[发明专利]一种带水运营隧道管道连接钢构件服役寿命预测方法

说明书

本发明公开了一种带水运营隧道管道连接钢构件服役寿命预测方法，该方法包括以下步骤：确定基本试验条件，包括现场采集水样并进行水样分析和获取钢构连接件的设计参数；制定试验方案并搭建符合现场管道工程运营温度和结构应力状态的试验平台；准备试验材料，包括制作若干组预测样本和配置试验溶液；将若干组预测样本置于试验溶液中进行腐蚀实验，每组预测样本设置不同的试验周期，得到若干腐蚀样品；使用寿命预测方法对若干腐蚀样品分别进行寿命预测试验；根据试验结果预测管道连接钢构件的使用寿命。本发明的有益效果为：能够相对准确地提出设计服役年限，科学地指导工程设计、施工、运营和维护，减少运营维护成本，提高管道运营安全可靠性。

技术领域

本发明涉及隧道管道维护技术领域，具体而言，涉及一种带水运营隧道管道连接钢构件服役寿命预测方法。

背景技术

隧道内充水环境条件下，管道的钢质支撑与连接件的腐蚀损害不可避免，并已初步形成了一些设计选材与防护共识；其中，《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423-2013规定：

1、山岭隧道的平巷、斜巷内管道宜采用支墩架空敷设或覆土敷设；水域隧道内管道宜采用支墩架空敷设；

2、水域隧道应对内部管段进行抗漂浮核算，并应采取稳管措施；

3、隧道内支墩架空安装管道的构件材料可选用普通钢材和不锈钢；当选用普通钢材时，所有钢构件其表面均应采用耐环境腐蚀的防腐层或设置牺牲阳极保护措施；管道连接件应采用同一金属材质。构件设计中宜避免难于检查、清刷的死角和凹槽；

4、水域隧道宜充水运营；陆上隧道洞门宜按照封闭运营进行设计。

但这些规定并没有针对具体工程的水体介质、运营管道温度、结构应力、钢质连接件选材与防护结构等条件提出相应的技术要求，也没有形成一套使用寿命的预测方法，因而设计者也无从明确其服役寿命。为保证隧道穿越管道运营安全，目前常用做法是按照《油气输送管道架空部分及其附属设施维护保养规程》SY/T6068的要求，隧道结构、管道及连接钢构件进行定期结构检测，发现问题及时处理、更换。一般是5-8年检查一次，进行技术状态评估后开展维修、维护或保养工作。

随着油气管道工程建设的大力发展，隧道穿江(河)工程愈来愈多。如按照《油气输送管道架空部分及其附属设施维护保养规程》SY/T6068的要求频次开展检查与维修，隧道数量多、检查周期长、评估与维修作业费用高等会较大提高运管理成本；但如不及时检查与维修，一旦连接件腐蚀失效，可能导致管道失稳而带来灾难性的后果。因此，现有技术条件下，设计与运营维护时难以事先准确掌握隧道内管道及连接构件的技术状态，投入较大的力量用于运营期间的检查、评估与维护(替换)，不仅增加了运营成本，也给管道运营带来了安全隐患。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可以根据管道运营时隧道内特定水质、管道运营温度等条件，针对管道连接钢构件材料和防护措施的设计条件，开展其服役寿命预测，能够相对准确地提出设计使用年限，或者根据业主提出的使用寿命要求反向进行结构设计，科学地指导工程设计、施工、运营和维护，减少运营维护成本，提高管道运营安全可靠性。

本发明提供了一种带水运营隧道管道连接钢构件服役寿命预测方法，该方法包括以下步骤：

步骤101：确定基本试验条件，包括现场采集水样并进行水样分析和获取钢构连接件的设计参数；

步骤102：制定试验方案并搭建符合现场管道工程运营温度和结构应力状态的试验平台；

步骤103：准备试验材料，包括制作若干组预测样本和配置试验溶液；

步骤104：将若干组预测样本置于试验溶液中进行腐蚀试验，每组预测样本设置不同的试验周期，得到若干腐蚀样品；

步骤104：使用寿命预测方法对若干腐蚀样品分别进行寿命预测试验；