深水导管架平台外加电流阴极保护优化设计Ⅰ:单座辅助阳极

目的 以南海某200 m深水导管架平台为原型,研究外加电流单座辅助阳极在静态和动态海水条件下的导管架阴极保护电位分布及其变化规律。方法 采用一定比例缩小的导管架模型,对其施加外加电流阴极保护,研究不同条件下的阴极保护电位分布,以及电位分布的变化规律。结果 辅助阳极距离导管架模型越远,模型整体的阴极保护越均匀,反之,则越不均匀。导管架距离辅助阳极最近的区域,阴极保护电流密度最大,易出现过保护风险,而平台内部屏蔽严重区域和距离辅助阳极较远的水面附近导管架结构,阴极保护电位负移程度最小,易出现欠保护风险,这2个典型区域应当是阴极保护监测的重点位置。在相同保护电流密度和保护距离下,从静态到动态转换时,整座导管架表面的电位均呈现上升趋势,电位差值更大,分布更不均匀。随着阴极保护时间的延长,代表沉积层形成质量和覆盖程度的表观电阻率Rsr呈现初期快速增加、后期缓慢升高的趋势。海水流动会导致沉积层变薄,甚至脱落,使得动态海水环境中Rsr较同时期静态环境下的小。结论 在导管架模型的一侧放置一套辅助阳极,可实现整个模型的有效阴极保护。     

基于数值模拟的海上平台阴极保护系统的技术研究

目的确认海上平台外加电流阴极保护系统维修方案的可行性。方法开展两种工况下外加电流阴极保护作用效果的数值模拟计算,对比分析两种工况下外加电流阴极保护系统对平台结构腐蚀防护的有效性。结果得到两种工况下阴极保护系统处于最佳保护状态时平台结构的保护电位分布云图。结论当远地式外加电流阴极保护系统失效时,通过新增两套拉伸式外加电流阴极保护系统可以实现优良的阴极保护效果。     

船用铝合金点蚀及阴极保护研究

通过极化试验、循环伏安试验及外加恒电位阴极保护下的腐蚀失重试验,并结合腐蚀形貌观察,研究了5083铝合金在人造海水中的极化及腐蚀特性,并探讨了其阴极保护电位范围。研究表明,50834g@金在人造海水中浸泡一段时间后,由于表面生成钝化膜而提高了点蚀电位;但若阴极保护电位过负,表面会发生析氢反应,且表面局部因碱性过强而造成溶解,因此其合理的阴极保护电位范围为-0．9～-1.10V。     

船用E500钢在海水中阴极极化氢脆敏感性研究

目的研究阴极保护电位对E500钢在海水中氢脆敏感性的影响。方法采用慢应变速率拉伸试验(SSRT),同时利用三电极体系进行不同电位极化,并结合扫描电镜进行试样断口观察。结果随着阴极保护电位负移,E500钢在海水中的氢脆敏感性增加,阴极保护电位为-0.95 V(vs.SCE)时,拉伸试样出现脆性解理断裂特征,电位为-1.00 V时,E500钢断口呈脆性断裂特征。结论根据氢脆系数拟合曲线得出,当氢脆系数达到25%时,E500钢最负阴极保护电位应为-0.913 V。     

海洋石油平台导管架阴极保护监测数据分析与讨论

目的研究海洋石油平台腐蚀现状,确保导管架处于阴极保护状态。方法对近3年导管架阴极保护监测系统所采集的数据进行讨论,根据不同位置的电位电流传感器所获得的数据进行各个观测点位的腐蚀状态对比分析。结果通过对数据研究表明,该系统电位电流传感器所采集的数据翔实可靠,所收集到的导管架节点电极电位均在保护范围内。就现阶段而言,导管架牺牲阳极输出电流基本趋于稳定。结论该平台阴极保护监测设备运行良好,所测点位均处于阴极保护状态,且基本达到完全极化,对该海域新建平台防腐设计具有重要的参考价值。     

数值模拟计算在舰艇阴极保护中的应用

介绍了几种阴极保护数值模拟计算的数学方法以及优缺点,重点介绍了边界元法在舰艇阴极保护电位和电流分布模拟计算、优化、腐蚀电磁场以及杂散电流计算方面的应用,并就该方法计算精度影响因素进行了分析讨论.     

定向钻穿越管道阴极保护数值模拟评价方法

目的通过数值模拟的方法探索定向钻穿越管道的阴极保护评价。方法根据一条5130 m长度的定向钻穿越管道的实际参数,基于CDEGS软件计算方法,应用涂层耐受电压与电流密度的关系,计算定向钻管道浅埋层和岩石层中的管道的电位分布。结果通过调整土壤分层电阻率参数及土壤分层厚度进行计算,得到了定向钻穿越管道在分层土壤电阻率条件下的阴极保护电位分布规律。结论明确了土壤电阻率是影响定向钻管道电位分布的主要因素,形成了基于定向钻管道两端阴极保护电位和土壤分层电阻率,推导了整条定向钻穿越管道的阴极保护电位分布情况的评价方法。     

陵水气田输气管道阴极保护效果数值仿真研究

目的 研究海水环境因素和工况因素对其海底管道的牺牲阳极阴极保护效果。方法 针对国内首个自主知识产权深水平台——陵水平台,基于边界元开展管道的阴极保护仿真计算,重点研究不同涂层破损率、海水流速和海水电导率对其管道牺牲阳极阴极保护效果的影响。结果 涂层破损率从1%增加到10%,同样的牺牲阳极保护方案,管道的最正阴极保护电位增加了102 mV;海水电导率从4 S/m减小到2 S/m,管道的最正阴极保护电位增加了10 mV;海水流速从0 m/s增加到4 m/s,管道的最正阴极保护电位增加了26 mV。结论 涂层破损率增大、海水电导率降低、海水流速增加等都会导致阴极保护效果的降低,因此在设计阶段,需要考虑环境工况因素对阴极保护效果的影响,确保达到合理的阴极保护效果。     

原油储罐内壁的腐蚀与防护

随着我国石油工业的发展,原油储罐数量不断增加,其腐蚀问题不容忽视.结合某石化公司炼油厂50000 m3重油罐内壁阴极保护工程,讨论了油罐内壁阴极保护的方法及必要性.通过对罐底板保护前后的电位测量,结果在-0.85～-1.05 V之间,验证了该设计施工可行有效,使底板及罐壁得到了阴极保护.     

埋地成品油管道绝缘接头漏电失效特征分析

目的 分析兰成渝成品油管道某管段绝缘接头漏电失效的原因以及对阴极保护有效性产生的影响.方法 通过电位测量、电阻测试、漏电率测试等方法对管道阴极保护系统中恒电位仪、绝缘接头绝缘性能等进行检测.对该管段进行阴极保护输出、绝缘接头两端电位等参数的返场调研检测,对绝缘接头失效部位管内腐蚀产物成分及形貌进行表征.结果 恒电位仪在清管前后的输出电压差为7.55 V,保护侧与非保护侧电位相同漏电率达90％.绝缘接头两端管段存在大量坑蚀,深度可达3～3.5 mm.绝缘接头垫片处附着大量腐蚀产物,主要成分为Fe3O4和FeOOH等有磁性、易导电的铁氧化物.结论 绝缘接头失效导致管道失去保护,原因是外防腐层破损,外部导电介质会造成管道电搭接;管道内部磁性导电腐蚀产物导致绝缘接头短接.