现代阴极保护技术(第5讲阴极保护设计).pdf

北京科技大学北京科技大学 现代阴极保护技术现代阴极保护技术 主讲 杜艳霞主讲 杜艳霞 主要内容主要内容 腐蚀与防护基础腐蚀与防护基础 1 腐蚀与防护基础腐蚀与防护基础 阴极保护的基本原理和阴极保护的基本原理和判据判据 2 阴极保护的基本原理和阴极保护的基本原理和判据判据 阴极保护阴极保护方法方法 3 阴极保护阴极保护方法方法 阴极保护检测与评价阴极保护检测与评价 4 阴极保护应用与设计阴极保护应用与设计 5 现代阴极保护前沿技术现代阴极保护前沿技术 6 2 5 阴极保护应用与设计阴极保护应用与设计 1 阴极保护技术的应用阴极保护技术的应用 1 阴极保护技术的应用阴极保护技术的应用 2 阴极保护技术的设计 阴极保护技术的设计 3 5 阴极保护应用与设计阴极保护应用与设计 1 阴极保护技术的应用 阴极保护技术的应用 2 阴极保护技术的设计 阴极保护技术的设计 4 阴极保护技术的应用阴极保护技术的应用 阴极保护技术 阴极保护在实际生产中是如何应用的 阴极保护在实际生产中是如何应用的 阴极保护不是万能的阴极保护不是万能的 也 也有有一一定的使用条件定的使用条件阴极保护不是万能的阴极保护不是万能的有定的使用条件有定的使用条件 阴极保护需要连续的电解质环境 阴极保护需要连续的电解质环境 海水 土壤 淡水 化工介质等 海水 土壤 淡水 化工介质等 阴极保护和防腐涂层联合使用才能实现经济有效性 阴极保护和防腐涂层联合使用才能实现经济有效性 阴极保护技术和防腐涂层联合应用阴极保护技术和防腐涂层联合应用一方面阴极一方面阴极阴极保护技术和防腐涂层联合应用阴极保护技术和防腐涂层联合应用 一方面阴极一方面阴极 保护可有效地防止涂层破损处产生的腐蚀 延长 涂层使用寿命 另一方面涂层又可大大减少保护 保护可有效地防止涂层破损处产生的腐蚀 延长 涂层使用寿命 另一方面涂层又可大大减少保护 电流的需要量 改善保护电流分布 增大保护半 径 使阴极保护变得更为经济有效 电流的需要量 改善保护电流分布 增大保护半 径 使阴极保护变得更为经济有效 阴极保护在实际生产中是如何应用的 阴极保护在实际生产中是如何应用的 电源和电源和电源和电源和 阳极配置阳极配置 一系列的计算 绝不是猜测一系列的计算 绝不是猜测 牺牲阳极牺牲阳极外加电流外加电流 分布阳极分布阳极远距远距离离阳阳极极 分布阳极分布阳极远距离阳极远距离阳极 地面阳极 离极离极 分布阳极分布阳极 地面阳极深阳极 远距离阳极远距离阳极 地面阳极地面阳极 地面阳极深阳极 地面阳极 外加电流阴极保护与牺牲阳极阴极保护外加电流阴极保护与牺牲阳极阴极保护 方法方法优点缺点优点缺点 外加电流外加电流 1 输出输出电流电流连续可调连续可调1 需要外部电源需要外部电源 2 保护范围大保护范围大2 对邻近构筑物对邻近构筑物干扰干扰大大 外加电流外加电流 法阴极保 护 法阴极保 护 2 保护范围大保护范围大2 对邻近构筑物对邻近构筑物干扰干扰大大 3 不受环境不受环境电阻率电阻率限制限制3 维护管理工作量大维护管理工作量大 4 工程越大越经济工程越大越经济4 工程越大越经济工程越大越经济 5 保护装置寿命长保护装置寿命长 1 不需要外部电源不需要外部电源1 高电阻率环境不适用高电阻率环境不适用 牺牲阳极牺牲阳极 法阴极保法阴极保 1 不需要外部电源不需要外部电源1 高电阻率环境不适用高电阻率环境不适用 2 对邻近构筑物无干扰或很小对邻近构筑物无干扰或很小2 保护电流几乎不可调保护电流几乎不可调 3 投产调试后可不需管理投产调试后可不需管理3 覆盖层质量必须好覆盖层质量必须好法阴极保法阴极保 护护 3 投产调试后可不需管理投产调试后可不需管理3 覆盖层质量必须好覆盖层质量必须好 4 工程越小越经济工程越小越经济4 投产调试工作复杂投产调试工作复杂 5 保护电流分布均匀保护电流分布均匀利用率高利用率高5 消耗牺牲阳极金属消耗牺牲阳极金属5 保护电流分布均匀保护电流分布均匀 利用率高利用率高5 消耗牺牲阳极金属消耗牺牲阳极金属 牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护 原则原则 原则原则 阳极埋设位置一般距管道外壁阳极埋设位置一般距管道外壁3 5米 最小不小于米 最小不小于0 3米 深 度 米 深 度 1米 须埋在冻土层下 成组埋设时 间距以米 须埋在冻土层下 成组埋设时 间距以2 3米为宜 米为宜 对于长输管道对于长输管道1 2组组 km 对于城市管道以 对于城市管道以200 300米一组为 宜 米一组为 宜 地下长输管道阴极保护地下长输管道阴极保护 10 储罐阴极保护 11 油气输送站场阴极保护油气输送站场阴极保护 油气输送站场阴极保护油气输送站场阴极保护 海洋平台阴极保护海洋平台阴极保护 深水阴极保护技术深水阴极保护技术 在深水环境下在深水环境下检测和维护都要通过遥控设备来进行检测和维护都要通过遥控设备来进行费用高昂费用高昂因此因此 在深水环境下在深水环境下 检测和维护都要通过遥控设备来进行检测和维护都要通过遥控设备来进行 费用高昂费用高昂 因此因此 有效的腐蚀控制显得更为重要 需要采用阴极保护来对水下装置提供外部保护 有效的腐蚀控制显得更为重要 需要采用阴极保护来对水下装置提供外部保护 桥梁阴极保护桥梁阴极保护 深井阳极安装深井阳极安装 井盖井盖 开关盒开关盒 排排 