是对于干气集输管线，积液累积需要一定的时间；二是积液只有在一个累积点达到平衡，才会在下一个累积点累积，因此干气集输管线高风险内腐蚀位置应进行风险排序。考虑到这些情况，本专利技术采用成熟的多相流计算软件为工具，动态计算，分别获得干气集输管线内腐蚀风险最高位置、干气集输管线内腐蚀风险排序及干气集输管线内腐蚀最严重的状态，高风险位置准确、风险排序准确。
[0011]本专利技术技术方案如下：
[0012]一种基于积液动态累积预测的干气集输管线内腐蚀直接评价方法，评价流程为预评价
‑
间接检查
‑
详细检查
‑
后评价，其中间接检查包括如下步骤：
[0013]S21：干气集输管线投产后，对干气集输管线内腐蚀速率和积液情况进行动态计算，随着干气集输管线运行时间的增加，当管线内首次出现积液时，获得首次积液位置和时间，首次积液位置即为管线内腐蚀风险最高位置；
[0014]S22：首次出现积液后，对干气集输管线内腐蚀速率和积液情况继续进行动态计算，干气集输管线上陆续出现积液位置，记录积液依次出现的时间和位置，按照积液出现时间顺序，各积液位置的腐蚀风险依次降低；
[0015]S23：继续进行动态计算至评价周期结束，对各积液位置的腐蚀量进行累计，得到评价周期内整条干气集输管线的内腐蚀速率；
[0016]S24：依据管线积液出现的位置，确定详细检查区段。
[0017]进一步的，动态计算具体为：设置时间步长，在每个时间步长范围内计算干气集输管线腐蚀速率和积液情况，下一时间步长以上一时间步长的计算结果为初值，计算干气集输管线腐蚀速率和积液情况。
[0018]进一步的，动态计算使用的工具为多相流计算软件(OLGA全动态多相流模拟软件)，模型为双流体模型。
[0019]进一步的，双流体模型属于双曲线模型的一种，该模型中气相和液相分别拥有各自单独的连续性方程和动量方程，其中，
[0020]气相连续性方程为
[0021]液相连续性方程为
[0022]气相动量方程为
[0023]液相动量方程为
[0024]式中，——截面的含气率(无因次)；
[0025]H
L
——持液率(无量纲)；
[0026]Δm
gL
——控制体内在单位管线长度上由气相转化到液相的流量，kg/m
·
s；
[0027]Δm
Lg
——控制体内在单位管线长度上由液相转化到气相的流量，kg/m
·
s；
[0028]P——管线压力，Pa；
[0029]θ——管线倾斜角度，
°
；
[0030]Γ
gw
——管线内气相受到来自管壁的剪切力，N
·
m；
[0031]Γ
Lw
——管线内液相受到来自管壁的剪切力，N
·
m；
[0032]Γ
gi
——管线内气相界面受到的剪切力(受流型影响)，N
·
m；
[0033]Γ
Li
——管线内液相界面受到的剪切力(受流型影响)，N
·
m；
[0034]v0——管线相变流速，m/s。
[0035]进一步的，当S23以不再出现新的积液位置、积液总量不再发生变化作为评价周期结束标准时，对各积液位置的腐蚀量进行累计，得到整条干气集输管线内积液与干气携液的平衡状态下的内腐蚀速率。由于干气含液较少，干气集输管线内积液与干气携液的平衡状态的时间一般需要上百年，此时获得的内腐蚀速率与DG
‑
ICDA方法的评价结果接近，即DG
‑
ICDA方法得到的是运行上百年时间的干气集输管线内腐蚀速率，而实际的干气集输管线的设计寿命一般不超过25年，有的干气集输管线可能5年就需要评价一次，因此DG
‑
ICDA的评价结果过于保守。
[0036]进一步的，预评价、详细检查和后评价按照DG
‑
ICDA方法规定的方法进行。
[0037]进一步的，预评价包括如下步骤：
[0038]S11：收集评价所需数据；
[0039]S12：判断数据是否完整，如完整，说明内腐蚀直接评价方法可行，进行下一步；如不完整，判断数据能否通过其他间接方法获得，如可以，说明内腐蚀直接评价方法可行，进行下一步；
[0040]S13：确定内腐蚀直接评价区域。
[0041]进一步的，后评价包括确定再次评价时间和确认此次评价效果。
[0042]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于积液动态累积预测的干气集输管线内腐蚀直接评价方法，其特征在于，评价流程为预评价
‑
间接检查
‑
详细检查
‑
后评价，其中间接检查包括如下步骤：S21：干气集输管线投产后，对干气集输管线内腐蚀速率和积液情况进行动态计算，随着干气集输管线运行时间的增加，当管线内首次出现积液时，获得首次积液位置和时间，首次积液位置即为管线内腐蚀风险最高位置；S22：首次出现积液后，对干气集输管线内腐蚀速率和积液情况继续进行动态计算，干气集输管线上陆续出现积液位置，记录积液依次出现的时间和位置，按照积液出现时间顺序，各积液位置的腐蚀风险依次降低；S23：继续进行动态计算至评价周期结束，对各积液位置的腐蚀量进行累计，得到评价周期内整条干气集输管线的内腐蚀速率；S24：依据管线积液出现的位置，确定详细检查区段。2.如权利要求1所述的一种基于积液动态累积预测的干气集输管线内腐蚀直接评价方法，其特征在于，动态计算具体为：设置时间步长，在每个时间步长范围内计算干气集输管线腐蚀速率和积液情况，下一时间步长以上一时间步长的计算结果为初值，计算干气集输管线腐蚀速率和积液情况。3.如权利要求1所述的一种基于积液动态累积预测的干气集输管线内腐蚀直接评价方法，其特征在于，动态计算使用的工具为多相流计算软件，模型为双流体模型。4.如权利要求3所述的一种基于积液动态累积预测的干气集输管线内腐蚀直接评价方法，其特征在于，双流体模型的气相连续性方程为液相连续性方程为气相动量方程为液相动量方程为式中，——截面的含气率；H
L
——持液率；Δm
gL
——控制体内在单位管线长度上由气相转化到液相的流量，kg/m
·
s；Δm
L...

【专利技术属性】
技术研发人员：封子艳，崔铭伟，封飞，
申请(专利权)人：山东天泰环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：