值得注意的是,阴极保护干扰的评价往往取决于阴极保护工程师的专业判断。显然,仅仅依靠这样的主观判断是不能令人满意的。本文对这个问题提出了更科学的方法。

         理想条件下,评价阴极保护干扰最好方法是确定阴极保护系统在不相关的构筑物上引起的电流密度的变化。电流密度是评价阴极保护干扰更可靠的参数,因为它与金属损失量成正比。但是,因为过去缺乏这样的技术来确定阴极保护是如何影响在不相关的构筑物上的电流分布的,所以阻碍了这种方法的采用。

         确定不相关的构筑物对阴极保护系统的响应是不可忽视的,因为,它与下列三件事情有关系:

l          不相关的构筑物与阴极保护系统产生的电场的相对位置;

l          电场的大小;

l          不相关的构筑物对这样干扰的电化学响应。

在开发出高速计算机和新型计算机模型技术之前,这一直是个不能超

越的难题。但是,边界元方法的发展最终提供了完成这些任务的必要工具。

         在本项研究中,应用英国BEASY软件开发公司的腐蚀与阴极保护软件可以预测阴极保护对埋地构筑物的干扰程度。应用这样的信息可以优化阴极保护的设计,从而最大程度减小阴极保护干扰。

二、                预测管道保护

通常,结合应用管道防腐层和阴极保护实现管道外腐蚀的防护,其中,

阴极保护是用于保护那些防腐不当的管段或者防腐层破损的部位。管道防腐层的缺陷会使钢管暴露在外,这样的缺陷叫做“漏涂点”。

         常用的阳极电阻公式忽略了管子上电流与电位的分布,这样的公式不足以对有漏涂点的管道建立模型。为多条管道建立模型时,也必须考虑到电流与电位的分布。防腐层质量的变化以及杂散电流的干扰等因素,对阴极保护系统的质量也有影响。

在设计和维护地下构筑物(如管道、储罐、隧道等)中,另一个重要因素是来自电力线、铁路和其他电源的电气干扰(电气污染)。传统的电阻公式不足以将这些复杂的交互作用建立成模型。

2.1      建立地下构筑物的模型

在此用途中,研究了保护两条管道的阴极保护系统的性能,这两条管

道沿着管带路线铺设,两者相隔仅0.6 m。一条管道沿着模型管道长度在中途成45°角偏离管带走向。每条管道的外径为1.8 m,包括厚度为6.0 x 10-4 m的防腐层。管子埋深3.0 m。

         一系列远地阳极地床被分配到每个单独的管子阴极保护系统,并且,沿着管子长度相隔一定距离交错安置。这些阳极长18.3 m,直径0.3 m,模型中,阳极处于土壤表面下方79.2 m处。这个距离远得足够认为阳极处于远地了。

         分析中最感兴趣的区域是45°管子的弯头处。为建立电流与电位围绕两条管道圆周的分步状况,如图3所示,将两条管道45°弯头两侧13.7 m长度的表面用三维边界元离散开。超出这个区域,采用英国BEASY软件开发公司的“管子”单元,其假定均匀的径向电流密度分布。管型单元适合沿着管道的电位与电流密度充分平均分布的情况(即不需要围绕管子的圆周变化)。电位大小和电流需要量可以用于设计目的,但是,用这种类型单元无法表达非常局部的缺陷的影响。

         在远地边界模型中包含的管子具有零正常通量密度,如图2所示。

图2 BEASY模型显示远地边界的几何表面、阳极和两条管道

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