数值模拟在管道和站场阴极保护中的应用

采用边界元数值模拟软件BEASYCP对管道干线和站场储罐库区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,以及深井阳极和近网状阳极对储罐外底板电位分布的影响,并对近网状阳极保护罐底的通断电位IR降和接地分流效应进行了分析.研究表明:先期建设管道的站间距、末端保护电位及后期建设管道的涂层电阻率是影响并...     

关于合理选择阳极接地电阻问题的探讨

辅助阳极是长输管道强制电流法阴极保护系统中的重要装置,其阳极地床的接地电阻对阴极保护系统的设计和运行有重大的影响,所以阳极接地电阻的合理选择与控制,是设计和运行管理的重要内容之一。     

不同阳极形式在区域阴极保护中的应用效果

在输油气站场工艺管道区域阴极保护系统中,阳极的形式和布局是决定系统设计成功与否的关键。为了研究不同阳极形式在区域阴极保护系统中的应用效果,结合区域阴极保护有效性评价结果,对比分析了不同阳极形式下输油气站场埋地工艺管道区域阴极保护的应用情况。分析表明:深井阳极和柔性阳极在实际应用中具有保护电流分布均匀,保护电位分布平衡程度高的特点,而分布式浅埋阳极则易出现保护电位分布差异较大的问题。结合深井阳极、柔性阳极和浅埋阳极的特点,对比分析了不同阳极形式的适用性和应用条件,提出了具体场合下的阳极形式选择原则,建议将数值模拟技术用于优化区域阴极保护设计,指导阳极的合理布局。     

深井阳极对储罐底板阴极保护的数值模拟

根据热流体能量方程和阴极保护数学模型控制方程的相似性,建立了深井阳极对储罐底板阴极保护体系的数学模型.考虑了土壤介质的不连续性,使用两种典型的电流密度分布假设求解保护电位,得出结论是,(1)两种保护电位分布规律相似;(2)罐底板保护电位差最大值在水平轴线上取得,对于单罐单支深井阳极情形,保护电位最小值不在罐中心,而是位于水平轴线上的某点上;(3)垂直轴线保护电位的不均匀程度小于水平轴线和斜对角线;(4)存在一个阳极临界深度,埋深对储罐近阳极端保护电位的影响大于罐中心和远阳极端.使用该方法可以研究多罐和多支深井阳极的情形,为准确计算罐底板电位差提供依据.     

高电阻率地带阳极地床的选择

阳极地床是外供电式阴极保护和牺牲阳极保护的重要组成部分,直接影响保护效果和电能消耗。本文选用电阻测深法,在表层高电阻率覆盖区,寻找低电阻率土壤,以利阳极的埋设。     

特殊条件下长输管道外加电流联合牺牲阳极阴极保护措施

针对外加电流方法未能有效保护埋地长输管道穿越水域管段的实际问题,采用外加电流联合牺牲阳极阴极保护法进行维护治理。通过电化学实验研究了外加电流和镁合金牺牲阳极阴极保护的相互影响规律,以及涂层破损率对联合保护作用效果的影响,并采用有限元模拟计算对牺牲阳极防护效果进行评价,同时对室内研究结果进行了现场验证。结果表明：当外加电位正于牺牲阳极开路电位时,牺牲阳极存在阳极输出电流,当外加电位负于牺牲阳极开路电位时,牺牲阳极存在阴极输入电流;随着外加电位负移及涂层破损率增大,牺牲阳极的输出电流减小、工作电位负移,阴极保护效果减弱。外加电流联合牺牲阳极阴极保护措施可使目标管道在水域附近欠保护管段的阴极保护电位满足-0.85 VCSE准则,与单独采用外加电流阴极保护措施相比,联合阴极保护措施的效果明显提升,保护率从52.6%增至100%,且管道电位分布更加均匀。针对局部管段欠保护或电位较正的特殊环境管道,可采用牺牲阳极阴极保护辅助措施。（图10,表3,参20）     

深井阳极的设计与安装

介绍了阳极串深井阳极的设计、选材和安装，深井阳极主要用于地表空间狭小或土壤电阻率高的场合下的阴极保护系统。采用深井阳极的优点是，阳极与被保护结构有一定距离，使保护电流的分布更加均匀，同时减小了对其它地金属结构的腐蚀干扰，为了便于阳极的安装，保证工程质量，近年发展起来的混合金属氧化物阳极串得到了广泛应用。     

一种多路电位及辅助阳极电流采集仪的设计

强制电流阴极保护系统是保证石油石化储运系统安全运行的重要系统,而场站区域强制电流阴极保护系统比较复杂,要控制各个辅助阳极的阴极保护电流的分配,合理调整各个辅助阳极电流的大小,才能使得场站内被保护体的电位达到保护范围的要求。为此,设计了一种基于阴极保护现场检测需要及AVR单片机技术的多路电位及辅助阳极电流采集仪。该采集仪能够在现场及时反映辅助阳极电流调整后电位变化的情况,并且长时间能自动采集保护电位和辅助阳极电流,这对于实际工程应用是必要的和有意义的。     

