阴极保护电位智能采集系统应用现状与展望

中国正处于油气管道的大发展时期,这既是重大机遇,同时也对提高管道运营水平提出了挑战。阴极保护电位智能采集系统是阴极保护监检测的有效工具,其由埋地传感器、终端采集仪、软件系统等部分构成。目前,该系统已在中国主要管道公司应用,实现了阴极保护参数的实时远程监测,但也存在运行故障率高、数据管理平台兼容性低、分析评价软件算法简单等问题。回顾了阴极保护电位智能采集系统的发展历程,包括硬件开发、软件开发、现场应用等情况,总结了当前实际应用中遇到的问题,并从提高标准化水平、提高可靠性、解决热点问题、助力智能管道建设等方面进行了展望。后续应加大采集系统可靠性和标准化的研究力度,不断拓宽其应用领域,为智能管道建设提供技术支持。     

联盟管道阴极保护设计要点及其借鉴意义

联盟管道（Alliance Pipeline）阴极保护系统设计内容主要包括两个部分，即干线管道阴极保护和加压站阴保护。前者的设计依据是沿线土壤的电阻率及输电线路与管道交叉等参数，后者主要是加压站内深井阳极地床、整流器以及测试站等参数。介绍了这些参数的选取过程、确定方法和阴极保护系统的设计要点。对我国西气东输管道阴极保护系统有关设计参数与联盟管道阴极保护系统实际使用的参数进行了比较，结果表明，西气东输管道阴极保护选取的设计参数是合理的，认为联盟管道阴极保护系统的设计经验对指导我国长输管道的设计具有重要的借鉴意义。     

基于物联网的油气管道远程数据采集系统开发

基于油气管道在线监测技术的发展,搭建了一种基于物联网的油气管道远程数据采集系统。利用数据采集节点终端采集油气管道的温度以及管道泄漏弹性波的信号数据,配合数据汇聚节点将信号数据上传至服务器;利用Workerman框架建立了一个监听服务器端口的Worker容器,以监听数据汇聚节点上传数据;采用MVC后台管理框架PHP Laraval,利用其中的数据库交互机制Eloquent ORM,通过Active Record实现与数据库的交互;采用Vue.js前端Java Script MVC框架,搭建一个单页面界面;利用Highchats呈现管道的信号数据图形。用户可以利用浏览器登录系统查看油气管道的实时信号数据,摆脱了单独使用传感器网络的规模距离限制,实现了对油气管道的全天候远程实时监控。     

输气管道阴极保护系统存在的问题及解决方法

目前,我国长输天然气管道外防腐多数采用较成熟的防腐层外加强制电流阴极保护防腐技术。针对四川某输气作业区8条输气管道外加强制电流的阴极保护现状,分析了阴极保护系统存在的问题:供电电源不独立;部分管道不具备断电电位测试条件;断电电位达不到保护准则要求;部分绝缘接头漏电严重;部分管道防腐层存在严重缺陷;阴极保护系统设施不完善等。为了确保输气管道处于良好的阴极保护状态,结合生产实际,提出了以下解决方法:将阴极保护站单电源更换为具有多路输出功能、能够独立调节的阴极保护电源;安装完善的管道阴极保护电位自动采集系统;更换漏电严重的绝缘接头和安装位置;对防腐层进行修复;完善阴极保护设施。     

DCVG＋CIPS技术在净化油长输管道外检测中的应用

净化油长输管道不存在由输送介质引起的内腐蚀,其外防腐层及阴极保护状态是决定管道能否长期安全运行的关键。利用直流电位梯度法（DCVG）和密间距管地电位测试法（CIPS）对东营一黄岛输油管道外防腐完整性进行检测评价。结果表明：DCVG＋CIPS综合测量技术可用于确定管道外防腐层的破损位置、大小、严重程度及腐蚀活性,同时可消除土壤IR降的影响,能够较好地评价管道阴极保护的真实水平。提出了管道外防腐层修复与阴极保护调整方案,为管道的维护、维修与监控提供科学依据。     

基于直流电源的埋地管道阴极保护替代方案

在实验室进行埋地管道阴极保护模拟实验时,鉴于多种影响因素的考虑,需要同时进行多组实验,而阴极保护系统中的传统电源价格昂贵,数量有限,特别是对现场所埋试片进行阴极保护时,传统电源的使用极不方便。基于直流电源的埋地管道阴极保护替代方案,通过实验验证了以干电池作为强制电流阴极保护电源的阴极保护系统的有效性,利用失重法对替代方案中涉及的实验组与空白组的试件进行对比分析,结果表明:使用两节1.5 V干电池作为强制电流阴极保护电源的阴极保护系统,对于试件的保护至少在30天内是有效的。     

在线仿真和离线仿真的建模机理

采用GL公司的SPS动态模拟分析软件建立延安-西安成品油管道系统在线实时监控系统和离线仿真培训系统模型.在线实时仿真需要从SCADA系统中实时获得模型驱动所需要的关键性数据.SPS在线仿真基于"黑箱"理论,主要利用管道两端的压力、流量、温度等数据对管道的水力状态进行模拟仿真,可以用于仪表分析,管道泄漏检测和定位,清管球...     

