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《西南石油大学》 2016年
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交流干扰对埋地管道阴极保护效果的影响研究

李佳佳  
【摘要】:随着社会的快速发展,能源行业和交通运输业也蓬勃发展。目前,特高压输电逐渐进入到我国电力的建设当中。由于输电线路、电气化铁路以及埋地管道的铺设都遵循路权择优的原则,且近年来发展空间受到限制,三者之间不可避免地出现平行、交叉甚至公用走廊的现象。此外,管道涂层性能的改善使管道绝缘性能大大提升,管道接地电阻降低,交流干扰电压增大,交流干扰现象越来越严重。目前国内外对交流腐蚀机理、交流干扰程度判断指标以及交流干扰对管道阴极保护效果的影响都存在争议,现场无法对交流干扰下埋地管道的阴极保护效果进行判定。本论文以JN线埋地管道交流干扰情况为研究对象,通过室内模拟实验,采用失重法、电化学测量法、腐蚀形貌分析法等,研究交流干扰对埋地管道阴极保护效果的影响,主要包括以下三个方面:首先,对JN线现场阴极保护状态及交流干扰情况进行检测,根据检测结果确定了室内模拟实验交流电流密度范围及交流电流频率,制定室内模拟实验方案;然后,通过室内实验研究交流干扰对埋地管道腐蚀行为的影响,室内模拟实验主要分为三部分。第一部分,在无阴极保护状态下,通过分析交流干扰下腐蚀电位、极化曲线及腐蚀速率的变化,研究埋地管道钢的交流腐蚀规律;第二部分,通过失重实验及试样腐蚀前后宏观形貌分析,研究交流干扰下现有阴极保护准则的有效性,发现交流干扰下现有阴极保护准则已失效;第三部分研究提高阴极保护水平后,管道钢交流腐蚀行为的变化。通过分析试样腐蚀速率、阴极保护程度及阴极保护效率,得到交流干扰下的最佳阴极保护电位,并根据直流电位的变化及交直流耦合电位的变化分析交流干扰对阴极保护电位的影响规律;最后,根据实验结论,对JN线交流干扰腐蚀程度进行预测,根据预测结果制定了交流干扰缓解方案,并对交流干扰缓解方案实施效果进行评价。评价结果表明,由交流腐蚀程度预测结果制定的缓解方案是有效的。通过研究交流干扰对埋地管道阴极保护效果的影响,可以客观地预测交流干扰下埋地管道的交流腐蚀程度,判断阴极保护系统的效果,并指导交流干扰缓解方案的设计。研究成果对降低管道交流腐蚀风险,保障管道安全运行具有重要的意义。
【关键词】:交流干扰 阴极保护电位 腐蚀速率 电流密度
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TE988.2
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-7
  • 第1章 绪论7-20
  • 1.1 研究背景7-8
  • 1.2 国内外研究现状8-18
  • 1.2.1 交流干扰腐蚀机理模型研究现状8-12
  • 1.2.2 交流干扰程度判断指标国内外现状12-16
  • 1.2.3 交流干扰对阴极保护的影响研究现状16-18
  • 1.3 研究目的与意义18
  • 1.4 研究内容与技术路线18-19
  • 1.4.1 研究内容18-19
  • 1.4.2 技术路线19
  • 1.5 创新点19-20
  • 第2章 交流干扰与阴极保护电位检测分析20-30
  • 2.1 土壤电阻率检测20-21
  • 2.2 交流干扰电压检测21-26
  • 2.2.1 初次检测结果22-24
  • 2.2.2 第二次检测结果24-26
  • 2.3 交流干扰信号频率检测26-28
  • 2.4 阴极保护电位检测28-29
  • 2.5 小结29-30
  • 第3章 交流干扰腐蚀模拟实验方案设计30-40
  • 3.1 金属腐蚀实验方法30-33
  • 3.1.1 试样失重分析法30-31
  • 3.1.2 电化学测量法31-33
  • 3.2 交流腐蚀模拟实验装置及设备33-37
  • 3.2.1 实验装置的比选33-34
  • 3.2.2 实验设备34-35
  • 3.2.3 实验材料的制备35-37
  • 3.3 实验参数的选取37
  • 3.4 实验内容及实验过程37-39
  • 3.5 小结39-40
  • 第4章 交流干扰对管道腐蚀规律研究40-69
  • 4.1 无阴极保护状态下交流干扰腐蚀规律研究40-49
  • 4.1.1 交流电流对管线钢腐蚀电位的影响40-45
  • 4.1.2 交流电流对管线钢极化行为的影响45-46
  • 4.1.3 交流电流密度对管线钢腐蚀速率的影响46-49
  • 4.2 交流干扰下现有阴极保护准则有效性验证49-53
  • 4.2.1 交流干扰下-0.85V CSE阴极保护电位准则验证50-51
  • 4.2.2 交流干扰下负向偏移100mV阴极保护准则验证51-53
  • 4.3 提高阴极保护电位时试样交流腐蚀行为分析53-56
  • 4.3.1 不同阴极保护电位下的试样交流腐蚀形貌53-54
  • 4.3.2 不同阴极保护电位下的试样交流腐蚀速率54-56
  • 4.4 阴极保护状态下交流腐蚀规律研究56-68
  • 4.4.1 交流干扰下阴极保护准则研究56-60
  • 4.4.2 交流电流对管线钢直流电位的影响60-66
  • 4.4.3 交流电流对管线钢交直流耦合电位分析66-68
  • 4.5 小结68-69
  • 第5章 JN线交流干扰缓解方案设计与评价69-78
  • 5.1 JN线交流腐蚀程度预测69-70
  • 5.2 交流干扰缓解方案设计70-72
  • 5.2.1 缓解线70
  • 5.2.2 交流排流装置70-71
  • 5.2.3 JN线交流干扰缓解方案71-72
  • 5.3 JN线交流干扰排流效果评价72-76
  • 5.3.1 交流排流效果评判准则72
  • 5.3.2 JN线排流效果评价72-76
  • 5.4 小结76-78
  • 第6章 结论及展望78-80
  • 6.1 结论78
  • 6.2 展望78-80
  • 致谢80-81
  • 参考文献81-86
  • 附录86-87
  • 攻读硕士学位期间发表的论文科研成果87

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