管道阴极保护数值模拟实验

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1、万方数据2014正第1期管道技术PipelineTechnique5设各andEquipment2014No．1管道阴极保护数值模拟实验张丰1，王爱菊2，赵君1，李秋萍1，苏磊3，姜有文1，刘文会1(1．中油管道科技研究中心，中国石油天然气集团公司油气储运重点实验室，河北廊坊065000；2．中石化管道储运公司聊城输油处，山东聊城252052；3．中国石油管道公司中原输油气分公司，山东德州253000)摘要：为了验证数值模拟软件研究埋地管道阴极保护及其干扰相关规律的可行性和准确性，建立了室内土壤模拟溶

2、液模型和室外埋地环道模型，开展阴极保护实验。其中，室内模型实验通过改变阳极位置获得了2组显著不同的电位分布，而室外环道模型通过电缆连接改变管道和接地系统的电连续性。采用数值模拟软件进行电位分布计算和验证，其结果与电位测量数据基本一致。进一步通过软件对室外环道接地极排负实验的3种施工方案进行了数值模拟计算，优选出最佳方案。关键词：阴极保护；数值模拟；管道中图分类号：TE8文献标识码：A文章编号：1004—9614(2014)01—0042—03ExperimentStudyonNumericalSimu

3、lationofPipelineCathodicProtectionZHANGFen91，WANGAi-ju2，ZHAOJunl，LIQiu．pin91，SULei3，JIANGYou—wenl，LIUWen—huil(1．PetroChinaPipelineR&DCenter，CNPCKeyLaboratoryofOil&GasStorageandTransportation，Langfang065000，China；2．LiaochengOilTransportationDepartmentofS

4、inopecPipelineStorageandTransportationCompany，Liaocheng252052，China；3．ZhongyuanOil&GasTransportationSubCompany，PetroChinaPipelineCompany，Dezhou253000，China)Abstract：Inordertoverifytheaccuracyofnumericalsimulationsoftwareappliedtocathodicprotectionandits

5、interference，thephysicalmodelsinlaboratoryandfieldmodelhavebeenestablished．ThepositionofanodeinlabCanbeeasilychangedtogettwokindsofdifferentpotentialdistributions．Theconstitutionofthepipeandgroundingsystemcanbechangedbycableconnect-inginthefieldmodel．Th

6、eresultsofnumericalsimulationsayeconsistentwiththemeasureddataintheexperiment．Furthermore，theoptimalplanofthegroundingsystemforcontrollingnegativeinterferencehasbeenselectedbysimulationofthethreedesignedplans．Keywords：cathodicprotection；numericalsimulat

7、ion；pipeline0引言数值模拟技术在阴极保护领域的应用使得复杂环境下阴极保护效果的预测和低成本分析研究成为可能。与传统方法相比，该技术在管道和站场阴极保护各种影响因素的干扰趋势和规律研究方面具有优势，同时可用于阳极位置优化、阴极保护效果的预测和全面评价。目前，有关工作更多地集中在管道站场区域阴极保护的数值模拟上，此外还进行过的数值模拟研究有均压线对管道阴极保护的影响、储罐阴极保护罐底IR降分析和接地分流效应[1]、试片极化电位和管道保护电位差异心1以及管道站场与干线多套阴极保护系统之间的干扰¨

8、1等。收稿日期：2013—08—21收修改稿日期：2013—09—03然而，由于现场环境的复杂性和可能存在的外界未知干扰M。5J，现场检测数据和数值模拟计算结果的验证较困难。通过搭建室内管道阴极保护模型和室外环道物理模型开展相关阴极保护和数值模拟实验，由于测量数据的可靠性和准确性较好，更有利于测试数据和模拟结果相互验证和相关规律对比分析研究。1室内试验1．1实验介绍搭建的室内管道阴极保护模型电源采用ZF一9恒电位仪，管道尺寸为①33mm×1100mm，放