本發(fā)明屬于腐蝕監(jiān)測領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)一種埋地管道腐蝕監(jiān)測綜合評估裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、管道腐蝕是指輸送液體或氣體的管道在與外部環(huán)境接觸的部分，與土壤、地下水、海水或其他介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象，管道腐蝕會導(dǎo)致管道材料逐漸損耗，使得管道壁厚減薄、管道材料強(qiáng)度降低，嚴(yán)重時可能出現(xiàn)管道破裂，引起管道輸送液體或氣體的泄漏事故，污染管道周邊生態(tài)環(huán)境甚至附近居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，如油氣管道泄露可能引起火災(zāi)、爆炸等后果，還會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，有效預(yù)防和控制管道腐蝕對于保障社會公共安全、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

2、腐蝕監(jiān)測儀可以監(jiān)測埋地管道腐蝕的實(shí)時數(shù)據(jù)，但其缺乏預(yù)見性腐蝕監(jiān)測，腐蝕監(jiān)測儀提供的數(shù)據(jù)主要用于埋地管道當(dāng)前腐蝕狀態(tài)的評估，無法對埋地管道未來腐蝕趨勢進(jìn)行預(yù)測和評估，難以制定有效的埋地管道維護(hù)決策；同時無法對埋地管道的應(yīng)力變化和地質(zhì)變化進(jìn)行監(jiān)測，缺少及時發(fā)現(xiàn)因外部擠壓、拉伸、扭曲等受力變化導(dǎo)致埋地管道破裂的能力；且腐蝕監(jiān)測儀可能出現(xiàn)故障、失靈或誤報等情況，可能會延誤埋地管道維護(hù)，錯誤地認(rèn)為管道處于安全狀態(tài)，需要對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行有效驗(yàn)證和確認(rèn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的一種埋地管道腐蝕監(jiān)測綜合評估裝置及方法，能夠解決腐蝕監(jiān)測儀無法預(yù)測埋地管道的未來腐蝕趨勢的問題、無法監(jiān)測因地質(zhì)活動導(dǎo)致埋地管道破裂的問題以及腐蝕監(jiān)測儀因故障輸出錯誤數(shù)據(jù)而無法確認(rèn)的問題。

2、為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種埋地管道腐蝕監(jiān)測綜合評估裝置，包括：智能多參數(shù)rtu模塊、分別與所述智能多參數(shù)rtu模塊連接的四通道振弦采集模塊、gnss監(jiān)測站、gnss監(jiān)測基準(zhǔn)站及遠(yuǎn)程腐蝕在線監(jiān)測模塊，所述四通道振弦采集模塊分別與4個振弦傳感器連接；

3、所述四通道振弦采集模塊，用于對振弦傳感器采集的埋地管道數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，并傳輸至智能多參數(shù)rtu模塊；

4、所述gnss監(jiān)測站，用于監(jiān)測埋地管道周圍環(huán)境位移數(shù)據(jù)，并傳輸至智能多參數(shù)rtu模塊；

5、所述gnss監(jiān)測基準(zhǔn)站，用于對埋地管道周圍環(huán)境位移數(shù)據(jù)進(jìn)行高定位精度和穩(wěn)定性的監(jiān)測，并生成差分改正信息，將差分改正信息傳輸至智能多參數(shù)rtu模塊；

6、所述遠(yuǎn)程腐蝕在線監(jiān)測模塊，包括遠(yuǎn)程腐蝕在線監(jiān)測儀和探頭工裝，用于對埋地管道的管壁腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)測，并傳輸至智能多參數(shù)rtu模塊；

7、所述智能多參數(shù)rtu模塊，用于通過陰極電位監(jiān)測通道對埋地管道的陰極電位進(jìn)行監(jiān)測，并對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

