文摘

涂层受损区域的大小和它的位置在管道阴极保护电位的影响,还有一个最大的影响价值的受损区域。当受损区域是300毫米²红外降幅最大,这种情况很容易导致不充分的保护;当并行管道间距和干扰来源是不变,阴极保护电位的测量值曲线呈现“U”型趋势与杂散电流干扰强度增加。在某些并行管道间距和干扰来源,高交流杂散电流强度会导致严重的负偏移量,管道发生的过度保护,使涂层裂纹;有一个并行阈值的长度。小于阈值时,pipe-ground潜在的增加与平行长度迅速增加。为了判断管道被交流杂散电流干扰和杂散电流腐蚀的风险,我们应该做一个综合分析的阴极保护激励潜力,关闸潜能,AC pipe-soil潜力,红外下降,等等。

1。介绍

不断发展的能源、电力、铁路运输、石油或天然气管道可能会与开销交流高压电线和AC-powered电气铁路有时甚至交叉在发达地区或地域特殊走廊地区(1,2]。由于固有的供电模式,电气化铁路牵引供电系统的特点,不可能被完全地绝缘(3),由于电磁感应耦合效应的架空线路埋管道杂散电流腐蚀产生不可避免的干扰下(4- - - - - -7]。实地调查过程中阴极保护的条件下,虽然测量阴极保护电位达到了常规保护判据,−850 mV (CSE),它仍然发现交流腐蚀损害发生在一些地方和绝缘涂料8- - - - - -10,石油和天然气管道的阴极保护系统可能受杂散电流影响(11),这并不有利于管道的可靠运行和完整性管理。因此,基于电气化铁路系统结构和电路的特点,本文设计了室内杂散电流干扰实验。它研究了阴极保护系统的干扰原理,由杂散电流引起的,有实际意义直接调查杂散电流和电流消耗的石油和天然气管道。

2。实验

通过控制变量来减少干扰影响实验结果和提高其可靠性,我们建立一个发现盒子的外部材料是木和内部材料是聚氯乙烯。黄土是用于其良好的水分潴留。期间和之后的实验中,土壤表面布满了尼龙类型,以防止土壤电阻改变。每次实验之前,跟踪测试固体电阻。它不会开始,直到土壤阻力值是相同的。

如图1,模拟埋管道与Q235管线钢的材料()是3.00米长,0.50米的深度。钢管的外墙涂绝缘漆,然后紧紧地与防水绝缘胶带包裹。参数测量,电线分别焊接管道的长度为0米,0.80米,2.20米,3.00米。测试点测试块不同损伤领域和方向。测试块,与管道的材料是一样的,完全封装在环氧树脂漆,表面的受损区域。为了连接电路,铜线焊接的对面是绝缘涂层受损区域。受损区域的暴露表面需要抛光,油移除与丙酮和无水乙醇和擦干,然后放在一边。

埋地管道保护double-show电位计,dj - 292,提供持续的潜在的阴极保护。浪费钢铁被用来作为辅助阳极的阴极保护系统。

电流源的数量是JJ10DD23KT用作杂散电流干扰交流电源。铜罢工被用作放电电极和回流电极,具有低电阻和良好的接触。更好地模拟杂散电流泄漏点的现场,电极是用防水绝缘胶带,让它结束20 ~ 30毫米与土壤保持联系。

3所示。结果和讨论

3.1。涂层损坏区域的影响

的情况下在同一点不同的损伤区域管道涂层,我们研究了杂散电流的干扰影响阴极保护系统。破坏点1,削减的标本,分别设置为50,100,200,300,200,625毫米²。电位器的输出保护电位控制不断−1.000 V,交流杂散电流干扰强度是0.1,和tube-rail并行间距是0.6米。

通过分析阴极保护电位,当管道达到0.1交流杂散电流干扰,真正的保护电压(12分别是,= 0.94767 V >= 0.85712 V,真正的电压下降了0.09055 V。尽管提供的阴极保护电位计,当管道交流杂散电流干扰下,很明显,真正的保护电压有所下降。

