对管道直流杂散电流干扰腐蚀的防治方法

通过对大连金州石棉矿区地下穿越管道段泄漏事故的分析，发现直流杂散电流的干扰是造成管道腐蚀穿孔的主要原因。为提高管道抗直流杂散电流干扰腐蚀的能力，对管道逐步实施了初步治理和综合治理，并对管道治理后的实际防护效果进行了比较分析，结果表明，根据直流杂散电流干扰腐蚀管道的不同程度，对管道防腐层的等级结构应进行相应改造，使排流设施布局更趋合理的综合治理可有效阻止直流杂散电流对管道的干扰腐蚀。     

高压直流接地极对埋地管道的干扰监测及影响规律

为了掌握高压直流输电工程接地极对埋地管道杂散电流干扰的影响规律,在17个高压直流输电工程接地极附近的12条管道上安装了电位远程监测系统,对管道电位进行长时间连续监测.通过管道电位变化分析接地极的干扰频次和干扰时间,以及管道受干扰程度、影响范围.监测结果显示:通过对管道电位长时间连续监测能够准确判断出接地极对管道的干扰影...     

新大管道杂散电流干扰影响研究

针对新大管道受到来自轻轨铁路及交流高压线路等杂散电流的干扰可能导致的腐蚀穿孔问题,进行了研究分析,并对其主要干扰源相关数据进行了测试分析,采取了有针对性的排流防护措施。实践表明,管道保护电位达到正常值,直流排流保护效果满足相关标准要求。     

埋地管道杂散电流腐蚀及其数值模拟研究进展

杂散电流具有多源性特征,其腐蚀类型有直流、交流及地电流3种,其腐蚀强度大且集中于局部位置。杂散电流的成因有二：电流泄漏和电位梯度。直流杂散电流腐蚀的本质是电化学腐蚀的电解作用,而交流杂散电流的腐蚀机理有待进一步研究。目前采用的防护手段有：避开杂散电流干扰源、增大接地电阻、排流保护法、电化学方法防护、材料表面改性、加强日常维护和检修。针对杂散电流腐蚀问题的数值计算,目前主要采用有限元法和边界元法,其中边界元法应用更为广泛。当前主要通过现场电位观测法确定杂散电流腐蚀的保护方案,而通过数值计算和模型实验相结合的方式确定最佳保护方案将成为未来的发展趋势。针对土壤介质不均匀的情况,可采用分块边界元法提高计算精度。（表1,图1,参45）     

杂散电流对长输油气管道的危害及其检测

分析了杂散电流的特点及腐蚀原理,指出杂散电流是导致长输油气管道腐蚀泄漏的主要原因。介绍了杂散电流检测仪的基本操作及数据采集,研究了杂散电流干扰的检测方法。通过现场检验和后处理软件对采集的数据进行了分析,获得了管道周围杂散电流干扰数据。将检测数据与管道开挖数据进行了对照,结果验证了杂散电流的危害性和检验的有效性。     

高压直流接地极对埋地管道腐蚀的影响和管控思考

高压直流输电、油气长输管道建设促进了全国范围内的能源优化配置,但高压直流接地极放电对埋地管道的强直流干扰问题应该引起足够关注。为进一步加强相关风险管控,回顾中国高压直流输电网的发展历程,对高压直流接地极放电影响管道的典型特点进行分析,结合当前实际提出后续风险管控的发展方向。研究结果表明:邻近油气长输管道路由的高压直流输电线路和接地极对管道的影响具有干扰时间不确定、干扰机理复杂、干扰程度大及缓解困难的特点,是管道当前面临的突出安全风险。高压直流输电网调试或故障运行过程中,接地极单极放电会加速管道腐蚀。后续应从加强沟通协调和联合测试,深化腐蚀机理和规律研究,采取综合治理措施等方面提升检测、研究及治理水平,全方位保障国家能源通道的安全稳定。     

