專利名稱：一種天然氣管道減阻內(nèi)涂層檢測評價(jià)方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種天然氣管道減阻內(nèi)涂層檢測評價(jià)方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
天然氣管道減阻內(nèi)涂層不但可將腐蝕性介質(zhì)和管壁金屬機(jī)械隔離開來，保護(hù)金屬不受腐蝕，更重要的是能夠降低管壁粗糙度，從而減小流動的摩擦阻力，增加輸量。在設(shè)計(jì)輸量一定時(shí)可以降低輸送壓力、擴(kuò)大增壓站間距、降低動力消耗、節(jié)約鋼材和施工費(fèi)用，降低維護(hù)費(fèi)用，確保產(chǎn)品純度，使管內(nèi)壁不會造成沉淀物的聚積。但是，由于涂裝生產(chǎn)過程中受表面處理和涂裝工藝等因素的影響，往往會引起質(zhì)點(diǎn)、針孔等缺陷，從而造成管道內(nèi)壁腐蝕。另一方面，在服役過程中，管道內(nèi)涂層服役狀況受到的主要影響有以下幾方面:1、天然氣粉塵磨損影響。由于天然氣輸送帶有微量的天然氣粉塵顆粒，其中400 600目的天然氣粉塵99%是氧化鐵，在管道內(nèi)運(yùn)行速度達(dá)到15m/s，對管道內(nèi)壁具有一定的沖刷作用，是否有影響需要通過沖刷試驗(yàn)驗(yàn)證，確定天然氣粉塵對管道內(nèi)壁減阻涂層是否具有損傷作用。目前，內(nèi)涂層沒有內(nèi)補(bǔ)口，內(nèi)涂層邊緣被不斷地的磨損剝離，然后碎屑被沖刷到場站工藝設(shè)備中，在西氣爾輸場站工藝設(shè)備檢修中，這種情況實(shí)際上是存在的。2、環(huán)境應(yīng)力的影響。內(nèi)壁減阻涂層不可避免的受到天然氣輸送、土壤溫度的影響，由于存在不同的熱脹系數(shù)，內(nèi)壁減阻涂層長期蠕變的結(jié)果，將對涂層內(nèi)聚力產(chǎn)生一定的影響，會削弱內(nèi)涂層的附著力，減小涂層使用壽命。3、清管器通過的剝離作用。目前常規(guī)機(jī)械清管器對天然氣管道內(nèi)減阻涂層具有損傷作用，原因是聚氨酯皮碗和環(huán)氧樹脂內(nèi)減阻涂層之間存在極高的摩擦系數(shù)(P > 0.25以上)和較大的過盈量，通過管道時(shí)足以對內(nèi)涂層的產(chǎn)生較大的剝離作用。以上影響將導(dǎo)致內(nèi)涂層被剝離、劃傷、脫落和表面光滑度下降，減阻效果下降。但是，因?yàn)楣艿纼?nèi)涂層由于無法直接檢驗(yàn)、檢查。所以，對在役管道內(nèi)涂層可靠性評估和壽命評價(jià)尤為重要。評價(jià)在役管道內(nèi)涂層服役狀況主要考慮的風(fēng)險(xiǎn)要素包括:涂層材料本身的性能、涂敷過程的重點(diǎn)工藝因素、涂層服役環(huán)境條件和內(nèi)涂層本身的老化因素等，而這些主要風(fēng)險(xiǎn)要素本身又包含許多影響因素。如何使評價(jià)結(jié)果更接近客觀現(xiàn)實(shí)，使得管道管理者對內(nèi)涂層的服役狀態(tài)有更清楚準(zhǔn)確的認(rèn)識，對管道內(nèi)涂層的可靠運(yùn)行具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是建立一種能夠評價(jià)在役天然氣管道內(nèi)減阻涂層服役狀況影響因素的方法，評價(jià)結(jié)果接近于服役客觀現(xiàn)實(shí)，使得管道管理者對內(nèi)涂層的服役性能狀態(tài)有更清楚準(zhǔn)確的認(rèn)識，確保內(nèi)涂層服役的可靠性，并清楚影響內(nèi)涂層服役狀況的主要影響因素，為調(diào)整天然氣管道運(yùn)行參數(shù)提供依據(jù)，及時(shí)采取有效措施，避免內(nèi)壁減阻涂層大效趨勢惡化，從而達(dá)到延長內(nèi)壁減阻涂層壽命的效果。本發(fā)明的另一目的在于提供一種天然氣管道減阻內(nèi)涂層檢測評價(jià)設(shè)備。
為達(dá)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種天然氣管道減阻內(nèi)涂層檢測評價(jià)方法，所述方法包括如下步驟:(I)檢測天然氣管道減阻內(nèi)涂層的多項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，獲得定性和/或定量檢測結(jié)果；所述評價(jià)指標(biāo)包括多項(xiàng)一級評價(jià)指標(biāo)，各一級評價(jià)指標(biāo)分別包括多項(xiàng)二級評價(jià)指標(biāo)；其中:所述一級評價(jià)指標(biāo)包括:涂層本身性能評價(jià)指標(biāo)、涂敷過程因素評價(jià)指標(biāo)、服役環(huán)境條件評價(jià)指標(biāo)和涂層老化評價(jià)指標(biāo)；所述涂層本身性能