西南石油-碩士畢業(yè)答辯-腐蝕類PPT

1、 2 提提 綱綱 五 結(jié)論及建議 四 冀寧線交流干擾緩解方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 二 交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析 一 研究背景及研究?jī)?nèi)容 3 一 研究背景及研究?jī)?nèi)容 研究背景 研究現(xiàn)狀 研究目的及意義 研究對(duì)象 研究?jī)?nèi)容 技術(shù)路線 提提 綱綱 4 一一 研究背景及研究?jī)?nèi)容研究背景及研究?jī)?nèi)容 v 研究背景 特高壓（1000kV+）電 力輸送發(fā)展 管道與輸電線路交叉現(xiàn) 象增多 管道涂層性能改善 涂層缺陷少，交流電壓不易外 排 交流干擾現(xiàn)象嚴(yán)重 5 v 研究現(xiàn)狀 交流腐蝕機(jī)理模型 法拉第整流效 應(yīng) 陽(yáng)極反應(yīng)的不 可逆性 陽(yáng)極反應(yīng)的去 極化作用 交流電壓的震 蕩作用

2、交流干擾程度判斷 指標(biāo) 交流電流密度 準(zhǔn)則 交直流電流密 度之比準(zhǔn)則 交流電壓準(zhǔn)則 管地電位準(zhǔn)則 交流干擾對(duì)陰極保 護(hù)的影響 交流干擾下陰 極保護(hù)電流會(huì) 加速腐蝕 交流干擾下可 控制陰極保護(hù) 系統(tǒng)緩解交流 腐蝕 交流腐蝕機(jī)理不明確，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，交流干擾對(duì)陰極保護(hù)影響存在爭(zhēng)議。 一一 研究背景及研究?jī)?nèi)容研究背景及研究?jī)?nèi)容 6 1.交流干擾對(duì)埋地管道的交流腐蝕規(guī)律 2.交流干擾下，能否通過(guò)調(diào)整陰極保護(hù)參數(shù)緩解交流腐蝕 v 研究目的 v 研究意義 1. 預(yù)測(cè)交流干擾下埋地管道的交流腐蝕程度 2. 判斷交流干擾下的陰極保護(hù)效果 3. 指導(dǎo)交流干擾緩解方案的設(shè)計(jì) 一一 研究背景及研究?jī)?nèi)容研究背景及研

3、究?jī)?nèi)容 v 研究對(duì)象 冀寧線K497K535段管道交流干擾現(xiàn)象比較嚴(yán)重 7 v 研究?jī)?nèi)容 1.冀寧線交流干擾情況檢測(cè)及分析 2. 確定實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備及控制參數(shù)，并制定出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案 3.基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究交流干擾對(duì)埋地管道陰極保護(hù)效果的影響 4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，預(yù)測(cè)冀寧線腐蝕情況，并制定交流干擾緩解方案 5.對(duì)交流干擾緩解方案實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)價(jià) 一一 研究背景及研究?jī)?nèi)容研究背景及研究?jī)?nèi)容 8 v 技術(shù)路線 交流干擾現(xiàn)場(chǎng)情況監(jiān)測(cè) 交流干擾腐蝕實(shí)驗(yàn) 無(wú)陰極保護(hù)時(shí)交流腐 蝕規(guī)律研究 現(xiàn)有陰極保護(hù)準(zhǔn)則有 效性驗(yàn)證 提高陰極保電位后交 流腐蝕情況的變化 提出交流干擾下合適的陰極保護(hù)準(zhǔn)則 預(yù)測(cè)冀寧線交流干擾腐

4、蝕情況 交流干擾緩解方案效果評(píng)價(jià) 冀寧線線交流干擾緩解方案的設(shè)計(jì) 一一 研究背景及研究?jī)?nèi)容研究背景及研究?jī)?nèi)容 9 提提 綱綱 二 交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析 一 研究背景及研究?jī)?nèi)容 檢測(cè)內(nèi)容 檢測(cè)結(jié)果 10 二二 交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析 冀寧線：西氣東輸管道與陜京二線管道的聯(lián)絡(luò)線，K497K535段管道 一直受到比較嚴(yán)重的交流干擾。 管材：X70鋼 外防腐層：3PE 陰極保護(hù)：強(qiáng)制電流法 輔助陽(yáng)極：高硅鑄鐵陽(yáng)極 v 檢測(cè)內(nèi)容 土壤電阻 率檢測(cè) 交流電壓 檢測(cè) 交流電流 密度計(jì)算 交流干擾 頻率檢測(cè) 陰極保護(hù) 電位檢測(cè) 11 檢測(cè)方法：等距法測(cè)量 儀器：

