一种高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法及装置，其中方法包括：S1，针对海底管道与高压交流电缆的相对位置、电缆基础参数、海底管道基础参数、环境参数，建立电磁干扰计算模型；S2，利用电磁干扰计算模型计算管道的交流电流密度，如果交流电密度超过预设值，则执行步骤S3；如果交流电密度不超过预设值，则执行步骤S5；S3，确定交流电密度超过预设值的管段位置；S4，通过电磁干扰数值模拟计算对超过预设值的管道位置的镯式锌合金牺牲阳极的分布位置进行重新排布，调整牺牲阳极间距和数量，并返回执行步骤S2；S5，确定管道的镯式锌合金牺牲阳极的分布位置，并按分布位置分布镯式锌合金牺牲阳极。布镯式锌合金牺牲阳极。布镯式锌合金牺牲阳极。

【技术实现步骤摘要】
一种高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法及装置


[0001]本专利技术涉及海洋环境腐蚀防护领域，尤其涉及一种高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着海底电缆大规模建设，海底电缆与海底管道不可避免的产生长距离的并行或多次交叉，海底管道面临的交流腐蚀风险不断升高，可能引起腐蚀泄漏、防腐层破损等危害，严重威胁着海底油气安全输送及工作人员的人身安全。目前，国内外在陆地中常用的缓解措施主要有安装绝缘接头、集中接地极、相位消除线、缓解线等方式。而缓解线凭借其安装简单，缓解效果好，成为最常用的缓解措施。但是当管道处于海洋环境下，由于缓解线的铺设需要的人力物力耗费较高，因此会使用安装镯式阳极的方法，即使用“手镯”形式的阳极固定在管道上并与管道一同敷设在海底。
[0003]交流缓解的设计与环境电阻率、干扰源特性、管道属性以及干扰源与管道的相对位置等多种因素有关。传统交流干扰缓解设计是根据现场检测数据，实际经验和简单公式进行。待缓解措施安装完成后测量管道交流干扰电压、交直流电流密度等参数来评定缓解效果。这种方法简单易行，但是未将管道作为整体进行设计，且对许多影响交流干扰的参数考虑不足，设计粗糙易造成偏差。此外，由于海底管道处于海水中，海底环境相较于陆地更为复杂，并且施工测试困难。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法及装置。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的：
[0006]本专利技术的一个方面提供了一种高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法，包括：S1，针对海底管道与高压交流电缆的相对位置、电缆基础参数、海底管道基础参数、环境参数，建立电磁干扰计算模型；S2，利用所述电磁干扰计算模型计算管道的交流电流密度，如果所述交流电密度超过预设值，则执行步骤S3；如果所述交流电密度不超过预设值，则执行步骤 S5；S3，确定所述交流电密度超过预设值的管段位置；S4，通过电磁干扰数值模拟计算对所述超过预设值的管道位置的镯式锌合金牺牲阳极的分布位置进行重新排布，调整牺牲阳极间距和数量，并返回执行步骤S2；S5，确定管道的镯式锌合金牺牲阳极的分布位置，并按所述分布位置分布所述镯式锌合金牺牲阳极。
[0007]其中，所述预设值为30A/m2。
[0008]其中，所述电缆基础参数包括电缆缆芯结构、几何尺寸、各相分层结构部件的物理电学参数、接地方式、载流量和不平衡度；所述海底管道基础参数包括材质、管径、壁厚、防腐层类型和埋深；所述环境参数包括海水电阻率、和海泥电阻率。
[0009]其中，所述镯式锌合金牺牲阳极的间距不小于3m。
[0010]其中，在确定管道的镯式锌合金牺牲阳极的分布位置后，按所述分布位置分布所述镯式锌合金牺牲阳极之前，步骤S5还包括：确定所述镯式锌合金牺牲阳极的重量。
[0011]本专利技术另一方面提供了一种高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护装置，包括：建立模块，用于针对海底管道与高压交流电缆的相对位置、电缆基础参数、海底管道基础参数、环境参数，建立电磁干扰计算模型；计算模块，用于利用所述电磁干扰计算模型计算管道的交流电流密度，如果所述交流电密度超过预设值，则通知确定模块；如果所述交流电密度不超过预设值，则通知分布模块；所述确定模块，用于确定所述交流电密度超过预设值的管段位置；所述调整模块，用于通过电磁干扰数值模拟计算对所述超过预设值的管道位置的镯式锌合金牺牲阳极的分布位置进行重新排布，调整牺牲阳极间距和数量，并通知所述计算模块；分布模块，用于确定管道的镯式锌合金牺牲阳极的分布位置，并按所述分布位置分布所述镯式锌合金牺牲阳极。
[0012]其中，所述预设值为30A/m2。
[0013]其中，所述电缆基础参数包括电缆缆芯结构、几何尺寸、各相分层结构部件的物理电学参数、接地方式、载流量和不平衡度；所述海底管道基础参数包括材质、管径、壁厚、防腐层类型和埋深；所述环境参数包括海水电阻率、和海泥电阻率。