深度大深度大于于 15 m 50 ft 开关盒开关盒 排排气孔气孔 深度大深度大 使用一个水井打井机钻孔使用一个水井打井机钻孔 把阳极垂直地堆垛在孔中把阳极垂直地堆垛在孔中 接整流器接整流器 套管套管 填料填料 封闭封闭 把碳填料泵入孔不 从底部直 至填料柱体顶部 把碳填料泵入孔不 从底部直 至填料柱体顶部 安装排气管安装排气管 填料填料 封闭封闭 安装排气管安装排气管 安装阳极对中器安装阳极对中器 安装连接各个阳极的导线盒安装连接各个阳极的导线盒 阳极阳极 活性阳极区活性阳极区 焦炭粒焦炭粒 注意注意 由管理部 门提出封闭要求 由管理部 门提出封闭要求 阴极保护系统阳极配置阴极保护系统阳极配置 电源和 阴极保护系统阳极配置阴极保护系统阳极配置 电源和 阳极配置 牺牲阳极外加电流 分布阳极远距离阳极 分布阳极远距离阳极 地面阳极 分布阳极 地面阳极深阳极 远距离阳极 地面阳极 一一系列的计算系列的计算 绝不是猜测绝不是猜测 地面阳极 地面阳极深阳极 地面阳极 系列的计算系列的计算 绝不是猜测绝不是猜测 5 阴极保护应用与设计阴极保护应用与设计 1 阴极保护技术的应用阴极保护技术的应用 1 阴极保护技术的应用阴极保护技术的应用 2 阴极保护技术的设计 阴极保护技术的设计 19 主要内容主要内容主要内容主要内容 设计目标设计目标设计目标设计目标 设计目标设计目标设计目标设计目标 总设计流程总设计流程总设计流程总设计流程 设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息 确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量 确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量 阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算 计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命 计算阳极数量计算阳极数量计算阳极数量计算阳极数量 计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压 阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例 20 of 140 阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例 主要内容主要内容主要内容主要内容 设计目标设计目标设计目标设计目标 设计目标设计目标设计目标设计目标 总设计流程总设计流程总设计流程总设计流程 设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息 确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量 确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量 阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算 计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命 计算阳极数量计算阳极数量计算阳极数量计算阳极数量 计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压 阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例 21 of 140 阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例 设计目标设计目标设计目标设计目标 对结构物的各部分连续的提供足够的电流密度 以使其极对结构物的各部分连续的提供足够的电流密度 以使其极对结构物的各部分连续的提供足够的电流密度 以使其极对结构物的各部分连续的提供足够的电流密度 以使其极 化至可接受的判据化至可接受的判据 化至可接受的判据化至可接受的判据 化至可接受的判据化至可接受的判据 化至可接受的判据化至可接受的判据 减少减少 对其他金属结构物的干扰 对其他金属结构物的干扰 减少减少 对其他金属结构物的干扰 对其他金属结构物的干扰 在阴极保护系统服役期内提供足够的操作适应性在阴极保护系统服役期内提供足够的操作适应性以适以适在阴极保护系统服役期内提供足够的操作适应性在阴极保护系统服役期内提供足够的操作适应性以适以适 在阴极保护系统服役期内提供足够的操作适应性在阴极保护系统服役期内提供足够的操作适应性 以适以适在阴极保护系统服役期内提供足够的操作适应性在阴极保护系统服役期内提供足够的操作适应性 以适以适 应环境 防腐层和结构物运行时的预期变化 应环境 防腐层和结构物运行时的预期变化 应环境 防腐层和结构物运行时的预期变化 应环境 防腐层和结构物运行时的预期变化 确保公众及操作人员的安全和遵守各项应用规范和标准确保公众及操作人员的安全和遵守各项应用规范和标准确保公众及操作人员的安全和遵守各项应用规范和标准确保公众及操作人员的安全和遵守各项应用规范和标准 