8、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過振弦傳感器、四通道振弦采集模塊、陰極電位監(jiān)測通道、gnss監(jiān)測站以及遠(yuǎn)程腐蝕在線監(jiān)測模塊，分別對埋地管道的裂紋拓展速率、陰極電位、地質(zhì)位移情況以及腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)測，通過埋地管道的裂紋拓展速率、陰極電位以及地質(zhì)位移情況，能夠提前預(yù)警埋地管道的潛在破裂風(fēng)險，并結(jié)合埋地管道的腐蝕情況對埋地管道的腐蝕進(jìn)行綜合評估，同時能夠?qū)h(yuǎn)程腐蝕在線監(jiān)測模塊輸出的管壁腐蝕情況進(jìn)行驗(yàn)證，有效防止因腐蝕導(dǎo)致埋地管道發(fā)生破損泄漏事故；同時智能多參數(shù)rtu模塊能夠與外部的上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，上位機(jī)能夠與若干個智能多參數(shù)rtu模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)整合分析，提高埋地管道腐蝕監(jiān)測的管理決策效率。

9、進(jìn)一步地：所述智能多參數(shù)rtu模塊通過4芯公頭與四通道振弦采集模塊的通信端口的8芯線連接；

10、所述智能多參數(shù)rtu模塊通過4芯公頭的紅色芯線與四通道振弦采集模塊的通信端口的紅色芯線連接；

11、所述智能多參數(shù)rtu模塊通過4芯公頭的黑色芯線與四通道振弦采集模塊的通信端口的黃色芯線連接；

12、所述智能多參數(shù)rtu模塊通過4芯公頭的白色芯線與四通道振弦采集模塊的通信端口的白色芯線連接；

13、所述智能多參數(shù)rtu模塊通過4芯公頭的藍(lán)色芯線與四通道振弦采集模塊的通信端口的藍(lán)色芯線連接。

14、上述進(jìn)一步方案的有益效果為：智能多參數(shù)rtu模塊通過與四通道振弦采集模塊連接，能夠?qū)β竦毓艿赖膽?yīng)力進(jìn)行檢測分析，便于后續(xù)進(jìn)行埋地管道裂紋拓展速率的評估。

15、進(jìn)一步地：所述四通道振弦采集模塊的振弦通道分別與4個振弦傳感器連接；

16、所述四通道振弦采集模塊的振弦通道的黑色芯線均與4個振弦傳感器的黑色芯線連接；

17、所述四通道振弦采集模塊的振弦通道的白色芯線與第一振弦傳感器的紅色芯線連接；

18、所述四通道振弦采集模塊的振弦通道的棕色芯線與第二振弦傳感器的紅色芯線連接；

19、所述四通道振弦采集模塊的振弦通道的藍(lán)色芯線與第三振弦傳感器的紅色芯線連接；

20、所述四通道振弦采集模塊的振弦通道的灰色芯線與第四振弦傳感器的紅色芯線連接。

21、上述進(jìn)一步方案的有益效果為：通過4個振弦傳感器，四通道振弦采集模塊能夠同時對埋地管道多個不同位置的應(yīng)力進(jìn)行檢測，提高檢測效率，同時能夠?qū)β竦毓艿懒鸭y拓展速率的分布情況進(jìn)行初步判斷，找到埋地管道受應(yīng)力更大的區(qū)域，優(yōu)先進(jìn)行維修，防止局部的裂紋向全局的擴(kuò)大。

22、進(jìn)一步地：所述智能多參數(shù)rtu模塊的天線端口與gnss天線連接；所述gnss天線均與gnss監(jiān)測站以及gnss監(jiān)測基準(zhǔn)站無線連接。

23、上述進(jìn)一步方案的有益效果為：本發(fā)明通過gnss天線與gnss監(jiān)測站以及gnss監(jiān)測基準(zhǔn)站連接，能夠?qū)β竦毓艿乐苓叚h(huán)境的位移情況進(jìn)行檢測，提前預(yù)警地質(zhì)活動對埋地管道產(chǎn)生的擠壓、拉伸、扭曲等應(yīng)力變化，防止應(yīng)力變化過大造成埋地管道的破裂和泄露。

