基于FOA-SVM模型的输油管道内腐蚀速率预测

针对管道内腐蚀速率相关问题,采集某输油管道内腐蚀的实测数据,应用多元统计分析算法,在支持向量机(SVM)的基础上建立管道内腐蚀速率预测模型。采用果蝇优化算法(FOA)对预测模型进行优化训练,建立FOASVM预测模型,利用实测数据样本对模型的预测结果进行检验。结果表明:综合方差和均差分别为1.397×10-3和0.037 4,FOA-SVM预测模型相比灰色组合模型预测值和最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型预计结果稳定性好、精度高,但是FOA-SVM预测模型训练时间较长,今后在提高模型预测效率上需要进一步研究。     

基于PSO-LSSVM的拉线棒腐蚀预测

根据鄂西某输电线路拉线塔的拉线棒腐蚀数据,通过灰色关联度算法分析了土壤因素与拉线棒腐蚀情况之间的相关性;应用粒子群算法(PSO)对最小二乘支持向量机(LSSVM)的关键参数进行优化;利用灰色关联度权重对有关数据进行处理,建立了PSO-LSSVM和考虑灰色关联度权重的PSO-LSSVM预测模型。实例计算表明,与LSSVM预测模型相比,PSO-LSSVM预测模型训练集所得结果的均方根误差下降了15.3%;预测集的均方根误差下降了35.71%。考虑灰色关联度权重后,PSO-LSSVM预测模型训练集和预测集的均方根误差进一步下降,分别减少了24.59%和20%。PSO-LSSVM用于拉线棒腐蚀预测具有较好的精度,考虑灰色关联度权重的PSO-LSSVM模型的预测精度更高。     

基于KPCA-GA-BP模型的页岩气集输管道的内腐蚀速率预测

针对页岩气集输管道的内腐蚀,提出了一种基于KPCA-GA-BP组合模型的腐蚀速率预测算法。以某条页岩气集输管道的检测结果作为训练数据,运用反向传播(BP)神经网络建立预测模型,运用遗传算法(GA)优化了神经网络权值和阈值的初始值,运用核主成分分析法(KPCA)对数据进行了降维,在模型建立的过程中不断优化提升模型的预测精度,采用所建模型对另一条相邻管道进行预测并开挖验证。结果表明：选择TRAINGDM作为训练函数,隐含层节点为(8,1),遗传算法进化数为50,种群规模为100,交叉概率为0.3,变异概率为0.2,运用KPCA将数据从7维降为4维后,此模型的均方误差最低为0.12,当该模型用于相邻管道的预测时,均方误差为0.14。运用KPCA-GA-BP模型,对页岩气集输管道内腐蚀速率进行预测具有一定的准确性,此模型可用于辅助指导现场内腐蚀直接评价等相关工作。     

全尾砂絮凝沉降速度优化预测模型

建立全尾砂沉降速度GA-SVM优化预测模型,利用遗传学算法对全尾砂沉降速度进行优化预测。建立支持向量机(SVM)回归预测模型,采用训练集对模型进行训练,以验证集预测值的均方误差作为适应度函数,通过遗传算法(GA)对SVM模型参数进行优化选择,应用优化得到的SVM模型对预测集进行预测。以司家营铁矿为例,在絮凝剂单耗8.6 g/t、尾砂浓度18%条件下,沉降速度即可达到1.31 m/h,满足生产需要,比原生产所需絮凝剂单耗减少14%。应用表明:该预测模型具有较高的实用性,为全尾砂沉降速度优化预测提供一种全新思路。     

海底腐蚀管道极限承载力预测模型

准确的预测海底腐蚀管道极限承载力对于评估海底管道寿命、保证海底油气管道安全运行具有重要意义。针对BP神经网络(BPNN)模型学习效率低、对初始权重敏感且容易陷入局部最优状态等缺点,采用人工蜂群(ABC)算法来优化BPNN的初始权值和阈值,建立了ABC-BPNN海底腐蚀管道极限承载力预测模型。使用MATLAB软件搭建模型并进行预测,同时与BPNN模型、遗传算法(GA)优化的BPNN模型和粒子群优化算法(PSO)优化的BPNN模型进行对比分析。结果表明：ABC-BPNN模型预测海底腐蚀管道极限承载力的平均相对误差为1.975 0%,优于BPNN、GA-BPNN和PSO-BPNN模型的预测结果;ABC-BPNN模型的预测结果所拟合出来的直线与Y=X直线最为贴近,证明了ABC-BPNN模型作为预测海底腐蚀管道极限承载力工具的准确性和稳定性。     

