英国BEASY软件开发公司Robert Adey著   王向农译

摘要：

         计算机模型技术最新的发展已经可以用计算机模型模拟环境和金属表面的电化学过程，由此能够预测管道的状况。计算机在管道的动态监测方面也发挥了重要的作用，计算机能够实时监测管道中的重要参数，并且对发现的异常情况迅速发出报警。尽管有这些优点，目前的系统仍然需要频繁的调查和执行检查程序。

         目前困扰管道工程师的另一个大问题是干扰。由于地下构筑物变得越来越复杂，其他来源的杂散电流（如平行的或者跨越的管道、工业装置、城市电力轨道交通设施）能够与地下钢构筑物接触。这些杂散电流不仅降低了系统抑制腐蚀的能力，有些情况下，甚至使阴极保护过程朝相反方向发生，反而加速了部分构筑物的腐蚀。

         考虑到这些因素，看来作为设计过程的一部分，腐蚀工程师应当有能力预测地下电场的相互作用。应用腐蚀模拟软件作为设计工具，就能够克服地下电场复杂的相互作用的困难，作出可靠的估计。腐蚀模拟软件不仅能够帮助理解复杂的腐蚀特性，而且能够对阴极保护系统设计迅速而又经济地作出评价。

         本文叙述了计算机模拟的背景和能力，讨论了其在管道完整性管理中的作用。列举的用途包括下列方面：

l         阴极保护设计的自动优化。例如，就管道系统的基本布置而言，可以预测阳极的最佳位置和大小，达到要求的保护水平。

l         预测发生的干扰并对建议的应对方案作出评价。

一、            引言

阴极保护系统已经广泛用于防止构筑物腐蚀，特别是那些构筑物的腐

蚀会造成严重后果的地方，如使财产损失、环境破坏以至造成人员伤亡。如果能够正确设计和运行，这些阴极保护系统能够降低腐蚀速率，由此延长构筑物的预期使用寿命。

         然而，此项技术的应用也会对其他构筑物产生干扰。当附近钢构筑物（不相关的外部构筑物）位于阴极保护系统的电场范围以内时，就能够发生阴极保护干扰。例如，当接受阴极保护的管道跨越其他管道时就会发生这样的阴极保护干扰。船舶停靠在实施阴极保护的防波堤旁时，或者管道延伸接近受到阴极保护的储罐时，也会发生这样的阴极保护干扰。在这些情况下，此阴极保护系统能够加速不相关的外部构筑物的腐蚀速率（图1）。

图1不相关的外部构筑物受到干扰而诱发腐蚀

     在设计和运行阴极保护系统时，重要的是确保不相关的外部构筑物不会因为此阴极保护系统而发生腐蚀破坏。过去，要在安装阴极保护系统之前就预测阴极保护干扰是很困难的。为了消除有害的阴极保护干扰，所以就采取非常保守的设计，并且进行大量的调试工作，测量不相关的外部构筑物上的电位偏移。而且，以电位偏移作为阴极保护干扰的标准是有危险的。在有些情况下，特别的电位偏移会造成严重的威胁，而在其他情况下，相同的电位偏移也许是无关紧要的。

         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主观判断。显然，这样的主观评价结果是很难令人满意的。本文提出了解决这个问题更科学的方法。

         在理想条件下，评价阴极保护干扰的最好方法是确定阴极保护系统引起的不相关的外部构筑物上电流密度的变化。电流密度是评价阴极保护干扰更可靠的参数，因为它与金属损失成正比。但是，过去缺乏这样的技术来确定阴极保护是如何影响不相关的外部构筑物上电流的分布的，所以阻止了这项技术的应用。