的潜在价值统计不同涂层的损伤区域表所示1。

它可以看到不同的管道防腐涂层损坏区域对管道的阴极保护电位几乎没有影响;与受损区域的增加,阴极保护电位略有下降但总体上并没有改变。稳定的测量值是−0.99 V和稳定的真正价值是−0.95 V左右。IR降基本上是小于0.05 V。因此,一定长度范围内,不同的防腐涂层受损区域会对管道阴极保护电位的影响。然而,它可以预测,阴极保护电位的下降趋势将会显著的增加管长度和受损区域。最后,它可能会减少管道阴极保护电位的失去保护。

存在杂散电流干扰;增加的管道涂层受损区域,管道阴极保护电位测量有减少的趋势,和保护电位的变化实际价值是更复杂的。测量保护潜在价值大于交流干扰,没有干扰。然而,真正的保护与推断潜在价值远低于价值不受干扰。

我们画的保护潜在的测量值和真实值差异的改变涂层损坏面积相同的坐标,如图2。

由图2,它可以发现保护电压测量上升之前和之后的推理,而实际价值下降。随着受损区域的上升,实际价值差异的保护电压先增加,然后缓慢下降。当受损区域达到300毫米²区别真正的价值达到最大,即下杂散电流干扰;真正的保护电压最小而受损区域是300毫米²。因此,与管道受杂散电流干扰的影响,当管道防腐涂层面积小于300毫米²坏了,管道阴极保护的真正价值逐渐降低和防腐层减少面积增加;当防腐涂层面积超过300毫米²在受损区域的实验的范围,保护电压实际价值逐渐上升,但增加的速度缓慢。

它也可以观察到,杂散电流干扰发生的那一刻,会有一个强大的潜在的信号,和潜在的最大的大小电位计的价值之外,可能超过50%以上的最大值的设置值。同时,它可以看到潜在的极端值显示损伤面积的减少和增加的趋势,表明管道防腐涂层损坏面积越小或涂料质量越好,强烈的电压信号值越大影响交流干扰,这可能导致更大的影响阴极保护系统和涂层。在实际的操作中,因此,我们应该注意阴极解散,在小破点由交流杂散电流干扰。

3.2。平行空间的影响

我们设定平行长度为3.0米没有变化,并行间隔从0.2米到1.0米,0.1交流杂散电流干扰强度,阴极保护系统的输出电压电位计−1.0 V。我们研究了影响阴极保护系统由交流杂散电流干扰条件下的不同长度和间距管道和并行。

在实验中,发现潜在的不同轨道间距是在干扰现有定期改变,周期大约是40多岁。AC推理出来的时候,突然管地电位改变,保持约3 s。的潜在价值干预前后静力学是如图3。

从图3四个曲线的变化规律对阴极保护实际值和测量值可以看到前后管道受杂散电流影响推理。因为实验参数没有改变没有推理,阴极保护电位的测量值在不同tube-rail间距约为0.95 V。优惠券的方法,真正的价值是衡量−0.90 V左右,和IR降基本上是0.05 V。当管道受杂散电流干扰,测量潜在价值在阴极保护减少从1.06 V至0.98 V和管间距增加。而真正有价值的趋势相反,从−−0.77 V 0.89 V左右,仍低于价值不受干扰。

为了进一步分析测量的变化关系和真正的价值在杂散电流干扰的状况,我们分别画出两条曲线,如图所示4。

在图4,公式都是相对较高的二次多项式拟合程度。

IR降等于实际值测量值与推理减法。绘制的曲线反映了IR降的关系和tube-rail距离如图5。

它可以观察到,IR降,没有干扰很小,基本上0.05 V。当面对推理,IR降曲线二次多项式,和拟合程度非常高。与红外管轨道间距的增加,下降不断减少和逐步减少的速率越来越小。间距越大,越小IR降交流杂散电流引起的,和真正的潜在价值是更接近测量值。同时,红外下降引起的杂散电流干扰大于IR降没有推理;因此管道保护将从杂散电流下降。进一步的管道和杂散电流干扰来源,推理管线的影响程度越小,所以是IR降。