5、ZC-8接地電阻測(cè)量?jī)x v 檢測(cè)結(jié)果 管道所處土壤 環(huán)境腐蝕性偏 弱，管道腐蝕 傾向性較小。 結(jié)論 二二 交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析 土壤電阻 率檢測(cè) 交流電壓 檢測(cè) 交流電流 密度計(jì)算 交流干擾 頻率檢測(cè) 陰極保護(hù) 電位檢測(cè) 12 v 檢測(cè)結(jié)果 干擾源為交流輸電線路，屬于持續(xù)性干擾 結(jié)論 K501和K527兩處交流電壓隨時(shí)間的變化 規(guī)律相似，表明該段管道為同一干擾源 二二 交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析 土壤電阻 率檢測(cè) 交流電壓 檢測(cè) 交流電流 密度計(jì)算 交流干擾 頻率檢測(cè) 陰極保護(hù) 電位檢測(cè) 13 v 檢測(cè)結(jié)果 該段管道交流

6、干擾比較嚴(yán)重， 最大交流電流密度為149.7A/m2 結(jié)論 二二 交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析 8 ac ac U i d 交流電流密度計(jì)算公式： 土壤電阻 率檢測(cè) 交流電壓 檢測(cè) 交流電流 密度計(jì)算 交流干擾 頻率檢測(cè) 陰極保護(hù) 電位檢測(cè) 14 0102030405060708090100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 幅 值，V 頻率，Hz 管地電位頻譜分析和濾波處理 傅里葉變換原理 干擾信號(hào)頻率 v 檢測(cè)結(jié)果 交流干擾信號(hào) 頻率為50Hz 結(jié)論 二二 交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析 土壤電阻 率檢測(cè) 交流電壓 檢

7、測(cè) 交流電流 密度計(jì)算 交流干擾 頻率檢測(cè) 陰極保護(hù) 電位檢測(cè) 15 v 檢測(cè)結(jié)果 該段管道陰極保護(hù)電 位均滿足陰極保護(hù)電 位準(zhǔn)則，但仍發(fā)生了 交流腐蝕。 結(jié)論 二二 交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析 土壤電阻 率檢測(cè) 交流電壓 檢測(cè) 交流電流 密度計(jì)算 交流干擾 頻率檢測(cè) 陰極保護(hù) 電位檢測(cè) 16 提提 綱綱 三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 二 交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析 一 研究背景及研究?jī)?nèi)容 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 17 v 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.無(wú)陰極保護(hù)狀態(tài)下交流干擾腐蝕規(guī)律分析 2.交流干擾下現(xiàn)有陰極保護(hù)準(zhǔn)則有效性

8、驗(yàn)證 3.提高陰極保護(hù)電位時(shí)試樣交流腐蝕行為分析 4.交流干擾對(duì)陰極保護(hù)電位的影響 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 18 失重實(shí)驗(yàn) 測(cè)量不同干擾狀態(tài)下的腐蝕速率 分析腐蝕產(chǎn)物的組成 腐蝕電位的監(jiān)測(cè) 分析交流干擾對(duì)金屬活性的影響 極化曲線的測(cè)量 分析交流干擾下金屬電化學(xué)參數(shù)的變化 交流干擾對(duì)陰極保護(hù)電位的影響測(cè)試 分析交流干擾對(duì)陰極保護(hù)電位的影響 交直流耦合電位的測(cè)量 分析陰極保護(hù)電位的變化原因 v 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 19 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究

