受直流杂散电流影响埋地管线的ANSYS模拟

随着交通运输业的发展和电气化设施的建设升级,杂散电流对埋地管道的影响日益严重.本工作利用ANSYS软件的电磁仿真功能,对埋地管线杂散电流进行了有限元分析,研究了杂散电流对不同的间距及交叉角度下埋地管道附近电位电场的影响规律,为埋地管道杂散电流腐蚀研究提供一定的依据.     

交流杂散电流干扰对埋地管道阴极保护电位的影响

设计室内干扰试验,模拟现实中各类因素下交流杂散电流干扰对管道阴极保护电位的影响。通过数据采集系统对电位信号的采集,滤波系统对交、直流信号的分离,分析得到交流干扰下管道真实阴极保护电位的变化。结果表明:在交流干扰下的管道阴极保护电位会产生较大的IR降,使得管道真实的阴极保护电位偏离地表参比法测得的电位值;同时,在交流杂散电流干扰的瞬间,将会有一个较强的电位信号产生,可能会对恒电位仪及管道防腐蚀层产生不利影响。     

镇海站管道交流杂散电流工程检测实例

杂散电流是指在管道周围土壤环境中漫流的一种大小、方向都不固定的电流,这种电流对金属管道的腐蚀称为杂散电流腐蚀,属于电解腐蚀范畴。动态杂散电流干扰程度和极性随时间变化,由于其变化规律因干扰源的情况变化而变化。进行动态杂散电流的探测,找出干扰的来源相当困难。埋地管线上典型的动态杂散电流来自直流电力驱动系统。在受干扰的管道附近,表现为:管-地电位不稳定、管线电位严重偏离正常值,以及土壤电位梯度反常等,杂散电流通过邻近防腐层良好的管道网络可以传送到几公里以外,甚至更远的地方,杂散干扰电流会对邻近的地下金属管线/地下结构产生非常有害的影响。杂散电流干扰的危害表现在:在管道的杂散电流流出点(也称为放电点),管体会受发生强烈的电解腐蚀。     

埋地管道地铁杂散电流干扰的测试技术

深圳地铁发展迅猛,泄漏到大地中的杂散电流可导致埋地管道腐蚀加速。对深圳地铁杂散电流干扰下的输水管道进行检测,确定管道的自腐蚀电位,探讨试片材质和表面状态对检测结果的影响,同时研究了管道受杂散电流干扰的规律。结果表明:杂散电流干扰程度与地铁和管道的相对位置有一定的关系,随着管道与地铁间距离减小,管道受到杂散电流干扰越来越严重;并且在相同距离下,交叉段受到干扰程度要大于平行段。同时不同材质的管道抗干扰能力也不相同。     

核电厂埋地管道的外腐蚀检测与评价

核电厂埋地管道承担工业介质的输送,采用防腐蚀层和阴极保护联合防护措施来减缓土壤腐蚀。随着埋地管道服役年限增长,管道腐蚀失效风险递增。对某核电厂埋地管道沿线土壤腐蚀性、杂散电流干扰、防腐层缺陷及绝缘电阻、阴极保护电位、管体缺陷开展了检测,并进行了探坑开挖验证,首次对核电厂全厂埋地管道外腐蚀状态进行综合评价,评价结果表明该电厂埋地管道外腐蚀状况可控,大部分管段阴极保护有效,局部管段阴极保护欠保护,并提出了埋地管道的防腐蚀措施和建议,为核电厂运行许可证延寿的申请提供技术支撑,同时也为其他核电厂埋地管道全寿期老化管理提供参考。     

城市轨道交通杂散电流对埋地管线腐蚀的影响

    简述了杂散电流引起管道腐蚀的基本原理,针对城市轨道交通杂散电流的特点及测试要求,通过自行研制的设备对上海某煤气管道进行了管地电位和土壤电位梯度的现场检测.结果表明,管地电位的波动范围约为600 mV,土壤电位梯度高达49.8 mV/m,和周边地铁的运行规律一致;城市轨道交通产生的杂散电流对周围埋地管道的腐蚀会产生较大影响.     

长输埋地管道阴极保护故障诊断与排除

某长输埋地管道由于受外界干扰、防腐蚀层破损等原因,管道阴保电位出现欠保、过保及异常波动的现象。采用Fluke数字万用表、直流电压梯度测量法(DCVG)等埋地管道非开挖无损评价技术(NDE),对阴极保护系统进行了全面检测和诊断。结果表明,管道沿线测得的阴保电位有些超出了阴保电位准则范(-850~-1 200 mV,CSE);有些管段阴保电位频繁异常波动;防腐蚀层检测出多处破损点,而且部分腐蚀活性呈阳性。研究发现,某混凝土穿越段采用套管保护,管道沿线周围存在电厂、电力铁路等,多处与埋地管线出现并行或者交叉情况。针对阴保电位屏蔽、杂散电流干扰等问题,提出了补加牺牲阳极、合理选择排流方式等解决措施。     