3.3。平行管的长度跟踪对阴极保护系统

交流杂散电流干扰强度设置为0.1,输出电压保护的阴极保护电位计−1.0 V,管间距= 0.3米,长度和并行从0.5米到3.0米。

在实验过程中,杂散电流干扰下的保护电位是周期性的改变,以及改变周期大约是40多岁。即时的杂散电流干扰,不同的防护潜力平行长度有一个突变值,持续时间大约是3 s,但潜在的曲线平行长度0.5米,没有一个明确的突变。杂散电流干扰消失时,管接地电位恢复自然腐蚀电位。杂散电流干扰的防护潜力值见表2。

从表2 数据可以看到,tube-rail平行长度增加;高电压信号干扰即时均呈增长趋势。当平行长度是0.5米,没有明显的高电压信号。当平行长度是3.0米,突变信号电压取决于−2.052 V,超出100%的稳压器设置值。结果表明:tube-rail平行长度越长,干扰电压越大,阴极保护系统上的干扰越大。

画出保护潜在的变异平行长度如图6。

在图6情况不受干扰,势能曲线的测量值和实际值曲线几乎是平行的,波动很小,IR是恒定的,基本是0.05 V。然而,干扰,管的平行长度的增加,测量潜在的价值增加,但真正潜力的价值降低了。总体趋势似乎是,平行长度越长,影响越大的阴极保护。表面上,阴极保护达到了保护的要求,甚至超出了恒电位器设置;然而,真正的保护电位值比测量值小得多,甚至远远低于管道真正保护电位不受杂散电流影响的干扰在同一平行长度条件;最大的利润是0.217 V。曲线的保护电压的真正价值,真正的价值是维护后−0.81 V左右平行长度超过2.0米;与此同时,平行长度减少。

可以看到从图7,没有杂散电流干扰的IR降曲线几乎是线性的,小于0.04 V;由于实验过程中,不断的潜在保护所有参数没有变化。因此,保护当前的IR降的电解液是一样的。然而,杂散电流干扰,保护电位的红外实验下降管部分显示了对数法。初的红外平行长度增加而下降迅速增加,然后缓慢增加。和杂散电流的IR值是0.2 V,远远大于的红外干扰。因此,杂散电流下降可能导致大型红外组件,减少管道保护的程度。

3.4。交流杂散电流的影响

在这项实验中,tube-rail平行间距为0.2 m,平行长度是3.0米,和其他外部条件固定的,测量管道阴极保护电位时,杂散电流强度变化从0.1到0.5,得到真正的保护电位的优惠券。

在实验过程中,随着时间的推移,人们发现保护电位为杂散电流干扰,周期性波动变化和波动的振幅增加干扰电流的强度的增加,甚至比管道的自然腐蚀电位较低,变化周期是40年代,在不同的交流干扰强度曲线的形状也不同。以一段时间内的平均潜在价值为衡量潜在交流杂散电流干扰,可以看出,可能会逐渐回落接近自然腐蚀电位突然断开阴极保护,但潜在的自然腐蚀电位下会下降甚至是积极的潜在干扰电流强度的增加。当干扰电流被切断了,管的潜力逐渐恢复自然腐蚀电位附近。的潜在价值不同扰动强度如图8。

电势测量值和真实值的杂散电流干扰相互平行,并保持着密切−0.90 V和−0.95 V,分别。这是因为阴极保护的各种条件没有改变,和多次测量的结果不会改变太多。杂散电流干扰的存在,可以看到在测量潜在价值,先增加然后减少随干扰强度的增加;测量值在0.4和0.5交流电干扰强度甚至低于潜在干扰前测量。真正的潜在价值的增加减少干涉;在0.4和0.5交流电干扰强度甚至低于实际价值的自然腐蚀电位管道,说明管道腐蚀速率将加强和在短时间内可以引起严重腐蚀的效果。

实验集中在杂散电流干扰造成的影响强度在管之间的间距rails 0.2米;比较分析,实验的影响引起的杂散电流干扰强度条件下管之间的间距rails 0.4, 0.6,和0.8米;对比结果如图9。

从曲线在图9,它可以发现潜在的规律性变化和干扰的强度很强;潜在的测量值的曲线与干扰增加先增加然后减少,显示“U”形曲线凹;平行的距离更大了,“U”形曲线是更深层次的。曲线在0.1和0.2杂散电流干扰基本上是巧合;测量值的曲线的干扰强度超过0.2显示分歧;平行长度越大,测量的潜在价值就越大。不同曲线的杂散电流干扰的真正潜力值在不同tube-rail间距基本上是重合的。这些真正潜力值增加的干扰减少,但减少的速率缓慢。

