专利名称：一种天然气管道减阻内涂层检测评价方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种天然气管道减阻内涂层检测评价方法及设备。
背景技术：
天然气管道减阻内涂层不但可将腐蚀性介质和管壁金属机械隔离开来，保护金属不受腐蚀，更重要的是能够降低管壁粗糙度，从而减小流动的摩擦阻力，增加输量。在设计输量一定时可以降低输送压力、扩大增压站间距、降低动力消耗、节约钢材和施工费用，降低维护费用，确保产品纯度，使管内壁不会造成沉淀物的聚积。但是，由于涂装生产过程中受表面处理和涂装工艺等因素的影响，往往会引起质点、针孔等缺陷，从而造成管道内壁腐蚀。另一方面，在服役过程中，管道内涂层服役状况受到的主要影响有以下几方面:1、天然气粉尘磨损影响。由于天然气输送带有微量的天然气粉尘颗粒，其中400 600目的天然气粉尘99%是氧化铁，在管道内运行速度达到15m/s，对管道内壁具有一定的冲刷作用，是否有影响需要通过冲刷试验验证，确定天然气粉尘对管道内壁减阻涂层是否具有损伤作用。目前，内涂层没有内补口，内涂层边缘被不断地的磨损剥离，然后碎屑被冲刷到场站工艺设备中，在西气尔输场站工艺设备检修中，这种情况实际上是存在的。2、环境应力的影响。内壁减阻涂层不可避免的受到天然气输送、土壤温度的影响，由于存在不同的热胀系数，内壁减阻涂层长期蠕变的结果，将对涂层内聚力产生一定的影响，会削弱内涂层的附着力，减小涂层使用寿命。3、清管器通过的剥离作用。目前常规机械清管器对天然气管道内减阻涂层具有损伤作用，原因是聚氨酯皮碗和环氧树脂内减阻涂层之间存在极高的摩擦系数(P > 0.25以上)和较大的过盈量，通过管道时足以对内涂层的产生较大的剥离作用。以上影响将导致内涂层被剥离、划伤、脱落和表面光滑度下降，减阻效果下降。但是，因为管道内涂层由于无法直接检验、检查。所以，对在役管道内涂层可靠性评估和寿命评价尤为重要。评价在役管道内涂层服役状况主要考虑的风险要素包括:涂层材料本身的性能、涂敷过程的重点工艺因素、涂层服役环境条件和内涂层本身的老化因素等，而这些主要风险要素本身又包含许多影响因素。如何使评价结果更接近客观现实，使得管道管理者对内涂层的服役状态有更清楚准确的认识，对管道内涂层的可靠运行具有重大意义。
发明内容
本发明的主要目的是建立一种能够评价在役天然气管道内减阻涂层服役状况影响因素的方法，评价结果接近于服役客观现实，使得管道管理者对内涂层的服役性能状态有更清楚准确的认识，确保内涂层服役的可靠性，并清楚影响内涂层服役状况的主要影响因素，为调整天然气管道运行参数提供依据，及时采取有效措施，避免内壁减阻涂层大效趋势恶化，从而达到延长内壁减阻涂层寿命的效果。本发明的另一目的在于提供一种天然气管道减阻内涂层检测评价设备。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种天然气管道减阻内涂层检测评价方法，所述方法包括如下步骤:(I)检测天然气管道减阻内涂层的多项评价指标，获得定性和/或定量检测结果；所述评价指标包括多项一级评价指标，各一级评价指标分别包括多项二级评价指标；其中:所述一级评价指标包括:涂层本身性能评价指标、涂敷过程因素评价指标、服役环境条件评价指标和涂层老化评价指标；所述涂层本身性能评价指标包括以下二级评价指标:附着力测试合格程度、盐雾性能测试情况、磨损系数测试情况、弯曲性能合格程度、硬度测试情况、气压起泡合格程度、水压起泡合格程度、浸泡性能测试情况、剥离性能合格程度；所述涂覆过程因素评价指标包括以下二级评价指标:表面处理合格程度、干膜厚度测试情况、喷涂质量合格程度、涂装缺陷检测情况、涂敷环境条件情况、表面光洁度程度、涂层光泽度程度；所述服役环境条件评价指标包括以下二级评价指标:天然气含腐蚀气体情况、天然气除尘效果程度、清管器检测损伤情况、快速泄压影响程度、输送压力变化情况、输送温度变化情况；所述涂层老化评价指标包括以下二级评价指标:涂层服役年龄影响程度、环氧树脂热降解影响情况；(2)根据步骤(I)所述各评价指标的权重以及所得检测结果进行模糊变换处理，得出对天然气管道减阻内涂层的综合评价结果。