面向电主轴热误差预测建模分析的改进IGWO-LSTM算法

针对电主轴复杂运行工况下的热误差建模问题,提出一种基于改进灰狼优化算法(IGWO)的LSTM神经网络参数预测模型IGWO-LSTM。通过对灰狼算法收敛因子a计算方法进行优化来提高算法寻优性能;通过IGWO算法的适应度函数与LSTM隐含层节点数组成的IGWO-LSTM闭环系统对电主轴热误差预测模型进行训练和预测,避免陷入局部最优,同时提升模型预测精度。为了验证该算法性能,将它与改进前的算法进行对比,通过求取平均绝对误差、平均绝对百分比误差以及均方根误差对这两种神经网络进行评价,结果显示：文中算法的3种指标均优于改进前的LSTM模型,具有更好的热误差预测准确性和全局搜索能力。     

基于粒子群优化算法的腐蚀预测灰色动态模型

针对海底管道腐蚀预测提出一种基于粒子群优化(PSO)算法的新型灰色预测模型。在传统灰色GM(1,1)模型的基础上引入PSO算法优化背景权值和等维灰数递补方法对模型进行动态更新,建立了RGM(1,1)和RPGM(1,1)模型并应用在海底管道腐蚀预测中。对比三种模型的预测结果后发现,灰色预测理论适用于海底管道腐蚀预测;RGM(1,1)模型比传统GM(1,1)模型的预测效果稍好;RPGM(1,1)模型预的测精度与另外两种模型相比,有大幅提升。PSO算法对传统模型的改进效果显著,RPGM(1,1)模型具有较高的工程应用价值。     

基于模糊物元分析的PSO-LSSVM磨加工补调值在线预测与补偿方法北大核心

磨削过程中尺寸补调值的设定对批量工件的加工精度具有至关重要的作用。通过对外圆磨削过程的深入分析,研究磨削加工过程中的补调值预测算法,提出基于模糊物元分析的PSO-LSSVM补调值精确预测模型。通过模糊物元分析迅速准确地获得最佳工艺参数,并将对应的参数作为输入,以此训练出PSO-LSSVM预测模型。通过PSO优化LSSVM模型参数,提高了模型的预测精度。当预测值大于理论边界时,对尺寸误差进行补调,及时调整工艺参数以提高加工精度。通过磨削加工在线测量实验验证,模型平均绝对误差为0.05257μm,均方根误差为0.06533μm;采用所得模型对试样外磨削工件加工时的补调值进行预测可得平均绝对误差0.09625μm,均方根误差0.13412μm,达到补调值预测的精度要求。通过批量工件的加工测试,得出批量工件加工精度较未使用补调值预测补偿控制前显著提高。将提出的补调值预测方法应用于磨加工主动测量控制仪中,控制仪实现了自动补调并与机床形成反馈控制,提高了磨削加工工件的精度与磨加工系统智能化程度。     

基于ISOA−KELM的风机叶片腐蚀速率预测

目的 针对风机运行安全问题,建立风机叶片表面腐蚀速率预测模型,实现对风机叶片安全的预警。方法 对风机叶片腐蚀的原理进行分析,探讨复合材料的腐蚀机理,根据现场实测的数据对叶片表面腐蚀速率进行预测。针对海鸥算法(SOA)易陷入局部最优的问题提出了相应的改进方案,采用logistics混沌映射取代了随机选取海鸥初始位置的方式,提高海鸥初始位置的质量;在海鸥位置更新方式中引入了Levy飞行策略,使得海鸥算法有更强的全局搜索能力;采用Metropolis准则,使处于较差位置的海鸥个体也有一定概率被接受,以提高种群多样性。将改进的海鸥算法用于对核极限学习机(KELM)参数的寻优,建立ISOA?KELM风机叶片表面腐蚀速率预测模型。对该模型进行实验,并与SOA?KELM、PSO?KELM、GA?KELM进行预测误差对比。结果 使用ISOA优化KELM提升了KELM的预测精度,获得的平均绝对误差(MAE)为0.457、均方误差(MSE)为0.280、确定系数(R?square)为0.959,均优于SOA?KELM、PSO?KELM、GA?KELM对比模型。结论 用ISOA?KLEM模型建立的风机叶片表面腐蚀速率模型具有更高的预测精度,基于相关环境数据预测的腐蚀速率对风电场的维修计划具有良好的指导作用。     