埋地钢质管道交流杂散电流测试分析方法及评价准则

随着国家能源工业、铁路工业的快速发展,埋地钢质管道与高压线、交流电气化铁路共用走廊的情况越来越多,埋地钢质管道上容易产生交流杂散电流。交流杂散电流从防腐蚀层破损处流出会产生交流腐蚀,并对阴极保护系统的安全运行造成不利影响,如果埋地钢质管道上交流电压达到一定限值,会威胁管道维护人员的安全。本文对交流杂散电流的腐蚀机理、检测方法、信号处理方法及评价准则进行了介绍。以期管道建设人员、检测人员、维护人员对此引起足够的重视。     

杭州某小区地下燃气管道腐蚀原因检测与分析

为了研究某小区埋地燃气管道腐蚀原因,检测了该段管道通-断电管地电位及土壤电位梯度数据并进行了分析,初步查明了管道腐蚀原因,地铁运行期间与杂散电流具有对应关系,判断该段管道受地铁杂散电流影响,管道处于电流流出区,并据此提出了下步的整改措施,具有一定的借鉴意义。     

埋地钢质管道阴极保护真实电位的测量技术

埋地钢质管道采用阴极保护后，因电流在土壤介质中的IR降及杂散电流的影响使得真实电位很难测量，常规的断电法不能排除杂散电流的影响，而且常规断电法要求全线所有的阴极保护站电流都要同步切断，测量系统复杂，工程中难以达到。本文采用PMT型电位测量探头断电法，配以APM-1型智能电位测量仪可以在不切断干线管道保护电流的条件下测出真实的电位，方法简单，可操作性强，不受杂散电流的影响。     

交流杂散电流对X70管线钢3PE防腐层下腐蚀及剥离行为的影响

目的 明确交流杂散电流对埋地管线防腐层剥离和破损处防腐层下腐蚀的影响规律及其导致防腐层剥离的作用机理。方法 通过基于COMSOL Multiphysics有限元仿真、交流阻抗谱分析及三维体式显微镜观测等方法,研究在格尔木土壤模拟溶液中,交流杂散电流干扰下,X70钢表面3PE防腐层剥离处的防腐层下腐蚀及剥离机理。结果 由于防腐层破损点和剥离区域的存在,使得防腐层的防护性能明显降低,交流杂散电流在初始预留剥离处的X70钢表面呈不均匀分布,破损点处所分布电流密度明显高于剥离区边缘处。杂散电流引起的腐蚀反应主要集中在防腐层破损点处,而处于预留剥离区域下方的X70钢表现出缝隙腐蚀的现象。防腐层破损点处的腐蚀坑深度随电流密度的增加而逐渐变深,而当交流电流密度由0 A/m2增加到100 A/m2时,防腐层剥离面积明显增大,此后,当电流密度继续增大,剥离面积基本保持不变。当施加的交流电流密度相同时,随着防腐层剥离面积的减小,杂散电流造成的防腐层剥离面积增大,X70钢试样上的最大腐蚀坑略微加深。结论 造成防腐层剥离的交流杂散电流存在临界电流密度值,使得防腐层剥离面积达到最大且之后保持不变。防腐层初始剥离面积较小时,交流电所造成的X70钢腐蚀及防腐层剥离行为更为严重。     

埋地集输管道检测数据分析

目的找出导致外防腐层破损的因素,研究防腐层破损对管道壁厚减薄的影响。方法采用PCM+埋地管道外防腐层状况检测仪对管道外防腐层进行检测,采集埋深、DB值和电流衰减值,并根据电流值计算绝缘电阻率。采用超声波测厚仪检测管道剩余壁厚,通过现场实测数据对管道防腐层和管壁腐蚀情况进行分析。结果通过对数据的分析,发现运行年限、埋深、介质输送温度以及土壤电阻率等因素都对外防腐层产生不同程度的影响。不同材质的外防腐层随着运行年限的增长,其破损程度变化不同,并且对管道壁厚减薄程度的影响也不同。结论对于运行超过10年的管道,应定期检测并及时维修、更换防腐层。埋深不足0.8 m的管道,应及时增加覆土层厚度,无法加大埋深的则应该加大巡检力度,防止管道遭到破坏。运行超过10年的沥青玻璃布管道外防腐层破损严重,建议更换3PE防腐层。应建立起阴极保护系统,与外防腐层形成双层屏障。     

埋地钢质管道交流干扰腐蚀影响因素实验分析

参照埋地管道服役环境,搭建钢质管道交流干扰腐蚀实验平台。采用腐蚀试片失重法,测试钢质管道在土壤模拟溶液中的腐蚀速率,研究交流杂散电流干扰环境下杂散电流大小、土壤电导率以及土壤酸碱度对钢质管道腐蚀速率的影响。实验结果表明:杂散电流对钢质管道的腐蚀速率影响最大,土壤酸碱度和土壤电导率对钢质管道的腐蚀速率影响规律复杂。     