9、 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 交流電流參數(shù)交流電流參數(shù) 試片試片 交流干擾模擬實(shí)驗(yàn)最常用的兩種裝置： 第二種裝置施加的交流電流全部通過(guò)金屬與溶液的界面， 可更精確地控制交流電流密度。 a) 兩根碳棒施加干擾 b) 直接在試片上施加干擾 陰極保護(hù)電位陰極保護(hù)電位 v 實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定 20 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 交流電流參數(shù)交流電流參數(shù) 試片試片 陰極保護(hù)電位陰極保護(hù)電位 問(wèn)題：交流回路與直流回路間存在干擾現(xiàn)象 改進(jìn)：在直流回路中加入電感元件，在交流回路中加入 電容元件 v 實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定 公共點(diǎn) 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管

10、道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 21 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 交流電流參數(shù)交流電流參數(shù) 試片試片 交流電流頻率：50Hz。 交流電流密度：最大交流電流密度為149.71A/m2。故交流電流密 度選為0A/m2、30A/m2、50A/m2、70A/m2、100A/m2、150A/m2。 陰極保護(hù)電位陰極保護(hù)電位 v 實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 高壓輸電線路 埋地油氣管道 22 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 交流電流參數(shù)交流電流參數(shù) 試片試片 陰極保護(hù)電位準(zhǔn)則為-0.85V CSE-1.2V CSE，部分學(xué)者提

11、出交流干擾下的陰保電位負(fù)于-1.2V CSE，故選取的陰極保 護(hù)電位分別為-0.85V CSE、-0.9V CSE、-1.0V CSE、-1.1V CSE、-1.2V CSE、-1.3V CSE。 陰極保護(hù)電位陰極保護(hù)電位 v 實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 干線陰極保護(hù)示意圖 23 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 交流電流參數(shù)交流電流參數(shù) 試片試片 陰極保護(hù)電位陰極保護(hù)電位 土壤性質(zhì)易隨時(shí)間發(fā)生變化，不能保證實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性； 模擬溶液腐蝕機(jī)理與土壤腐蝕機(jī)理相同，均為吸氧腐蝕； NS4溶液為NACE制定的標(biāo)準(zhǔn)土壤模擬溶液

12、，主要模擬涂層 缺陷處進(jìn)入管線鋼和涂層之間的稀釋電解液。 NS4土壤模擬溶液組成為： NS4溶液組分KClNaHCO3CaCl22H2O0.131MgSO47H2O 含量（g/L）0.1220.4830.1810.131 v 實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 24 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 交流電流參數(shù)交流電流參數(shù) 試片試片 陰極保護(hù)電位陰極保護(hù)電位 v 實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定 材質(zhì)：X70鋼 面積： GB/T 50698-2011埋地鋼制管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)指出裸露面積為1cm2的缺陷最有可能發(fā)生交流腐蝕；

13、 封裝：一種由環(huán)氧樹(shù)脂封制，用于電化學(xué)實(shí)驗(yàn)；一種由石蠟封 制，用于失重實(shí)驗(yàn)。 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 環(huán)氧樹(shù)脂封制 石蠟封制 25 交流電流密度越大 腐蝕電位越負(fù)金屬活性越大金屬更易腐蝕 1.1. 無(wú)無(wú)陰極保護(hù)狀態(tài)下交流干擾腐蝕規(guī)律陰極保護(hù)狀態(tài)下交流干擾腐蝕規(guī)律研究研究 （1）腐蝕電位 腐蝕電位：體現(xiàn)金屬活性 儀器：電化學(xué)工作站 監(jiān)測(cè)時(shí)間：1800s 檢測(cè)頻率：1s 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 v 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 26 acfdl iii sin() ffp iit exp()exp() corrcor

14、r corr ac EEEE ii sin()exp()exp() tcorrtcorr fpcorr ac EEEE tii ( ) tcorr E tEE 1 exp()exp()sin() 11 exp()exp() kk corrfp ac kk kk corr aacc EE t EE EE ii i 外加電流（i）與界面電位（E）之間滿足以下關(guān)系： 當(dāng)存在交流干擾時(shí)，極化過(guò)程主要由法拉第電流引 起，雙電層電容電流很小，可忽略不計(jì)。故： 每個(gè)時(shí)刻下，界面電位相對(duì)自然腐蝕電位的偏移 量E(t)可表示為： 一個(gè)交流電周期內(nèi)工作電極的平均電位相對(duì)于自 然腐蝕電位的偏移量E： Matlab中

