强制电流阴极保护中阳极地床的合理设计

强制电流阴极保护是通过外部的直流电源向被保护的金属构筑物通以阴极电流使之阴极极化实现保护的一种方法。在阴极保护设计中，阳极地床是强制电流阴极保护设计中很关键的部分，其设计合理与否、施工是否符合要求，直接关系到阴极保护系统能否正常运行，关系到能否对金属构筑物提供有效的保护。本文从阳极的选择、阳极地床埋设、施工技术等方面进行了阐述，通过多年的实践，总结出几种阳极及阳极地床的合理设计方案。     

番禺30-1平台导管架阴极保护系统修复方案设计与安装实践

在营运1年后的年度水下检查中,发现番禺30-1气田平台导管架阴极保护系统存在保护不足的问题。为此,开展了该气田平台导管架阴极保护系统修复方案研究,最终采用了Retrobuoy远程阴极保护系统的修复方案,并进行了方案设计,主要包括水下阳极橇块设计、预保护面积计算、保护电流计算、水下阳极与导管架距离计算、水下阳极之间距离计算、水下电缆的规格及长度设计、电缆弃头设计等。通过一系列优化措施与风险应对策略的实施,实现了该气田平台导管架阴极保护系统的成功安装,取得了很好的保护效果,可为其他类似导管架提供经验。     

季节性冻土环境下阴极保护管道基本状况调查

在季节性冻土环境下埋地管道的阳极接地电阻和阳极地床可引发阴极保护故障.有些管道工程要穿越冻土地带,由于在设计过程中未考虑季节性冻土给阴极保护系统运行效果造成的影响,致使阴极保护系统运行不正常,保护效率差,进而导致防腐效果差,给生产运行带来了较大的损失.目前,国内阴极保护技术致力于工程设备阴极保护电位分布系数数学模型应用研究、高强度交(直)流干扰检测技术与排流工程技术开发及表面型阳极的研发等方面.大庆油田地处中纬度高寒季节性冻土地区,已广泛应用管道阴极保护技术.     

东营首站网状阳极阴极保护工程实践

针对常规阴极保护技术和储罐底板保护电位检测技术存在的缺陷，东营首站对新建11号储罐采用了混合金属氧化物网状阳极系统，该系统具有以下优点：①使用寿命长；②接地电阻小，驱动电压和电流小；③电流密度分布均匀，储罐底板保护电位差值最大不超过0．09V，可以阶段性的检测储罐底板的保护效果；④不需要在阳极周围安装焦炭回填料和通气管，不需要做电绝缘处理，对周围金属构筑物干扰极小。生产实践证明，采用外加电流混合金属氧化物网状阳极系统是对大型储罐进行阴极保护最经济、最有效的方法。     

埋地钢质输油管道阴极保护及其应用分析

埋地钢质输油管道普遍存在电化学腐蚀，与此相应的电化学保护方法之一牺牲阳极阴极保护法得到了广泛应用。木文阐明了阴极保护方法的基本原理及其重要参数。对某油田埋地钢质输油管道阴极保护系统进行测试，并对测试数据进行了分析，指出不仅要在埋地钢质输油管道安装时注重电化学保护设计，而且在阴极保护系统工作时也要注重对其进行监测及维护，使阴极保护系统能长期有效地工作以达到牺牲阳极、阴极防腐之目的。     

苏里格气田阴极保护系统运行评价

苏里格气田储罐采用牺牲阳极方式保护;管道采用强制电流阴极保护方式。储罐及管道同时在管道涂敷防腐层,实施"防腐层+阴极保护"的联合保护方式。根据试片断电法采集的数据对苏里格气田管道阴极保护建立IR降数据模型。对管道和储罐开展阴极保护现状普查,发现问题后针对部分储罐无牺牲阳极保护和部分管道保护电位偏低的现状,开展整改工作。整改完成后,进行阴极保护系统运行效果评价。阴极保护系统运行评价达到保护储罐和管道的目的,延长使用寿命。     

丛式井组套管阴极保护新技术研究与应用

采用丛式井组套管阴极保护工艺技术对套管钢质进行保护,延缓套管外腐蚀速度,延长了油水井套管使用寿命。针对目前丛式井组套管阴极保护存在的一些问题,如阳极井故障后维护难度大、不能更换辅助阳极、设备运行不能实时监控等,采油三厂进行了可抽芯阳极井技术和阴极保护系统远程监控技术的研究与试验,降低了重建阳极井的成本、实现在线监控阴极保护系统运行,初步取得了较好的效果。     