确保公众及操作人员的安全和遵守各项应用规范和标准确保公众及操作人员的安全和遵守各项应用规范和标准 确保公众及操作人员的安全和遵守各项应用规范和标准确保公众及操作人员的安全和遵守各项应用规范和标准 确保阴极保护系统设计寿命与业主或管理者所规定的结构确保阴极保护系统设计寿命与业主或管理者所规定的结构确保阴极保护系统设计寿命与业主或管理者所规定的结构确保阴极保护系统设计寿命与业主或管理者所规定的结构 物寿命或系统服役寿命物寿命或系统服役寿命 相一致 相一致 物寿命或系统服役寿命物寿命或系统服役寿命 相一致 相一致 提供一系列测试设备和监测装置 从而可以依照行业标准提供一系列测试设备和监测装置 从而可以依照行业标准提供一系列测试设备和监测装置 从而可以依照行业标准提供一系列测试设备和监测装置 从而可以依照行业标准 和规章对阴极保护系统的性能进行检测和监控 和规章对阴极保护系统的性能进行检测和监控 一些结构物的阴极保护系统设计流程是很复杂的 在一些结构物的阴极保护系统设计流程是很复杂的 在 和规章对阴极保护系统的性能进行检测和监控 和规章对阴极保护系统的性能进行检测和监控 一些结构物的阴极保护系统设计流程是很复杂的 在一些结构物的阴极保护系统设计流程是很复杂的 在 22 of 140 达到一个可接受的设计方案之前需要多次反复修改 达到一个可接受的设计方案之前需要多次反复修改 达到一个可接受的设计方案之前需要多次反复修改 达到一个可接受的设计方案之前需要多次反复修改 主要内容主要内容主要内容主要内容 设计目标设计目标设计目标设计目标 设计目标设计目标设计目标设计目标 总设计流程总设计流程总设计流程总设计流程 设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息 确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量 确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量 阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算 计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命 计算阳极数量计算阳极数量计算阳极数量计算阳极数量 计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压 阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例 23 of 140 阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例 阴极保护设计流程示例阴极保护设计流程示例阴极保护设计流程示例阴极保护设计流程示例 选择阴极保护方式选择阴极保护方式 牺牲阳极牺牲阳极外加电流外加电流牺牲阳极牺牲阳极外加电流外加电流开始开始 选择阳极类型 尺寸 重量和分 布 选择阳极类型 尺寸 重量和分 布评价结构物和环评价结构物和环 境的各种因素境的各种因素 选择阳极类型 尺寸 重量和分 布 选择阳极类型 尺寸 重量和分 布 计算阳极地床的 接地电阻 计算阳极地床的 接地电阻 确定满足设计判确定满足设计判 境的各种因素境的各种因素 计算阳极或地床 的接地电阻 输 出电流 计算阳极或地床 的接地电阻 输 出电流 选择电源型 号和功率 选择电源型 号和功率 确定满足设计判确定满足设计判 据的电流需求据的电流需求 计算阳极地床的数 量和间距 计算阳极地床的数 量和间距 计算系统寿命计算系统寿命 计算系统寿命计算系统寿命 否否否否 计算系统寿命计算系统寿命 此设计可否接受此设计可否接受 计算系统寿命计算系统寿命 是是是是 24 of 140 估算系统安装费用估算系统安装费用 估算系统安装费用估算系统安装费用 是是是是 设计完成设计完成 主要内容主要内容主要内容主要内容 设计目标设计目标设计目标设计目标 设计目标设计目标设计目标设计目标 总设计流程总设计流程总设计流程总设计流程 设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息 确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量 确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量 阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算 计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命 计算阳极数量计算阳极数量计算阳极数量计算阳极数量 计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压 阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例 25 of 140 阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例 典型的管线信息典型的管线信息典型的管线信息典型的管线信息 结构物建设说明 结构物建设说明 结构物建设说明 结构物建设说明 