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1、2000年7月西安石油学院学报(自然科学版)Jul.2000第15卷第4期JournalofXi′anPetroleumInstitute(NaturalScienceEdition)Vol.15No.4文章编号:100125361(2000)0420070203花-格管线腐蚀穿孔失效模型分析BuriedPipelineCorrosionPunchingFailureModel1112樊玉光,王金刚,陈朝达,王全喜(11西安石油学院机械系化机研究所,陕西西安710065;21青海石油管理局格尔木管道输油处,青海格尔木816000
2、)摘要:为了寻找花-格管线腐蚀穿孔的原因,对西起柴达木盆地西部的油沙山,东至其东部格尔木,全长43517km的花-格管线运行以来的腐蚀穿孔次数进行统计分析和相关性计算,得出腐蚀穿孔累积数对数和运行时间的线性关系、腐蚀穿孔累积数和运行时间的指数关系.模型表明腐蚀穿孔失效呈加速态势,其腐蚀失效机理是管道防腐层下电屏蔽的电化学自催化腐蚀和管道保温层中干湿交界处氧浓差腐蚀.关键词:埋地管道;腐蚀;穿孔;数学模型中图分类号:TE973.91文献标识码:A花-格管线西起柴达木盆地西部的花土沟油沙1花-格管线腐蚀穿孔数学模型山,东至盆地东部格
3、尔木,全长435.7km,管径273mm,采用加热输送,出站温度70～80℃,进站30青海石油局的花-格管线于1990年建成投入～40℃.沿线大部分地段为地下水位较低的戈壁荒运行,其历年的腐蚀穿孔统计数据见表1.漠,部分地段为地下水位较高的草原和沼泽,同时该表1花格管线腐蚀穿孔数统计表管线的东部还穿越那陵格勒河、大灶火河和格尔木年份19911992199319941995199619971998运行时间xiöa12345678河,穿越河流的总长度近4.78km.沿线所经区域降当年度穿孔数0213251518雨量少、昼夜温差大、气
4、侯干燥、风沙多,属典型的大腐蚀穿孔是一个多因素的结果,直接采用每年陆高原性气侯.度的穿孔数进行分析,数据波动大,随机误差大,在花-格管线采用的是“管中管”夹克防腐保温技[2]此采用统计分析的累积数法,将年度穿孔数累加[1]术,在管线外部有50mm厚的硬质聚氨酯泡沫作为该年度前整个运行时间的累积穿孔数,见表2.这保温层,其外是厚4mm的黑色高密度聚乙烯作防样减少了数据波动,可建立更准确的数学模型.水防腐蚀层,全线采用电溶套补口方式.但是花-格图1为花格管线腐蚀穿孔累积数yi对数和运行管线建成投入使用后,由管道腐蚀穿孔产生的原油时间
5、xi的关系曲线,可以看出二者符合线性关系.泄漏事故逐年增加,不仅因维修影响输油生产,造成为得到两者间的统计关系,以最小二乘法建立腐蚀了严重的经济损失(维修费和漏油),而且还污染了穿孔数量和运行时间之间的数学模型,并进行相关环境.性和误差分析.通过对花-格管线使用以来的腐蚀和维修资料设yi和xi数据样本的线性关系为:yi=axi+b的分析,得到了腐蚀穿孔统计数据,并由此建立腐蚀n2穿孔数学模型,对该管线腐蚀穿孔机理和影响因素令Q=∑[yi-(axi+b)]i=1进行了分析.达到最小值(最小二乘法),yi和xi线性回归系收稿日期:2
6、000202218作者简介:樊玉光(19642),男,山西翼城人,副教授,主要从事机械工程方面的研究工作.樊玉光等:花-格管线腐蚀穿孔失效模型分析—71—n数为:q2Sxx=∑(xi-x)Sxyqqi=1a=b=y-ax(1)SnxxqqnnSxy=∑(xi-x)(yi-y)q1q1i=1式中x=∑xiy=∑yini=1ni=1表2花格管线腐蚀穿孔分析表年份1992199319941995199619971998累积数平均值运行时间xiöa2345678355qxi-x-3-2-10123(xi-xq)2941014928累积穿
7、孔数N2368132846累积穿孔数对数yi=1nN0.6931.0991.7922.0792.5653.3323.82915.3892.198qyi-y-1.505-1.099-0.406-0.1190.3671.1341.631(yi-qy)22.2651.2080.1650.0140.1351.2862.6607.733(xi-xq)·(yi-qy)4.5152.1980.40600.3672.2684.89314.647注:1991年由于全线凝管事故、热水解堵,该年度不作为统计分析样本.由表2得此样本的rxy接近于1,故
8、两个变量(腐蚀穿孔累∑(xi-xq)(yi-yq)积数N的对数yi、运行时间xi)符合线性关系.所回A==14.647ö28=0.523(x2归的线性关系和实际现场样本的相对误差为∑i-x)qqQ2b=y-ax=2.198-0.523×5=-0.417=1-rx
