CN107066671A - 一种钢质储油罐罐底腐蚀评级方法 - Google Patents
一种钢质储油罐罐底腐蚀评级方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种钢质储油罐罐底腐蚀评级方法,包括:步骤一:建立复合模糊物元矩阵R;步骤二:构造关联系数复合模糊物元矩阵步骤三:确定各特征指标的权重复合物元步骤四:确定关联度复合模糊物元
Description
技术领域
本申请属于石油化工技术领域,具体地说,涉及一种钢质储油罐罐底腐蚀评级方法。
背景技术
储油罐在长期使用过程中,会出现储罐底板的腐蚀问题。目前很多油罐的腐蚀常常是借助于肉眼看,或闻到气味,甚至油罐漏油才发现油罐罐底腐蚀了,造成很大损失。目前,当遇到储油罐腐蚀问题时,腐蚀状况描述还停留在定性水平上,往往凭设备管理的经验进行分析处理,缺少对检验检测数据的定量分析,对腐蚀的反映和腐蚀规律的把握不够深入。李春树中提出了用漏磁检测技术可以检出储罐底板上下表面的腐蚀坑,并且对腐蚀坑底深度和分布给出定量检测结果,并且还提出了储油罐底板腐蚀特征参量,即点腐蚀概率,当量穿孔面积,最大点腐蚀深度,平均腐蚀深度,最大点腐蚀速率,平均腐蚀速率。这些腐蚀参量信息具体直观,全面定量准确反映了储罐底板的腐蚀状态,李春树还提出了利用这六个腐蚀特征参量来确定油罐的腐蚀状态或等级,但评价出来的结果与实际的油罐腐蚀有一定的误差。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷,提供一种钢质储油罐罐底腐蚀评级方法。
一种钢质储油罐罐底腐蚀评级方法,包括:
步骤一:建立复合模糊物元矩阵R;
步骤二:构造关联系数复合模糊物元矩阵
步骤三:确定各特征指标的权重复合物元
步骤四:确定关联度复合模糊物元
进一步地,如上所述的钢质储油罐罐底腐蚀评级方法,步骤一所述复合模糊物元矩阵R为:
其中,Mi表示10个储油罐,Cj表示腐蚀6个指标,分别为点腐蚀概率P,当量穿孔面积A,单位mm2,最大点腐蚀深度dmax/T,平均腐蚀深度最大点腐蚀速率rmax,单位mm/y,平均腐蚀速率单位mm/y。
进一步地,如上所述的钢质储油罐罐底腐蚀评级方法,步骤二包括:
根据隶属度确定关联系数:
ξij=Xij,i=1,2,...,n,j=1,2,...,6
通过上述变换,把10个油罐6个腐蚀指标复合模糊元中各从优隶属度转换成相对应的关联系数
以此构造关联系数复合模糊物元
进一步地,如上所述的钢质储油罐罐底腐蚀评级方法,步骤三包括:首先求出各油罐各指标的关联系数之和,然后对各关联系数进行归一处理,得到的各指标的权重Wj:
由此可得到权重复合物元Rw
其中,W1表示点腐蚀概率P、W2表示当量穿孔面积A,W3表示最大点腐蚀深度dmax/T,W4表示平均腐蚀深度W5表示最大点腐蚀速率rmax,W6表示平均腐蚀速率
进一步地,如上所述的钢质储油罐罐底腐蚀评级方法,步骤四包括:
关联度
由此可得到关联度复合模糊物元Rk
根据关联度复合模糊物元Rk得到油罐底部沉积液腐蚀评价结果。
有益效果:
本发明提出对腐蚀特征参量,用模糊物元评价底板腐蚀状态安全评估方法,全面定量准确反映了储罐底板的腐蚀状态。由于要准确评价油罐罐底的腐蚀状况,因此需要利用漏磁检测仪和超声波检测仪(在储罐底板腐蚀的实际检测分析中,使用储罐底板漏磁检测仪,可以对储罐底板正反面同时进行腐蚀情况检测。对储罐底板进行100%检测,用超声波测厚仪检测底板厚度)。另外,由于检测油罐罐底的腐蚀性不是每天需要做的,只是定期(比如腾罐或时间长了)检测,因此不需要购买漏磁检测仪和超声波检测仪,只需要临时租用或请专业检测人员,从而降低了评级过程中的成本。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本申请的实施方式,藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
1、首先对油罐罐底采集基础数据
表1油罐的基础数据和腐蚀情况
2、6个腐蚀特征参量
2.1点腐蚀概率:根据概率论,如果腐蚀坑的深度是随机分布,则腐蚀坑深度h不超过数值d的概率为:
式中P(h≤d)——腐蚀坑深度h不超过数值d的概率,h——蚀坑深度,——蚀坑平均深度
在检测数据统计中:P(h≤d)=Nh≤d/(N+1) (2)
式中P(h≤d)——腐蚀坑深度h不超过数值d的概率,Nh≤d——腐蚀坑深度h不超过数值d腐蚀坑个数
N——腐蚀坑总个数
2.2平均腐蚀深度:(1)和(2)式利用最小二乘法拟合估计出
2.3穿孔概率:腐蚀深度达到储罐底板厚度的点腐蚀概率,由检测出的腐蚀部位的面积与储罐底板总面积之比推算得来。
腐蚀坑深度h不超过数值d的概率:
其中A0——底板面积,Ah——蚀坑深度h≤d的总面积。由(1)式和(3)式利用最小二乘法拟合估计出
决定储罐底板使用寿命的不是腐蚀坑的平均深度,而是最深的腐蚀坑的深度。最深腐蚀坑的深度的概率分布,服从Gumbel第一类近似函数
(4)式表示最大腐蚀深度不超过d的概率,这个概率计算中的平均深度与李春树不同。将d用底板厚度T代入(4)得穿孔概率P。
2.4当量缺陷穿孔面积:由检测出的腐蚀转换为当量穿孔缺陷后计算得出。
当量穿孔面积:A=P·A0 (5)
