固定式外加电流阴极保护系统在导管架平台上的工程应用

发布时间：2020-12-23 17:47

　　海洋平台等大型海洋工程装备主体结构长期处于恶劣的海洋环境之中,在多种物理、化学因素共同作用下,钢结构面临着严峻的腐蚀破坏风险。为保证海洋工程装备在其服役期内的安全性,应采取相应的防腐保护措施。通常采用牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护两种方法对水下部分的钢结构进行阴极保护。考虑海洋平台的永久性、大型化、超长服役寿命的特点,外加电流阴极保护方法在经济上、技术上更具优势。然而,由于工作环境恶劣、工艺要求高、技术难度大等多种因素的限制,外加电流阴极保护方法仅常用于船舶的阴极保护,在海洋平台等海洋工程领域应用极少。因此,研究海洋工程领域的外加电流阴极保护技术具有重大的工程意义。本文基于外加电流阴极保护原理和阴极保护数值模拟技术,为导管架平台提供全寿命期的精确化的外加电流阴极保护方案;以实际工程应用为导向,研制适用于导管架平台的具有高度可靠性的外加电流阴极保护系统;经实海应用、测试,导管架平台外加电流阴极保护系统在不同工况下的可靠性和有效性得到验证。首先,本文介绍了基于数值模拟技术的外加电流阴极保护系统全寿命期精细化设计方法,创新地提出使用数值模拟计算技术辅助实际工程项目的外加电流阴极保护系统的... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 外加电流阴极保护技术研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文的主要工作
2 数值模拟计算辅助系统设计
    2.1 简述
        2.1.1 数值模拟技术介绍
        2.1.2 参考规范
        2.1.3 目标平台信息
    2.2 建立计算模型
        2.2.1 建立导管架主体模型
        2.2.2 牺牲阳极系统设计方案
    2.3 辅助阳极布置及释放电流强度
        2.3.1 辅助阳极释放电流强度
        2.3.2 小结
    2.4 外加电流系统对牺牲阳极的影响
        2.4.1 “牺牲阳极独立保护”与“联合保护”的对比
        2.4.2 导管架牺牲阳极的消耗分布情况
        2.4.3 小结
3 外加电流阴极保护控制系统设计方案
    3.1 辅助阳极设计
        3.1.1 辅助阳极设计要求
        3.1.2 辅助阳极管设计
        3.1.3 辅助阳极护罩设计
        3.1.4 阳极支撑设计
    3.2 控制系统设计方案
        3.2.1 技术要求
        3.2.2 性能指标
        3.2.3 总体设计
        3.2.4 原理设计
        3.2.5 结构设计
    3.3 监测系统设计方案
        3.3.1 技术要求
        3.3.2 性能指标
        3.3.3 总体设计
    3.4 软件系统设计方案
    3.5 系统样机
        3.5.1 样机硬件构成
        3.5.2 样机软件构成
4 控制系统及监测系统工业化产品性能测试
    4.1 多路控制器性能测试
        4.1.1 多路控制器恒压、恒流控制检测
        4.1.2 过电流保护与报警测试
        4.1.3 温升测试
        4.1.4 过热保护功能测试
        4.1.5 输出能力测试
        4.1.6 纹波测试
        4.1.7 多路控制器软件功能测试
        4.1.8 测试项目汇总
    4.2 支架式辅助阳极封装结构性能测试
        4.2.1 测试目的
        4.2.2 测试试样
        4.2.3 测试步骤
        4.2.4 测试结果
    4.3 系统安装后联合调试
        4.3.1 测试目的
        4.3.2 测试方法
        4.3.3 测试结果
5 系统运行效果及运行状态
    5.1 系统运行效果分析
        5.1.1 牺牲阳极独立进行阴极保护
        5.1.2 辅助阳极与牺牲阳极联合进行阴极保护
    5.2 系统运行状况
        5.2.1 系统运行两个月后状况
        5.2.2 系统运行四个月后状况
        5.2.3 系统运行七个月后状况
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数值模拟的海上平台阴极保护系统的技术研究[J]. 余晓毅,赵赫,常炜,宋世德,黄一.  装备环境工程. 2017(02)
[2]基于海洋石油平台导管架的多通道腐蚀监测技术[J]. 陈胜利,王秀通,宋积文,王在峰,臧寅.  全面腐蚀控制. 2015(07)
[3]海洋石油平台外加电流阴极保护延寿修复技术[J]. 刘福国,尹鹏飞,张国庆,张伟,韩冰.  腐蚀与防护. 2015(03)
[4]全固态银/卤化银参比电极的性能[J]. 程聪鹏,高荣杰,王传秀,林慧,李娇,冯欣欣.  腐蚀与防护. 2015(01)
[5]长输管道的防腐技术及应用现状[J]. 李雪斌,伍广,李坤,朱万富.  科技信息. 2014(07)
[6]海洋平台外加电流阴极保护技术[J]. 张脉松,尹鹏飞,马长江.  全面腐蚀控制. 2013(03)
[7]海洋平台的腐蚀现状和防护措施[J]. 缪灿亮,王海勇,王思.  全面腐蚀控制. 2013(01)
[8]原油储罐底板外壁的阴极保护[J]. 段占立,康平,李佳润.  全面腐蚀控制. 2012(12)
[9]腐蚀控制技术在高酸性天然气集输系统的应用[J]. 刘二喜.  全面腐蚀控制. 2011(10)
[10]外加电流阴极保护用钛阳极[J]. 张玉萍,鞠鹤,蔡天晓.  装备环境工程. 2011(05)

博士论文
[1]船舶与海洋结构物阴极保护电位数值仿真与优化设计[D]. 郭宇.哈尔滨工程大学 2013
[2]水下船体阴极保护与腐蚀电磁场优化控制研究[D]. 吴建华.大连理工大学 2012
[3]几种金属在海水中阴极保护数值计算及瞬态激励影响研究[D]. 王巍.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2011
[4]阴极保护用金属氧化物阳极研究[D]. 许立坤.天津大学 2005

硕士论文
[1]导管架平台外加电流阴极保护系统设计与实现[D]. 孙荣.大连理工大学 2015
[2]阴极保护数值仿真可视化与高性能计算研究[D]. 涂三山.大连理工大学 2014
[3]强制电流阴极保护实时腐蚀防护的研究[D]. 王淑颖.北京交通大学 2011
[4]阴极保护用数控高频开关恒电位仪的设计[D]. 田德丽.中国海洋大学 2009
[5]金属钛的腐蚀电化学研究[D]. 吴吉霞.曲阜师范大学 2008
[6]深圳市埋地金属无缝管道的腐蚀研究[D]. 刘新慧.重庆大学 2003



本文编号：2934100