交直流电流腐蚀金属管道分析及防护装置设计

发布时间：2020-06-26 19:29

【摘要】：随着我国经济的发展,人民的生活和生产用电需求不断攀升。我国国土幅员辽阔,且东西部地区能源分布差异较大,化石能源、自然资源主要集中在西部地区,而资源的消耗、人口的分布主要集中在东部,所以形成了能源自西向东的运输局面。能源的运输存在着多种形式,包括电能的运输、油气的运输等等,受到土地利用面积的限制,同时为了便于维护,“公共能源走廊”逐渐形成,但是能源传输之间的相互影响等问题也逐渐突显出来。目前国内电力能源的运输主要有两种形式,一是传统的交流电力网,另一种是高压甚至特高压直流输电。而油气能源运输主要通过管道传输,虽然在建设之初就考虑了各个系统之间的互相影响问题,但是随着电网电压等级的提升,辐射能力的增强,管道辐射也越来越多,交直流电力传输对管道的腐蚀问题不容忽视。本文主要针对高压交、直流输电系统对管道腐蚀的机理和防护进行了研究,进行了嵌入式控制系统的搭建与测试,目的是为今后金属管道的防护工作提供更多的参考和指导。首先,分析了高压直流接地极入地杂散电流对管道腐蚀的作用机理,同时对交流干扰下的腐蚀规律进行了总结和阐述,并讨论了当前普遍关注的问题:在存在阴极保护的条件下,交直流干扰对管道腐蚀的影响。论述了管地电位偏移与交流干扰的作用规律。其次,对直流作用下和交直流共同作用下的防护措施进行了实验,探讨了各个防护措施的防护效果。实验结果表明,施加防腐涂层、增加埋地深度、装设电流收集网、牺牲阳极阴极保护以及恒压源阴极保护均对管道有一定的保护作用,在施加防腐涂层的同时装备阴极保护系统对管道的保护效果最好,实验管地电位最大值达到-2.8 V。综合对管道腐蚀机理以及防护措施的分析,在实验平台的腐蚀环境下,提出了在交流杂散电流密度i_(ac)210 A/m~2时,直流阴极补偿输出电流在0.01 A/m~2~20 A/m~2之间的控制保护准则,并利用AVR单片机制作了新型阴极保护系统,编写了相关程序并制作了配套的硬件设备,实现了电压电流的双闭环控制,使用PC端上位机实现了二级分布式信息管理系统,成功输出了阴极保护策略中的电压电流,通过实际实验,结果表明,新型阴极保护系统能够降低管地电位,防止交流干扰下的过保护,提高了管道保护的可靠性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM72;TE988.2

【相似文献】