24、進(jìn)一步地：所述智能多參數(shù)rtu模塊與遠(yuǎn)程腐蝕在線監(jiān)測模塊無線連接；所述遠(yuǎn)程腐蝕在線監(jiān)測模塊包括：遠(yuǎn)程腐蝕在線監(jiān)測儀和探頭工裝。

25、上述進(jìn)一步方案的有益效果為：遠(yuǎn)程腐蝕在線監(jiān)測儀和探頭工裝能夠?qū)β竦毓艿赖墓鼙诟g狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)和實(shí)時地檢測，及時發(fā)現(xiàn)埋地管道的腐蝕，得到高精度、便于操作人員理解的埋地管道腐蝕結(jié)果。

26、本發(fā)明還提供了一種埋地管道腐蝕監(jiān)測綜合評估方法，包括以下步驟：

27、s1：利用振弦傳感器對埋地管道外的振頻進(jìn)行監(jiān)測，并計(jì)算得到埋地管道的裂紋拓展速率；

28、s2：利用智能多參數(shù)rtu模塊的陰極電位監(jiān)測通道，對埋地管道的陰極電位進(jìn)行監(jiān)測，得到埋地管道的陰極電位；

29、s3：利用gnss監(jiān)測站和gnss監(jiān)測基準(zhǔn)站，對埋地管道周圍環(huán)境位移數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，并通過差分改正信息進(jìn)行校準(zhǔn)，得到埋地管道的地質(zhì)位移情況；

30、s4：利用遠(yuǎn)程腐蝕監(jiān)測模塊對埋地管道進(jìn)行監(jiān)測，得到埋地管道的管壁腐蝕情況；

31、s5：根據(jù)埋地管道的裂紋拓展速率、埋地管道的陰極電位、埋地管道的地質(zhì)位移情況以及埋地管道的管壁腐蝕情況，對埋地管道的腐蝕進(jìn)行綜合評估。

32、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明能夠?qū)β竦毓艿赖牧鸭y拓展速率、陰極電位、地質(zhì)位移情況以及埋地管道的管壁腐蝕情況進(jìn)行檢測并進(jìn)行綜合評估，通過埋地管道的裂紋拓展速率、陰極電位、地質(zhì)位移情況，能夠發(fā)現(xiàn)具有潛在腐蝕風(fēng)險的埋地管道位置，并結(jié)合埋地管道的管壁腐蝕情況進(jìn)行綜合評估，同時能夠?qū)h(yuǎn)程腐蝕在線監(jiān)測模塊輸出的管壁腐蝕情況進(jìn)行驗(yàn)證，有效防止因腐蝕導(dǎo)致埋地管道發(fā)生破損泄漏事故，提高埋地管道的維護(hù)管理效率。

33、進(jìn)一步地：所述s1的具體步驟如下：

34、s101：利用振弦傳感器對埋地管道外的振頻進(jìn)行監(jiān)測，并計(jì)算得到埋地管道受到的應(yīng)力強(qiáng)度因子；

35、s102：將埋地管道的應(yīng)力強(qiáng)度因子與埋地管道的應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子進(jìn)行比較，若埋地管道的應(yīng)力強(qiáng)度因子大于埋地管道的應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，埋地管道存在應(yīng)力腐蝕開裂，并進(jìn)入s103，否則，埋地管道不存在應(yīng)力腐蝕開裂，并進(jìn)入s2；

36、s103：根據(jù)埋地管道的應(yīng)力強(qiáng)度因子，利用帕里斯公式進(jìn)行計(jì)算，得到埋地管道的裂紋拓展速率，并進(jìn)入s2。

37、上述進(jìn)一步方案的有益效果為：利用振弦傳感器，能夠?qū)β竦毓艿赖恼耦l進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，能夠識別出潛在的埋地管道應(yīng)力異常，提前預(yù)警埋地管道的破裂、泄露以及變形等，保障埋地管道的正常運(yùn)行。