深水FPSO水下系泊系统防腐蚀设计

浮式生产储卸油装置(FPSO)的系泊设施需要进行防腐蚀设计.本文介绍了FPSO所属石油公司的企业标准对水下系泊系统防腐蚀设计的技术要求,从深水海洋环境、结构选材、防腐涂层和阴极保护等方面对深水FPSO水下系泊系统防腐蚀设计进行总结.考虑腐蚀环境要素影响、阳极消耗、防腐涂层破损和布置空间等因素,选定铝合金牺牲阳极的材质和尺寸;计算FPSO掣链器船体基座和水下系泊系统所需的保护电流密度和阳极的发生电流,确定水下系泊系统各部位的阳极用量和布置.     

电化学保护在地下输油管道上的应用

目前我国的地下输油管道普遍存在着电化学腐蚀，对输油管道采用电化学保护与涂层联合防腐具有十分重要的技术经济意义。为此，介绍了电化学保护之一的牺牲阳极阴极保护系统的设计步骤、安装注意事项和重要测试参数，给出了测试方法和根据测试数据判定保护的效果。为确保牺牲阳极阴极保护系统长期有效地工作，应当定期检测与维护。地下输油管道的最适宜对地电位为－1．20V～－0．85V，可达到完全保护。     

已建站场增加区域阴极保护系统实践

区域阴极保护系统是保障站内埋地管道、设备安全运行的重要措施。通过岳106井站增加区域阴极保护系统对站内埋地管道进行保护的实践,分析得出阳极地床形式的选择和位置的布置对于区域阴极保护系统的正常运行具有十分重要的意义。对于已建站场,如选择深井阳极地床则可大大减少现场施工工程量,同时也能发挥非常好的保护效果;区域阴极保护系统通电点的设置一定要考虑阴极保护电流的均匀分布情况,防止出现电流屏蔽现象,才能使站内所有埋地管道得到保护;区域阴极保护系统用设备可采用阴极保护成套橇装设备,橇装设备既能保证施工质量,减少现场施工工程量,同时也方便区域阴极保护系统今后的日常维护管理。     

阳极地床对油气田站场区域阴极保护的影响

通过对新疆地区多个站场进行实测分析,探讨了不同类型的阳极地床对站场区域阴极保护系统保护效果的影响。结果表明,采用深井阳极的阴极保护系统,阴极保护电流容易通过接地网流失,造成恒电位仪负荷增加,因此被保护体必须与其他设施绝缘,否则阴极保护电流一旦泄漏将造成较大范围的影响;而采用柔性阳极或网状阳极的阴极保护系统,被保护体电位分布均匀,电流流失少,恒电位仪负荷小,对其他设施的影响较小。     

埋地管道阴极保护系统的优化分析与研究

为优化埋地管道的阴极保护系统使管道全线得到更好的保护效果,在电化学实验的基础上,利用极化曲线确定待评价管道的阴极保护区间,通过COMSOL边界元仿真实验确定影响保护电位分布特征的主控因素,建立了以阳极数量、阳极位置、输出电流为决策变量的优化函数,并利用SAPSO算法进行多优化方案的求解。结果表明,可将-1.08～-0.87 mV作为阴极保护电位区间;阳极数量越多、阳极与管道的径向间距越大、输出电流越大、土壤电阻率越小,管道全线的保护效果越好;在保持原有阳极地床位置不变,且将阳极2更换为深井阳极的情况下,管道全线的保护效果和电位均匀性最好,且不涉及二次征地,对其余已有阴极保护系统也不构成影响。     

数值模拟技术在区域性阴极保护设计中的应用

在阴极保护设计中,阳极地床数量、阳极井的深度都是依据经验选取,缺乏理论指导,造成个别阴极保护存在过保护或欠保护现象。针对这一问题,将数值计算方法应用于区域性阴极保护效果预测,通过数值模拟方法,建立数学模型、边界条件,确定了合理的阳极井数及埋深,打破了传统的经验设计模式,实现了阴极保护效果可预测功能。数值模拟技术在大庆油田喇291站实施后,减少2座深井辅助阳极及配套设施,降低工程造价38万元。数值预测是阴极保护评价的一种有效手段,特别适用于站场等埋地管网复杂区域的阴极保护方案优化设计。     

