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）     

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）     

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）     

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.     

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）     

采用一种新型测试仪测试强制阴极保护中的IR降

采用计算机技术及数码管直接显示的新型IR降测试仪较之用恒电位测试仪、双积分数字电压表等常规电子仪器组成的测量装置具有测量精度高、速度快、能捕捉到断电后瞬时电位值、体积小、重量轻、采用干电池供电、便于野外携带等优点。通过六合一仪征站段的测试证明该仪器是当前强制阴极保护测试中较先进的仪器。这次测试还表明,用断电法测试IR降,当盱眙、仪征两站断电,仅六合供电时管道的真实电位均低于最小保护电位,效果较好。但六合、仪征同时供电时管道真实保护电位略有升高,且六合的保护作用大于仪征,IR降以六合汇流点最大,靠近仪征站最小。     

有关石墨材料负电极中应否添加乙炔黑的问题

针对锂离子电池(LIB)采用石墨材料作为负极活性材料是否还有必要添加乙炔黑(AB)作为导电剂这一问题进行了详尽研究.粉末电阻率测定结果表明:人造石墨(AG)和天然石墨(NG)的电阻率均低于乙炔黑. XRD分析表明: AG和NG是由石墨微晶组成的多晶体, 结晶度好, 因此电阻率低, 而AB属无定形碳, 因此电阻率高于AG和NG. 恒电流充、放电实验结果表明: 当95%的AG或NG与5% 聚四氟乙烯PTFE组成负电极时, 第三循环放电比容量很大, D3-AG=342.2 mAh/g, D3-NG=363.2 mAh/g, 充、放电效率高η3-AG=94.63%, η3-NG=94.56%, 放电曲线有一低电位平台; 当以95% AB和5% PTFE组成负电极时, 第三循环放电比容量较AG和NG小, D3-AB=303.6 mAh/g, 充、放电效率η3-AB=81.24%, 充放电曲线呈V字形, 无充放电电位平台. 由此可见, AB的综合电化学性能远逊于AG和NG. 上述实验结果证实了采用石墨作为负极活性材料时, 不应再添加AB作为导电剂.     

埋地长输管道腐蚀原因及改进措施

通过对鲁宁（山东－仪征）输油管道的防腐层状况，恒电位仪运行参数和管道本体进行调查分析认为，管道腐蚀的主要原因是由于管道防腐层的老化造成剥离，形成剥离覆盖层对阴极电流的屏蔽，致使剥离覆盖层下的管道处于腐蚀状态中，形成保护死角所致。提出加强管道防腐层检补漏，大修和增设阴极保护装置等措施是延长管道使用寿命的最佳方法。     

铝锆有机金属偶联剂对环氧铝粉涂料的改性研究

采用铝锆有机金属偶联剂对鳞片状铝粉进行表面改性，将改性后的铝粉用作防锈颜料制备了一种环氧铝粉涂料.能量散射谱（EDS）和扫描电镜（SEM）照片显示改性后的铝粉分散性能得到改善，涂层更加平整、致密，物理屏蔽性能提高.涂层体系在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱（EIS）测试表明，浸泡初期使用改性铝粉制备的涂层均具有更高的阻抗，对基体具有较好的防护作用浸泡52 d后未改性的涂层基本上失去了对基体的保护作用，改性涂层的阻抗值仍可达到106SymbolWA@SymbolWC@cm2，涂层对基体仍具有一定的保护作用当偶联剂的质量分数为2.5%时，环氧铝粉涂层的防护性能最好.     

在表面活性剂存在下泰尔登的电分析化学特性研究

在ｐＨ７．００缓冲溶液中，当有０．００２０％ＯＰ存在时，泰尔登在－１．９５Ｖ产生一灵敏极谱波，利用此波可测定痕量泰尔登，检测下限为５．４×１０￣（－９）ｍｏｌ／Ｌ。用恒电位库仑法，计时库仑法和循环伏安法测得反应电子数为２，吸附量为１．１７×１０￣（－１０）ｍｏｌ／ｃｍ￣２，扩散系数为４．３×１００￣（－５）ｃｍ￣２／ｓ。     

钢质储罐罐底外壁阴极保护应注意的几个技术问题

阴极保护可以有效地控制储罐罐底的电化学腐蚀，但和常规的管道阴极保护相比有几个技术问题值得探讨：①罐体接地，由于传统的接地电极材质与罐体材质不一致，两者形成了双金属腐蚀原池，加剧了罐体腐蚀，应将接地电极的材质改为锌或镁；②罐底电位分布的测试，对于新建储罐，在设计时就应考虑阴极保护系统，对于旧罐可用一支带孔的硬塑料管，对参比电极插入管中移动测量；③绝缘法兰的高电位防护，采用当前行之有效的三种措施，即锌     

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.     

断电法消除管道阴极保护电位IR降的研究

通常采用断电法来消除地表测到的埋到管道阴极保护电位（通电电位）含有的各种IR降，但在某些情况下，得到的断电电位并不等于实际的对地电位，可将这些误差区分为断电法可消除的误差IsR和未被消除的误差Vo。介绍了应用馈电试验曲线计算IsR和Vo的方法，并讨论了介质电阻率和杂散电流对它们的影响。     

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。     

试片断电电位测量方法及影响因素

试片断电法是一种评价埋地管道阴极保护有效性的快捷方式。随着管道阴极保护日常管理对管道断电电位测试需求的增加,中国正逐步实施试片断电法,但是试片断电法的使用还存在诸多不确定因素,如试片的极化稳定时间、试片面积及形状的选择等。通过现场试片极化试验,研究了试片断电电位的测量方法和影响因素。结果表明:面积不同的试片极化15 min后,趋于稳定的断电电位也不同,试片面积越小,电位越负;长方形试片较圆形试片的电位偏负一些;埋深较深的试片较埋深浅的试片断电电位偏负,但差别不大。最后对试片断电法在实际工程中的应用提出了建议。     

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。     

阴极保护状态下管道特殊位置的电位测量

阴极保护效果直接关系到埋地管道的寿命和运动安全。在管道特殊部位,采用常规方法评估阴极保护效果往往产生偏差,给安全运行留下隐患。通过对测式数据的分析,指出管道特殊位置产生问题的原因,为地面测试管－地电位评价法提供了有益的补充和借鉴。     

两点法电位检测储罐底板阴极保护效果评价

针对深井阳极对储罐底板阴极保护数值模拟中存在的缺陷,提出了一种根据典型电流密度分布假设求解保护电位的方法.根据阴极保护体系物理模型,近似计算了深井阳极极化电位,数值计算结果与现场实测电位数据的对比结果验证了数值方法的可靠性.通过计算,确定了单支深井阳极完全有效保护的临界储罐直径.根据数值计算结果,提出了两点法的电位检测储罐底板阴极保护效果评价技术.