評價(jià)指標(biāo)包括以下二級評價(jià)指標(biāo):附著力測試合格程度、鹽霧性能測試情況、磨損系數(shù)測試情況、彎曲性能合格程度、硬度測試情況、氣壓起泡合格程度、水壓起泡合格程度、浸泡性能測試情況、剝離性能合格程度；所述涂覆過程因素評價(jià)指標(biāo)包括以下二級評價(jià)指標(biāo):表面處理合格程度、干膜厚度測試情況、噴涂質(zhì)量合格程度、涂裝缺陷檢測情況、涂敷環(huán)境條件情況、表面光潔度程度、涂層光澤度程度；所述服役環(huán)境條件評價(jià)指標(biāo)包括以下二級評價(jià)指標(biāo):天然氣含腐蝕氣體情況、天然氣除塵效果程度、清管器檢測損傷情況、快速泄壓影響程度、輸送壓力變化情況、輸送溫度變化情況；所述涂層老化評價(jià)指標(biāo)包括以下二級評價(jià)指標(biāo):涂層服役年齡影響程度、環(huán)氧樹脂熱降解影響情況；(2)根據(jù)步驟(I)所述各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重以及所得檢測結(jié)果進(jìn)行模糊變換處理，得出對天然氣管道減阻內(nèi)涂層的綜合評價(jià)結(jié)果。本發(fā)明中，主要是采用模糊多層次綜合評價(jià)方法對在役管道內(nèi)涂層服役狀況進(jìn)行評價(jià)，其中首先從多方面分層次確定了目前影響在役管道內(nèi)涂層服役狀況的因素和問題，確定了各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，再通過模糊綜合評判將多因素、多層次的復(fù)雜問題簡化。利用本發(fā)明的方法，所得評價(jià)結(jié)果將更接近客觀現(xiàn)實(shí)，使得管道管理者對內(nèi)涂層的服役狀態(tài)有更清楚準(zhǔn)確的認(rèn)識，對管道內(nèi)涂層的可靠運(yùn)行具有重大意義。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明的方法中，步驟(I)中可以采用所屬領(lǐng)域中各種已知的方法檢測天然氣管道減阻內(nèi)涂層的多項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，以獲得定性和/或定量檢測結(jié)果。譬如可參見《中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的“非腐蝕性氣體輸送用管線管內(nèi)涂層”。再譬如本領(lǐng)域常用的檢測標(biāo)準(zhǔn)如下表所示:表I某服役5年天然氣管道內(nèi)涂層型式試驗(yàn)總結(jié)
權(quán)利要求
1.一種天然氣管道減阻內(nèi)涂層檢測評價(jià)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)檢測天然氣管道減阻內(nèi)涂層的多項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，獲得定性和/或定量檢測結(jié)果；所述評價(jià)指標(biāo)包括多項(xiàng)一級評價(jià)指標(biāo)，各一級評價(jià)指標(biāo)分別包括多項(xiàng)二級評價(jià)指標(biāo)；其中: 所述一級評價(jià)指標(biāo)包括:涂層本身性能評價(jià)指標(biāo)、涂敷過程因素評價(jià)指標(biāo)、服役環(huán)境條件評價(jià)指標(biāo)和涂層老化評價(jià)指標(biāo)； 所述涂層本身性能評價(jià)指標(biāo)包括以下二級評價(jià)指標(biāo):附著力測試合格程度、鹽霧性能測試情況、磨損系 數(shù)測試情況、彎曲性能合格程度、硬度測試情況、氣壓起泡合格程度、水壓起泡合格程度、浸泡性能測試情況、剝離性能合格程度； 所述涂覆過程因素評價(jià)指標(biāo)包括以下二級評價(jià)指標(biāo):表面處理合格程度、干膜厚度測試情況、噴涂質(zhì)量合格程度、涂裝缺陷檢測情況、涂敷環(huán)境條件情況、表面光潔度程度、涂層光澤度程度； 所述服役環(huán)境條件評價(jià)指標(biāo)包括以下二級評價(jià)指標(biāo):天然氣含腐蝕氣體情況、天然氣除塵效果程度、清管器檢測損傷情況、快速泄壓影響程度、輸送壓力變化情況、輸送溫度變化情況； 所述涂層老化評價(jià)指標(biāo)包括以下二級評價(jià)指標(biāo):涂層服役年齡影響程度、環(huán)氧樹脂熱降解影響情況； (2)根據(jù)步驟(I)所述各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重以及所得檢測結(jié)果進(jìn)行模糊變換處理，得出對天然氣管道減阻內(nèi)涂層的綜合評價(jià)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一級評價(jià)指標(biāo)和二級評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分別為: 