本发明专利技术提供一种天然气管道腐蚀失效时间预测方法及装置。所述方法包括以下步骤：通过建立管道腐蚀失效方程，确定影响管道腐蚀失效时间的管道参数；选取影响管道腐蚀失效时间的环境参数；对所述管道参数和环境参数基于相关性进行筛选；以筛选后的参数为输入变量、以腐蚀失效时间为输出变量，构建预测模型，用训练好的模型对管道腐蚀失效时间进行预测。本发明专利技术通过建立管道腐蚀失效方程确定影响腐蚀失效时间的管道参数，并增加管道的环境参数，而且以基于相关性进行筛选后的参数作为预测模型的输入变量，可明显提高预测模型的预测精度。可明显提高预测模型的预测精度。可明显提高预测模型的预测精度。
【技术实现步骤摘要】
一种天然气管道腐蚀失效时间预测方法及装置
[0001]本专利技术涉及天然气管道腐蚀预测
，具体涉及一种天然气管道腐蚀失效时间预测方法及装置。
技术介绍
[0002]天然气管道是天然气管网的组成部分。由于天然气产品中含有硫化氢和二氧化碳等腐蚀性气体，以及环境因素对管道的影响，管道易被腐蚀导致损坏、失效。天然气管道在腐蚀方面的问题是影响我国燃气安全的主要因素之一，城镇燃气关系国计民生，管道腐蚀不仅会影响天然气管道的寿命(从埋入地下开始到因腐蚀导致失效的时间，即腐蚀失效时间)，形成安全隐患，严重时还会引发安全事故。因此，为了能够延长天然气管道的使用寿命，保障管道安全、经济、高效运行，必须开展天然气管道的腐蚀监测工作。
[0003]目前，广泛应用在线检测方法对管道进行腐蚀监测。该技术需要通过应用磁通量和超声波工具等高科技设备对管道状况进行频繁评估，然而，由于需要高频率的在线检查和分辨率要求，这种方法过于昂贵和耗时。近年来，研究者们将更多的注意力集中在预测模型的开发上，这些模型可用于预测腐蚀失效。但已有的这些模型没有考虑腐蚀破坏的环境因素，例如土壤温度等，从而导致模型的预测精度不高。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种天然气管道腐蚀失效时间预测方法及装置。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种天然气管道腐蚀失效时间预测方法，包括以下步骤：
[0007]通过建立管道腐蚀失效方程，确定影响管道腐蚀失效时间的管道参数；
[0008]选取影响管道腐蚀失效时间的环境参数；
[0009]对所述管道参数和环境参数基于相关性进行筛选；
[0010]以筛选后的参数为输入变量、以腐蚀失效时间为输出变量，构建预测模型，用训练好的模型对管道腐蚀失效时间进行预测。
[0011]进一步地，管道腐蚀失效方程的建立方法包括：
[0012]假设管道的腐蚀缺陷为矩形，则失效压力为：
[0013][0014][0015]式中，p
f
为失效压力，σ
b
为最小屈服强度，D、δ为管道直径、壁厚，d(t)为缺陷深度随时间t变化的函数，β为隆起系数，L(t)为缺陷长度随时间变化的函数；
[0016]假设管道腐蚀为一个准稳态过程，则：
[0017]d(t)＝d0+v
r
(t
‑
t0)
[0018]L(t)＝L0+v
a
(t
‑
t0)
[0019]式中，v
r
、v
a
分别为径向即深度方向的腐蚀速率和轴向即长度方向的腐蚀速率，d0、L0分别为上次检测时间t0时的缺陷深度和缺陷长度。
[0020]更进一步地，对所述管道参数和环境参数进行筛选的方法包括：
[0021]计算每个参数与腐蚀失效时间的相关系数，并按所述相关系数从大到小的顺序对所述参数排序；
[0022]删除相关系数小于第一阈值的参数；
[0023]计算剩余参数中任意两个参数之间的相关系数，对于相关系数大于第二阈值的两个参数，删除排序靠后的一个参数。
[0024]更进一步地，所述预测模型为：
[0025][0026]式中，t
s
为腐蚀失效时间，T为月土壤平均温度，h为土壤覆盖深度，p
f
为失效时的压力，P为最大允许压力。
[0027]进一步地，所述方法还包括模型校正步骤：
[0028]构建测试数据集，将所述数据集代入预测模型，得到预测的腐蚀失效时间；
[0029]计算预测的腐蚀失效时间的标准差和预测模型的拟合度；
[0030]如果所述标准差大于设定的阈值，且所述拟合度小于设定的阈值，则预测模型精度不满足要求，修正预测模型直到精度满足要求。
[0031]第二方面，本专利技术提供一种天然气管道腐蚀失效时间预测装置，包括：
[0032]管道参数选取模块，用于通过建立管道腐蚀失效方程，确定影响管道腐蚀失效时间的管道参数；
[0033]环境参数选取模块，用于选取影响管道腐蚀失效时间的环境参数；
[0034]参数筛选模块，用于对所述管道参数和环境参数基于相关性进行筛选；
[0035]建模预测模块，用于以筛选后的参数为输入变量、以腐蚀失效时间为输出变量，构建预测模型，用训练好的模型对管道腐蚀失效时间进行预测。