3.5。阴极保护输出电压

设置电位器的输出电压从−−0.85 V 1.50 V;杂散电流干扰强度为0.1 A和并行距离和长度分别为3.0米和0.6米,分别。绘制曲线的潜在输出电压如图10。

从图10的测量值,我们可以看到,前后保护潜在的干扰和干扰前的真正价值,用恒电位计的输出电压值增加,都提出了一个线性变化。干扰后的真实价值的输出电压恒定的电位计增加了s形增加趋势,−−1.15 V的输出电压1.35 V范围;之前和之后的干扰潜在的真正价值的区别是非常大的;真正的潜在价值是之前和之后逐渐接近时的干扰输出电压大于或小于−1.15 V−1.35 V。

同时,通过分析红外干扰前后下降,这可能是发现干扰前的IR降增加线性增加的电压输出值的保护,和IR降之间的最大−1.35 V和−1.15 V。

3.6。影响单点损伤和2点破坏防腐层

条件下的防腐层损坏面积是100毫米²条件,研究杂散电流干扰影响的不同位置沿管的长度方向出现损坏。在实验研究中,1点单一损伤的影响,1点和2点伤害同时,三分和2点伤害的同时,4点和2点伤害同时阴极保护进行了研究。结果见表3。

从表3数据分析显示,测量值和真实值1点时的潜在的损失大于两个点的值的损失,分别。在干预之前,负面的测量值和实际值的负面时基本相同三个不同组的损伤点的联系,和IR降较低的价值;它基本上是约0.03 V。在干扰下,消极的保护电位的测量值基本相同,三个不同组的损伤点的联系,但消极保护电位的真正价值差异;最大的区别是0.025 V和红外降幅约0.14 V。从上面的分析中,可以看到,当管道的损伤点少,管道的防护潜力很高,但是保护潜在的损伤点时低很多,和潜在的差异不是很大时损伤点的数量是一样的。

4所示。结论

通过曲线的潜力,随着时间的推移获得从不同的实验中,杂散电流干扰下的保护电位是周期性的改变,以及改变周期大约是40多岁。与此同时,当干扰的强度很低,保护潜在的价值有一个基因发生突变的即时杂散电流干扰,持续时间大约是3 s。

与备用杂散电流干扰,当受损区域300毫米²,真正的保护电压值是最低。当管道防腐层的损伤面积小于300毫米²管道阴极保护的影响增加损坏防腐层面积增加;真正的保护电压值是小越来越多;当防腐层的损伤面积超过300毫米²在受损区域的范围,验证了实验中,真实价值保护电压逐渐增加,但增加速度缓慢。

与平行的距离的增加,IR降引起的杂散电流干扰减少。总体趋势似乎是,平行长度越长,影响越大,阴极保护;平行长度增加到超过2.0后,真正的价值基本上维持在一个恒定值,对阴极保护的影响基本上是相同的平行长度增加。

增加的杂散电流干扰,保护潜在的测量值曲线先增加然后减少,和“U”型趋势。真正的潜在价值曲线基本重合,在不同管追踪间隔,与干扰强度的增加逐渐下降,但下降的速度是缓慢的;实际值在0.4和0.5交流干扰强度甚至低于管道的自然腐蚀电位,说明管道腐蚀速率将加强和在短时间内可以引起严重腐蚀的效果。

随着输出电压的阴极保护,保护潜在的之前和之后的测量值干扰和干扰前的实际价值都提出了一个线性变化。干扰后的真正价值显示s型增长趋势,−−1.15 V的输出电压1.35 V范围;之前和之后的干扰潜在的真正价值的区别是非常大的,他真正的潜在价值是逐渐接近时干扰前后输出电压小于−1.15 V或大于−1.35 V。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

研究工作得到了中央大学基金会的CAUC批准号3122014 d027,实验技术创新的基础下CAUC批准号01-14-01,大学生创新创业训练计划(201510059069)。