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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于缩比模型理论的船舶外加电流阴极保护系统水线下表面电位的研究

采用缩比模型理论建立船舶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;增加阳极数量能够优化电位分布,降低曲线电位的波动。试验证明,基于缩比模型理论的船舶表面电位测量方法是一种方便、有效的测量手段,为进一步优化外加电流阴极保护系统提供新的研究途径。     

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...     

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.     

外加电流阴极保护用辅助阳极的研究现状及发展趋势

辅助阳极是外加电流阴极保护系统的重要组成部分。本文就辅助阳极的形状及尺寸、辅助阳极材料的耐蚀性能及加工性能、辅助阳极的布置及电场的分布、辅助阳极设计的数据库研究等四个方面对外加电流阴极保护用辅助阳极的研究现状及发展趋势进行了综述。     

滨海电厂阴极保护用辅助阳极的性能比较

海滨电厂海水循环管路大多采用外加电流阴极保护，外加电流系统中的辅助阳极性能决定着阴极保护系统能否正常工作，为此选取常用的含钌系辅助阳极进行性能实验，以期获得在电厂应用环境中性能较好，价格便宜的辅助阳极。由实验结果，综合考虑，钌铱钛阳极较适合作为外加电流阴极保护的辅助阳极材料。     

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。     

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。     

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     

导管架平台外加电流阴极保护技术

介绍了海洋平台阴极保护的种类和特点,着重叙述了导管架平台外加电流阴极保护(ICCP)技术。并通过对外加电流系统材料、设备、设计以及安装工艺方面的研究构建了一种导管架平台外加电流阴极保护成套技术。     

凝汽器水室外加电流阴极保护的数值模拟

采用基于边界元技术的数值模拟方法,对核电站凝汽器水室外加电流阴极保护方案进行优化设计。研究了辅助阳极布置方式、阳极组中单支阳极失效和阳极屏蔽层等因素对冷凝器水室阴极保护电位分布的影响,为水室阴极保护效果预测和阳极的布置方式的选择提供了依据。     

用带状牺牲阳极对埋地钢管实施阴极保护时的电位和电流分布

用带状牺牲阳极对埋地长输钢管实施阴极保护时,沿着轴线方向的电位分布一定是均匀的。本文通过有限元法计算,进一步研究沿着管道圆周上的电位和电流分布的规律。结果表明,在研究的参数范围以内,沿着管道圆周的电位分布也是相当均匀的。土壤电阻率越低,电位极化值越大,但所需的保护电流也增大。防护性能好的涂层总是有利于阴极保护。阳极距离和管道外径对电位和电流分布没有什么影响。这些结果可以供工程上参考,同时说明用带状牺牲阳极对埋地长输钢管实施阴极保护是十分理想的。     

数值模拟长输管道线性辅助阳极的阴极保护

通过建立数学模型,确定边界条件,采用基于边界元的数值模拟软件BEASY,对长输埋地钢质管道采用线性辅助阳极时的阴极保护效果进行了模拟。总结了土壤电阻率、线性辅助阳极轴向电阻和输出电流变化时,线性辅助阳极输出电流的衰减规律。研究了线性辅助阳极与管道的间距、管道防腐层绝缘电阻率、土壤电阻率、线性辅助阳极初始输出电流和管径大小变化时,60km长管道的阴极保护电位分布。研究结果可为后续线性辅助阳极在长输管道阴极保护中的应用提供理论参考和依据。     

基于数值模拟计算的铺管船阴极保护系统设计

在全寿命期内,铺管船水下结构腐蚀防护状态处于动态过程。因此,依据实际情况设计腐蚀防护方案十分必要。采用数值模拟计算方法预报腐蚀防护状态,并通过缩比模型试验验证了此方法的准确性。在此基础上设计了两种腐蚀防护方案:"单纯外加电流阴极保护"和"外加电流+牺牲阳极辅助的联合阴极保护"。并通过数值模拟计算预报了两种方案下的腐蚀防护状态。经过对比发现,使用"外加电流+牺牲阳极辅助的联合阴极保护"时,表面电位分布更均匀,阳极屏面积及电源功率都有较明显的减小,水下结构处于更为良好的腐蚀防护状态。