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。     

深水平台导管架外加电流阴极保护系统改造

南海海域某气田深水平台的导管架下水1 000d后,在水深较深区域,其电位仍然不能达到阴极保护电位,使导管架存在很大的腐蚀风险。通过对比常见的导管架阴极保护改造方式,并结合南海海域台风较多以及导管架所处水深较深的特点,最终确定该导管架的阴极保护改造方案,即安装远地式辅助阳极外加电流阴极保护(ICCP)系统。并对导管架远地式辅助阳极外加电流阴极保护系统的方案设计及安装过程进行了介绍。结果表明:在远地式辅助阳极外加电流阴极保护系统投入运行后,导管架的电位快速达到了阴极保护电位,且牺牲阳极的消耗速率大大降低。     

导管架平台外加电流阴极保护系统缩比模型模拟研究

本文采用搭建导管架平台缩比模型,对比研究了电流密度、辅助阳极数量和距离对远地式及拉伸式外加电流阴极保护系统保护效果的影响.结果表明远地式和拉伸式外加电流系统均可以实现对海洋平台的有效保护,屏蔽效应是导致保护电位分布不均匀的主要原因,增加阳极数量可以大幅提高平台保护电位分布的均匀性.由于拉伸式外加电流系统辅助阳极分布更均...     

导管架外加电流阴极保护系统无阳极屏蔽层的可行性研究

依据NACE-SP0176-2007规范,在外加电流阴极保护系统中,辅助阳极与结构物表面的距离不小于1.5m,否则需要采用屏蔽层以防止过保护。在导管架外加电流阴极保护系统中,辅助阳极与导管架结构表面之间的距离是一个重要的参数,对阳极屏的使用与否有直接影响,也间接对阴极保护系统的造价和运行方案产生影响。通过阴极保护数值模拟计算技术,改变辅助阳极与导管架之间的距离,得到在无阳极屏蔽层并且不发生过保护的前提下,辅助阳极可以释放的最大电流,并通过实海试验予以了验证。数值模拟与试验结果均表明,针对辅助阳极与结构表面之间的不同距离条件控制辅助阳极的最大释放电流,不仅可以避免使用阳极屏蔽层带来一系列工程问题,而且能够为导管架外加电流阴极保护系统的优化设计提供重要依据。     

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。     

阴极保护系统中电位分布的数值计算

1 阴极保护时各处电位不相等 受阴极保护的金属表面的电位只有在一定的数值范围以内才能使结构物受到有效的保护。电位过正(“欠保护”)和电位过负(“过保护”)都是应该避免的。不过需要注意的是,在实际工程的阴极保护系统中,无论是牺牲阳极法或外加电流法(也称强制电流法),金属结构物表面的电位以及相应的电流密度并不是到处一样的,即电位和电流分布常常是不均匀的。典型的例子是,埋地长输钢管实施阴极保护采取相隔一定距离的分立布置的辅助阳极,这时靠近阳极的管     

影响舰船外加电流阴极保护电位因素分析及仿真

舰船都会使用外加电流阴极保护的方法进行船体防腐保护,保护电位是进行外加电流阴极保护方法的核心参数,如何设定保护电位的数值将会决定舰船的防腐效果。文章首先建立舰艇外加电流阴极保护电位计算模型,然后从阳极与被保护体的距离,腐蚀介质电阻率变化对电流分布的影响,涂层对电位电流分布影响三个方面讨论影响外加电流阴极保护电位的因素。通过仿真,确定了以上因素如何影响外加电流阴极保护电位,为合理设计外加电流阴极保护电位参数提供了理论依据。     

管道内壁阴极保护时的电位分布

管道内壁实施阴极保护时,由于管内空间狭窄,电位分布不均匀。本文讨论外加电流阴极保护采用点状阳极时的情形。这时,管壁电位随着离阳极的距离按双曲余弦函数衰减。文中以大口径输水管的数值运算为例,分析了影响电位分布的各种因素。包括:管内介质的电阻率、管道内径和长度、内壁表面极化电阻以及阳极附近的内壁电位。电位分布随时间趋于均匀是由于极化电阻逐渐增大的结果。     

边界元法在导管架外加电流阴极保护系统设计中的应用

本文提出了一种基于边界元法的导管架外加电流阴极保护系统设计方法。该方法不仅可以预测导管架结构表面保护电位和电流密度分布状态,而且可以得到外加电流阴极保护系统所需的保护电流值和参比电极点的电位值。为验证该方法的有效性,将使用该方法得到的设计方案应用于实验室导管架模型外加电流阴极保护试验,最终得到的试验结果与计算结果吻合良好。该方法可作为导管架外加电流阴极保护系统设计的有效工具。     