[0036]进一步地，管道腐蚀失效方程的建立方法包括：
[0037]假设管道的腐蚀缺陷为矩形，则失效压力为：
[0038][0039][0040]式中，p
f
为失效压力，σ
b
为最小屈服强度，D、δ为管道直径、壁厚，d(t)为缺陷深度随时间t变化的函数，β为隆起系数，L(t)为缺陷长度随时间变化的函数；
[0041]假设管道腐蚀为一个准稳态过程，则：
[0042]d(t)＝d0+v
r
(t
‑
t0)
[0043]L(t)＝L0+v
a
(t
‑
t0)
[0044]式中，v
r
、v
a
分别为径向即深度方向的腐蚀速率和轴向即长度方向的腐蚀速率，d0、L0分别为上次检测时间t0时的缺陷深度和缺陷长度。
[0045]更进一步地，对所述管道参数和环境参数进行筛选的方法包括：
[0046]计算每个参数与腐蚀失效时间的相关系数，并按所述相关系数从大到小的顺序对所述参数排序；
[0047]删除相关系数小于第一阈值的参数；
[0048]计算剩余参数中任意两个参数之间的相关系数，对于相关系数大于第二阈值的两个参数，删除排序靠后的一个参数。
[0049]更进一步地，所述预测模型为：
[0050][0051]式中，t
s
为腐蚀失效时间，T为月土壤平均温度，h为土壤覆盖深度，p
f
为失效时的压力，P为最大允许压力。
[0052]进一步地，所述装置还包括模型校正模块，用于，
[0053]构建测试数据集，将所述数据集代入预测模型，得到预测的腐蚀失效时间；
[0054]计算预测的腐蚀失效时间的标准差和预测模型的拟合度；
[0055]如果所述标准差大于设定的阈值，且所述拟合度小于设定的阈值，则预测模型精度不满足要求，修正预测模型直到精度满足要求。
[0056]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果。
[0057]本专利技术通过建立管道腐蚀失效方程，确定影响管道腐蚀失效时间的管道参数，选取影响管道腐蚀失效时间的环境参数，对所述管道参数和环境参数基于相关性进行筛选，以筛选后的参数为输入变量、以腐蚀失效时间为输出变量，构建预测模型，用训练好的模型对管道腐蚀失效时间进行预测本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种天然气管道腐蚀失效时间预测方法，其特征在于，包括以下步骤：通过建立管道腐蚀失效方程，确定影响管道腐蚀失效时间的管道参数；选取影响管道腐蚀失效时间的环境参数；对所述管道参数和环境参数基于相关性进行筛选；以筛选后的参数为输入变量、以腐蚀失效时间为输出变量，构建预测模型，用训练好的模型对管道腐蚀失效时间进行预测。2.根据权利要求1所述的天然气管道腐蚀失效时间预测方法，其特征在于，管道腐蚀失效方程的建立方法包括：假设管道的腐蚀缺陷为矩形，则失效压力为：假设管道的腐蚀缺陷为矩形，则失效压力为：式中，p
f
为失效压力，σ
b
为最小屈服强度，D、δ为管道直径、壁厚，d(t)为缺陷深度随时间t变化的函数，β为隆起系数，L(t)为缺陷长度随时间变化的函数；假设管道腐蚀为一个准稳态过程，则：d(t)＝d0+v
r
(t
‑
t0)L(t)＝L0+v
a
(t
‑
t0)式中，v
r
、v
a
分别为径向即深度方向的腐蚀速率和轴向即长度方向的腐蚀速率，d0、L0分别为上次检测时间t0时的缺陷深度和缺陷长度。3.根据权利要求2所述的天然气管道腐蚀失效时间预测方法，其特征在于，对所述管道参数和环境参数进行筛选的方法包括：计算每个参数与腐蚀失效时间的相关系数，并按所述相关系数从大到小的顺序对所述参数排序；删除相关系数小于第一阈值的参数；计算剩余参数中任意两个参数之间的相关系数，对于相关系数大于第二阈值的两个参数，删除排序靠后的一个参数。4.根据权利要求3所述的天然气管道腐蚀失效时间预测方法，其特征在于，所述预测模型为：式中，t
s
为腐蚀失效时间，T为月土壤平均温度，h为土壤覆盖深度，p
f
为失效时的压力，P为最大允许压力。5.根据权利要求1所述的天然气管道腐蚀失效时间预测方法，其特征在于，所述方法还包括模型校正步骤：构建测试数据集，将所述数据集代入预测模型，得到预测的腐蚀失效时间；
计算预测的腐蚀失效时间的标准差和预测模型的拟合度；如果所述标准差大于设定的阈值，且所述拟合度小于设定的阈值，则预测模型精度不满足要求，修正预测模型直到精度满足要求。6.一种天然气管道腐蚀失效时间预测装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：井帅，曹莹，孙明烨，李学孔，
申请(专利权)人：北京市煤气热力工程设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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