【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道防腐蚀的，尤其是涉及一种管道腐蚀速率预测方法及系统。
技术介绍
1、在石化行业，由设备、电气仪表等设备设施导致的非计划停车达到66%，事故则占到45%，占到石化危险事故事件的半数以上，其中由腐蚀导致非计划停车占到总量的43.55%，占到设备失效的78%，事故比例则高达90%以上。随着各种劣质、活性硫原油的种类和数量的不断增加，以及加氢工艺的普遍采用，这种情况可能呈现逐年增加的趋势。
2、管道内腐蚀是油气管道的主要腐蚀形式和破坏因素之一。由于石油管材输送介质成分复杂，运行工况及流动状况不稳定，因而对管材内腐蚀的分析评价十分困难。目前，国内外都是通过对油气管道进行拆解，进行模拟研究，得出一些因素对管道腐蚀造成的影响。
3、但是，由于油气管道在输送流体是时刻进行的，管道内的流体处于高压高流速的状态，且油气管道在输送流体时在时刻发生着腐蚀的情况，如何实现油气管道系统中对油气管道腐蚀速率的在线监测是石化行业亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为了能够提高对油气管道腐蚀速率预测的精度，实现石化管道系统中对油气管道腐蚀速率的在线监测，本专利技术提供了一种管道腐蚀速率预测方法及系统。
2、第一方面，本专利技术提供的一种管道腐蚀速率预测方法，采用如下的技术方案：
3、一种管道腐蚀速率预测方法，包括以下步骤：
4、段塞流确定：对油气管道内的混合流体进行检测，并确定油气管道内的流体是否形成段塞流，若油气管道内的混合流体形成段塞
5、段塞流监测：对油气管道中的混合流体进行监测，并获取油气管道内的混合流体的流速v、混合流体的密度以及混合流体与油气管道之间摩擦因数；
6、腐蚀速率计算：计算油气管道的腐蚀速率rco，腐蚀速率rco的计算模型如下：
7、；
8、式中，α为调整系数，为混合流体对油气管道的剪切应力，a为常数；其中，剪切应力的计算模型如下：
9、；
10、数据获取：通过实验获取n次油气管道腐蚀速率的实际值ri；
11、误差计算：对腐蚀速率rco的误差q进行计算，腐蚀速率rco误差q的计算模型如下：
12、；
13、误差判断：设置误差判断常数x以及误差允许常数y，若q∈[x-y，x+y]，则执行输出步骤，若q∉[x-y，x+y]，则执行段塞流确定步骤，并执行腐蚀速率计算步骤；
14、输出：输出管道的腐蚀速率rco。
15、通过采用上述技术方案，在油气管道输送流体时，由于管道内存在高速流动的液体与气体，高速流动的液体与气体在高压高速的流动下会对油气管道的内壁进行腐蚀，由于油气管道内的腐蚀现象时刻在发生，通过混合流体的流速v、混合流体的密度以及混合流体与油气管道之间摩擦因数可时刻对腐蚀速率rco进行计算，进而实现对管道内的腐蚀速率在线监测；当腐蚀速率的计算结果与实际腐蚀速率偏差较大时，对管道内是否存在段塞流的情况进行重新判定，并重新计算油气管道的腐蚀速率；进而提高对油气管道腐蚀速率预测的精准性。
16、可选的，所述腐蚀速率计算步骤中，还根据摩擦因数 f对剪切应力进行修正；修正时的具体步骤如下：
17、首先根据流体的粘性对摩擦因数 f进行修正，摩擦因数 f的计算模型如下：
18、；
19、式中nr为流体的影响度，nr的计算模型如下：
20、；
21、式中d为油气管道的直径；
22、修正后的剪切应力的计算模型如下：
23、。
24、通过采用上述技术方案，由于油气管道内发生段塞流情况时，油气管道内的混合流体包含的气体与液体的比例不同，进而使得高流速的混合流体与油气管道内壁的摩擦系数也不同，在计算油气管道的腐蚀速率时介入摩擦因数，进而提高对油气管道腐蚀速率预测的精度。
25、可选的，所述腐蚀速率计算步骤中，还根据油气管道内的气体分压p对腐蚀速率rco进行修正；修正时的具体步骤如下：
26、根据气管道内的气体分压p确定调整系数α，调整系数α的计算模型如下：
27、,式中k、b均为常数；
28、修正后的腐蚀速率rco的计算模型如下：
29、。
30、通过采用上述技术方案，由于油气管道在输送混合流体时，油气管道内的混合气体的压强可能不同，进而使得不同的油气管道的腐蚀速率也不同，在计算油气管道的腐蚀速率时介入气体分压，进而提高对油气管道腐蚀速率预测的精度。
31、可选的，所述数据获取步骤中获取油气管道腐蚀速率的实际值ri时，根据已使用的n个油气管道的腐蚀程度，获取油气管道的实际腐蚀速率ri。
32、通过采用上述技术方案，当油气管道被腐蚀的无法使用时，获取油气管道在使用时间内的腐蚀深度，进而计算出每个已使用过的油气管道的腐蚀速率。