15、進(jìn)行編程，所需參數(shù)值由無(wú)交流 干擾時(shí)X70鋼在NS4溶液中的極化曲線測(cè)得， 計(jì)算結(jié)果為： 2 2/ 0 0 (t) ( )= 22 / t Et EE t dt 負(fù)半周期電位 負(fù)向波動(dòng)量 正半周期電位 正向波動(dòng)量 腐蝕電位負(fù)向波動(dòng) 牛頓迭代法計(jì)算，構(gòu)造迭代函數(shù)為： 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 27 （2）極化曲線 陽(yáng)極反應(yīng)受活化控制 陰極反應(yīng)轉(zhuǎn)化為混合控制 交流電流密度 A/m2 icorr， A/cm2 011.06 30117.22 50146.37 70176.64 100206.72 150418.33 p 隨著交流電流密度的增大，腐蝕電流密

16、度icorr逐漸增大，這說(shuō)明 交流干擾加速金屬腐蝕。 通過(guò)測(cè)量交流干擾下的極化曲線，擬合得出腐蝕電流密度。 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 28 （3）失重實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 交流電流密度，A/m20305070100150 腐蝕速率，mm/a0.18470.26400.29540.32180.41520.5023 不同交流電流強(qiáng)度下，試片腐蝕速率如下表所示： 腐蝕速率隨交流電流密度增大而增大，表明交流干擾下試樣表面電化學(xué)活性 增強(qiáng)，交流干擾加速金屬腐蝕。 去除腐蝕產(chǎn)物前： 去除腐蝕產(chǎn)物后： a）30 A/m2 b）50A/m2 c）70 A/m2 d）100

17、 A/m2 e）150A/m2 結(jié)果：腐蝕產(chǎn)物由內(nèi)外兩層物質(zhì)組成，外層是紅棕色和棕黃色物質(zhì)，內(nèi)層是 黑色物質(zhì)； 交流電流密度較低時(shí), 以外層紅棕色和棕黃色的物質(zhì)為主； 交流電流密度較高時(shí)，腐蝕產(chǎn)物內(nèi)外兩層均非常厚，特別是內(nèi)層的黑 色物質(zhì)比較致密。 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 29 100A/m2交流干擾作用下腐蝕產(chǎn)物的表面SEM圖像、EDS能譜分析、 XRD分析結(jié)果： p EDS結(jié)果：交流腐蝕產(chǎn)物中以Fe和O為主，兩者的原子百分比之和都在97%以 上，所以交流腐蝕產(chǎn)物主要是鐵的氧化物。 p XRD結(jié)果：交流腐蝕產(chǎn)物是由Fe3O4、Fe2O3和FeOO

18、H組成，結(jié)合物質(zhì)的化學(xué) 特征可知，紅棕色產(chǎn)物為Fe2O3，棕黃色產(chǎn)物為FeOOH，黑色產(chǎn)物為Fe3O4。 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 腐蝕產(chǎn)物組成分析 30 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 （4）交流干擾腐蝕過(guò)程 腐蝕反應(yīng)的陽(yáng)極過(guò)程是Fe的溶解，陰極過(guò)程是O2的去極化反應(yīng)； FeFe2+2e- O22H2O4e-4OH- 當(dāng)陽(yáng)極反應(yīng)過(guò)程中生成的Fe2+從碳鋼電極表面擴(kuò)散到溶液中，發(fā)生以下反應(yīng)： Fe2+2OH-Fe(OH)2 6Fe(OH)2O22Fe3O46H2O 4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3