2.5最大腐蚀深度dmax:是检测得出的实际值,表示当前状况下储罐底板存在的腐蚀缺陷的最大深度,dmax取蚀坑最深值。
2.6平均腐蚀深度:检测出的点腐蚀和区域性平均深度:——用统计方法估计蚀坑的平均深度。
2.7、最大腐蚀速度:t使用年限。
2.8平均腐蚀速度
在检测实际储罐底板腐蚀时,可以采用穿孔概率、当量缺陷穿孔面积、最大点腐蚀深度、平均点腐蚀深度、最大点腐蚀速率、平均点腐蚀速率这样的特征参量组成的特征参量矩阵来描述,即(P,A,dmax,rmax,)。
3用模糊物元评价底板腐蚀状态安全评估方法
油罐腐蚀模糊物元评价的基本思想是以油罐腐蚀因素,对六个影响油罐腐蚀性的主要指标为“特征”、各因素的理化指标量和模糊值为“模糊量值”,构成描述腐蚀性的模糊物元;把模糊数学与物元分析相结合,利用模糊边界取代常规的清晰边界;根据特征指标特性确定事物相应特征的隶属度,从而得到六个指标的权重。首先建立符合模糊物元矩阵R;其次构造关联系数复合模糊物元矩阵然后确定各特征指标的权重复合物元最后确定关联度复合模糊物元
3.1建立复合模糊物元
Mi表示10个储油罐,Cj表示腐蚀6个指标分别为点腐蚀概率(P),当量穿孔面积(A),最大点腐蚀深度(dmax/T),平均腐蚀深度最大点腐蚀速率(rmax),平均腐蚀速率得到m个油罐,6个指标的复合物元矩阵,记为R
R取值如下表。
对复合物元矩阵中的因素指标测定值也表示了从优隶属度(从优原则:以因素腐蚀性越弱越优),根据模糊物元的定义,R也可以叫做复合模糊物元矩阵。
3.2构造关联系数复合模糊物元
由于关联函数与隶属函数等价,故关联系数可由隶属度确定:
ξij=Xij,i=1,2,...,n,j=1,2,...,6
通过上述变换,把10个油罐6个腐蚀指标复合模糊元中各从优隶属度转换成相对应的关联系数
以此构造关联系数复合模糊物元
3.3确定指标权重复合物元
首先求出各油罐各指标的关联系数之和,然后对各关联系数进行归一处理,得到的各指标的权重Wj:
表2
由此可得到权重复合物元Rw
3.4确定关联度复合模糊物元
关联度
由以上各式可得到关联度复合模糊物元Rk
得到油罐底部沉积液腐蚀评价结果(关联度)。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述申请构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围,则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种钢质储油罐罐底腐蚀评级方法,其特征在于,包括:
步骤一:建立复合模糊物元矩阵R;
步骤二:构造关联系数复合模糊物元矩阵
步骤三:确定各特征指标的权重复合物元
步骤四:确定关联度复合模糊物元
2.根据权利要求1所述的钢质储油罐罐底腐蚀评级方法,其特征在于,步骤一所述复合模糊物元矩阵R为:
<mrow>
<mi>R</mi>
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<mfenced open = "(" close = ")">
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其中,Mi表示10个储油罐,Cj表示腐蚀6个指标,分别为点腐蚀概率P,当量穿孔面积A,单位mm2,最大点腐蚀深度dmax/T,平均腐蚀深度最大点腐蚀速率rmax,单位mm/y,平均腐蚀速率单位mm/y。
3.根据权利要求2所述的钢质储油罐罐底腐蚀评级方法,其特征在于,步骤二包括:
根据隶属度确定关联系数:
ξij=Xij,i=1,2,...,n,j=1,2,...,6
通过上述变换,把10个油罐6个腐蚀指标复合模糊元中各从优隶属度转换成相对应的关联系数
以此构造关联系数复合模糊物元
4.根据权利要求3所述的钢质储油罐罐底腐蚀评级方法,其特征在于,步骤三包括:
首先求出各油罐各指标的关联系数之和,然后对各关联系数进行归一处理,得到的各指标的权重Wj:
<mrow>
<msub>
<mi>W</mi>
<mi>j</mi>
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<mi>i</mi>
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由此可得到权重复合物元Rw
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<mo>-</mo>
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<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中,W1表示点腐蚀概率P、W2表示当量穿孔面积A,W3表示最大点腐蚀深度dmax/T,W4表示平均腐蚀深度W5表示最大点腐蚀速率rmax,W6表示平均腐蚀速率
5.根据权利要求4所述的钢质储油罐罐底腐蚀评级方法,其特征在于,步骤四包括:
关联度
由此可得到关联度复合模糊物元Rk
根据关联度复合模糊物元Rk得到油罐底部沉积液腐蚀评价结果。
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