水底穿越管道无地床牺牲阳极保护法

油、气管道在大型河流穿越中,水底穿越管段的阴极保护是个比较困难的课题。本文讨论了无地床牺牲阳极保护技术在水底穿越管段上应用的可行性;重点介绍了环状阳极对外敷连续混凝土层的水底管段的保护技术,和用特殊阳极带对套管内管的保护技术,并结合实例设计计算,分析了其经济效益。     

已建储罐底板的阴极保护系统

针对大型储罐施加阴极保护后,如何使电流分布均匀,如何测量保护电位等问题,介绍了国外大型储罐安装的斜井阳极阴极保护系统。该系统采用钻孔的PVC塑料管可以方便地测量储罐对地电位,与均布在储罐周围的阳极地床以及深井阳极地床相比,斜井阳极电流分布更为均匀,且能更好地保护罐中心底板。     

网状阳极在储罐底板阴极保护中的作用

储罐底板的阴极保护可采用网状阳极系统，柔性阳极系统以及在储罐基础内铺设镁带等三种方式。经济比较表明，在储罐底板采用网状阳极系统，外侧无需使用防腐层，既合理又经济。     

牺牲阳极组在埋地钢质管道防腐中的设置

分析了管道覆盖层的性能,根据设计规范和工程手册中提供的计算公式,不同的防腐层,不同的管径,就有不同方案的牺牲阳极组可供选择.结合实际应用经验,通过理论计算,比选出最佳组合,使牺牲阳极组的有效使用寿命与覆盖层和被保护管道相匹配.指出合理的牺牲阳极组及布置方式,可以保证牺牲阳极的有效性和可靠性,减少管道工程初期投资和未来的维护管理费用.     

复合式牺牲阳极的研制与应用

复合式牺牲阳极是牺牲阳极家族中的新成品,由镁包锌构成,利用镁阳极有高驱动电位来满足管道初始阴极极化大电流的要求,再利用锌阳极的高电流效率达到延长使用寿命的目的。通过对复合式牺牲阳极埋地运行参数的测试表明,管道保护电位达－１．４Ｖ,阳极开路电位在－１．５Ｖ以上,是非常理想的镁阳极电位,其应用效果优于镁锌混合式方法,具有广阔的应用前景。     

微生物燃料电池阳极碳材料对产电性能的影响

为了揭示不同的阳极碳材料对微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)产电性能的影响,以最大功率,阳极电势和内阻作为评价指标,比较了碳纸、碳毡和碳纤维布3种阳极材料的表面积、厚度和密度对微生物燃料电池性能的影响。结果显示,以盐桥连接的微生物燃料电池以碳材料作为阳极有较好的产电性能,在同等试验条件下,碳纤维布产生的电压峰值最高,为700 mV,且其内阻最小,变化稳定。以密度分别为20、55、200 g.m-2的3种材料碳纸、碳毡、碳纤维布作阳极,产生的最大电功率分别为9.36、12.40和37.09 mW,说明阳极碳材料的密度越大产生最大电功率也就越大。     

柔性阳极在库鄯输油管道上的应用

导电聚合物阳极是近几年开发出来的新产品,它对防腐层老化的旧管道,储罐罐底,管网及高电阻率环境有着得天独厚的技术优势,在库鄯输油管道近４０ｋｍ高电阻率管段上首次应用柔性阳极,取得了良好效果。     

三维电极体系工作机理探讨

反应器采用颗粒状活性炭为填料,中间位置添加隔膜,对极板和反应区电极电位的分布进行测定。结果表明:填料的隔膜处理使反应区电极电位分布规律明显,阴、阳极区靠近隔膜处的电极电位绝对值明显高于靠近两极处,且阴、阳极区电极电位绝对值都随外加电压的增大而增大;固定阳极板,改变阴极板材料,阴极板电极电位高低与极板材料性质密切相关;阴、阳极板电极电位的差值决定了阴、阳极反应区电极电位的变化方向。     

储罐外加电流阴极保护在立沙储运油库的应用

油库储罐外加电流阴极保护系统结构:网状阳极采用混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极;每个储罐均安装由硫酸铜参比电极和高纯锌参比电极组成的双参比电极6对,并在罐外安装一支硫酸铜备用参比电极;填料由75%石膏粉(CaSO4·2H2O)、20%膨润土、5%工业硫酸钠组成;阴极和阳极电缆线经由接线箱接入阴保间内的恒电位仪,通过IHF数控高频开关恒电位仪对整个系统进行调控。以立沙油库储罐为例,介绍了其外加电流阴极保护系统的构成、参数设定及应用效果。该系统可以大大延长储罐的使用寿命,且具有持久、高效、安全、节能、可监控性等优点。     

输油气站场区域性阴极保护技术

针对施加在输油气站、油库及加热站等管网密集区域的阴极保护存在着保护电流消耗高、容易出现干扰及屏蔽等现象,通过多组阳极分散布置、远/近阳极互为补充、牺牲阳极材料做接地等改进措施,确保站场区域内结构以低电流获得充分保护,并有效控制干扰、减缓屏蔽.介绍了区域性阴极保护技术的结构要求、系统设计、施工与运行调试及干扰控制等.