长输油气站场阴极保护

为抑制大型油气站场地下金属构筑物的腐蚀,确保企业正常的生产经营活动,有必要了解站场阴极保护的技术特点,明确应用中影响保护效果的技术难点。基于施加在油气站场管网密集区的阴极保护存在着保护电流需求大、阳极床设计困难、对外部的干扰和屏蔽现象较为复杂等问题,通过分析站场阴极保护实施中的关键技术,明确了线性阳极作为辅助阳极有着其他传统阳极床所不具备的优势,可以有效控制干扰、减缓屏蔽。站场阴极保护是保证大型油气站场安全生产的重要防腐措施,线性阳极对提高站场阴极保护的防护效果意义重大。     

储罐底板在阴极保护中阳极类型的选择

为应对储罐底板的腐蚀,阴极保护技术作为最有效的保护方式被广泛应用。基于储罐底板中心位置的电位数值难以达到保护要求的问题,应用理论研究与数值计算相结合的方式对立式阳极、水平阳极、深井阳极、柔性阳极和网状阳极的保护效果进行分析,确定储罐底板外侧最佳的阴极保护方式。结果表明:在五种阳极类型中,网状阳极所保护储罐底板的电位分布最均匀,立式阳极所保护储罐底板的电位分布均匀程度最差。研究结果能够对储罐底板阴极保护方式的选择提供可靠依据,对于提高储罐底板的阴极保护效果具有重要意义。     

苏丹三七区油田钢管桩阴极保护的改进

苏丹三七区油田一期Palogue电站项目的设备基础、厂房基础和工艺管道基础全部采用钢管桩,其阴极保护采用浅埋阳极、均匀分布的形式。投产后,厂区内不同的桩管阴极保护电位相差很大,保护效果不理想。为此对钢管桩阴极保护存在的问题进行了分析,并根据三七区油田钢管桩阴极保护实际,提出了改进意见,将浅埋阳极地床改为深井阳极地床,同时对阳极输出回路进行了改进。实践表明,采取改进措施后,钢管桩的阴极保护效果显著提高,系统运行平稳,效果十分理想。     

城镇燃气管道阴极保护效果的影响因素分析

针对某城镇埋地燃气管道阴极保护效果不理想的问题,分别从牺牲阳极阴极保护系统、牺牲阳极运行参数及检验等方面进行了总结分析,分析认为：影响阴极保护效果的主要因素包括阳极自身损坏、阴极屏蔽、绝缘失效和外界环境影响等因素。提出了包括优选牺牲阳极材料种类、局部管段增设阳极带和安装铜质接地极排流等改进措施。运行结果表明,改进措施延长了埋地燃气管道的正常运行期限,提高了保护效果,减少了燃气泄漏事故的发生。     

区域阴极保护实践与分析

为验证输气站场区域阴极保护方案的效果并发现问题,在某个输气站场进行了深井阳极和分布式浅埋阳极地床阴极保护系统安装试验,并进行了测试,分析了阳极地床位置、接地系统对管/地电位分布及干线管道电干扰的影响。测试结果表明,深井阳极地床倾向于把保护对象整体极化,保护区域边缘极化效果明显,区域中心则因管道及接地系统密集导致极化程度较低,宜采用分布式浅埋阳极地床局部补足。深井阳极地床应尽可能远离干线管道,并适当接近保护对象,合适的情况下可利用深井阳极地床扩散出去的部分电流保护干线管道。     

苏丹油田站场钢管桩阴极保护状况分析及改进

对苏丹油田站场钢管桩阴极保护系统存在的问题进行了分析,并根据站场钢管桩阴极保护特点,结合苏丹油田土壤状况对钢管桩阴极保护提出了改进意见,包括阳极回路加装可调电阻、阳极焦炭包覆层采用透水性较好的非绝缘材料、将阳极埋地方式改为深井阳极地床、采用瞬间电位法判定阴极保护效果、对阳极进行灌水处理。改进后的钢管桩阴极保护效果良好。     

污油污水罐内壁强制电流阴极保护的应用

目前国内污油污水罐普遍采用牺牲阳极保护,但存在阳极消耗快,输出电流不可调,需定期开罐更换阳极等问题,这不仅增加了维护投资,而且延误了正常生产。为解决上述问题,采用强制电流进行阴极保护是最有效的方法之一。结合华北油田鄚一站的1000m~3污油污水罐,介绍了罐内壁采用强制电流进行阴极保护的方法,通过在罐内悬挂金属氧化物阳极和安装长效锌参比电极,不仅使阳极输出电流可调,延长了阴极保护系统的使用寿命,而且实现了可在罐外对罐内不同点的保护电位进行监测。工程实践证明,华北油田鄚一站1000m~3污油污水罐采用强制电流进行阴极保护,其防腐效果良好,目前已正常运行1年多了,各项参数均控制在合理的范围内。