钢闸门寿命评估方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及金属结构安全评估，具体地涉及一种钢闸门寿命评估方法、一种钢闸门寿命评估装置、一种电子设备及一种可读存储介质。

背景技术：

1、水电站钢闸门在运行过程中受到水力、冰冻等载荷，腐蚀、老化等损伤，不同的运行状态也使其受到振动进而产生疲劳。我国的钢闸门普遍存在超期服役现象，其运维目前以定期检测形式进行。因此，钢闸门结构作为复杂运行环境条件下水电能源安全保障的基础与前提，亟需对其服役性态进行全面结构健康监测与结构性态诊断，以实现精准、高效、系统地评估高复杂运行环境下钢闸门结构的安全工作性能评估，预测其剩余寿命并进行运维管理的目标。

2、目前的钢闸门设计标准采用容许应力法，其状态评估通过对闸门定期检测，并结合有限元分析进行寿命评估，检测数据包括外观、腐蚀特征包括蚀余厚度、锈蚀率、电极电位等。但上述方法检测得到的闸门运行数据不能实现全周期反映闸门运行状态，且上述方法检测的是闸门受损后的运行数据，不具备先验性。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种钢闸门寿命评估方法、装置、设备及存储介质，以解决上述技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供一种钢闸门寿命评估方法，所述方法包括：

3、获取实际闸门参数数据和实时运行数据；其中，所述实时运行数据包括实际载荷数据和实际腐蚀程度数据；

4、根据所述实际闸门参数数据，建立闸门数字孪生模型；

5、对所述闸门数字孪生模型进行数据反演，确定出闸门数字孪生模型的模拟闸门在不同腐蚀强度下的模拟载荷合力和模拟主横梁挠度；

6、基于所述实时运行数据、所述模拟载荷合力和所述模拟主横梁挠度，利用闸门数字孪生模型，确定出闸门预期剩余寿命。

7、可选地，所述基于所述实时运行数据、所述模拟载荷合力和所述模拟主横梁挠度，利用闸门数字孪生模型，确定出闸门预期剩余寿命，包括：

8、基于所述实时运行数据，确定出闸门的实际腐蚀强度信息；

9、基于所述实际腐蚀强度信息、所述模拟载荷合力和所述模拟主横梁挠度，利用闸门数字孪生模型，确定出闸门预期剩余寿命。

10、可选地，所述基于所述实时运行数据，确定出闸门的实际腐蚀强度信息，包括：

11、基于所述实际腐蚀程度数据，确定出腐蚀速度；

12、根据所述腐蚀速度和所述实际载荷数据，确定出闸门减薄数据；

13、根据所述阀门减薄数据，确定出闸门的实际腐蚀强度信息。

14、可选地，所述基于所述实际腐蚀强度信息、所述模拟载荷合力和所述模拟主横梁挠度，利用闸门数字孪生模型，确定出闸门预期剩余寿命，包括：

15、根据所述实际腐蚀强度信息、所述模拟载荷合力和所述模拟主横梁挠度，确定出实际腐蚀强度信息对应的实际载荷合力和实际主梁挠度；

16、根据所述实际载荷合力和所述实际主梁挠度，利用所述闸门数字孪生模型，确定出闸门预期寿命。

17、可选地，所述根据所述实际载荷合力和所述实际主梁挠度，利用所述闸门数字孪生模型，确定出闸门预期寿命，包括：

18、基于所述实际载荷合力和所述实际主梁挠度，将所述闸门数字孪生模型的模拟闸门的时间尺度调节至未来预设时刻；其中，所述未来预设时刻为模拟闸门的载荷合力达到极限载荷合力，且模拟闸门的主梁挠度达到极限主梁挠度的时刻；

