Cathodic Protection is Moving to the Numerical Simulation Era

Jacques Parlongue与Leslie Bortels，比利时Elsyca公司

王向农译自美国《Pipeline & Gas Journal》杂志2009年10月刊

       由于管网越来越密，管道经营方正面对日益加剧的直流干扰问题。而且，在越来越复杂的公用工程管廊内，对交流电腐蚀的影响也有许多争论。

         管网与储罐的阴极保护系统涉及越来越复杂的技术问题，新技术标准要求在设计阶段采用建模技术，如荷兰NPR2760-1991“De wederzijdse beïnvloeding van buisleidingen en hoogspan nings-verbindingen”（管道与高压输电线路的相互影响）标准，要求减缓交流电对管道的腐蚀影响。

         随着管道外腐蚀直接评价（ECDA）技术的发展以及管道完整性管理数据库的标准化，管道经营企业的经理们期待开发出计算机模拟工具，帮助优化管道腐蚀的调查和维护方案。

         今天数值模拟技术的发展已经完全有能力建立起复杂干扰条件下阴极保护系统的电化学特性的数学模型。

图1 地下储罐三维断电电位分布图

应用

         对于任何工程应用，模拟模型加快了优化设计和方案评价的过程。技术还在不断发展中，当现场数据采集与模拟模型紧密联系时，可以达到最大的效果，最终优化了管道系统完整性管理工作。在管道和储罐阴极保护方面的实际用途包括：

l          在设计阶段，模拟模型的应用取决于设施配置的复杂程度以及适用的标准。模型类型的选择在很大程度上与采集数据的类型和质量有密切的关系。唯有先进的边界元方法（BEM）模型和有限元方法（FEM）模型才能够通过确定消除IR降的电位来优化阴极保护系统的设计。

l          为了减缓直流电与交流电的影响，模拟模型要显示邻近部件干扰的详细调查结果。直流电与交流电干扰都能够建立模型，并采取优化减缓措施。

l          对于现场调查，在直流电位梯度（DCVG）活动的预评价阶段要采用子网络模型。有此模型可以进行现场调查的虚拟规划，并且有助于确定整流器最佳干扰方案等。

l          对于管道的完整性管理，能够建立起完整的管道网络的模型，并且输入管道外腐蚀直接评价（ECDA）数据。然后，用此模型能够作为直接评价信息与通电电位的连续监测两者的连接。当所监测的数据变化时，此模拟模型能够查明根本原因以及它们对管道完整性的影响，从而成为优化维护方案的强大工具。

图2 埋地管道网络阴极保护系统的模拟

图3 减轻交流电对埋地管道的影响