牺牲阳极与外加电流阴极保护联合使用的案例

某输油管道防腐蚀层的绝缘性能在投运多年后出现明显的劣化,原牺牲阳极阴极保护系统已经无法达到有效阴极保护。通过追加外加电流阴极保护系统对原阴极保护进行增强,对追加外加电流阴极保护前后的保护效果进行对比。结果表明:采用外加电流阴极保护系统对管道原有的牺牲阳极系统进行增强,可以恢复管道阴极保护的有效性。     

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。     

基于缩比模型的海底管道外加电流阴极保护系统延寿技术研究

目的:提出海底管道远地式外加电流延寿方法,验证海底管道远地式外加电流阴极保护延寿技术的可行性,研究远地阳极放置距离和施加电流的大小对管道表面电位分布的影响。方法基于缩比模型理论,构建1:63的缩比模型,建立海底管道外加电流阴极保护系统,研究远地阳极的放置距离和施加电流大小对管道表面电位的影响。结果得到海底管道处于保护状态下的电位数据分布图。结论在实验室实验条件下,远地阳极可实现3km海底管道的有效保护;在施加相同电流条件下,随着远地阳极与管道之间距离的增加,靠近远地阳极的管道端部电位逐渐正移;在各距离下,沿管长方向电位逐渐正移,正移的幅度逐渐变小。在远地阳极与管道距离一定时,随着电流增加,管道表面电位整体负移,管道可达到有效保护状态。     

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     

相邻管线阴极保护系统之间的干扰规律

以西部某相邻管道为实例,对相邻管道的管地电位、地电位梯度和交流干扰电位进行现场检测,并通过ANSYS软件进行数值模拟,对阳极地床的位置和埋设方式做了分析,最后通过埋设临时地床对模拟结果进行了试验验证。结果表明:管道上杂散电流产生的原因为相邻管线阴极保护系统之间的相互干扰;合理设置阳极地床位置可基本消除阴极保护系统相互间的干扰。     

沈阳中科腐蚀控制工程技术中心

正技术支持:常守文研究员【现场测试及腐蚀研究】□环境介质(土壤、水介质)综合腐蚀性能测量评定(介质电阻率、介质PH值、氧化还原电位和管地电位的测量)□阴极保护效果的评价及故障诊断□管道防腐层性能评价与管道定位□腐蚀调查、交直流干扰、杂散电流腐蚀的原因分析和防护【设计和现场安装服务】□阴极保护系统设计,包括牺牲阳极法和外加电流法。保护参数的选取、材料设备的选择和施工图设计等     

沈阳中科腐蚀控制工程技术中心

正技术支持:常守文研究员[现场测试及腐蚀研究]□环境介质(土壤、水介质)综合腐蚀性能测量评定(介质电阻率、介质pH值、氧化还原电位和管地电位的测量)□阴极保护效果的评价及故障诊断□管道防腐层性能评价与管道定位□腐蚀调查、交直流干扰、杂散电流腐蚀的原因分析和防护[设计和现场安装服务]□阴极保护系统设计,包括牺牲阳极法和外加电流法。保护参数的选取、材料设备的选择和施工图设计等□阴极保护系统现场施工及安装     

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。     

船体压载舱牺牲阳极阴极保护的数值模拟

数值模拟计算技术是研究牺牲阳极阴极保护效果的有效手段,采用边界元数值模拟分析软件对船体压载舱牺牲阳极阴极保护进行了数值模拟分析。结果表明,根据常规牺牲阳极设计,常规数值计算压载舱内表面电位范围稍宽(即-800~-1 100mV,相对Ag/AgCl参比电极,下同),通过调整牺牲阳极位置,表面保护电位范围收窄(即-890~-1 110mV),保护效果变好。     

舰船缩比模型外加电流阴极保护系统表面电位的研究

采用缩比模型理论建立舰船外加电流阴极保护系统,研究船体表面电位分布的影响因素之间关系.结果表明,单区阴极保护系统辅助阳极位置决定船体表面电位曲线的形状,参比电极影响曲线电位值的大小.     

