埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法及装置，方法包括：判断牺牲阳极阴极保护系统是否具有密间隔极化电位测试条件，如果具有密间隔极化电位测试条件，则测量牺牲阳极阴极保护系统密间隔极化电位，如果极化电位达标，则有效；如果极化电位不达标，则失效；如果不具有密间隔极化电位测试条件，则分别测量阳极组组内单支阳极接地电阻R

【技术实现步骤摘要】
埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法及装置


[0001]本专利技术涉及计算机领域，尤其涉及一种埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法及装置。

技术介绍

[0002]钢质管道的腐蚀是以腐蚀电池作用为主的电化学过程，存在着下面的反应：
[0003]阳极反应Fe
‑
2e
→
Fe
2+
[0004]阴极反应H2O+1/2O2+2e
→
2OH
‑
[0005]在阳极电流和阴极电流共同作用下，钢质管道对应的电位为
‑
0.55Vcse(自腐蚀电位)左右，当通以阴极电流后，电位极化到
‑
0.85Vcse(保护电位)，此时阳极反应(Fe
‑
2e
→
Fe2+)电流为0，铁不再腐蚀。当阴极电流继续增大，电位曲线有一平滑区段，至
‑
1.15V，这一区段就是最佳保护范围。保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止(或可忽略)时所需的电位值。此项参数是借助参比电极来测量的，实践中容易实现，所以常用阴极保护电位准则判断管道阴极保护水平。
[0006]对远离牺牲阳极等位置阴保检测常规方法为以牺牲阳极测试桩为管道连接点，进行密间隔电位测试(CIPS)或密间隔试片电位测试，但此两种方法面临城市内硬化路面多，很多位置参比或试片无法布设测试的问题，此外这两种方法现场测试需要连接几百米测试线，如遇穿越道路将面临很大的测试困难。

