杂散电流对海底管道表面电位影响预测方法研究

目的：外加电流阴极保护技术逐渐应用于船舶和海洋结构物防腐领域,但随之而来的杂散电流很可能使平台附近的海底管道本身或者其牺牲阳极阴极保护系统产生电化学腐蚀,缩短海底管道使用寿命,甚至破坏管道本身结构而造成严重的生产事故,因此需要预测外加电流阴极保护系统对附近海底管道及其牺牲阳极阴极保护系统可能造成的不利影响。方法提出一种基于边界元法的预测海底管道杂散电流影响的数值模拟方法,建立包括域内控制方程和对应的边界条件的数学模型,可以计算得到海底管道受杂散电流影响区域的位置和范围,并且得到受影响区域表面保护电位的分布情况。结果通过实验室海底管道模型杂散电流试验测量结果与数值模拟结果进行比较,验证该方法预测海底管道杂散电流影响的准确性,数值模拟仿真结果与试验测量结果最大误差百分比约为1.7%,平均误差百分比小于0.2%。数值模拟计算结果准确地预测了海底管道模型表面保护电位分布情况,预测了导管架平台模型外加电流阴极保护系统对海底管道模型杂散电流的影响情况。结论使用的边界元阴极保护数值模拟技术可以准确预测海底管道杂散电流的影响情况,为海底管道杂散电流影响预测研究提供了有力工具。     

基于电流测量的管道阴极保护状态内检测技术

针对目前埋地管道阴极保护外检测存在的多种问题,提出了一种通过采集管道内部存在的阴极保护电流以及杂散电流数据,判断管道阴极保护工作状态的方法。经过理论计算分析,制定了试验方案,对开发设计的电子电路模块以及检测结构进行试验测试,结果证明通过内检测技术实现管道电流的检测是切实可行的,可以进一步开发推广到工程应用中。     

一种新型数控高频开关恒电位仪的研制与应用

动态直流杂散电流干扰会导致管道电位持续波动,传统恒电位仪以“恒电位”模式运行时无法根据管道保护电位进行实时调整,阴极保护效果不理想。介绍了一种以断电电位为控制电位运行的新型数控高频开关恒电位仪,并在某管道进行了现场测试。测试结果表明：配合土壤管测量断电电位,新型恒电位仪在动态直流杂散电流干扰下控制电位准确、调整实时、运行平稳,显著提升了线路的阴极保护效果。     

馈电试验在地铁杂散电流干扰排流中的应用

埋地钢质管道受地铁动态直流杂散电流干扰的缓解是管道界的一个难题。本工作尝试使用强制电流阴极保护的方式,用强化的阴极保护电流缓解地铁动态干扰对管道的腐蚀影响。馈电试验有助于选取合适的强制电流阳极地床位置以及强制电流阴极保护系统的输出,取得最优的排流效果。     

埋地钢制管道杂散电流的检测与防护技术

近年来国内高压输电系统、电气化铁路、城市轨道交通等基建项目飞速发展,这些基础设施在改善了人民日常生活水平的同时,也给埋地钢质管道的安全运营带来了十分严重的影响。受杂散电流影响,埋地钢质管道的阴极保护系统无法正常运行,管道腐蚀速度加快,杂散电流干扰严重的管段可能在短时间内就发生穿孔失效事故,当前运营单位对杂散电流检测手段较为单一,对于杂散电流往往无法根治,通过对管道电位科学的长时间监测以及通过管中电流法实施检测,为钢质管道杂散电流的防护与治理提供有效解决方案。     

天然气管道受强烈地铁杂散电流干扰案例分析

某天然气管道受到了剧烈杂散电流干扰。通过电位监测对管道受到的干扰程度进行评价,分析了杂散电流流入、流出规律,并确定了干扰的分区。通过馈电试验研究了增大阴极保护电流对抑制电位正向偏移的作用。结果表明:管道受强烈的地铁直流杂散电流干扰;管道两端管段互为直流杂散电流流入流出区域,管道中间管段与两端管段互为直流杂散电流流入流出区域;阴极保护电流可以有效抑制管道电位正向偏移,但是抑制范围(长度)是有限的。地铁动态直流杂散电流对管道的干扰问题需要地铁方与管道方共同协作。     

埋地管道在ECDA过程中杂散电流干扰下阴保电位的校正方法

埋地钢质管道在ECDA检测过程中,经常使用CIPS方法检测阴极保护电位,然而阴极保护系统在受到杂散电流干扰时,所测量的电位波动极大,检测结果无法应用于阴极保护系统的评价。因此需要寻找能够适用于在杂散电流干扰下CIPS所测电位的校正方法,排除杂散电流的干扰获取有效的阴极保护电位。     

