油气长输管道腐蚀行为分析

赵清娜 张迪（中国石油集团工程设计有限责任公司）邓丽华（烟台新奥燃气发展有限公司）

一、长输埋地管线腐蚀因素[1、2]分析

对土壤腐蚀产生影响的主要因素如下：

1.含水量：一般而言，土壤中的含水量是随着季节交替变化的，同时土壤的腐蚀性也随之变化。

2.含氧量：土壤中的含氧量与土壤的孔隙度、土粒结构、湿度、松紧度等有着密切的关系，土壤透气性的强弱与土壤孔隙度的大小有着显著的联系。

3.pH值：土壤酸碱度的变化对腐蚀带来的影响是很大的。不同的地理区域，土壤酸碱度不同，一般而言，南方土壤偏酸性，而北方土壤偏碱性，大部分的土壤呈中性。

4.杂散电流：埋地金属管道杂散电流离开的位置为阳极端，阳极端产生腐蚀。杂散电流的防护措施主要有绝缘法、排流法和牺牲阳极法保护法。

5.含盐量：通常土壤中的可溶盐含量在2%以内，土壤电导率与土壤含盐量有关，含盐量越高，电导率越高，腐蚀性越强。

6.电阻率：通常情况下，土壤电阻率可以作为土壤腐蚀性估计的重要指标，电阻率越小、土壤的腐蚀性越强。

二、灰关联分析法[3、4]在埋地长输管道腐蚀因素中的应用

本文以15个某管道沿线获得的主要腐蚀因素的数据为基本数据。含水量、HCO3-(%)、C l-(%)、S O 42-(%)、氧化还原电位(mv)、pH值、电阻率(Ω·m)是管道腐蚀的主要因素，即为子因素（主因素）xi（k），k=1,2,…,15 i=1,2,…,7。母因素为管道的腐蚀速度，即式中 x0（k），k=1,2,…,15，样本数据记录如下：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；

将灰关联的均值法与初值法编程，得到结果如下：

由初值化方法对管道腐蚀速度进行关联度计算，得到各个影响因子数据如下：

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

由关联度计算结果可以得出：引起管道腐蚀的影响因素排序为：电阻率＜氧化还原电位＜S O 42-(%)＜pH＜C l-(%)＜含水量＜HCO3-(%)。

由均值化方法对管道腐蚀速度进行关联度计算，得到各个影响因子数据如下：

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

由关联度计算结果可以得出：引起管道腐蚀的影响因素排序为：：电阻率＜氧化还原电位＜pH＜S O 42-(%)＜含水量＜HCO3-(%)＜C l-(%)。

通过计算得出数列中各个数值的算术平均数是均值化方法的计算步骤，降低样本数据的奇异值可以通过均值化方法实现。通过初值化计算可以获得数据增长趋势的灵敏呈现，迅速反应了事物的增长变化，实现了动态意义的充分体现。因此在对管道腐蚀进行灰色关联度分析时，将初值化关联度计算法与均值化关联度计算法相结合，可以使得计算结果效果更好。

[1]方华灿.油气长输管线的安全可靠性分析[M].北京：石油工业出版社，2007.

[2]朱国文.长输管道腐蚀检测及维护措施[J].油气储运，2002，21（2）25-27.

[3]贺晓.基于灰色关联的案例推理在智能诊断系统中的应用研究:[硕士学位论文」.武汉:华中科技大学.2005.

[4]基于灰关联与人工神经网络的混凝土钢筋锈蚀量预测：[硕士学位论文].北京交通大学.2009.