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...     

电流密度与管中电流对阴极保护的影响

为了研究长输管道阴极保护管中电流的分布规律,采用数值模拟技术对3PE和石油沥青两种不同类型防腐层在不同阴极保护站间距下的管道阴极保护参数进行计算。根据计算结果分析了管道沿线的电流密度、管中电流及其产生的管道内阻电压降之间的关系和分布规律,进而对管道断电电位及其IR降进行探讨。结果表明：防腐层绝缘性能参数与管道阴极保护站间距参数相匹配时,可以实现近似均匀的保护效果,即管道沿线电位衰减很小、电流密度近似均匀散流到管道上;管中电流形成的管道内阻电压降是管地电位测量结果和断电电位测量中IR降的一部分,使用断电法评价防腐层绝缘性能时应远离管道通电点。（图2,参10）     

试片断电法在管道阴极保护中的应用

应用试片断电法对管道开展3次管道阴极保护有效性评价试验,并将检测结果与恒电位仪瞬时同步中断法测量的断电电位进行对比.结果表明:对于不同的管道涂层类型、涂层状况及测量点位置,测试结果呈现不同的规律.采用静电场理论探讨了基于极化试片的辅助试片断电法测得的断电电位的真实意义,结果表明:对于特定面积的极化试片,测量的断电电位介于管/地通电电位和试片自然电位之间;特定大小电极面积的试片无法适用于所有条件下的测量,电极面积需根据管道涂层类型、涂层状况及测量点位置进行调整,通过数值模拟对试片断电法测量断电电位的基本规律进行计算验证.有关结论也适用于极化探头断电法.     

钢质套管穿越段管道的完整性检测与评价

输油气管道采用钢质套管穿越公路或铁路,通过基于电流电位的常规外检测方法,无法获得套管穿越段管道防腐层和管体的缺陷信息,为ECDA检测的盲点。以中沧输气管道恩城-平原公路穿越段和京沪铁路穿越段为对象,采用CIPS、PCM、ACVG、ON/OFF电位测试及超声导波等技术检测评价了套管与主管道的绝缘性、主管道的腐蚀情况及套管穿越段两侧管道的阴极保护状况,并对套管两端的密封情况进行开挖检查。结果表明:两处穿越套管与主管道均无电性接触或电通道,主管道无腐蚀,阴极保护状况良好;检测方法有效,可用于钢质套管穿越段管道的完整性检测与评价。     

通断周期因素对CIPS测试结果的影响

通过现场测试,明确了管道CIPS测试结果与通断周期、通断时间比、数据采集延迟时间等因素的关系。指出在进行CIPS检测前,应进行实地现场测试,以得出当地合理的通断周期、通断时间比、数据采集延迟时间等数值。     

储罐网状阳极阴极保护电流密度需求

网状阳极系统的优点在于储罐外底板保护电位分布均匀,对附近管道干扰小。采用瞬时同步断电法对2个站场的11座储罐进行检测,结果表明：控制电位达到一1．1V时,储罐仍可能未达到有效保护,原因是恒电位仪输出电流或保护电流密度过小,而日常管理通常只关注通电电位,易忽视因IR降造成的欠保护。储罐阴极保护相关标准要求电流密度在1～10rnA／m^2,推荐范围为5～10mA／m^2,而检测结果表明：两站场电流密度为1～2mA／m。时,断电电位基本达到了-850mV。由于电流密度需求受储罐液位和季节等其他因素影响,虽然标准中仅要求在阴极保护系统投运时以消除IR降电位确认电流密度需求,但在运行维护过程中仍需定期以断电电位确认电流密度需求,以有效避免潜在的欠保护风险。（表12,参5）     

东北管网阴极保护通电/断电电位测量与分析

评判管道是否受到充分的阴极保护,需要进行断电电位测量。介绍了管道阴极保护通电/断电电位的测量方法,测量了东北管网的通电/断电电位,结果表明:恒电位仪给定电位普遍偏低,达到-850mV准则的管段仅占测量管段的65%,23%的管段需使用100mV极化准则才能评判为受到充分保护;通电电位沿里程变化的规律性较强,断电电位则无明显规律;防腐层劣化程度是影响IR降的主要因素,对于同一条管道,管段防腐层老化越严重,IR降越大;阴极保护电位是防腐系统的重要参数,断电电位明确反映了管道是否受到充分的阴极保护,而通电电位的分布同时反映了阴极保护状态和管道防腐层的劣化程度。东北管网约97%的管段经整改可以受到充分的阴极保护,但约3%的管段处于杂散电流干扰区,尚无成熟的整改方案。