[0014]其中，所述镯式锌合金牺牲阳极的间距不小于3m。
[0015]其中，分布模块，还用于在确定管道的镯式锌合金牺牲阳极的分布位置后，按所述分布位置分布所述镯式锌合金牺牲阳极之前，确定所述镯式锌合金牺牲阳极的重量。
[0016]由此可见，通过本专利技术提供的高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法及装置，可为海底管道提供高效的交流防护方法；同时，通过采用交流干扰数值模拟方法进行镯式牺牲阳极在高风险管段的加密分布，能够预测镯式阳极的保护效果，进一步提高了海底管道的交流腐蚀防护设计的准确性。因此，将数值模拟技术引入到海底管道交流缓解防护设计中，具有效率高、准确度高、效果好的优点，对于确保海底管道的安全运行具有十分重要的意义。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法的框架图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法的流程图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护装置的结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开
的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0022]参见图1，本专利技术的核心在于：通过镯式锌合金牺牲阳极在海底管道上高风险管段加密分布来实现交流腐蚀防护，镯式锌合金牺牲阳极的分布位置根据电磁干扰模拟计算分析确定。
[0023]具体实现方法如下：
[0024]调研电缆、还低管道及环境参数基础信息；
[0025]建立海底电缆及附近管道的几何模型，计算确定高风险管段位置；
[0026]对镯式锌合金牺牲阳极的分布位置进行优化，直至满足防护目标；
[0027]综合考虑现场施工及交直流干扰影响，确定海底管道交流腐蚀最终防护方案。
[0028]图2示出了本专利技术实施例提供的高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法的流程图，参见图2，本专利技术实施例提供的高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法，包括：
[0029]S1，针对海底管道与高压交流电缆的相对位置、电缆基础参数、海底管道基础参数、环境参数，建立电磁干扰计算模型。
[0030]作为本专利技术实施例的一个可选实施方式，电缆基础参数包括电缆缆芯结构、几何尺寸、各相分层结构部件的物理电学参数、接地方式、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防护方法，其特征在于，包括：S1，针对海底管道与高压交流电缆的相对位置、电缆基础参数、海底管道基础参数、环境参数，建立电磁干扰计算模型；S2，利用所述电磁干扰计算模型计算管道的交流电流密度，如果所述交流电密度超过预设值，则执行步骤S3；如果所述交流电密度不超过预设值，则执行步骤S5；S3，确定所述交流电密度超过预设值的管段位置；S4，通过电磁干扰数值模拟计算对所述超过预设值的管道位置的镯式锌合金牺牲阳极的分布位置进行重新排布，调整牺牲阳极间距和数量，并返回执行步骤S2；S5，确定管道的镯式锌合金牺牲阳极的分布位置，并按所述分布位置分布所述镯式锌合金牺牲阳极。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设值为30A/m2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电缆基础参数包括电缆缆芯结构、几何尺寸、各相分层结构部件的物理电学参数、接地方式、载流量和不平衡度；所述海底管道基础参数包括材质、管径、壁厚、防腐层类型和埋深；所述环境参数包括海水电阻率、和海泥电阻率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镯式锌合金牺牲阳极的间距不小于3m。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定管道的镯式锌合金牺牲阳极的分布位置后，按所述分布位置分布所述镯式锌合金牺牲阳极之前，步骤S5还包括：确定所述镯式锌合金牺牲阳极的重量。6.一种高压交流电缆对海底管道交流腐蚀防...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅，王宏光，黄浩军，魏海春，陈翔，张健，董坤，宋琦，王宝森，李津，杜艳霞，田念佩，梁毅，陈乐，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：