阴极保护的几个误区及其解决方案

提出了在设计和实施阴极保护过程中经常遇到的七个方面的误区:阴极保护方法的选择;外加电流法的电源装置的选用;牺牲阳极数量;绝缘接头(或绝缘法兰)数量;阳极材料的选择;阴极保护电位的测量方法;阴极保护电位是否达到或比-0.85V(CSE)更负就放心了。以期在今后设计和实施中不断提高阴极保护水平。     

一种简单有效的船体外加电流阴极保护设计方法

目的 提出一种简单确定外加电流大小和辅助阳极位置的方法。方法 对阳极的位置进行离散处理,通过Matlab中的脚本程序,控制COMSOL有限元软件的运行,交替地调整电流大小和阳极位置,经过搜索,找到最佳阳极布局和相应的最小输入电流。采用这一方案进行有限元计算。结果 船体表面全部得到了保护,保护率为100%,每个阳极所需电流只有0.057 26 A,最高保护电位为0.84 V左右,过保护现象不严重。结论 提出的方法能够较好地解决外加电流阴极保护设计中遇到的难题,具有简单、易操作的优点,并具有普适性。     

小管道外加电流系统中辅助阳极有效保护距离探讨

外加电流阴极保护技术可以有效地抑制海水管道的腐蚀。对219mm以下小管径管道外加电流系统中辅助阳极的有效保护距离进行了试验探讨。采取外加电流阴极保护,混合金属氧化物线形阳极,已应用于某海水冷却系统,取得了良好的效果。     

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。     

酸性土壤中接地网牺牲阳极阴极保护法研究

目的提高牺牲阳极的阴极保护法在酸性土壤中对接地网的防腐能力,分析牺牲阳极阴极保护法在酸性土壤中应用的技术要点,总结保护效果优化措施。方法设计牺牲阳极模拟系统,模拟地网面积为3.52 m2,保护电流设计为35.2 m A,对Q235碳钢和镀锌钢两种常用接地材料的接地电阻、保护电位及保护电流进行研究。结果该方法对镀锌钢保护较好,保护电位均低于-0.95 V;对Q235碳钢保护较差,保护电位部分高于-750 m V,且波动较大,最大波幅可达201 m V。系统运行中,计算得出保护电流在降雨量较大时最高可达30.75 m A,降雨量较小时最低为11.89 m A,均低于设计值。结论由于阳极处砂石较多、土壤电阻率高,阳极不能完全释放电流。其次,土壤保水性差,电阻率波动大,系统运行不稳定也抑制了保护效果。酸性土壤盐基性离子大量淋失,土壤电阻率普遍较高,且受降雨扰动较大,牺牲阳极工作效率较低且稳定性差。需采用适当提高保护电流、降低阳极区土壤电阻率、优化阳极设计工艺参数等措施以达到良好的保护效果。     

阴极保护工程设计中的若干问题

对目前阴极保护工程设计中有关保护方式的选择、强制电流法辅助阳极地床设计、牺牲阳极的选择和布置、保护电流需要量、绝缘法兰、套管屏蔽以及长效参比电极等方面存在的问题进行了探讨。     

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。     

原油长输管道阴极保护有效性评价分析

目的探究原油长输管道阴极保护失效的原因。方法通过管道通/断电电位测试、集输末站内外电位测试和绝缘法兰测试等方法,判断集输管线是否处于有效的保护状态,站内外阴极保护是否存在直流干扰情况,以及绝缘法兰的工作情况。结果 1~#集气站-1~#阀室管道通电电位为-850~1200 mV,断电电位为-773~788 mV,不满足比-850 mV更负的准则。站外管线通/断电电位虽然随着站内阴保电流的增大而增大,但是在电流为6、18 A时,其断电电位分别为-880 mV和-1198 mV,在保护电位范围之内(-850~1200 mV),没有产生过保护,符合国标的要求。站内外阴极保护干扰是客观存在的,可以通过调节及平衡站内外的输出,使站内外管道的保护电位在规定的电位区间之内(-850~1200 mV)。集输末站处的绝缘法兰性能良好,但是锌接地电池基本耗尽。结论管道断电电位没有达到要求,且集输末站内外阴极保护存在相互干扰,是该长输管道阴极保护失效的主要原因。     

外加电流阴极保护用阳极

阴极保护用阳极分为牺牲性阳极和外加电流阳极。本文介绍外加电流保护用阳极材料和主要的阳极反应。通过石墨、Si-Cr-Fe、铂化钛/铌阳极和混合金属氧化物阳极的性能对比,认为混合金属氧化物是有前途的阴极保护用阳极材料。     

钢管桩码头的外加电流阴极保护

支撑码头的钢管桩在各种水环境中（海水,海炎水和淡水）都将发生电化学腐蚀,局部腐蚀速度可达０．５ｍｍ／ａ以上,严重影响码头的安全。为了控制腐蚀,延长码头的使用寿命,上前和涂层的阴极保护和联合防护方法。