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埋地管道阴极保护电位参数及电位测试技术研究

黄腾飞  
【摘要】:通常采用阴极保护和有机涂层对埋地管道进行联合保护。尽管安装阴极保护系统,但由于测试方法的不正确及对电位规范的错误理解,大部分埋地管道并不能得到有效保护,因此,埋地管道的腐蚀问题仍然很严重。对天然气管道输送系统的阴极保护进行正确评价取决于阴极保护规范的准确应用,包括准确的测量管道电位,采用正确的电位规范,并保证每次测量的准确性,因此,如何测量埋地管道的真实电位并正确运用电位规范是阴极保护系统进行评价的重要步骤。根据NACE规范RP0169-96的要求,在电位测量时,必须考虑或消除土壤所引起的IR降,最近几年,对于电位测量技术及电位规范的研究正在升温,特别是采用试片法对油气输送管道阴极保护效果进行监测越来越引起人们的重视。 在本论文中,选择西南油气田某输气管道不同类型土壤进行了研究。通过电化学测量技术对土壤的腐蚀性进行了评价,并研究了16Mn钢在土壤中的阴极极化行为。-100mV极化值和-850mV电位下,通过交流阻抗技术及失重试验研究了对钢试样的阴极保护效果,并通过SEM及EDS表面分析技术对试样的显微形貌和腐蚀产物进行了分析。在电位测量中,采用辅助试片断电法对阴极保护电位进行监测和评价。 通过对16Mn钢在不同类型及湿度下的交流阻抗图谱进行分析,得到了不同条件下的等效电路,结果表明:湿度是影响土壤腐蚀行为的显著的因素。依据R_t-E_(e,c)曲线图,确定了钢在土壤中的最佳保护电位。研究表明在-100mV极化值和-850mV电位下,对钢试样的保护效果接近的,在某些条件下,-100mV极化值的保护效果要优于-850mV电位。因此-100mV极化值也是最有效和实用的保护电位规范,特别适用于裸露及涂层质量很差的埋地管道,因为,在上述情况下,管道的电位要达到-850mV需要非常大的保护电流。根据试验结果,推荐在低湿度的条件下涂层管道的最大保护电位为-1.2V,在中湿度和高湿度下,最大保护电位为-1.0V。 研究表明:试片与管道涂层相同面积缺陷处的极化行为基本一致。与大尺 寸试片相比,小试片更容易极化,只有试片裸露面积与管道涂层破损面积相当 时,其断电电位与涂层破损处的管道断电电位相一致;同时试片与管道随极化 电位变化的规律是一致的,试片与管道间的这种极化行为关系是很重要的,从 而可以证实通过试片来评价阴极保护系统的有效性是有意义的。现场应用结果 也表明试片法可以有效的消除土壤IR降的影响,是对阴极保护效果进行监测有 效的方法。 论文通过交流阻抗测试技术对土壤的阴极极化行为进行了详细研究,首次 通过Rt一Ee,。曲线图,对最佳保护电位进行了深入探讨。同时深入研究了辅助试 片断电法,采用试片法对管道阴极保护有效性进行评价是一种可靠的方法,特 别是在常规断电测试不能进行以及存在杂散电流干扰的情况下,可以通过试片 对管道阴极保护效果进行监测。 研究成果在西南油气田某输气管道得到了应用和验证。 关键词:阴极保护试片等效电路阴极极化腐蚀性最佳保护电位


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