新建高压输电线路对管道干扰预测及缓解措施

为了判断某新建高压输电线路对埋地管道交流干扰程度并采取相应的缓解措施,利用数值模拟技术结合现场测试校正,建立了管道交流干扰计算模型,预测了新建高压输电线路对管道的交流干扰程度,并根据管道周围环境特点设计了深井地床排流缓解措施。测试结果表明:数值模拟计算结果与现场实测结果基本吻合,验证了合理设计深井地床能够有效缓解管道交流干扰的事实。实际工况的复杂性使得计算模型不可能与现场情况完全一致,对于新建输电线路,可利用附近已有的输电线路对计算模型进行校正。     

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）     

海底管道腐蚀缺陷处阴极保护数值模拟

海底管道表面很容易因为腐蚀形成缺陷点,具有深度大、传播快且检测困难的特点,对管道安全运行产生很大隐患。通过数值模拟方法研究了X80海底管道钢表面存在腐蚀缺陷时缺陷点内部对阴极保护产生的屏蔽作用,利用有限元方法模拟缺陷处的局部电位和阳极/阴极反应电流密度。结果表明:在腐蚀缺陷处阴极保护电流被部分屏蔽,特别是在缺陷的底部位置;缺陷处对阴极保护的屏蔽作用随着缺陷深度的增加和宽度的减小而越来越强。研究结果可为现场海底管道腐蚀状况和剩余寿命的评估提供指导。     

圆管分层流的数值模拟

从流体力学中的N－S方程出发，建立了圆管两相分层层流的流动数学模型。通过两相分层层流相互作用的流体力学分析，提出了两相流动界面的耦合条件，得到了一组完整描述两相圆管分层流的数学方程。通过数值求解分层流的数学方程，得到了对工程实际应用有重要价值的流动规律。应用圆管两相分层流的流动规律，可以实现高粘流体的高效率输送。     

埋地油气管道腐蚀失效研究进展及思考

随着油气管道服役时间的延长,管道面临的腐蚀失效问题愈加严峻。阐述了中国埋地油气管道腐蚀现状,总结了埋地管道常见的腐蚀失效类型,讨论了油气管道酸腐蚀、微生物腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）及氢损伤的作用机理,分析了温度、腐蚀性阴离子、阴极保护电位、磁场和交流电等环境因素对管道腐蚀的影响。针对当前埋地油气管道腐蚀失效研究尚不充分,机理、规律尚未完全明确的现状进行讨论,以期为未来油气管道腐蚀失效的研究方向选择提供参考：在点蚀穿孔方面,未来应结合多相流模型和弱酸腐蚀机理建立弱酸作用下的腐蚀预测模型,以准确评估油气管道腐蚀程度,采用扫描振动电极技术等手段深入开展微观层面的腐蚀机理研究;在SCC方面,未来可将模拟计算方法与更高分辨率的显微原位观测技术相结合来解析管道应力腐蚀本质。（图5,参87）     

原油管道油气爆炸实验与数值模拟

为研究油气体积分数对爆炸的影响,采用实验研究与数值模拟相结合的方法,对输油管道油气爆炸发展机理进行研究。结果表明:油气体积分数是影响油气爆炸强烈程度的重要因素,原油油气爆炸的最大压力与初始体积分数有关。当油气体积分数为5.51%～7.06%时,体积分数越大,爆炸压力越大;当油气体积分数为7.06%时,爆炸压力达到最大值;当油气体积分数超过7.06%时,随着油气体积分数增大,爆炸最大压力反而变小。研究结果对揭示原油管道油气爆炸传播规律,减少管道爆炸事故具有指导意义。     

高压输电线路对埋地钢质管道的腐蚀影响

通过对忠武输气管道进行现场勘察,获取了高压输电线路对埋地钢质管道交流干扰情况的基本数据。对现场采集土壤进行理化分析,选取典型土壤介质进行室内模拟实验,研究了管道钢在典型土壤中的腐蚀行为和交流干扰对管道钢腐蚀行为的影响规律,得出了交流干扰环境下基于电流密度的阴极保护有效性判据并通过现场埋片和监测试验加以验证。基于理论计算模型和管道腐蚀风险交直流电流密度判据,设计编制了管道交流干扰评估软件,并用于忠武输气管道潜在交流干扰区域的腐蚀风险预测和评估。软件计算结果与现场实测结果基本吻合,证明了判据和软件的可靠性。     

