(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111121980.7 (22)申请日 2021.09.24 (71)申请人 北京市煤气热力工程设计院有限公 司 地址 100032 北京市西城区小酱坊胡同40 号 (72)发明人 井帅　曹莹　孙明烨　李学孔　 (74)专利代理 机构 北京天方智力知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11719 代理人 路远 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/02(2020.01)G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种天然气管道腐蚀失效时间预测方法及 装置 (57)摘要 本发明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 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。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 114091320 A 2022.02.25 CN 114091320 A 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： 式中， pf为失效压力， σb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+vr(t‑t0) L(t)＝L0+va(t‑t0) 式中， vr、 va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， ts为腐蚀失效时间， T为月土壤平均温度， h为土壤覆盖深度， pf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；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114091320 A 2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 征在于， 包括： 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； 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； 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； 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。 7.根据权利要求6所述的天然气管道腐蚀失效时间预测装置， 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： 式中， pf为失效压力， σb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+vr(t‑t0) L(t)＝L0+va(t‑t0) 式中， vr、 va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。 8.根据权利要求7所述的天然气管道腐蚀失效时间预测装置， 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。 9.根据权利要求8所述的天然气管道腐蚀失效时间预测装置， 其特征在于， 所述预测模 型为： 式中， ts为腐蚀失效时间， T为月土壤平均温度， h为土壤覆盖深度， pf为失效时 的压力， P权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114091320 A 3