其中各一級評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分別為:涂層本身性能評價(jià)指標(biāo)0.40、涂敷過程因素評價(jià)指標(biāo)0.42、服役環(huán)境條件評價(jià)指標(biāo)0.12和涂層老化評價(jià)指標(biāo)0.06 ； 其中涂層本身性能評價(jià)指標(biāo)的各二級評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分別為:附著力測試合格程度0.27、鹽霧性能測試情況0.18、磨損系數(shù)測試情況0.16、彎曲性能合格程度0.05、硬度測試情況0.03、氣壓起泡合格程度0.06、水壓起泡合格程度0.03、浸泡性能測試情況0.08、剝離性能合格程度0.14 ； 涂覆過程因素評價(jià)指標(biāo)的各二級評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分別為:表面處理合格程度0.26、干膜厚度測試情況0.15、噴涂質(zhì)量合格程度0.20、涂裝缺陷檢測情況0.19、涂敷環(huán)境條件情況0.11、表面光潔度程度0.05、涂層光澤度程度0.04 ； 其中服役環(huán)境條件評價(jià)指標(biāo)的各二級評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分別為:天然氣含腐蝕氣體情況0.48、天然氣除塵效果程度0.16、清管器檢測損傷情況0.16、快速泄壓影響程度0.07、輸送壓力變化情況0.04、輸送溫度變化情況0.09 ； 其中涂層老化評價(jià)指標(biāo)的各二級評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分別為:涂層服役年齡影響程度0.75、環(huán)氧樹脂熱降解影響情況0.25。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述一級評價(jià)指標(biāo)和二級評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重是采用層次分析法確定的；其中先確定薩迪標(biāo)度，依照權(quán)利要求1中所確定的各一級指標(biāo)和二級指標(biāo)分別兩兩對比，得到比較關(guān)系矩陣A = [au]NXN，其中au表示指標(biāo)+對+的影響大小之比，且％ = Ualj ;然后計(jì)算關(guān)系矩陣的特征向量及特征根，并對關(guān)系矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，最終確定出各指標(biāo)相對于目標(biāo)層的權(quán)重。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)包括: (a)根據(jù)步驟(I)的各檢測結(jié)果確定評語集，并針對各二級評級指標(biāo)項(xiàng)統(tǒng)計(jì)每個(gè)評價(jià)級別的分布，確定各級別的模糊評價(jià)關(guān)系Ri = Lrij]MXN ； (b)按照公式Qi= WiORi進(jìn)行模糊變換，并歸一化得到二級指標(biāo)Qi ;其中，Wi為根據(jù)確定的各評價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算得到的各指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重向量； (c)根據(jù)二級指標(biāo)Qi計(jì)算得到一級指標(biāo)的評價(jià)關(guān)系R，并對R進(jìn)行模糊變換得到總體評價(jià)Q，其中模糊變換公式為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述的評語集V= |vl, v2, v3, v4, v5},其中 vl:95 分；v2:85 分；v3:75 分；v4:60 分；v5:40 分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于: 步驟(a)包括根據(jù)確定的評語集計(jì)算涂層本身性能評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的模糊評價(jià)關(guān)系札、涂敷過程因素評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的模糊評價(jià)關(guān)系R2、服役環(huán)境條件評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的模糊評價(jià)關(guān)系R3和涂層老化評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的模糊評價(jià)關(guān)系R4 ； 步驟(b)包括根據(jù)確定的各評價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算涂層本身性能所屬二級評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重向量W1、涂敷過程因素所屬二級評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重向量W2、服役環(huán)境條件所屬二級評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重向量W3和涂層老化所屬二級評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重向量W4以及天然氣管道內(nèi)涂層服役狀況所屬一級評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重向量W ;并包括根據(jù)公式β權(quán)重向量進(jìn)行模糊變換，計(jì)算得到涂層本身性能評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的Q1、涂敷過程因素評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的Q2、服役環(huán)境條件評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的Q3和涂層老化評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的Q4 ； 步驟(c)包括根據(jù)Q1A2A3和Q4計(jì)算得到一級指標(biāo)的評價(jià)關(guān)系R，并根據(jù)公式Q = WoR對R進(jìn)行模糊變換得到總體評價(jià)Q。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，綜合評分I數(shù)值越大，表示天然氣管道減阻內(nèi)涂層服役狀況越良好。
8.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1 7任意一項(xiàng)所述方法的天然氣管道減阻內(nèi)涂層檢測評價(jià)設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括: (1)檢測單元，該檢測單元是用于檢測天然氣管道減阻內(nèi)涂層的多項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，以獲得定性和/或定量檢測結(jié)果； (2)數(shù)據(jù)處理單元，該數(shù)據(jù)處理單元是用于根據(jù)檢測單元所得檢測結(jié)果以及所述各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行模糊變換處理，以得出對天然氣管道減阻內(nèi)涂層的綜合評價(jià)結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種天然氣管道減阻內(nèi)涂層檢測評價(jià)方法及設(shè)備，所述方法包括如下步驟(1)檢測天然氣管道減阻內(nèi)涂層的多項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，獲得定性和/或定量檢測結(jié)果；所述評價(jià)指標(biāo)包括多項(xiàng)一級評價(jià)指標(biāo)，各一級評價(jià)指標(biāo)分別包括多項(xiàng)二級評價(jià)指標(biāo)；其中所述一級評價(jià)指標(biāo)包括涂層本身性能評價(jià)指標(biāo)、涂敷過程因素評價(jià)指標(biāo)、服役環(huán)境條件評價(jià)指標(biāo)和涂層老化評價(jià)指標(biāo)；(2)根據(jù)步驟(1)所述各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重以及所得檢測結(jié)果進(jìn)行模糊變換處理，得出對天然氣管道減阻內(nèi)涂層的綜合評價(jià)結(jié)果。
文檔編號G06F19/00GK103198210SQ20131007256
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者馬衛(wèi)鋒, 羅金恒, 趙新偉, 蔡克, 陳志昕 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所