19、 4Fe(OH)3Fe2O32FeOOH5H2O FeFe(OH)2 Fe3O4 Fe(OH)3Fe2O3+FeOOH f bc d e a g h 交流腐蝕過(guò)程 陽(yáng)極極化 陰極極化 31 陰極保護(hù)準(zhǔn)則：管道電位達(dá)到-0.85V CSE；管道陰極極化電位差大于 100mV。 以0.1mm/a為限值，判斷交流干擾下陰極保護(hù)準(zhǔn)則的有效性。 2.2.交流干擾交流干擾下現(xiàn)有陰極保護(hù)準(zhǔn)則有效性下現(xiàn)有陰極保護(hù)準(zhǔn)則有效性驗(yàn)證驗(yàn)證 010 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 腐蝕速率，mm/a 交流電流密

20、度，A/m 2 無(wú)陰極保護(hù) CP:-0.85V CP:負(fù)向偏移100mV(即-0.9V） 0.1mm/a p 交流干擾下陰極保護(hù)準(zhǔn) 則失效 p 陰極保護(hù)電位的提高可 在一定程度上降低腐蝕 速率 結(jié)論 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 腐蝕速率，mm/a 32 p 在相同的陰極保護(hù)電位下，腐 蝕速率隨交流電流密度的增大 而增大； p 在相同的交流電流密度下，腐 蝕速率隨陰極保護(hù)電位的提高 而降低； p 在陰極過(guò)保護(hù)的情況下，試樣 腐蝕速率增加，大于0.1mm/a。 （1）腐蝕速率 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 3.提

21、高陰極保護(hù)電位時(shí)試樣交流腐蝕行為分析 陰極保護(hù)電位分別為-1.0V CSE、-1.1V CSE、-1.2V CSE、-1.3V CSE時(shí)， 通過(guò)失重實(shí)驗(yàn)測(cè)量金屬在不同交流電流密度下的腐蝕速率。 腐蝕速率，mm/a 33 陰極保護(hù)效果可以用保護(hù)程度（P）和保護(hù)效率（Z）兩個(gè)參數(shù)來(lái)衡量，以使 陰極保護(hù)系統(tǒng)處于最佳保護(hù)狀態(tài)。 （2）保護(hù)度與保護(hù)效率 當(dāng)交流電流密度小于50A/m2時(shí)，建議陰極保護(hù)電位為-1.0V CSE； 當(dāng)交流電流密度處于50A/m2150A/m2之間時(shí)，建議陰極保護(hù)電位為-1.1V CSE。 保護(hù)程度保護(hù)效率 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究

22、 34 （1）陰極保護(hù)電位變化分析 4.交流干擾對(duì)陰極保護(hù)電位的影響 自然電位 陰極保護(hù) 疊加交流干擾 交流干擾 OCP：試樣靜置于溶液中； DC：施加陰極保護(hù)(共6組)， 分別為-0.85V-1.3V； DC+AC：疊加交流干擾； AC：關(guān)閉陰極保護(hù)系統(tǒng)，保 留交流干擾； 目的：研究交流干擾對(duì)試樣陰極保護(hù)電位的影響 方法：測(cè)試了不同陰極保護(hù)狀態(tài)下，試樣在不同階段的直流電位的變化 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 35 p 交流干擾下，陰極保護(hù)電位波動(dòng)方向與陰極保護(hù)電位及交流電流密度相關(guān)。 p 交流干擾下陰極保護(hù)系統(tǒng)是否有效，應(yīng)結(jié)合交流電流密度共同判斷。

23、三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 a）陰極保護(hù)電位：-0.85V b）陰極保護(hù)電位：-0.9V c）陰極保護(hù)電位：-1.0V d）陰極保護(hù)電位：-1.1V e）陰極保護(hù)電位：-1.2V f）陰極保護(hù)電位：-1.3V 36 （2）交直流耦合電位分析 p 交直流耦合電位在正、負(fù)半個(gè)周期內(nèi)偏移量不對(duì)等，使陰極保護(hù)電位波動(dòng) 三三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 交流干擾下的陰極保護(hù)電位 陰極保護(hù)電位（V CSE） 交流電流密度（A/m2） 305070100150 -0.85-0.8885-0.9234-0.9261-0.9188