本发明中，主要是采用模糊多层次综合评价方法对在役管道内涂层服役状况进行评价，其中首先从多方面分层次确定了目前影响在役管道内涂层服役状况的因素和问题，确定了各评价指标的权重，再通过模糊综合评判将多因素、多层次的复杂问题简化。利用本发明的方法，所得评价结果将更接近客观现实，使得管道管理者对内涂层的服役状态有更清楚准确的认识，对管道内涂层的可靠运行具有重大意义。根据本发明的具体实施方案，本发明的方法中，步骤(I)中可以采用所属领域中各种已知的方法检测天然气管道减阻内涂层的多项评价指标，以获得定性和/或定量检测结果。譬如可参见《中华人民共和国石油天然气行业标准》的“非腐蚀性气体输送用管线管内涂层”。再譬如本领域常用的检测标准如下表所示:表I某服役5年天然气管道内涂层型式试验总结
权利要求
1.一种天然气管道减阻内涂层检测评价方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)检测天然气管道减阻内涂层的多项评价指标，获得定性和/或定量检测结果；所述评价指标包括多项一级评价指标，各一级评价指标分别包括多项二级评价指标；其中: 所述一级评价指标包括:涂层本身性能评价指标、涂敷过程因素评价指标、服役环境条件评价指标和涂层老化评价指标； 所述涂层本身性能评价指标包括以下二级评价指标:附着力测试合格程度、盐雾性能测试情况、磨损系 数测试情况、弯曲性能合格程度、硬度测试情况、气压起泡合格程度、水压起泡合格程度、浸泡性能测试情况、剥离性能合格程度； 所述涂覆过程因素评价指标包括以下二级评价指标:表面处理合格程度、干膜厚度测试情况、喷涂质量合格程度、涂装缺陷检测情况、涂敷环境条件情况、表面光洁度程度、涂层光泽度程度； 所述服役环境条件评价指标包括以下二级评价指标:天然气含腐蚀气体情况、天然气除尘效果程度、清管器检测损伤情况、快速泄压影响程度、输送压力变化情况、输送温度变化情况； 所述涂层老化评价指标包括以下二级评价指标:涂层服役年龄影响程度、环氧树脂热降解影响情况； (2)根据步骤(I)所述各评价指标的权重以及所得检测结果进行模糊变换处理，得出对天然气管道减阻内涂层的综合评价结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一级评价指标和二级评价指标的权重分别为: 其中各一级评价指标的权重分别为:涂层本身性能评价指标0.40、涂敷过程因素评价指标0.42、服役环境条件评价指标0.12和涂层老化评价指标0.06 ； 其中涂层本身性能评价指标的各二级评价指标的权重分别为:附着力测试合格程度0.27、盐雾性能测试情况0.18、磨损系数测试情况0.16、弯曲性能合格程度0.05、硬度测试情况0.03、气压起泡合格程度0.06、水压起泡合格程度0.03、浸泡性能测试情况0.08、剥离性能合格程度0.14 ； 涂覆过程因素评价指标的各二级评价指标的权重分别为:表面处理合格程度0.26、干膜厚度测试情况0.15、喷涂质量合格程度0.20、涂装缺陷检测情况0.19、涂敷环境条件情况0.11、表面光洁度程度0.05、涂层光泽度程度0.04 ； 其中服役环境条件评价指标的各二级评价指标的权重分别为:天然气含腐蚀气体情况0.48、天然气除尘效果程度0.16、清管器检测损伤情况0.16、快速泄压影响程度0.07、输送压力变化情况0.04、输送温度变化情况0.09 ； 其中涂层老化评价指标的各二级评价指标的权重分别为:涂层服役年龄影响程度0.75、环氧树脂热降解影响情况0.25。