图8所示是得到的计算出的沿着整个管道网络的断电OFF电位。在图9中,已经列出了实际的断电OFF电位和对应的模拟的断电OFF电位。由图可见,两者拟合得非常好。
3.3 小结
         根据先进的模拟技术安装单一的深井地床的益处归纳如下:
l          模拟值与实际断电OFF电位非常接近;
l          可以依据模拟的电源电流和模拟的防腐层电导;
l          40000 m距离上实际需要的电流与模拟的电流的差额在15%以内;
l          表明并且证实施工损伤最小;
l          采用脉冲编码调制(PCM)/直流电压梯度(DCVG)调查后可进一步缩小差额;
l          只有在脉冲编码调制(PCM)/直流电压梯度(DCVG)和CIPS调查后,模拟的通电ON电位和实际的通电ON电位才能得到验证;
l          通电ON电位取决于IR(欧姆)差错 – 混合电位;
l          需要评价缺陷的位置(在进行中);
l          需要评价缺陷的大小(阴极保护电流消耗量)(在进行中);
l          技术与现场实际数据的极大可靠性;
l          因为采用模拟技术,已经设计出最佳阴极保护系统,使保护效果更好,费用更低(投资+维护);
l          总的费用节约(材料、安装、人工等)估计达到25万欧元!!!
图8计算出的断电OFF电位
图9实测的断电OFF电位和计算出的断电OFF电位的比较
四、结论
         在本文中,已经证实数值模拟能够成为管道网络设计和评价的极有价值的工具。
         在第一个例子中,通过与沿着现有管道网络的管道干线实测的通电ON电位与断电OFF电位的比较,已经评价了整个模型。根据得到的有限的实验数据,对提出的防腐层质量得出的平均值,实测的通电ON电位和断电OFF电位与计算值拟合得非常好。还需要根据土壤电阻率和防腐层电阻测量值进行进一步的评价,这项工作已经列入今后的计划。在管道穿越附近铁路的地方,需要进行额外的管地电位测量,并且需要与计算值进行比较,以便在处理直流牵引机车的杂散电流问题时,验证模型的有效性。这些额外的验证工作不久将安排进行。
         在本文第二个例子中,用模拟工具设计管道网络新的阴极保护系统。用此模拟工具代替传统的Excel电子数据表公式计算,使阴极保护系统的成本得到优化,因为优化后维护只需要用一个地床,而标准模拟建议采用三个地床。安装地床后实测的和模拟的断电OFF电位的验证表明,整个管道网络按照指南受到了保护,计算值与实测值的比较是非常良好的。
参考文献
[1] F. Brichau , “A Mathematical Model for the Cathodic Protection of Underground Pipelines including Stray Currents”, Ph. D Thesis, Brussels, 1994.
[2] F. Brichau, J. Deconinck, “A Numerical Model for Cathodic Protection of Buried Pipes”, Corrosion, 50 (1994), 39-49.
[3] F. Brichau, J. Deconinck, T. Driesens, “Modeling of Underground Cathodic Protection Stray Currents”, Corrosion, 52 (1996), 480-488.
[4] L. Bortels, “A User-Friendly Simulation Software for the Cathodic Protection of Large Networks of Buried Pipelines Influenced by DC-Traction Stray Currents”,
Paper #02113, NACE2002 Conference, Denver, 2002.
[5] CatProV1.4 User Manual, www.elsyca.com.
[6] A.W. Peabody, “Control of Pipeline Corrosion – second edition”, NACE International, The Corrosion Society, 2001.
[7] M. E. Orazem, J. M. Esteban, K. J. Kennelley, and R. M. Degerstedt, “Mathematical Models for CathodicProtection of an UndergroundPipeline with Coating Holidays: 2. Case Studies of Parallel Anode CPSystems”, Corrosion, 53 (1997), 427-436.
[8] “Théorie et Pratique de la Protection contre la Corrosion des Structures Enterrées”, Académie des Sciences URSS –CEBEDOC, Moskow, 1958.
[9] “Cathodic Protection Level 3 Training Manual”, NACE International, 2000.

[注解] 本报告首次在2009年6月罗马尼亚第7届国际腐蚀会议上发表。

分页阅读: 上一页 1 2 3