城鎮(zhèn)燃氣鋼質(zhì)管道受軌道交通電磁干擾測試與評價方法研究.pdf

1、隨著我國地鐵等軌道交通的蓬勃發(fā)展以及城鎮(zhèn)燃氣的普及使用，由此而凸顯的埋地燃氣鋼質(zhì)管道干擾電流腐蝕問題愈來愈引起了人們的關(guān)注。調(diào)查顯示，我國90％以上的城鎮(zhèn)埋地燃氣鋼質(zhì)管道防腐層破損、剝離以及腐蝕穿孔等缺陷均由地鐵等軌道交通泄漏到土壤中的動態(tài)干擾電流所引發(fā)，不僅造成了巨大的國民經(jīng)濟損失，同時也給人民的生命財產(chǎn)安全帶來了隱患。 在我國，燃氣管道的建設(shè)始于20世紀50年代，地鐵軌道交通的發(fā)展歷史也才僅僅40年。因此，對埋地燃氣鋼質(zhì)管道

2、的軌道交通電磁干擾腐蝕問題尚未進行深入研究。同時，由于埋地燃氣鋼質(zhì)管道埋設(shè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣且復(fù)雜多變，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)與設(shè)備無法較好地應(yīng)用于城鎮(zhèn)埋地燃氣鋼質(zhì)管道的電磁干擾檢測與評價。因此，為了保障管道的安全運行并及時對受干擾的管道采取防護措施，對城鎮(zhèn)埋地燃氣鋼質(zhì)管道所受的軌道交通電磁干擾情況進行有效測試與評價勢在必行。課題圍繞該任務(wù)開展了理論與實驗研究，取得了以下研究成果： 通過對現(xiàn)有檢測技術(shù)的比較分析，并針對軌道交通電磁干擾的動態(tài)變化

3、特性，提出了管地電位連續(xù)動態(tài)監(jiān)測技術(shù)。在實驗研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)管地電位波動情況與干擾電流的關(guān)系，初步估計了管道受到的動態(tài)電磁干擾嚴重性。 基于軌道交通動態(tài)電磁干擾原理，提出了實驗室動態(tài)直流電磁干擾與交流電磁干擾腐蝕實驗方案。搭建了動態(tài)電磁干擾下的金屬管道加速腐蝕實驗平臺，研究了不同物化性質(zhì)的土壤、不同特性的動態(tài)干擾電流對管道腐蝕速率的影響規(guī)律，以及干擾電流與管地電位波動范圍之間的關(guān)系。 通過數(shù)字圖像處理技術(shù)提取腐蝕形貌圖

4、像的腐蝕特征，并應(yīng)用分形幾何理論，計算腐蝕形貌分形維數(shù)。研究表明，動態(tài)電磁干擾造成的管體腐蝕形貌具有分形特征，分形維數(shù)可作為定量描述腐蝕形貌特征的參數(shù)。同時，以實驗研究為基礎(chǔ)，建立了分形維數(shù)與腐蝕速率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。 采用LabVIEW與MicrosoftSQL數(shù)據(jù)庫、MATLAB、VisualC++結(jié)合的方法開發(fā)了埋地燃氣鋼質(zhì)管道電磁干擾測試與評價軟件。軟件實現(xiàn)了數(shù)據(jù)實時顯示、信號頻域測量、數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算、.txt文件存儲與回