33、第二方面，本专利技术提供的一种管道腐蚀速率预测系统，采用如下的技术方案：
34、一种管道腐蚀速率预测系统，包括；
35、检测模块：输出端与监测模块的输入端电信号连接，用于对油气管道内的混合流体进行检测，并确定油气管道内的流体是否形成段塞流，若油气管道内的混合流体形成段塞流，则执行监测模块；
36、监测模块：输入端与检测模块的输出端电信号连接，输出端与计算模块的输入端电信号连接，用于对油气管道中的混合流体进行监测，并获取油气管道内的混合流体的流速v、混合流体的密度以及混合流体与油气管道之间摩擦因数；
37、计算模块i：输出端与计算模块ii的输入端电信号连接，用于计算油气管道的腐蚀速率rco，腐蚀速率rco的计算模型如下：
38、；
39、式中，α为调整系数，为混合流体对油气管道的剪切应力，a为常数；其中，剪切应力的计算模型如下：
40、；
41、获取模块：输出端与计算模块ii的输入端电信号连接，用于获取n次油气管道腐蚀速率的实际值ri；
42、计算模块ii：输出端与判断模块的输入端电信号连接，用于对腐蚀速率rco的误差q进行计算，腐蚀速率rco误差q的计算模型如下：
43、；
44、判断模块：输出端与输出模块的输入端电信号连接，在判断模块中设置误差判断常数x以及误差允许常数y，若q∈[x-y，x+y]，则执行输出模块，若q∉[x-y，x+y]，则执行检测模块，并执行计算模块i；
45、输出模块：输入端与判断模块的输出端电信号连接，用于输出管道的腐蚀速率rco。
46、可选的，所述计算模块i中，还根据摩擦因数 f对剪切应力进行修正；修正时的具体步骤如下：
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【技术保护点】
1.一种管道腐蚀速率预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种管道腐蚀速率预测方法，其特征在于：所述腐蚀速率计算步骤中，还根据摩擦因数f对剪切应力进行修正；修正时的具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种管道腐蚀速率预测方法，其特征在于：所述腐蚀速率计算步骤中，还根据油气管道内的气体分压P对腐蚀速率RCO进行修正；修正时的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种管道腐蚀速率预测方法，其特征在于：所述数据获取步骤中获取油气管道腐蚀速率的实际值Ri时，根据已使用的N个油气管道的腐蚀程度，获取油气管道的实际腐蚀速率Ri。
5.一种管道腐蚀速率预测系统，使用权利要求1-4中任意一项所述的管道腐蚀速率预测方法，其特征在于：包括；
6.根据权利要求5所述的一种管道腐蚀速率预测系统，其特征在于：所述计算模块I中，还根据摩擦因数f对剪切应力进行修正；修正时的具体步骤如下：
7.根据权利要求6述的一种管道腐蚀速率预测系统，其特征在于：所述计算模块I中，还根据油气管道内的气体分压P对腐蚀速率RCO
8.根据权利要求7所述的一种管道腐蚀速率预测系统，其特征在于：所述获取模块中获取油气管道腐蚀速率的实际值Ri时，根据已使用的N个油气管道的腐蚀程度，获取油气管道的实际腐蚀速率Ri。
...【技术特征摘要】
1.一种管道腐蚀速率预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种管道腐蚀速率预测方法，其特征在于：所述腐蚀速率计算步骤中，还根据摩擦因数f对剪切应力进行修正；修正时的具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种管道腐蚀速率预测方法，其特征在于：所述腐蚀速率计算步骤中，还根据油气管道内的气体分压p对腐蚀速率rco进行修正；修正时的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种管道腐蚀速率预测方法，其特征在于：所述数据获取步骤中获取油气管道腐蚀速率的实际值ri时，根据已使用的n个油气管道的腐蚀程度，获取油气管道的实际腐蚀速率ri。
5.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：路笃辉，王目凯，李兵，邓进，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：
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