阴极保护杂散电流调研资料

《阴极保护杂散电流调研资料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、-阴极保护及杂散电流调研材料2014年5月8日.---目录第一章阴极保护技术最新研究进展31、阴极保护数值模拟31.1地下管线阴极保护系统数值模拟概况31.2储罐外底部阴极保护系统数值模拟概况42、在线监测系统53、新型阳极63.1新型牺牲阳极63.2辅助阳极7参考文献8第二章杂散电流排流研究进展111、杂散电流研究背景112、杂散电流国内外研究现状123、杂散电流的防护134、杂散电流的排流防护144.1排流方法144.2排流器的选择15参考文献17.---第一章阴极保护技术最新研究进展对长输管道工艺站场的埋地管道和油库地上大型储罐罐底板实施区域性阴极保护是站场综合保护的发

2、展趋势，目前采用外加电流阴极保护技术为主，可以采用多种辅助阳极的埋设方式。长距离油气管道外壁防腐通常采用涂敷涂层配合阴极保护技术，目前应用广泛的阴极保护方法是采取外加电流与牺牲阳极联合保护的方法。目前，阴极保护的最新研究进展和未来发展方向大致有以下几个方面：（1）实现阴极保护的计算机辅助设计、建立保护系统数学模型，优化保护参数并对阴极保护的效果作出科学预测与评估；（2）建立阴极保护自动检测系统，以实现阴极保护系统的远程监测与控制；（3）开发研制对环境污染小、稳定性好、寿命长、高性能辅助阳极材料。1、阴极保护数值模拟在进行埋地管线及地面储罐复杂腐蚀控制系统设计和工程应用时，采用

3、传统的经验设计方法难以获得阴极保护系统的最佳方案，近年来通过计算机数值模拟计算，可以提供例如电位、电流密度的分布规律和电能消耗等应用中需要的设计参数，预测涂层性质的变化和杂散电流的干扰作用等各种因素对阴极保护系统的影响，可以用来优化阴极保护系统的电极位置，实现全寿命期内可控制和有预见性的复合腐蚀防护系统优化设计。可以说阴极保护已经进入了数值仿真时代。1.1地下管线阴极保护系统数值模拟概况为了保护管线外部涂层不充分和涂层破损的部分，通常采用涂层与阴极保护系统联合方式进行地下管线外部的腐蚀防护。传统的阳极阻抗公式忽略了电位和电流在管线上的分布，不能够充分模拟管线涂层出现缺陷时的状

4、况。国内外在对阴极保护电位分布的数值模拟研究中，大多数采用拉普拉斯方程作为电位分布的描述方程。而对描述方程的求解方法主要为有限元法和边界元法。国外通常将有限元法和边界元法结合用于长输管道阴极保护系统模拟优化。.---AlijaMuhareovic[1]使用有限元法和边界元法联用的方法，计算了在使用牺牲阳极进行阴极保护的管道表面的保护电位和阴极保护电流密度分布，探讨了土壤电阻率和阳极至管道距离等因素对保护电位的影响，结果表明该方法可以用于所有条件下阴极保护系统的设计。LeslieBortels[2]等利用BEM技术分别对新建管道阴极保护系统前期设计以及在役管道阴极保护系统运行优

5、化进行了模拟计算。结果表明在设计案例中，由于数值仿真技术的应用，该管道的阴极保护设计费用节省了25万欧元。英国ComputationalMechanicsBEASY开发的BEASY腐蚀控制数值模拟软件在船舶、近海平台、油井方面已有广泛的应用，通过确定土壤环境下的涂层和管道等相关因素的边界条件，能够成功地将其应用到长输管道阴极保护的数值模拟上。比利时Elsyca公司开发了ElsycaCPMaster等系列商业化软件，可以高效分析优化长输管线和区域站场内强制电流和牺牲阳极组合设计方案，在处理复杂管网区域阴极保护方面具有国际领先地位。国内，李自力等[3]建立了长输管线阴极保护电位分

6、布的简单物理模型，并采用边界元算法的管单元法推导出电位分布的简单数学模型，以实测阴极极化曲线作为边界条件，采用Matlab工具编程，计算出长输管线阴极保护的电位分布，与试验设计测试的管线电位相比误差较小。张丰等[4]采用边界元数值模拟软件BEASYCP对管道干线的阴极保护进行模拟计算，研究了均压线跨接对并行管道阴极保护的影响。1.2储罐外底部阴极保护系统数值模拟概况国外，AdeyRobert等[5]通过采用基于边界元技术的数值模拟软件(BEASY)开展对大型地面相邻原油储罐罐底外表面阴极保护系统的研究，结果表明这种软件可以实现优化计算储罐的阳极位置，使得阴极保护效果达到最佳，

7、保护对象表面电位分布均匀，并有效降低阳极的输出电流，可有效解决常规经验阴极保护设计方法无法实现的最优设计难题。国内，杜艳霞等[6]基于活化极化和浓差极化混合控制建立了大型储罐的阴极保护电位计算模型，推导了阴极边界条件公式。利用FLUENT软件较好的模拟了目前国内外储罐阴极保护普遍采用的5.---种阳极埋设方式下罐底的阴极保护电位分布和相关参数的影响。边界元数值模拟软件BEASYCP在研究阴极保护影响因素干扰趋势和规律方面具有明显优势，张丰等[7]利用该软件对站场储罐区阴极保护系统进行数值模拟，所得结果具