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。     

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。     

油温对海底输油管线阴极保护的影响

目的研究油温对海底输油管道阴极保护的影响。方法通过模拟海水实验,参照GB/T17848—1999实验方法,分析铁电极、铝电极和偶合电极在不同油温下的腐蚀电位和偶合电流的变化规律,测试25℃和75℃海水中牺牲阳极的工作电位,并计算阳极的电流效率,观察阳极的腐蚀形貌。结果在25~75℃范围内,铝电极随着温度升高自腐蚀电位负正移,铁电极随着温度升高自腐蚀电位负移。偶合电位正移,偶合电流显著增大。结论与25℃相比,牺牲阳极在75℃海水中,保护电位下降,阴极保护效果降低。     

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.     

海洋平台导管架外加电流阴极保护设计数值模拟

目的对海洋平台导管架外加电流阴极保护设计通电点的选择等问题进行分析,为海洋平台导管架阴极保护设计提供指导。方法利用BEASY CP数值模拟软件,通过数值模拟计算方法对导管架外加电流阴极保护系统设计的基础问题进行了研究,包括保护对象的确定、通电点的设置、辅助阳极选型和阳极数量及安装位置等。结果导管架外加电流阴极保护设计时,若只考虑海水浸渍部分,则无法使导管架海水和海泥部分均得到有效保护。设置通电点时,考虑电阻(1.01×10-6Ω/m)和不考虑电阻两种情况下导管架的保护电位相近,绝对误差不超过1 m V,通电点的位置对保护效果影响较小。阴极保护输出电流为17 A时,三种不同直径(300、600、900 mm)辅助阳极阴极保护系统的保护相近,保护电位在803~899.2 m V(vs.CSE)之间。三种不同阳极设计方案的输出电流分别为17、17、16.5 A,对应的保护效果分别为803.34~899.20 m V(vs.CSE)、802.96~850.64 m V(vs.CSE)、800.36~848.26 m V(vs.CSE)。2#阳极的保护效果比1#阳极的保护效果均匀,两支阳极方案在最低保护效果下所需电流比单支阳极更小且保护更均匀。结论设计外加电流阴极保护系统时,应当充分考虑与待保护对象相连接的所有金属结构物。对于小型导管架而言,金属电阻对导管架外加电流阴极保护系统的电位分布影响很小,因此通电点的选择较容易。外加电流阴极保护系统设计时应考虑电流密度对辅助阳极的消耗影响,选取适当尺寸的阳极。通过数值模拟方法,可以优化阳极数量和位置,从而实现保护电流较小且保护效果更均匀,并满足一定的经济性要求。     

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。     

Physical scale modelling of stray current interference to shipboard ICCP system

Cathodic protection is commonly used for corrosion protection of the underwater hull structures of naval platforms. Cathodic protection works by establishing an electrostatic field that provides the desired potential and current distributions in the seawater surrounding the structures to be protected. Interference to a ship’s cathodic protection system may occur when the ship is alongside a jetty or another naval ship due to the influence of the electrostatic field associated with the cathodic protection system employed on the jetty or another naval ship. The interference may alter the electrostatic field surrounding the ship and, therefore, the level of corrosion protection to the ship hull. In the current study, a physical scale modelling technique is used to evaluate how, and to what extent, the level of cathodic protection on a ship hull could be affected by an external current source. A 1/100 scale ship model with two-zone four-anode impressed current cathodic protection (ICCP) system is used in the study. The modelling results indicate that the presence of stray current may affect the potential distribution along the ship hull. The extent of stray current effect depends on a number of factors including the relative position and layout of stray current source, the magnitude and direction of the stray current flow and the operating mode of the shipboard ICCP system.     

辅助阳极的分布对导管架阴极保护电位的影响研究

本文研究了外加电流阴极保护系统中,辅助阳极的分布对导管架阴极保护电位的影响。通过正交试验,研究了辅助阳极与导管架间的距离、流动海水、辅助阳极数量等因素对导管架电位分布的影响。测试结果表明,辅助阳极布置、辅助阳极与导管架间距离、海水流动等,均对电位分布的均匀性有影响。在满足设计要求的阴极保护电位范围内,适当选择电位分布较平均的外加电流阴保方案。