交流电源的可用性和获取交流电源的可用性和获取交流电源的可用性和获取交流电源的可用性和获取 途径途径 途径途径 管道材质 直径 壁厚和管道材质 直径 壁厚和 压力等级 压力等级 管道材质 直径 壁厚和管道材质 直径 壁厚和 压力等级 压力等级 管道和连接处涂层类型管道和连接处涂层类型管道和连接处涂层类型管道和连接处涂层类型 途径途径 途径途径 管道套管的数量 长度和管道套管的数量 长度和 位置 位置 管道套管的数量 长度和管道套管的数量 长度和 位置 位置 管道和连接处涂层类型管道和连接处涂层类型 管道和连接处涂层类型管道和连接处涂层类型 厚度和导电性 厚度和导电性 厚度和导电性 厚度和导电性 管道内部介质的温度管道内部介质的温度 导导管道内部介质的温度管道内部介质的温度 导导 主管线阀井的数量 位置主管线阀井的数量 位置 和操作方式及防腐层类型和操作方式及防腐层类型 主管线阀井的数量 位置主管线阀井的数量 位置 和操作方式及防腐层类型和操作方式及防腐层类型 管道内部介质的温度管道内部介质的温度 导导管道内部介质的温度管道内部介质的温度 导导 电率和工作压力范围 电率和工作压力范围 电率和工作压力范围 电率和工作压力范围 管道路由 数量以及与相管道路由 数量以及与相管道路由 数量以及与相管道路由 数量以及与相 关管道互连的位置关管道互连的位置以及以及关管道互连的位置关管道互连的位置以及以及 站场的数量 位置及设备站场的数量 位置及设备站场的数量 位置及设备站场的数量 位置及设备 如压缩机如压缩机 泵和计量器泵和计量器 如压缩机如压缩机 泵和计量器泵和计量器 关管道互连的位置关管道互连的位置 以及以及关管道互连的位置关管道互连的位置 以及以及 安装电绝缘装置的可行性安装电绝缘装置的可行性 安装电绝缘装置的可行性安装电绝缘装置的可行性 如压缩机如压缩机 泵和计量器泵和计量器 如压缩机如压缩机 泵和计量器泵和计量器 等 等 等 等 定向钻管段的数量 长度定向钻管段的数量 长度定向钻管段的数量 长度定向钻管段的数量 长度 和位置和位置和位置和位置 管线的电连续性 管线的电连续性 管线的电连续性 管线的电连续性 和位置和位置 和位置和位置 26 of 140 典型的环境信息典型的环境信息典型的环境信息典型的环境信息 土壤条件土壤条件土壤条件土壤条件 管道沿线的土壤电阻率 管道沿线的土壤电阻率 管道沿线的土壤电阻率 管道沿线的土壤电阻率 土土质信息质信息 土 土壤类型和深度壤类型和深度 土土质信息质信息 土 土壤类型和深度壤类型和深度 质信息质信息壤类型和深度壤类型和深度 质信息质信息壤类型和深度壤类型和深度 季节性湿度变化 季节性湿度变化 季节性湿度变化 季节性湿度变化 温度变化温度变化温度变化温度变化 温度变化温度变化 温度变化温度变化 ph ph 值变化 值变化 值变化 值变化 27 of 140 环境信息环境信息环境信息环境信息 续续续续 环境信息环境信息环境信息环境信息 续续续续 电电干扰影响因素干扰影响因素电电干扰影响因素干扰影响因素干扰影响因素干扰影响因素干扰影响因素干扰影响因素 外部管道或其他结构物上的外加电流阴极保护系外部管道或其他结构物上的外加电流阴极保护系外部管道或其他结构物上的外加电流阴极保护系外部管道或其他结构物上的外加电流阴极保护系 应评价是否存在以下系统 以及他们的位置和运行应评价是否存在以下系统 以及他们的位置和运行 特征 特征 应评价是否存在以下系统 以及他们的位置和运行应评价是否存在以下系统 以及他们的位置和运行 特征 特征 外部管道或其他结构物上的外加电流阴极保护系外部管道或其他结构物上的外加电流阴极保护系外部管道或其他结构物上的外加电流阴极保护系外部管道或其他结构物上的外加电流阴极保护系 统统统统 间接或直接利用大地作为电流通路的电气化运输间接或直接利用大地作为电流通路的电气化运输间接或直接利用大地作为电流通路的电气化运输间接或直接利用大地作为电流通路的电气化运输 间接或直接利用大地作为电流通路的电气化运输间接或直接利用大地作为电流通路的电气化运输间接或直接利用大地作为电流通路的电气化运输间接或直接利用大地作为电流通路的电气化运输 系统 高压直流电力线 焊接操作和其他电力系系统 高压直流电力线 焊接操作和其他电力系 统 统 系统 高压直流电力线 焊接操作和其他电力系系统 高压直流电力线 焊接操作和其他电力系 统 统 平行于管线的交流电力输 配网系统 或其与新平行于管线的交流电力输 配网系统 或其与新 建管道临近的电塔和接地装置 建管道临近的电塔和接地装置 平行于管线的交流电力输 配网系统 或其与新平行于管线的交流电力输 配网系统 或其与新 建管道临近的电塔和接地装置 建管道临近的电塔和接地装置 外部金属结构物及他们对干扰损害的敏感性外部金属结构物及他们对干扰损害的敏感性外部金属结构物及他们对干扰损害的敏感性外部金属结构物及他们对干扰损害的敏感性 外部金属结构物及他们对干扰损害的敏感性外部金属结构物及他们对干扰损害的敏感性 外部金属结构物及他们对干扰损害的敏感性外部金属结构物及他们对干扰损害的敏感性 管线对地电流和海洋电流的敏感性 管线对地电流和海洋电流的敏感性 管线对地电流和海洋电流的敏感性 管线对地电流和海洋电流的敏感性 28 of 140 环境信息环境信息环境信息环境信息 续续续续 环境信息环境信息环境信息环境信息 续续续续 其他必要信息其他必要信息其他必要信息其他必要信息 