【摘要】：在油氣輸送過程中,由于外界土壤特性及地形沉降等因素的影響,管道外表面發(fā)生電化學腐蝕,引起管道穿孔,造成油氣泄漏。盡管陰極保護可以有效抑制電化學腐蝕,但是對于長輸管道來說,陰極保護電位檢測難度大,從而導致陰極保護效果評價困難,比站場、儲罐等區(qū)域性的陰極保護更具有挑戰(zhàn)性。因此,研究長輸管道陰極保護系統(tǒng)的電位分布,對確定合理的陰極保護參數(shù)和提高陰極保護效果至關重要。本文綜合運用電化學腐蝕、陰極保護、數(shù)值模擬技術及優(yōu)化算法的相關知識,對埋地長輸管道陰極保護系統(tǒng)的電位分布進行了如下研究:(1)建立陰極保護電位分布數(shù)學模型,并利用數(shù)值模擬方法研究了不同因素對埋地管道陰極保護系統(tǒng)電位分布的影響;(2)建立陰極保護陽極配置優(yōu)化模型,并利用粒子群算法進行尋優(yōu),結(jié)合模型特點,設計算法參數(shù),經(jīng)多次迭代計算得到最佳陽極點坐標;(3)基于埋地管道陰極保護設計的案例,對比傳統(tǒng)方法和數(shù)值模擬兩種設計方案下,陰極保護系統(tǒng)的電位分布曲線,驗證了粒子群算法在陽極配置優(yōu)化上的可行性。結(jié)果表明:管道周圍土壤介質(zhì)的變化,陽極數(shù)量以及埋深的變化都會對其陰極保護電位分布產(chǎn)生影響,所以陰極保護的設計需要考慮這些變化因素;通過對陽極配置進行優(yōu)化,有效改善了管道表面電位分布不均勻的情況,對現(xiàn)場陰極保護系統(tǒng)中陽極地床的設計有指導意義。
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE988.2;TP18
【圖文】：

圖2-10兩種陰極保護方法的適用范圍

主要考慮外加電流陰極保護法，系統(tǒng)安裝方法如圖2-11 所示。圖 2-11 外加電流陰極保護安裝示意圖圖 2-11 的外加電流陰極保護系統(tǒng)中，電源正極連接輔助陽極，負極連接被保護管道（電源與管道連接點為匯流點）。保護電流從陽極通過土壤流入管道，然后通過電纜回流至電源負極。因此，管道匯流點處電流值最大，保護電位也最負，陰極保護電位及電流分布如圖 2-12 所示。

圖 3-7 管道的網(wǎng)格劃分示意圖由式（3-14）可以看出，絕緣邊界 Γc上的電流密度 q 與電位 u 均為零，因此可以略去邊界 �！薏挥�；而陽極邊界 Γa不能略去不計，因此需要尋找一個特定的基本解 u*，使得既不用對邊界 Γa進行網(wǎng)格劃分，又不影響其精確性；而對于陰極邊界 Γb需要進行單

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本文編號：2802972