东黄复线的阴极保护问题

阴极保护系统对管道的防腐起着重要作用。分析了东黄复线阴极保护系统存在的问题。通过对东营出站段管道,丈岭站东段管道及潍坊段管道的阴极保护电位的检测及调查,指出阴极保护率下降的主要原因是：地下金属管道搭接点难以保证管道间允许的相对净空距离,施工时又未对管道交叉点做很好的绝缘处理,使防腐层逐渐破损;施工质量较差,使防腐层严重劣化,有些管段阴极保护站的电源采用太阳能电源与交流电同步,而交流电源一直得不到解     

极化电位测量与远传技术在东黄输油老线的应用

为准确评价埋地钢质管道的阴极保护效果,需采用管地界面的极化电位作为判定依据.介绍了一种新型阴极保护极化电位检测与无线远传技术,该技术组合了极化探头和阴极保护数据采集以及无线远传模块,可实现管道极化电位的实时采集和数据的即时传输.在东黄输油老线部分管段进行了远传检测系统不间断检测与便携参比测试对比试验,结果表明:采用无线远传技术结合极化探头的测试方法不仅可实现不间断实时监测管道电位,还能准确测量出更具参考价值的管道极化电位.极化探头技术的应用改变了以往使用通电电位作为判断阴极保护效果的观念,有助于提高管道的阴极保护水平.使用该无线远传技术,管理人员可实时掌控管道阴极保护的真实状态,及时对欠保护和过保护管段进行维护和整改.     

山区特殊地段长输管道的阴极保护设计

介绍了埋地管道阴极保护设计选型的设计原理,通过对兰成渝成品油管道在某山区段的阴极保护电位检测及后期改造结果进行分析,指出长输管道的阴极保护设计应注重实地考察与调查研究,对特殊地段的阴极保护应采取针对性较高的特殊手段,尤其在山区的高土壤电阻率环境下的管道阴极保护应采用近阳极埋设的阴极保护技术,以保证阴极保护的可行性,提高其有效性,确保管道的安全运行。     

CCPM型区域阴极防腐智能在线监控系统的研制

介绍了一种CCPM型区域阴极防腐智能在线监控系统,该系统的远程数据采集选用ADAM-4000模块,各模块与主监控机之间的数据传输通过RS-485总线完成,信号传输距离大于1 200 m,具有汉化操作界面、图形显示等功能.利用该系统,用户可以在线监测油田储罐的整体防腐效果,以提高储罐的使用寿命.     

区域性阴极保护技术研究进展

阐述了国内外区域性阴极保护技术发展现状,评价了5种储罐底板阴极保护技术,指出了储罐底板阴极保护电位检测技术和阴极保护效果评价技术存在的问题.介绍了稳态分布型阴极保护体系数学模型的研究方法,针对以往阴极保护模型研究存在的缺陷,提出了一种根据两种典型电流密度分布假设求解保护电位的计算方法.     

长输管道腐蚀检测及维护措施

针对大庆油田3条输油管道防腐层老化，阳极地床阻值增大，参比电极失效和四线电缆破损等问题，对阳地床电阻值，漏铁点和防腐层绝缘电阻率进行了测试，提出了阴极保护，系统管理，测试方法及维护措施，并对措施实施后的效果进行了评价。     

地上储罐底板阴极保护实施与更新

地上大型储罐罐底板的阴极保护是决定储罐运行寿命的关键技术.介绍了储罐罐底板的各种阴极保护技术、阳极的埋设方式和保护电流的流动特点,指出采用柔性阳极的阴极保护技术是新建储罐阴极保护设计及旧罐底板阴极保护更新的首选方案.当前,影响罐底板阴极保护系统维护的主要因素是参比电极的稳定性、精度及位置排布.基于某直径45 m大型储罐阴极保护设计更新实践,指出对于大型裸罐底,可以通过阴极保护的高水平设计,大幅降低储罐罐底板阴极保护成本.     

利此亚西部管道阴极保护技术

利比亚西部管道平行敷设两条不同管径的原油管道和天然气管道,通过对其阴极保护系统的预试运,发现管道的电位出现异常的波动,且波动幅度超过了允许范围,管道可能存在杂散电流的干扰。通过对管道正常运行下的IR降、全线保护电位以及同步电位和交流干扰进行测试分析,成功地解决了管道阳极接地电阻问题、无电地区的电源问题以及杂散电流干扰问题、使该管道阴极保护参数处于理想状态。     

交叉并行管道阴极保护干扰数值模拟

针对国内某油气管道存在的阴极保护干扰问题现状,开展检测分析并确定其阴极保护干扰特点。依据埋地管道参数和阴极保护系统工作参数,完成了对应的干扰现场数值模拟分析,结果表明：现场检测数据不能全面反映干扰电位的分布规律,现场检测阴极保护干扰时,必须采用密间隔电位测量技术（CloseIntervalPotentialSurvey,CIPS）,必要时借助数值模拟技术辅助分析。为了预先了解对应治理方案的治理效果,利用数值模拟技术对治理方案进行预评估,结果显示治理方案可以消除该处管道的阴极保护干扰影响,同时对治理方案的合理性进行了讨论。借助数值模拟技术对管道阴极保护干扰进行分析的做法,可以为解决类似工程问题提供借鉴。（图7,参12）