24、-0.9490 -1.2-1.1327-1.1380-1.0697-1.0965-1.0428 一個(gè)交流電周期內(nèi)交直流耦合電位的平均值 37 提提 綱綱 四 冀寧線交流干擾緩解方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 三 交流干擾對(duì)管道腐蝕影響的實(shí)驗(yàn)研究 二 交流干擾與陰極保護(hù)電位檢測(cè)分析 一 研究背景及研究?jī)?nèi)容 冀寧線交流干擾腐蝕程度預(yù)測(cè) 交流干擾緩解方案的設(shè)計(jì) 交流干擾緩解效果評(píng)價(jià) 38 四四 冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) p K497K507、K514K518、K527K535三段為交流腐蝕高風(fēng)險(xiǎn)區(qū) 依據(jù)：當(dāng)交流電流密度50A/m2時(shí)，陰極保護(hù)電位不足-1.1V CSE時(shí)為高

25、風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。 v 冀寧線交流腐蝕程度預(yù)測(cè) 39 （1）交流干擾緩解措施的選擇 交流干擾緩解措施 優(yōu)化接地系統(tǒng) 設(shè)計(jì)階段 增加管道與干 擾源間的距離 設(shè)計(jì)階段 緩解干擾的 程度有限 分段隔離法 切斷了保護(hù) 電流通道 增加管道油 氣泄漏概率 已建管道實(shí) 施成本高 電屏蔽法 減少地中電 弧影響 降低強(qiáng)電沖 擊下管道擊 穿的可能性 可能增加陰 極保護(hù)電流 排流法 排流效果明 顯 技術(shù)成熟 投資少 交流干擾緩解措施：緩解線與排流裝置相結(jié)合 v 交流干擾緩解方案設(shè)計(jì) 四四 冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 40 交流干擾緩解措施：緩解線和交流排流裝置相結(jié)合 裸銅導(dǎo)線 鍍鋅扁鋼

26、鋅帶 接地排流 為管道提供陰極保護(hù) 緩解線交流排流裝置 等電位連接器 油氣站場(chǎng)的集中接地防護(hù)技術(shù) 嵌位式排流器 可能引入雜散電流 要求接地極材料與管道相同 固態(tài)直流去耦合器 有效排除雜散電流 不限定接地體的材料 p 方案：鋅帶緩解線與管道間串入固態(tài)直流去耦合器進(jìn)行直流隔離 四四 冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 41 將排流點(diǎn)選在交流腐蝕可能性比較高的區(qū)段 K522測(cè)試樁處交流電流密度較大，增設(shè)一處排流設(shè)施 序號(hào)測(cè)試樁號(hào)交流腐蝕程度預(yù)測(cè)結(jié)果 1K499 高風(fēng)險(xiǎn)區(qū) 2K501 3K506 4K515 5K528 6K530 7K532 8K522低風(fēng)險(xiǎn)區(qū) （2）排

27、流點(diǎn)位置的確定 四四 冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 42 GB/T 50698-2011埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)交流排流效果評(píng)價(jià)準(zhǔn)則： 在土壤電阻率25m的地方，管道交流干擾電壓低于4V； 在土壤電阻率25m的地方，交流電流密度小于60A/m2。 p K499、K503、K505、 K519、K522和K532電阻 率25m，應(yīng)根據(jù)交流 電壓評(píng)價(jià) p 其余管道應(yīng)根據(jù)交流電 流密度評(píng)價(jià) 結(jié)論 v 交流干擾緩解方案的評(píng)價(jià) 四四 冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 43 K499、K503、K505、K519、K522和K532交流電壓檢測(cè)結(jié)果 結(jié)果：排流后交流電壓比較穩(wěn)定，且都在4V左右 四四 冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) （1）交流電壓評(píng)價(jià) 44 排流前后，冀寧線管道交流電壓測(cè)試結(jié)果對(duì)比 采集頻率：1h 測(cè)試總時(shí)間：2月 交流電壓最大值對(duì)比圖交流電壓平均值對(duì)比圖 結(jié)果：交流電壓最大值及平均值都下降了，滿足交流干擾防護(hù)效果的規(guī)定 四四 冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)冀寧線交流干擾緩解方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 45 K501、K510、K517、K524、K527和K534測(cè)試樁排流后交流電流密度計(jì)算結(jié)果 結(jié)果：除K524處，排流后電流密度均低于