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一级评价指标和二级评价指标的权重是采用层次分析法确定的；其中先确定萨迪标度，依照权利要求1中所确定的各一级指标和二级指标分别两两对比，得到比较关系矩阵A = [au]NXN，其中au表示指标+对+的影响大小之比，且％ = Ualj ;然后计算关系矩阵的特征向量及特征根，并对关系矩阵进行一致性检验，最终确定出各指标相对于目标层的权重。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括: (a)根据步骤(I)的各检测结果确定评语集，并针对各二级评级指标项统计每个评价级别的分布，确定各级别的模糊评价关系Ri = Lrij]MXN ； (b)按照公式Qi= WiORi进行模糊变换，并归一化得到二级指标Qi ;其中，Wi为根据确定的各评价指标权重计算得到的各指标对应的权重向量； (c)根据二级指标Qi计算得到一级指标的评价关系R，并对R进行模糊变换得到总体评价Q，其中模糊变换公式为
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述的评语集V= |vl, v2, v3, v4, v5},其中 vl:95 分；v2:85 分；v3:75 分；v4:60 分；v5:40 分。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于: 步骤(a)包括根据确定的评语集计算涂层本身性能评价指标对应的模糊评价关系札、涂敷过程因素评价指标对应的模糊评价关系R2、服役环境条件评价指标对应的模糊评价关系R3和涂层老化评价指标对应的模糊评价关系R4 ； 步骤(b)包括根据确定的各评价指标权重计算涂层本身性能所属二级评价指标对应的权重向量W1、涂敷过程因素所属二级评价指标对应的权重向量W2、服役环境条件所属二级评价指标对应的权重向量W3和涂层老化所属二级评价指标对应的权重向量W4以及天然气管道内涂层服役状况所属一级评价指标对应的权重向量W ;并包括根据公式β权重向量进行模糊变换，计算得到涂层本身性能评价指标对应的Q1、涂敷过程因素评价指标对应的Q2、服役环境条件评价指标对应的Q3和涂层老化评价指标对应的Q4 ； 步骤(c)包括根据Q1A2A3和Q4计算得到一级指标的评价关系R，并根据公式Q = WoR对R进行模糊变换得到总体评价Q。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，综合评分I数值越大，表示天然气管道减阻内涂层服役状况越良好。
8.一种用于实现权利要求1 7任意一项所述方法的天然气管道减阻内涂层检测评价设备，其特征在于，所述设备包括: (1)检测单元，该检测单元是用于检测天然气管道减阻内涂层的多项评价指标，以获得定性和/或定量检测结果； (2)数据处理单元，该数据处理单元是用于根据检测单元所得检测结果以及所述各评价指标的权重进行模糊变换处理，以得出对天然气管道减阻内涂层的综合评价结果。
全文摘要
本发明提供了一种天然气管道减阻内涂层检测评价方法及设备，所述方法包括如下步骤(1)检测天然气管道减阻内涂层的多项评价指标，获得定性和/或定量检测结果；所述评价指标包括多项一级评价指标，各一级评价指标分别包括多项二级评价指标；其中所述一级评价指标包括涂层本身性能评价指标、涂敷过程因素评价指标、服役环境条件评价指标和涂层老化评价指标；(2)根据步骤(1)所述各评价指标的权重以及所得检测结果进行模糊变换处理，得出对天然气管道减阻内涂层的综合评价结果。
文档编号G06F19/00GK103198210SQ20131007256
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者马卫锋, 罗金恒, 赵新伟, 蔡克, 陈志昕 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所