其他必要信息其他必要信息其他必要信息其他必要信息 确定适当的保护判据确定适当的保护判据 确定适当的保护判据确定适当的保护判据 确定适当的保护判据确定适当的保护判据 确定适当的保护判据确定适当的保护判据 为估算保护电流需用量的极化特性 为估算保护电流需用量的极化特性 为估算保护电流需用量的极化特性 为估算保护电流需用量的极化特性 结构物的衰减特性 结构物的衰减特性 结构物的衰减特性 结构物的衰减特性 规定和许可的其他要求规定和许可的其他要求 规定和许可的其他要求规定和许可的其他要求 规定和许可的其他要求规定和许可的其他要求 规定和许可的其他要求规定和许可的其他要求 29 of 140 典型的现场调研典型的现场调研典型的现场调研典型的现场调研典型的现场调研典型的现场调研典型的现场调研典型的现场调研 沿路由管道埋深处以及更深处 预期安装沿路由管道埋深处以及更深处 预期安装 外加电流地床和牺牲阳极地床位置处的土外加电流地床和牺牲阳极地床位置处的土 沿路由管道埋深处以及更深处 预期安装沿路由管道埋深处以及更深处 预期安装 外加电流地床和牺牲阳极地床位置处的土外加电流地床和牺牲阳极地床位置处的土 壤电阻率壤电阻率 壤电阻率壤电阻率 壤电阻率壤电阻率 壤电阻率壤电阻率 沿管线进行表观调查 判断是否可获得外沿管线进行表观调查 判断是否可获得外沿管线进行表观调查 判断是否可获得外沿管线进行表观调查 判断是否可获得外 加电流阴极保护系统电源加电流阴极保护系统电源 加电流阴极保护系统电源加电流阴极保护系统电源 加电流阴极保护系统电源加电流阴极保护系统电源 加电流阴极保护系统电源加电流阴极保护系统电源 对与交流输电线路平行的管线路由 在一对与交流输电线路平行的管线路由 在一对与交流输电线路平行的管线路由 在一对与交流输电线路平行的管线路由 在一 条绝缘电缆上进行交流感应电压测试条绝缘电缆上进行交流感应电压测试 条绝缘电缆上进行交流感应电压测试条绝缘电缆上进行交流感应电压测试 条绝缘电缆上进行交流感应电压测试条绝缘电缆上进行交流感应电压测试 条绝缘电缆上进行交流感应电压测试条绝缘电缆上进行交流感应电压测试 在裸管上查找 定位长线腐蚀 热点 在裸管上查找 定位长线腐蚀 热点 在裸管上查找 定位长线腐蚀 热点 在裸管上查找 定位长线腐蚀 热点 30 of 140 主要内容主要内容主要内容主要内容 设计目标设计目标设计目标设计目标 设计目标设计目标设计目标设计目标 总设计流程总设计流程总设计流程总设计流程 设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息 确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量 确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量确定电流需求量 阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算阴极保护回路电阻计算 计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命计算阴极保护系统的电化学容量和寿命 计算阳极数量计算阳极数量计算阳极数量计算阳极数量 计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压计算阴极保护系统的驱动电压 阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例 31 of 140 阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例阴极保护设计计算举例 测试片电流密度与断电电位的函数关系测试片电流密度与断电电位的函数关系测试片电流密度与断电电位的函数关系测试片电流密度与断电电位的函数关系 elkins greenup plain city 0 2 0 0 victoriaville plain city roswell saginaw thill 0 4 0 2 thomasville trinidad 0 8 0 6 1 2 1 0 1 6 1 4 0 010 101101001000 1 6 current density ma ft a cm 22 32 of 140 造成电流密度如此大幅度变化的一个主要因素造成电流密度如此大幅度变化的一个主要因素 是溶解氧在钢是溶解氧在钢 造成电流密度如此大幅度变化的一个主要因素造成电流密度如此大幅度变化的一个主要因素 是溶解氧在钢是溶解氧在钢 土壤界面处的聚集程度 土壤界面处的聚集程度 土壤界面处的聚集程度 土壤界面处的聚集程度 碳钢电极在沙土和粘土中长期极化测试时的瞬间断碳钢电极在沙土和粘土中长期极化测试时的瞬间断碳钢电极在沙土和粘土中长期极化测试时的瞬间断碳钢电极在沙土和粘土中长期极化测试时的瞬间断 电电位与电流密度关系电电位与电流密度关系电电位与电流密度关系电电位与电流密度关系 粘粘粘粘 土土 沙 土 沙 土 33 of 140 通气状况影响电流密度需求通气状况影响电流密度需求通气状况影响电流密度需求通气状况影响电流密度需求 溶解氧向表面的扩散速度通过影响以下反应溶解氧向表面的扩散速度通过影响以下反应溶解氧向表面的扩散速度通过影响以下反应溶解氧向表面的扩散速度通过影响以下反应 