19、基于所述未来预设时刻和当前时刻，确定出闸门预期寿命。

20、可选地，在确定出闸门预期剩余寿命之后，所述方法还包括：

21、基于所述实时运行数据，利用所述闸门数字孪生模型，生成闸门延寿措施信息；

22、基于所述闸门延寿措施信息，对实际闸门进行修补，并记录修补后的闸门参数。

23、可选地，在基于所述闸门延寿措施信息，对实际闸门进行修补，并记录修补后的闸门参数之后，所述方法还包括：

24、将所述修补后的闸门参数输入至所述闸门数字孪生模型，对模拟闸门参数进行更新。

25、在本发明实施方式的第二方面，提供一种钢闸门寿命评估装置，所述装置包括：

26、数据获取模块，用于获取实际闸门参数数据和实时运行数据；其中，所述实时运行数据包括实际载荷数据和实际腐蚀程度数据；

27、模型建立模块，用于根据所述实际闸门参数数据，建立闸门数字孪生模型；

28、数据反演模块，用于对所述闸门数字孪生模型进行数据反演，确定出闸门数字孪生模型的模拟闸门在不同腐蚀强度下的模拟载荷合力和模拟主横梁挠度；

29、寿命评估模块，用于基于所述实时运行数据、所述模拟载荷合力和所述模拟主横梁挠度，利用闸门数字孪生模型，确定出闸门预期剩余寿命。

30、本申请第三方面提供一种电子设备，被配置成执行上述的钢闸门寿命评估方法。

31、本申请第四方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时以由所述处理器被配置成执行上述的钢闸门寿命评估方法。

32、本发明实施例通过获取实际闸门参数数据和实际运行数据，再基于实际闸门参数数据建立闸门数字孪生模型，对数字孪生模型进行数据反演，确定出模拟闸门在不同腐蚀强度下的模拟载荷合力和模拟主横梁挠度，最后基于实时运行数据，利用闸门数字孪生模型，确定出闸门预期剩余寿命。即本发明实施例通过基于实际闸门参数建立闸门数字孪生模型，以模拟实际闸门全周期的运行参数，进一步通过对闸门数字孪生模型进行数字反演，确定出模拟闸门在不同腐蚀强度下的模拟载荷合力和模拟主横梁挠度，由于模拟闸门与实际闸门的对应关系，即可利用闸门数字孪生模型确定出实际闸门的闸门预期寿命，该闸门预期寿命具备客观性以及可靠性，且本发明实施例通过闸门数字孪生模型模拟闸门全周期运行参数，能够避免闸门出现损伤，具备先验性。

33、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种钢闸门寿命评估方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的钢闸门寿命评估方法，其特征在于，所述基于所述实时运行数据、所述模拟载荷合力和所述模拟主横梁挠度，利用闸门数字孪生模型，确定出闸门预期剩余寿命，包括：

3.根据权利要求2所述的钢闸门寿命评估方法，其特征在于，所述基于所述实时运行数据，确定出闸门的实际腐蚀强度信息，包括：

4.根据权利要求2所述的钢闸门寿命评估方法，其特征在于，所述基于所述实际腐蚀强度信息、所述模拟载荷合力和所述模拟主横梁挠度，利用闸门数字孪生模型，确定出闸门预期剩余寿命，包括：

5.根据权利要求4所述的钢闸门寿命评估方法，其特征在于，所述根据所述实际载荷合力和所述实际主梁挠度，利用所述闸门数字孪生模型，确定出闸门预期寿命，包括：

6.根据权利要求1所述的钢闸门寿命评估方法，其特征在于，在确定出闸门预期剩余寿命之后，所述方法还包括：

7.根据权利要求6所述的钢闸门寿命评估方法，其特征在于，在基于所述闸门延寿措施信息，对实际闸门进行修补，并记录修补后的闸门参数之后，所述方法还包括：

8.一种钢闸门寿命评估装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行权利要求1-7中任一项所述的钢闸门寿命评估方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行权利要求1-7中任一项所述的钢闸门寿命评估方法。

技术总结
本发明实施例提供一种钢闸门寿命评估方法、装置、设备及存储介质，属于金属结构安全评估技术领域。钢闸门寿命评估包括：获取实际闸门参数数据和实时运行数据；根据实际闸门参数数据，建立闸门数字孪生模型；对闸门数字孪生模型进行数据反演，确定出模拟载荷合力和模拟主横梁挠度；基于实时运行数据、模拟载荷合力和模拟主横梁挠度，利用闸门数字孪生模型，确定出闸门预期剩余寿命。即本发明实施例通过基于实际闸门参数建立闸门数字孪生模型，以模拟实际闸门全周期的运行参数，基于实际运行数据。确定出闸门预期寿命，该闸门预期寿命具备客观性以及可靠性，且利用闸门数字孪生模型模拟闸门全周期运行参数，能够避免闸门出现损伤，具备先验性。

技术研发人员：杨胜,易瑞吉,宋坤隆,蒋致乐,盖登宇,曲先强,褚元召
受保护的技术使用者：国家能源集团科学技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16