输油管道防腐技术存在问题及解决办法

针对某油田输油管道防腐现状,分析了输油管道现阶段存在的问题:管道防腐层存在缺陷;输油管道不具备断电电位测试条件;多条输油管道共用阴极防腐站;管道保护电位未达到标准要求;杂散电流对管道阴极保护影响过大;阴极保护系统设施不完善。结合实际生产,提出了相应的解决措施:对防腐层进行修复;测试输油管道断电电位;采用先进的管道阴极保护电位监测系统;对管道杂散电流测试,必要时进行排流处理;完善阴极保护设施。通过上述措施,确保管道处于安全、良好的运行状态。     

上海虹桥机场航油输送管道受地铁杂散电流干扰的检测与防护

虹桥机场航油管道受地铁直流杂散电流影响,部分管道阴极保护电位无法达到保护要求,管道存在极高的电化学腐蚀风险。对航油管道的干扰情况进行检测,采取以排流保护和阴极保护相结合的综合防护措施。结果表明:管道保护电位达到保护要求,地铁对管道造成的杂散电流干扰危害得到有效消除。     

静态直流杂散电流对埋地金属管道干扰规律数值模拟

静态直流杂散电流会对埋地金属管道造成严重干扰腐蚀。为了研究管道外加电流阴极保护系统产生的杂散电流对管道的干扰影响，使用仿真软件COMSOL Multiphysics基于边界元法建立了由阴极保护管道、干扰管道和辅助阳极组成的干扰模型，研究了两条管道的交叉角、阳极与交叉点距离、土壤电导率及防腐涂层厚度对干扰管道上的杂散电流干扰影响规律。结果表明：当阳极与交叉点距离小于6km时，干扰管道受杂散电流干扰最为严重；当交叉角小于45°（在15～90°范围）、土壤电导率小于0.01S/m及防腐涂层厚度小于3mm时，干扰管道的杂散电流干扰显著增高，并针对各因素干扰工况下提出合理建议。研究结果可以为管道保护运行和干扰防护提供理论依据与实际参考。     

重庆某输气管道地铁杂散电流干扰检测评价与防护案例研究

重庆某输气管道沿线与多条地铁、轻轨交叉并行,管道阴极保护系统受干扰严重。为了认识管道沿线阴极保护水平和真实干扰情况,对其阴极保护参数进行了现场测试。根据测试结果,分析获得了管道沿线干扰大小的分布情况。基于分析结果,利用智能抗干扰恒电位仪开展现场馈电试验。结果表明,在合理分布辅助阳极地床的情况下,利用强制电流阴极保护和牺牲阳极相结合的方法可以将管道的干扰水平控制在可接受范围内。该研究成果可为油气管道动态直流干扰的分析和防护设计提供参考。     

油气管道的CO2腐蚀及防护研究进展

腐蚀控制是石油天然气管输过程中的一个重要问题.CO2是石油天然气管道中最常见的腐蚀介质,研究CO2腐蚀机制和防护措施具有重要科学意义和经济价值.综述了CO2的腐蚀机理,包括化学反应、电化学反应和传质过程.对现有的腐蚀理论进行了深入讨论,发现阴极反应对CO2腐蚀具有重要影响,CO2对阳极过程的影响尚未明确.在腐蚀机理的基础上,考虑管道实际工况,结合电化学实验结果阐述了各影响因素对CO2腐蚀行为的影响,并结合CO2腐蚀的影响因素讨论了常用管道防护措施的缺陷:阴极保护系统受电位影响较大,应确立新的阴极保护电位,以保证在杂散电流作用下的阴极保护效果;防护涂层容易在杂散电流干扰下发生降解,失去保护性;多数缓蚀剂对环境有害.最后,展望了未来CO2腐蚀和防护的发展方向:为进一步了解CO2腐蚀机理,需要对CO2的电化学腐蚀行为进行系统地实验测试.研究不同缓蚀剂的协同效应,使用环境友好型绿色缓蚀剂,利用新材料开发智能涂层和新型阴极保护系统,也是未来的研究方向之一.     

