埋地金屬管道陰極保護電位分布規(guī)律研究.pdf

1、陰極保護技術(shù)作為重要的防腐手段在保障油氣管道輸送安全方面有著重要的意義。但是長距離管道跨越不同的地域,途經(jīng)的環(huán)境復(fù)雜多變。例如中緬管道跨越典型的熱帶季風(fēng)氣候區(qū)域,旱季和雨季的交替進行使管道周圍的含水率頻繁變化;中俄管道穿越了多年凍土區(qū)。這些新問題的出現(xiàn)對陰極保護技術(shù)提出了新的要求。但目前的陰極保護設(shè)計方法對這些問題的處理缺乏相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。因此將數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于陰極保護設(shè)計中,研究管道沿途環(huán)境以及涂層質(zhì)量變化對陰極保護電位分布的影響,

2、對陰極保護的科學(xué)設(shè)計,可靠安全運行有著重要意義。
　　 本文首先推導(dǎo)了陰極保護電位分布的控制方程,所建模型采用土壤電阻率和極化特性來描述管道途經(jīng)環(huán)境的變化,且綜合考慮了土壤電阻和管道電阻的影響,利用數(shù)值模擬軟件對模型進行了求解。搭建室內(nèi)埋地管道陰極保護系統(tǒng)模擬實驗架,實驗驗證了模型及求解手段的準確性。
　　 考慮長距離管道所經(jīng)過土壤的電阻率變化對陰極保護電位分布影響的重要性,對土壤電阻率的室內(nèi)和室外測量方法及其影響因素進

3、行了實驗對比和分析,推薦采用交流四電極法對土壤電阻率進行室內(nèi)測量;對于室外Wenner四極法測量得到的視電阻率,則通過多層土壤電阻率計算模型反推得到土壤的分層結(jié)構(gòu)及各層的真實電阻率。對土壤電阻率的影響因素進行了灰關(guān)聯(lián)分析,確定了影響土壤電阻率的主要因素,并對主要因素對土壤電阻率的影響規(guī)律進行了室內(nèi)實驗研究和總結(jié),采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對土壤電阻率進行了預(yù)測。
　　 分析了土壤電阻率和管道參數(shù)變化對陰極保護電位分布的影響,研究埋地管道在

4、均勻和非均勻土壤中不同陽極布置方式時的陰極保護電位分布規(guī)律,同時研究了管道不同的轉(zhuǎn)彎方式對陰極保護電位的影響,使陰極保護電位分布模擬結(jié)果更接近于實際陰極保護系統(tǒng)的運行情況。
　　 在研究了極化曲線參數(shù)對陰極保護電位的影響的基礎(chǔ)上,重點開展了含水率和溫度對極化特性的影響研究,進而分析總結(jié)其對陰極保護電位的影響規(guī)律?？紤]到防腐層狀況對極化特性有著重要的影響,通過室內(nèi)電化學(xué)實驗,研究了防腐層缺陷時的極化特性,在前面模型的基礎(chǔ)上,通過改