来决定阴极极化程度来决定阴极极化程度来决定阴极极化程度来决定阴极极化程度来决定阴极极化程度来决定阴极极化程度 来决定阴极极化程度来决定阴极极化程度 o2 dissolved 2h2o 4e 4oh 34 of 140 钢在钢在钢在钢在phph为为为为7 7的通气溶液和不通气溶液中的阴极极的通气溶液和不通气溶液中的阴极极的通气溶液和不通气溶液中的阴极极的通气溶液和不通气溶液中的阴极极 化特征化特征化特征化特征化特征化特征化特征化特征 通气溶液通气溶液通气溶液通气溶液 氧还原反氧还原反 应应 不通气溶不通气溶不通气溶不通气溶 液液 析氢反应析氢反应析氢反应析氢反应 35 of 140 根据电流密度计算总保护电流根据电流密度计算总保护电流根据电流密度计算总保护电流根据电流密度计算总保护电流 对于裸金属对于裸金属对于裸金属对于裸金属 对于涂层结构对于涂层结构对于涂层结构对于涂层结构 36 of 140 无防腐层的近海钻井平台不同区域的电流密度需求无防腐层的近海钻井平台不同区域的电流密度需求无防腐层的近海钻井平台不同区域的电流密度需求无防腐层的近海钻井平台不同区域的电流密度需求 0 205 350 areas sq meters water line elevation m zone 1 icp 150 ma m 2 hv 30 318 05 806 60 423 1118 1849 zone 2 icp 60 ma m 2 120 90 646 1849 p 150 120 1055 2167 1971 mud line 1572 mud5005 zone 3 icp 10 ma m 2 37 of 140 h column is surface area of horizontal structural members v column is surface area of vertical structural members 电流需求量电流需求量 的确定方法的确定方法电流需求量电流需求量 的确定方法的确定方法 通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度 根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算 根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算 电流需求量电流需求量电流需求量电流需求量 估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物 估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物 的电流需求量的电流需求量的电流需求量的电流需求量 现场测试法现场测试法现场测试法现场测试法 38 of 140 电流需求量电流需求量 的确定方法的确定方法电流需求量电流需求量 的确定方法的确定方法 通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度 根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算 根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算 电流需求量电流需求量电流需求量电流需求量 估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物 估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物 的电流需求量的电流需求量的电流需求量的电流需求量 现场测试法现场测试法现场测试法现场测试法 39 of 140 文献中有关钢在不同环境中所需电流密度范围表文献中有关钢在不同环境中所需电流密度范围表文献中有关钢在不同环境中所需电流密度范围表文献中有关钢在不同环境中所需电流密度范围表 40 of 140 不同的金属阴极极化到不同的金属阴极极化到不同的金属阴极极化到不同的金属阴极极化到典型的电流密度需求典型的电流密度需求典型的电流密度需求典型的电流密度需求不同的金属阴极极化到不同的金属阴极极化到不同的金属阴极极化到不同的金属阴极极化到 850mvcse850mvcse典型的电流密度需求典型的电流密度需求典型的电流密度需求典型的电流密度需求 typeof groundingclay 1 sand 2 type of grounding electrode material clay a cm 2 sand a cm 2 carbon steel 0 1 20 copper 0 1 100 tinned copper 0 1 20 high silicon iron 0 1 20 stainless steel 0 1 8 1 nonaerated low resistivity 1800 cm 2 well drained aerated high resistivity 50 000 cm cm 要提高文献中所引用电流需求量的正确性 比较要提高文献中所引用电流需求量的正确性 比较要提高文献中所引用电流需求量的正确性 比较要提高文献中所引用电流需求量的正确性 比较 