日东管道杂散电流干扰检测与防护

日东管道多处与高压线并行、交叉以及与电气化铁路交叉,面临较大的杂散电流干扰腐蚀风险。使用SCM杂散电流测试仪对日东管道进行检测,结果表明:高压线产生的杂散电流对管道产生很大的干扰,当高压线路与管道夹角和高压线路输出电压分别相同时,随着高压线路与管道距离的增长,高压线路对管道的影响程度呈降低趋势;管道与电气化铁路交叉处亦存在很大的杂散电流干扰。基于此,提出管道铺设应避开高压线路和电气化铁路或保持安全距离,分析了不同排流保护方法的优缺点,并提到极性排流和负电位排流相结合的方式,指出不同管道应根据实际情况选用适宜的排流方法。     

二氯乙烷对管道的腐蚀分析及处理方法

在采用材质为１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ的系统接收二氯乙烷过程中，管道多处发生腐蚀泄漏。通过对系统进行探伤检测及宏观检查，发现储罐及各条管道的焊口处存在裂纹。分析了二氯乙烷对不锈钢的腐蚀机理，指出造成该系统腐蚀的主要原因是由于二氯乙烷物料产生的Ｃｌ＾－对奥氏体不锈钢产生了应力腐蚀。针对各种腐蚀部位的具体情况制定了处理方法。     

油气管道阴极保护及交直流干扰防护技术国际研习会在廊召开

9月18日，由中国石油天然气集团公司科技管理部主办、中国石油管道公司承办的油气管道阴极保护及交直流干扰防护技术国际研习会在“管道之都”廊坊召开。     

集输管道油气水三相流型识别数值模拟

油气水三相介质具有的不同物理化学性质,使得其混合物在时间和空间上存在一个相态与分布均不确定的混合界面。采用多相流VOF模型研究了集输管道内油气水三相混输过程,并对其流型进行识别,通过研究初始含气率对流型的影响,得到工程实际中常见的泡状流和塞状流,进而分析了流速对泡状流中气泡分布的影响。结果表明：对于泡状流,气泡的分布与液体流速直接相关,流速越低,气泡的分布越不均匀;模拟结果与相关理论吻合较好,可为工程实际提供一定的理论指导。     

油气管道焊接动火作业中杂散电流的防范

油气管道焊接动火作业产生的电流较大,防护或操作不当极易引发火灾、爆炸事故。建立了油气管道电焊动火中管内杂散电流分布的理论模型,将管道划分为N个单元,利用节点电压法给出关于各节点电压的N阶三对角方程组,利用追赶法求解管/地电压分布和管内杂散电流值,并验证计算结果对所取空间步长的收敛性。利用该模型研究了油气管道电焊动火作业中管内杂散电流的主要影响因素,包括绝缘盲板的安装位置、管/地过渡电阻、焊接主回路接触电阻、管道接地保护的设置以及相连容器的位置等,并基于研究结论提出防范措施,可为油气管道焊接动火作业中杂散电流的防范提供指导。     

数值解法模拟长输管道末端储气规律

采用了克兰克-尼科尔森(Crank-Nicolson)格式对天然气长输管道不稳定流动的数学模型进行了数值求解.考虑城市用气变化规律,对长输管道末端储气问题进行了研究,并通过实例对研究结果进行了分析.天然气在长输管道中的流动是不稳定流,因而不能按照天然气在低压、小流量、短距离输送工况下稳定流的方法进行分析、研究.     

油气管道在役焊接的安全性研究

针对管道在役焊接技术,从控制烧穿及氢致开裂影响因素的角度,阐述了国内外的研究状况,介绍了油气管道在役焊接安全性的研究成果和数值模拟软件在役焊接领域的应用,对比了ANSYS和SYSWELD软件模拟在役焊接的特点,提出了在役焊接研究领域有待解决的问题.