在用对二甲苯(PX)输送埋地管道的外腐蚀检测

将外腐蚀直接评价方法应用于对二甲苯(PX)输送埋地管道的外腐蚀检测。分别对其进行敷设环境调查、土壤腐蚀性检测、阴极保护检测和防腐层检测,并对检测结果进行评级。防腐层检测中,应用C扫描检测防腐层绝缘电阻率,综合运用Pearson法和密间隔电位法(CIPS)确定防腐层破损点位置。通过开挖,验证了该组合检测方法的有效性,为埋地管道防腐层检漏提供高效、准确的新方法。     

埋地钢质管道交流杂散电流腐蚀规律研究

通过室内模拟实验建立了交流电流密度与破损面积、土壤电阻率、交流干扰电压以及防腐层电阻率之间的数学模型,从而间接获取交流电流密度,并研究了交流电流密度对腐蚀速率的影响。通过CDEGS软件模拟仿真,得到了并行长度、电流等级、距离、土壤电阻率等参数对交流干扰沿管道分布的作用。结果表明,破损面积、交流干扰电压、土壤电阻率、防腐层电阻率对交流杂散电流密度具有显著的影响。电流密度小于3 mA/cm²时,交流电流腐蚀危害性很小;在3~10 mA/cm²时,腐蚀危害性较大;大于10 mA/cm²时,交流腐蚀危害性很大。     

北京埋地燃气管道地铁杂散电流干扰影响现场检测及规律分析

北京市轨道交通发展迅猛,泄漏到大地的杂散电流日益增多,这些杂散电流会对埋地燃气管道造成干扰。本文对北京市埋地燃气管道所受地铁杂散电流干扰情况进行了现场检测,分析了干扰的程度和范围;研究了管道与地铁相对位置对杂散电流干扰的影响规律,同时探讨了北京地区地铁杂散电流干扰下管地电位的波动特性。结果表明:随着管道与地铁间距的减小,干扰越来越严重,并且在相同间距下交叉点的干扰程度大于并行段。地铁检修站附近的管道受杂散电流干扰更大。北京地区地铁杂散电流干扰下管地电位的波动周期主要分布在50~200 s间。     

涂层破损时杂散电流对Q235、16Mn、X70钢腐蚀的影响

通过腐蚀速率测定、腐蚀形貌观察、腐蚀坑深度测量及分形维数计算等方法,研究了杂散电流作用下涂层破损率对Q235、16Mn和X70钢腐蚀的影响.结果表明,杂散电流作用下,Q235钢腐蚀程度最严重,16Mn次之,X70最小;随杂散电流增大和涂层破损率减小,腐蚀速率和腐蚀坑深度均相应增大,腐蚀程度加剧;根据"盒子"维法测定杂散电流腐蚀形貌的分形维数,反映的腐蚀规律与实测腐蚀速率吻合,分形维数可定量表征杂散电流腐蚀形貌.     

涂层孔隙率对钢质套管穿越段管道阴保电位影响规律的数值模拟

采用COMSOL Multiphysics软件,对管道极化电位和管地电位进行模拟计算,从套管有涂层和无涂层的两个方面,研究了涂层孔隙率对套管处埋地管道的阴保电位影响规律。结果表明:套管内管道涂层质量越差,管道所需的极化电流就越多,管道的阴保效果就越差;加涂层套管在环形空间内的电位比无涂层套管的更正,但在地表处却稍微偏负,所以仅仅依靠管地电位来判断管道的极化电位是有误差的;当套管无涂层时,只要环形空间内有电解质,其对管道的极化电流无屏蔽作用,所以利用密间隔电位测量(CIPS)、直流电压梯度法(DCVG)和交流电压梯度法(ACVG)等地面检测方法可以判断出套管内管道防腐层的质量和阴极保护的等级状况。     

高压输电线路对埋地输油管道中杂散电流影响规律

油田埋地金属管道周围存在着大量的高压输电线路,这些设施在运行过程中会向大地释放大量的杂散电流,造成油气管道的腐蚀泄露。本文进行了高压输电线路周围埋地金属管道杂散电流的现场测试,结果表明:长输石油管道受杂散电流影响严重。尤其当高压输电线路与埋地输油管道近距离平行时,埋地输油管道中杂散电流更严重;油气集输管道受杂散电流影响也十分严重,管地电位波动值和管地电位最大正向偏移值都随着与高压输电线路距离的增加而减小;经排流保护措施后,管道的管地电位波动值和最大正向偏移值都明显减小,管道受杂散电流影响明显减弱,并达到了排流保护的标准。