好的方法是查阅应用条件最接近的工程的电流需用量好的方法是查阅应用条件最接近的工程的电流需用量好的方法是查阅应用条件最接近的工程的电流需用量好的方法是查阅应用条件最接近的工程的电流需用量好的方法是查阅应用条件最接近的工程的电流需用量好的方法是查阅应用条件最接近的工程的电流需用量 好的方法是查阅应用条件最接近的工程的电流需用量好的方法是查阅应用条件最接近的工程的电流需用量 电流需求量电流需求量 的确定方法的确定方法电流需求量电流需求量 的确定方法的确定方法 通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度 根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算 根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算 电流需求量电流需求量电流需求量电流需求量 估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物 估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物 的电流需求量的电流需求量的电流需求量的电流需求量 现场测试法现场测试法现场测试法现场测试法 42 of 140 根据类似结构物在类似条件下的经验根据类似结构物在类似条件下的经验根据类似结构物在类似条件下的经验根据类似结构物在类似条件下的经验根据类似结构物在类似条件下的经验根据类似结构物在类似条件下的经验根据类似结构物在类似条件下的经验根据类似结构物在类似条件下的经验 值估算电流需求量值估算电流需求量值估算电流需求量值估算电流需求量 采用在过去已被证明成功的电流密度值 可采用以采用在过去已被证明成功的电流密度值 可采用以 下下 采用在过去已被证明成功的电流密度值 可采用以采用在过去已被证明成功的电流密度值 可采用以 下下3 3种方法 种方法 种方法 种方法 每单位防腐层面积的电流密度每单位防腐层面积的电流密度每单位防腐层面积的电流密度每单位防腐层面积的电流密度 i icp coated cp coated 估算裸露面积大小 按比例放大后每单位估算裸露面积大小 按比例放大后每单位 面积的面积的估算裸露面积大小 按比例放大后每单位估算裸露面积大小 按比例放大后每单位 面积的面积的 电流密度电流密度电流密度电流密度电流密度电流密度 电流密度电流密度 在类似环境中 实际结构物每单位面积的电流大在类似环境中 实际结构物每单位面积的电流大在类似环境中 实际结构物每单位面积的电流大在类似环境中 实际结构物每单位面积的电流大 小小小小小小 小小 如果应用条件与以往如果应用条件与以往工工程的应用条件有显著差异时程的应用条件有显著差异时 如果应用条件与以往如果应用条件与以往工工程的应用条件有显著差异时程的应用条件有显著差异时 如果应用条件与以往程的应用条件有显著差异时如果应用条件与以往程的应用条件有显著差异时 如果应用条件与以往程的应用条件有显著差异时如果应用条件与以往程的应用条件有显著差异时 上述各方法的缺点就暴露出来了上述各方法的缺点就暴露出来了上述各方法的缺点就暴露出来了上述各方法的缺点就暴露出来了 43 of 140 电流需求量电流需求量 的确定方法的确定方法电流需求量电流需求量 的确定方法的确定方法 通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度 根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算 根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算 电流需求量电流需求量电流需求量电流需求量 估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物 估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物 的电流需求量的电流需求量的电流需求量的电流需求量 现场测试法现场测试法现场测试法现场测试法 44 of 140 估算裸露面积百分率以确定防腐层估算裸露面积百分率以确定防腐层估算裸露面积百分率以确定防腐层估算裸露面积百分率以确定防腐层估算裸露面积百分率以确定防腐层估算裸露面积百分率以确定防腐层估算裸露面积百分率以确定防腐层估算裸露面积百分率以确定防腐层 结构物的电流需求量结构物的电流需求量结构物的电流需求量结构物的电流需求量 对于有防腐层的结构物 通常先估算防腐层中裸对于有防腐层的结构物 通常先估算防腐层中裸 露面积百分率 然后再乘以与环境条件相适应的露面积百分率 然后再乘以与环境条件相适应的 对于有防腐层的结构物 通常先估算防腐层中裸对于有防腐层的结构物 通常先估算防腐层中裸 露面积百分率 然后再乘以与环境条件相适应的露面积百分率 然后再乘以与环境条件相适应的 电流密度电流密度即获得所需的保护电流密度需求即获得所需的保护电流密度需求电流密度电流密度即获得所需的保护电流密度需求即获得所需的保护电流密度需求电流密度电流密度 即即可可获得所需的保护电流密度需求获得所需的保护电流密度需求 电流密度电流密度 即即可可获得所需的保护电流密度需求获得所需的保护电流密度需求 例如 对于结构物当考虑有例如 