杂散电流干扰和阴极保护作用下碳钢腐蚀规律研究

目的探讨杂散电流和阴极保护二者共同作用对碳钢腐蚀的影响。方法在碳钢管表面手工涂刷涂层并制造小块破损点,研究Q235碳钢在涂层破损后,受单纯直流杂散电流干扰、单纯阴极保护以及二者共同作用时随时间变化的电化学交流阻抗图谱(EIS),通过图谱信息以及图谱数据拟合进行分析。结果所有条件下,Bode图低频阻抗和Nyquist图容抗弧半径都随时间延长而逐渐增加。通过图谱和数据拟合发现,单纯杂散电流条件下,杂散电流越大,电化学阻抗越小,浸泡15天时,20 m A杂散电流条件下的极化电阻达到200 m A条件下的4倍。阴极保护对杂散电流腐蚀具有防护作用,无论是单独施加阴保,还是杂散+阴保共同作用,-1000 m V(vs.CSE)与-850 m V(vs.CSE)横向对比,总是-1000 m V条件下的极化电阻更高。一定程度上,阴保电位越负,极化电阻越大,保护效果越好。结论在一定范围内,不论是单独施加,还是共同作用,总是杂散电流越小,阴极保护电位越负,对碳钢的保护效果越好,腐蚀程度越轻。利用电化学交流阻抗技术监测管道腐蚀状况是可行的。     

天然气管道杂散电流排流效果评定实例

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。杂散电流在管道中的流动会加速管道的腐蚀,对管道的安全性产生极大的影响。有杂散电流干扰的管道中,需要对管道实施排流保护,排除管道中的杂散电流。而杂散电流的排流工程是否合理充分,则需要应用相应的检测手段来测定。本文是在已经采取杂散电流排流保护的管道上,通过测量管道上的阴保电位、交流电压和交流电密度来判定管道的杂散电流排流情况。     

成品油管线杂散电流调查及排除

通过测量管道对地电位、电位梯度和杂散电流方向,对成品油管线上的杂散电流进行了全面调查.结果表明,杂散电流干扰程度已经超过了标准规定的必须采取排流措施的警戒指标.为此,采取了牺牲阳极接地式排流,排流效率高于99%,并使管道达到了阴极保护     

埋地钢质管道强制电流阴极联合保护研究

目的验证阴极保护系统在保护目标管道的同时对临近管道造成的杂散电流腐蚀,对比柔性阳极与阳极地床在保护管道的过程中产生的杂散电流污染情况,确定同沟铺设的不同管道联合保护方案。方法通过同一排流设备对相同区域的不同管线进行统一保护,阴极保护系统中的接地装置作为唯一的阳极,多条埋地管线作为电化学电池的阴极实现保护。结果阳极地床产生的杂散电流干扰明显强于柔性阳极材料;排流保护中,两条20 m埋地金属管道达到排流保护的范围时,柔性阳极的排流电压为1.2~1.52 V,远小于碳钢阳极地床的3.5~15 V,能够有效减少防护过程中电能的使用。结论同一阴极系统同时对多条金属管道或金属构筑物进行排流保护的措施可行。     

杂散电流腐蚀与防护

由于电气化铁路、以接地为回路的输电系统等的客观存在，不可避免地造成杂散电流的产生，并使埋地管道因杂散电流而产生腐蚀。杂散电流具有强度高、危害大，范围广、随机性强等的特点，文章介绍了对直流杂散电流腐蚀的控制，提出了最大限度地减少干扰泄漏电流、符合安全距离、增加回路电阻、排流保护和其他保护等措施；并对在强电线路、输油管道上、油库等交流杂散电流腐蚀的防护方面提出了数种可采取的保护措施。     

炼铁厂地下管线的阴极保护

对鞍钢厂区地下管线进行牺牲阳极，外加电流及排流相联合的阴极保护，经过近8年的实践证明，保护效果良好，完全达到了设计要求，具有经济效益和社会效益。     

南朗段埋地天然气管道杂散电流检测与治理

目的减小杂散电流对南朗段天然气管道的干扰,消除杂散电流腐蚀隐患。方法利用沿线阴极保护电位测试、SCM检测等技术对南朗段管道的杂散电流干扰情况进行检测,并根据检测结果实施排流设计与改造。在009—019测试桩中设计6个排流点,用固态去耦合器排流技术实施排流改造。改造完成后,对排流效果进行验证。结果检测表明,杂散电流最大干扰值达16.839 V,杂散电流密度达393A/m~2,干扰长度为8 km。杂散电流干扰来源于电气化铁路,在铁路运行时间段存在杂散电流干扰,在铁路停运时间段无杂散电流干扰。改造完成后,杂散电流干扰电压降至了4 V以下。结论该排流技术的应用有效减小了南朗段埋地管道的杂散电流干扰,使其达到了国家规定标准,消除了杂散电流腐蚀的隐患,保障了南朗段天然气管线的安全运行。杂散电流干扰的检测与排流技术可以用于消除铁路等对埋地管道杂散电流腐蚀的影响,对受到新建带电结构影响的管道的防护工作具有示范作用。