技术实现思路

[0007]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埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法及装置。
[0008]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：
[0009]本专利技术的一方面提供了一种埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法，包括：S1，判断牺牲阳极阴极保护系统是否具有密间隔极化电位测试条件，如果具有密间隔极化电位测试条件，则执行S2；如果不具有密间隔极化电位测试条件，则执行S3或S6；S2，测量所述牺牲阳极阴极保护系统密间隔极化电位，如果极化电位达标，则确定所述牺牲阳极阴极保护系统有效；如果极化电位不达标，则确定所述牺牲阳极阴极保护系统失效，确定新增牺牲阳极参数，增加阳极地床；S3，分别测量阳极组组内单支阳极接地电阻R
d
及整组阳极接地电阻R
z
；S4，根据所述牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极临界接地电阻R
d max
，及整组阳极临界接地电阻R
z max
；S5，将实际测量值与临界值进行对比，如果所述整组阳极接地电阻R
z
小于所述整组阳极临界接地电阻R
z max
，则确定阳极组有效；如果所述整组阳极接地电阻R
z
大于所述整组阳极临界接地电阻R
z max
，则确定阳极组失效；如果所述组内单支阳极接地电阻R
d
小于所述组内单支阳极临界接地电阻R
d max
，则此支阳极有效；如果所述组内单支阳极接地电阻R
d
大于所述组内单支阳极临界接地电阻R
d max
，则此支阳极失效；S6，获取待测管段的管径、长度及防腐层类型信息；S7，获取待测管段的防腐层电阻率；
S8，根据所述防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值；S9，获取现场测量的牺牲阳极输出电流，如果所述现场测量的牺牲阳极输出电流大于等于所述待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保有效，如果所述现场测量的牺牲阳极输出电流小于所述待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保存欠保护。
[0010]其中，所述根据所述牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极的临界接地电阻R
d max
，及整组阳极的临界接地电阻R
z max
包括：根据所述牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离L
min
、管道外径D以及管道所需保护电流密度i，计算所述牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻R
z max
；根据所述整组阳极临界接地电阻R
z max
计算得到所述组内单支阳极临界接地电阻R
d max
。
[0011]其中，所述根据所述牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离L
min
、管道外径D以及管道所需保护电流密度i，计算所述牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻R
z max
包括：通过公式计算得到管道所需最小保护电流I0：其中，D为保护钢管的外径，L为保护钢管长度，i为所需保护电流密度；通过公式计算得到阳极组临界接地电阻R
z max
：其中，I
min
为阳极组最小输出电流，I
min
＝I0；ΔE为阳极对管道驱动电压，ΔE＝阳极失效前最正开路电位值
‑
管道最正极化电位值。
[0012]其中，所述根据所述整组阳极临界接地电阻R
z max
计算得到所述组内单支阳极临界接地电阻R
d max
包括：所述组内单支阳极临界接地电阻R
d max
＝nR
z max
，其中，n为组内的阳极数量。
[0013]其中，所述管道所需保护电流密度i通过如下方式获得：通过现场馈电试验测试或结合管道防腐层面电阻率数据获得保护电流密度，近似计算得到。
[0014]其中，所述根据所述防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值包括：根据所述防腐层电阻率，查询阴极保护电流密度需求表，确定所述待测管段需求的印记保护电流密度；根据所述待测管段的管径、所述长度及所述防腐层类型信息计算防腐层面积；根据所述待测管段需求的印记保护电流密度和所述防腐层面积计算待测管段阴极保护电流需求值。
[0015]本专利技术另一方面提供了一种埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价装置，包括：判断模块，用于判断牺牲阳极阴极保护系统是否具有密间隔极化电位测试条件，如果具有密间隔极化电位测试条件，则通知极化电位测量模块；如果不具有密间隔极化电位测试条件，则通知接地电阻测量模块或获取模块；所述极化电位测量模块，用于测量所述牺牲阳极阴极保护系统密间隔极化电位，如果极化电位达标，则确定所述牺牲阳极阴极保护系统有效；如果极化电位不达标，则确定所述牺牲阳极阴极保护系统失效，确定新增牺牲阳极参数，增加阳极地床；所述接地电阻测量模块，用于分别测量阳极组组内单支阳极接地电阻R
d
及整组阳极接地电阻R
z
；第一计算模块，用于根据所述牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极临界接地电阻R
d max
，及整组阳极临界接地电阻R
z max
；对比模块，用于将实际测量值与临界值进行对比，如果所述整组阳极接地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价方法，其特征在于，包括：S1，判断牺牲阳极阴极保护系统是否具有密间隔极化电位测试条件，如果具有密间隔极化电位测试条件，则执行S2；如果不具有密间隔极化电位测试条件，则执行S3或S6；S2，测量所述牺牲阳极阴极保护系统密间隔极化电位，如果极化电位达标，则确定所述牺牲阳极阴极保护系统有效；如果极化电位不达标，则确定所述牺牲阳极阴极保护系统失效，确定新增牺牲阳极参数，增加阳极地床；S3，分别测量阳极组组内单支阳极接地电阻R
d
及整组阳极接地电阻R
z
；S4，根据所述牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极临界接地电阻R
dmax
，及整组阳极临界接地电阻R
zmax
；S5，将实际测量值与临界值进行对比，如果所述整组阳极接地电阻R
z
小于所述整组阳极临界接地电阻R
zmax
，则确定阳极组有效；如果所述整组阳极接地电阻R
z
大于所述整组阳极临界接地电阻R
zmax
，则确定阳极组失效；如果所述组内单支阳极接地电阻R
d
小于所述组内单支阳极临界接地电阻R
dmax
，则此支阳极有效；如果所述组内单支阳极接地电阻R
d
大于所述组内单支阳极临界接地电阻R
dmax
，则此支阳极失效；S6，获取待测管段的管径、长度及防腐层类型信息；S7，获取待测管段的防腐层电阻率；S8，根据所述防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值；S9，获取现场测量的牺牲阳极输出电流，如果所述现场测量的牺牲阳极输出电流大于等于所述待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保有效，如果所述现场测量的牺牲阳极输出电流小于所述待测管段阴极保护电流需求值，则确认管段阴保存欠保护。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述牺牲阳极阴极保护系统设计参数，计算得出组内单支阳极的临界接地电阻R
dmax
，及整组阳极的临界接地电阻R
zmax
包括：根据所述牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离L
min
、管道外径D以及管道所需保护电流密度i，计算所述牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻R
zmax
；根据所述整组阳极临界接地电阻R
zmax
计算得到所述组内单支阳极临界接地电阻R
dmax
。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述牺牲阳极阴极保护系统中管道所需最小保护距离L
min
、管道外径D以及管道所需保护电流密度i，计算所述牺牲阳极阴极保护系统整组阳极临界接地电阻R
zmax
包括：通过公式计算得到管道所需最小保护电流I0：其中，D为保护钢管的外径，L为保护钢管长度，i为所需保护电流密度；通过公式计算得到阳极组临界接地电阻R
zmax
：其中，I
min
为阳极组最小输出电流，I
min
＝I0；ΔE为阳极对管道驱动电压，ΔE＝阳极失效前最正开路电位值
‑
管道最正极化电位值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述整组阳极临界接地电阻R
zmax
计算得到所述组内单支阳极临界接地电阻R
dmax
包括：
所述组内单支阳极临界接地电阻R
dmax
＝nR
zmax
，其中，n为组内的阳极数量。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述管道所需保护电流密度i通过如下方式获得：通过现场馈电试验测试或结合管道防腐层面电阻率数据获得保护电流密度，近似计算得到。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述防腐层电阻率计算待测管段阴极保护电流需求值包括：根据所述防腐层电阻率，查询阴极保护电流密度需求表，确定所述待测管段需求的印记保护电流密度；根据所述待测管段的管径、所述长度及所述防腐层类型信息计算防腐层面积；根据所述待测管段需求的印记保护电流密度和所述防腐层面积计算待测管段阴极保护电流需求值。7.一种埋地管道牺牲阳极阴极保护系统有效性评价装置，其特征在于，包括：判断模块，用于判断牺牲阳极阴极保护系统是...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱铖，任勇，李超，胡学涛，孙文峰，
申请(专利权)人：北京市燃气集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：