对于结构物当考虑有 例如 对于结构物当考虑有例如 对于结构物当考虑有1 1 裸露面积 裸露面裸露面积 裸露面裸露面积 裸露面裸露面积 裸露面 积的电流密度为积的电流密度为积的电流密度为积的电流密度为 20ma m20ma m2 2则防腐层结构的电流则防腐层结构的电流则防腐层结构的电流则防腐层结构的电流积的电流密度为积的电流密度为积的电流密度为积的电流密度为 20ma m20ma m 则防腐层结构的电流 则防腐层结构的电流则防腐层结构的电流则防腐层结构的电流 密度需求为 密度需求为 密度需求为 密度需求为 bare barecp cp 100 bare ii 0 01 20ma m 2 0 2ma m 2 0 02ma ft2 45 of 140 电流需求量电流需求量 的确定方法的确定方法电流需求量电流需求量 的确定方法的确定方法 通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度通过文献资料查阅获得电流密度 根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算 根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算根据类似结构物在类似条件下的经验值估算 电流需求量电流需求量电流需求量电流需求量 估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物 估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物估算裸露面积百分率以确定防腐层结构物 的电流需求量的电流需求量的电流需求量的电流需求量 现场测试法现场测试法现场测试法现场测试法 46 of 140 现场测试法确定电流需求现场测试法确定电流需求现场测试法确定电流需求现场测试法确定电流需求现场测试法确定电流需求现场测试法确定电流需求现场测试法确定电流需求现场测试法确定电流需求 a a v remote groundremote ground it remote groundremote ground coated pipecoated pipe 47 of 140 coated pipecoated pipe 极化偏移方法极化偏移方法极化偏移方法极化偏移方法极化偏移方法极化偏移方法极化偏移方法极化偏移方法 施加一个测试电流并持续一定的时间 直至极化施加一个测试电流并持续一定的时间 直至极化施加一个测试电流并持续一定的时间 直至极化施加一个测试电流并持续一定的时间 直至极化 电位的变化趋于零电位的变化趋于零电位的变化趋于零电位的变化趋于零 电位的变化趋于零电位的变化趋于零 电位的变化趋于零电位的变化趋于零 在每个测试点处的极化电位偏移可由瞬时断电电在每个测试点处的极化电位偏移可由瞬时断电电在每个测试点处的极化电位偏移可由瞬时断电电在每个测试点处的极化电位偏移可由瞬时断电电 0 t e p 在每个测试点处的极化电位偏移可由瞬时断电电在每个测试点处的极化电位偏移可由瞬时断电电在每个测试点处的极化电位偏移可由瞬时断电电在每个测试点处的极化电位偏移可由瞬时断电电 位 极化电位 位 极化电位 位 极化电位 位 极化电位 e ep p 减去腐蚀电位减去腐蚀电位减去腐蚀电位减去腐蚀电位 e ecorr corr ep ep e corr 将阴极保护要求的极化偏移量 如将阴极保护要求的极化偏移量 如将阴极保护要求的极化偏移量 如将阴极保护要求的极化偏移量 如100mv100mv 除以 除以 实际测试所得的极化偏移量 再乘以测试电流即实际测试所得的极化偏移量 再乘以测试电流即 除以 除以 实际测试所得的极化偏移量 再乘以测试电流即实际测试所得的极化偏移量 再乘以测试电流即 可得到所需的电流量可得到所需的电流量可得到所需的电流量可得到所需的电流量可得到所需的电流量可得到所需的电流量 可得到所需的电流量可得到所需的电流量 i mv100 i 48 of 140 t p cp i e i 现场极化曲线测试方法现场极化曲线测试方法现场极化曲线测试方法现场极化曲线测试方法现场极化曲线测试方法现场极化曲线测试方法现场极化曲线测试方法现场极化曲线测试方法 极化曲线极化曲线极化曲线极化曲线 e log i e log i 给出了极化电位和电流的给出了极化电位和电流的 关系 其中塔菲尔段开始偏离数据的点处可关系 其中塔菲尔段开始偏离数据的点处可 给出了极化电位和电流的给出了极化电位和电流的 关系 其中塔菲尔段开始偏离数据的点处可关系 其中塔菲尔段开始偏离数据的点处可 认为是阴极保护电流需用量认为是阴极保护电流需用量认为是阴极保护电流需用量认为是阴极保护电流需用量 icpicp 极化偏移量为极化偏移量为极化偏移量为极化偏移量为100 mv100 mv 49 of 140 阴极极化曲线及确定阴极极化曲线及确定阴极极化曲线及确定阴极极化曲线及确定 阴极保护电流需求阴极保护电流需求阴极保护电流需求阴极保护电流需求阴极保护电流需求阴极保护电流需求阴极保护电流需求阴极保护电流需求 i icp cp 50 of 140 主要内容主要内容主要内容主要内容 设计目标设计目标设计目标设计目标 设计目标设计目标设计目标设计目标 总设计流程总设计流程总设计流程总设计流程 设计需要收集的数据信息设计需要收集的数据信息设计需要收