基于IFA-BPNN的长输管道外腐蚀速率预测

目的 构建陆地长输管道外腐蚀速率的预测模型,提升管道外腐蚀速率预测的精度,对长输管道外腐蚀状态进行准确把控.方法 深入解析了萤火虫算法(FA)的工作原理,针对FA易出现陷入局部最优或因控制参数设置不合适而导致函数无法收敛等问题,提出了FA的改进方案:采用Logistics混沌映射的方法初始化萤火虫的位置,提升萤火虫种群的所养性;引入一种新的惯性权重计算方法来改进萤火虫位置移动公式,提升FA全局寻优能力.利用改进的萤火虫算法(IFA)对误差反向传播神经网络(BPNN)初始权值和阈值进行优化,建立基于IFA-BPNN的长输管道外腐蚀速率预测模型.以111组长输管道外腐蚀检测数据为例,在MATLAB中进行模拟仿真计算,使用粒子群算法优化的BPNN(PSO-BPNN)、遗传算法优化的BPNN(GA-BPNN)以及未进行优化的BPNN作为对比模型进行对比分析.结果 使用IFA优化BPNN,大幅提升了BPNN模型的预测精度.使用IFA-BPNN模型预测12组管道腐蚀速率,平均相对误差仅为5.94％,预测结果的R2为0.99595,均优于BPNN、PSO-BPNN以及GA-BPNN模型的预测结果.结论 IFA-BPNN作为预测管道腐蚀速率工具具有较好的预测精度和鲁棒性.     

基于LASSO-WOA-LSSVM的海洋管线外腐蚀速率预测

目的 构建海洋管线外腐蚀速率预测模型,提高海底油气管线外腐蚀速率预测的准确性.方法 建立基于套索(LASSO)回归和鲸鱼优化算法(WOA)的最小二乘支持向量机(LSSVM)腐蚀速率预测模型,采用LASSO回归方法对指标进行筛选,提取海洋管线腐蚀的主要影响因素.应用最小二乘支持向量机算法建立海洋管线外腐蚀速率预测模型,并使用鲸鱼优化算法对模型参数进行优化,避免了参数取值对模型回归性能的影响.以海洋挂片实验为例,通过MATLAB进行模拟仿真,分析验证模型预测结果,并将预测结果与其他模型进行对比分析.结果 LASSO回归算法筛选得到影响腐蚀速率的主要因素为:温度、溶解氧含量、pH值.采用WOA-LSSVM模型所预测的结果与实际值较为吻合,其平均相对误差为2.23％,均方根误差(RMSE)为0.3248,决定系数R2达到0.9708,均优于其他两种模型.结论 基于LASSO回归和鲸鱼优化算法的最小二乘支持向量机预测模型具有更优的泛化能力和预测精度,为海底管道腐蚀研究工作提供了新思路,也为海洋油气输送系统的结构安全与风险防范提供了参考.     

基于优化随机森林的H2S腐蚀产物类型及腐蚀速率预测

目的研究H2S环境下碳钢腐蚀产物类型及失重腐蚀速率预测模型,为含硫油气田管道腐蚀防护设计与选材提供依据。方法整合H2S腐蚀模拟实验数据,采用随机森林算法对各腐蚀因素重要性进行排序,一方面以腐蚀产物类型为输出量,通过随机森林分类算法建立硫铁腐蚀产物类别预测模型,另一方面以腐蚀速率为输出量,通过随机森林回归算法建立腐蚀速率预测模型,并与其他模型进行比较。运用网格搜索方法对各类算法的超参数进行优选,以提高预测可靠性。结果随机森林算法得出的影响H2S腐蚀产物类型的因素重要性排序为:H2S分压、温度、pH值、实验周期、总压、CO2分压。基于网格搜索优化的随机森林分类模型交叉验证得分超过0.9,f1得分达到0.96,优于其他三种常用分类模型。采用网格搜索优化的随机森林回归模型预测结果与实际值的均方误差为0.86%。相关系数R值为0.979,优于其他两个回归模型。结论网格搜索优化后的随机森林分类、回归模型对含H2S复杂环境下的碳钢腐蚀产物类型及腐蚀速率预测准确性较高,能够为油气田管道腐蚀防护提供参考。     

基于PSO-GRNN模型的埋地管道腐蚀剩余寿命预测

目的 构建埋地管道腐蚀深度预测模型,预测腐蚀管道的剩余使用寿命。方法 依据ASME B31G剩余强度评价标准,给出管道的最大允许腐蚀深度计算方法,引入广义回归神经网络（GRNN）,构建埋地管道腐蚀深度预测模型,采用粒子群算法（PSO）优化GRNN的网络参数,结合管道腐蚀发展趋势预测方法,对埋地薄弱管道进行腐蚀剩余寿命预测。以陕西省某埋地输油管道为例,选取8个主要外腐蚀因素,构建外腐蚀指标体系,借助Pycharm编程仿真,结合埋片试验,对该模型预测结果进行验证分析,并预测各腐蚀管段剩余使用寿命。结果 与BP模型相比,PSO-GRNN模型的管道腐蚀深度预测结果最大相对误差控制在13.77%以内,平均相对误差仅为6.63%。寿命预测结果显示,部分管段的剩余使用寿命未能达到其预期服役寿命。结论 所建模型预测性能要明显优于BP模型,预测精度更高,能够较好地预测埋地管道的最大腐蚀深度和未来的腐蚀发展规律,剩余寿命预测结果贴近实际,为管道的维修和更换提供了指导依据,在实际工程中,具有一定的应用价值。     

