数据驱动的泄洪闸门智能管理系统构建及应用

构建了基于数据驱动的水电水利工程泄洪闸门智能管理系统,提出了智能管理系统的运行逻辑及系统框架。智能管理系统依托闸门的历史信息、状态监测结果、运行与维护方案,优化数据的采集及分析的能力,开展全局化、智慧化管理建议。提出了基于多维度多参数准则的风险事故预测,赋予参数权重优先级,即“安全直接关联参数”赋值大于“安全间接关联参数”大于“安全潜在关联参数”,结合结构强度分析、历史安全数据溯源和人工神经网络分析,提高安全管理的高效性和完整度。

海管焊接接头腐蚀特性及监测方法研究进展

首先,介绍了海底管道焊接区域的腐蚀理论,其中成分差异理论和活性组织溶解理论是导致焊接区域发生局部腐蚀的主要内因。其次,总结了影响焊接区域腐蚀性能的因素,主要包括焊接区域元素成分、显微组织等材料自身因素以及温度、流速等环境因素。进而,结合焊接区域的属性特点和环境条件,归纳了电偶腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀等主要的腐蚀类型。最后,重点介绍了元素成分和显微组织结构复杂的焊接区域非均匀腐蚀监测方法,明确了如电化学法、电阻法等的技术特点和适用条件,从而从腐蚀特性及腐蚀监测层面为海管焊接区域的工艺设计和腐蚀管理提供技术指导。

泄洪闸门在线监测数据挖掘应用的现状分析与讨论

泄洪闸门是通过调洪泄洪功能保障大坝等挡水建筑物正常工作的关键水工金属结构。华东勘测设计研究院针对泄洪闸门开展了安全工程数字化建设,已在多个电站中搭建平台系统,实现了对关键信息的在线监测、健康评价和数字化运维。以某抽水蓄能电站为例,数字平台通过对所采集的数据统计分析,出具安全评价报告,对提高泄洪闸门管理的工作效率,起到了积极作用。但同时在实践中发现,由于系统部署前期工作基础和数据积累的不足,得到的安全评价结论不够精细,数据挖掘的实现较表浅。下阶段将以高预判能力、健康度准确量化为目标,开展深度数据挖掘。

白鹤滩泄洪洞横向三支臂弧门设计关键技术

针对白鹤滩水电站巨型、大宽高比泄洪洞弧门结构,提出了国内首个横向三支臂潜孔弧门型式,采用考虑三支臂布置位置、主梁与支臂单位刚度比等关键设计参数的多因素分析,并结合多载荷工况下的有限元数值验证,确定了悬臂长度和单位刚度比,进而优化了横向三支臂弧门的受力分布,有力保障了巨型泄量下土建结构的承载安全。结果表明:基于多因素参数敏感性分析的横向三支臂悬臂长度和单位刚度比确定准则,白鹤滩最优悬臂长度为2.5 m、最优单位刚度比为10.7。且优化后的弧门结构主要计算应力不超过145 MPa,最大计算合位移小于15 mm,均满足强度和刚度要求。研究建立的横向三支臂弧形闸门关键技术,能够为超宽高比孔口、超大泄量的泄洪洞安全运行提供技术保障。

溶液pH和温度对X65管线钢焊缝非均匀腐蚀的影响

本工作利用阵列多环组腐蚀监测传感器对X65管线钢焊缝在不同溶液pH和温度的饱和二氧化碳溶液中的非均匀腐蚀行为进行了研究。实验结果表明,管线钢焊缝的360°全周向区域以及沿管长轴向区域的非均匀腐蚀情况可以被有效监测。结合电化学测试及腐蚀形貌表征发现,在溶液pH为5.85时,管线钢焊缝表面难以形成具有保护性的腐蚀产物膜,随着溶液温度升高,焊缝三个区域(母材区、热影响区和焊缝区)的二氧化碳腐蚀加剧,其中焊缝区腐蚀最为严重;在溶液pH为6.86时,随着溶液温度升高,焊缝三个区域的腐蚀速率由于保护性腐蚀产物膜的形成而降低。魏氏体和针状铁素体在焊缝区的富集,导致焊缝区的成膜时间滞后于母材区和热影响区。

基于电阻-多电极联合测量的水线腐蚀行为

开发了一种新型微电阻测量与耦合阵列多电极技术相结合的腐蚀监测传感器系统。并采用该传感器,分别研究了静止和流动环境中的水线腐蚀行为。结果表明:在静止3.5%NaCl溶液中,主要的阳极区域位于传感器底部,这表明此时水线腐蚀由氧浓差控制。而在流动3.5%NaCl溶液中,主要的阳极区域上移至接近水线位置,底部区域成为阴极,即介质流动会影响水线腐蚀。且在两种环境中,宏电池腐蚀都是影响水线腐蚀的主要因素。

介质条件对X65管线钢及其焊接接头CO2腐蚀的影响

利用开路电位测量、电化学阻抗谱测量和扫描电镜(SEM)观测研究了在含饱和CO2的3.5%NaCl水溶液中不同介质条件对X65管线钢及其焊接接头不同区域CO2腐蚀的影响。结果表明:在pH较低环境中,X65管线钢表面难以形成致密的FeCO3腐蚀产物膜,而在pH较高环境中,即便温度较低也能生成致密的腐蚀产物膜,且温度越高,腐蚀产物膜越致密,X65管线钢的腐蚀速率下降,点蚀加剧;X65管线钢焊接接头不同区域中,母材最先形成致密的腐蚀产物膜,其次是热影响区,最后是焊缝区,但焊缝区形成的腐蚀产物膜较其他两个区域形成的更加致密。

基于规范的海底管道阴极保护设计及数值验证

海底管道是海洋油气开采中的重要组成部分,在恶劣的海洋环境中需要对管道外壁进行腐蚀防护。海底管道外壁腐蚀防护方法包括防腐涂层防护和阴极保护。阴极保护包括牺牲阳极法和外加电流法,其中牺牲阳极法主要用于固定式海洋结构物,外加电流法主要用于船舶和半潜式海洋平台。海底管道作为固定式海洋结构物一般采用牺牲阳极法。目前海底管道阴极保护主要采用规范进行设计,因此研究形成了基于规范的海底管道阴极保护设计方法,并采用C#语言开发了相应的设计程序。该设计程序具有可视化界面,便于参数输入,可以提高海底管道阴极保护设计的效率。本研究中,通过采用海底管道阴极保护设计程序,选取某南海油气田海洋环境条件,进行了多个案例计算,得到了满足要求且经济合理的诸如牺牲阳极数量、阳极间距和阳极质量等阴极保护设计参数。

海底管道CO_(2)腐蚀特性及预测模型研究进展

介绍了海底管道的CO_(2)腐蚀机理,具体涉及化学反应过程、电化学反应过程、传质过程和成膜过程。其次,总结了海底管道CO_(2)腐蚀影响因素,主要包括元素成分、显微组织决定的材料自身因素,以及介质成分、温度、pH等决定的外部环境因素。汇总了各影响因素对腐蚀速率的经验/半经验规律。重点归纳了海底管道CO_(2)腐蚀模型,详细介绍了原理模型法和经验模型法在腐蚀评估和预测中的控制步骤和边界条件。