盐穴储气库注采管柱内腐蚀速率预测模型研究

目的 提升盐穴储气库注采管柱的内腐蚀速率预测精度,以保障盐穴储气库的设施健康和运行安全。方法 建立基于小波核主成分分析（KPCA）和改进灰狼算法（IGWO）优化的极限学习机（ELM）腐蚀速率预测模型。以某盐穴储气库注采管柱为例。首先选取10种腐蚀影响因素,建立盐穴储气库注采管柱的内腐蚀指标体系;其次通过小波KPCA提取影响注采管柱内腐蚀的关键特征,后利用IGWO对ELM模型参数ωj和bj进行迭代寻优,进而建立IGWO–ELM盐穴储气库注采管柱内腐蚀速率预测模型;最后在MATLAB中进行仿真计算,将IGWO–ELM模型与ELM、PSO–ELM、SSA–ELM模型进行预测误差对比。结果 经小波KPCA特征提取后得到包含98.61%原信息的3项主成分,IGWO–ELM模型的预测结果与实际值吻合度高,其均方根误差为0.008 8,平均绝对百分比误差为0.260 9%,决定系数（R2）高达0.992 5,比其他3个对比模型的性能更优。结论 小波KPCA特征提取能力优良,IGWO–ELM模型能够有效预测盐穴储气库注采管柱的内腐蚀速率,为盐穴储气库注采管柱的腐蚀研究提供了新的思路与方法。     

A prediction method for the precision of extrusion grinding of a needle valve body

The needle valve body is an important part of the fuel injection nozzle of a diesel engine, and its machining precision will affect the performance of the diesel engine. As an important process of needle valve finishing, extrusion grinding can reduce the flow error and improve the flow consistency. However, it is difficult to determine the non-linear relationship between the precision of the grinding process and the processing parameters using conventional experimental methods. Firstly, the various parameters affecting the grinding precision of the needle valve body are analyzed. Secondly, an experiment is designed to acquire the test data with our grinding machine. The method based on support vector machine combined with particle swarm optimization (PSO-SVM) is proposed to predict the precision of the extrusion grinding of the needle valve body. The particle swarm optimization (PSO) algorithm is used to optimize the parameters of the SVM. The results show that our optimized prediction model is more accurate and faster than the BP neural network algorithm. The proposed prediction method provides guidance for selecting the grinding parameters of the needle valve body to further improve the precision of processing.     

油气金属管道的防腐蚀技术分析

对于油气金属管道来说,其腐蚀形式主要包括两种类型,一是电化学腐蚀,二是化学腐蚀。本文针对油气集输管道分析了常见的防腐蚀技术,分别对外防腐蚀技术、内防腐蚀技术以及阴极防护措施就行了论述。     

H2 S 对油气管材的腐蚀及防护研究综述

随着石油天然气工业的迅速发展,酸性气体引起的油气管材腐蚀问题日益突出,尤其是H2S引起的腐蚀广泛存在,严重影响着油气开采及输送管道和炼制加工设备的使用寿命。综述了H2S对油气管材腐蚀的机理、影响因素及防护方法,探讨了温度、H2S分压、p H值、流速、Cl-浓度、CO2分压及管材材质等因素对H2S腐蚀的影响,建立了H2S腐蚀速率预测模型并对其进行了相关分析,对H2S腐蚀防护方法进行了评述。最后,简述了H2S腐蚀的研究现状及发展趋势。     

一种海底管道多相流内腐蚀直接评价的方法

提出了一种适用于海上油田海底管道多相流内腐蚀直接评价(ICDA)方法;基于海底管道基础数据、生产工况以及油气水检测数据,对介质流态的热力学、动力学和水力学影响因子进行分析,评估海管内腐蚀发生的位置及最大局部腐蚀速率;将南海多条海管的直接检测数据与ICDA结果进行对比。结果表明:ICDA评估方法能够准确地反映海管实际内腐蚀状况,为不能采用智能通球FML内检测的海管提供了一种有效的内腐蚀评估方法。