海底管道腐蚀防护状态检测和评估技术研究

发布时间：2020-04-12 16:34

【摘要】：海底管道是海洋石油和天然气资源开发系统中必要的组成部分。外腐蚀防护层和牺牲阳极并用的腐蚀防护措施是保障海底管道服役安全和延长其服役期限的必要和有效手段。海底管道腐蚀防护层损伤或老化状态、牺牲阳极消耗状态以及管道的防腐状态检测和评估是海底管道完整性管理的重要内容。因此对于海底管道腐蚀防护状态的定期巡检与评估尤为重要。本文以方便检测的非接触式海底管道腐蚀防护状态检测及评估技术为目标,对基于远地参比电极电位差测量的海底管道腐蚀防护状态检测技术进行了原理性阐述与有效性验证,并提出了与此检测技术相对应的腐蚀防护状态评估技术。通过设计相应的海底管道周围环境电场分布特性研究实验以及基于远地参比电极电位差测量的检测技术论证实验,分析了管道周围环境电场的分布特性,验证了该检测技术的有效性。同时为保证实验的顺利进行,采用了高精度卤化银固态参比电极,设计了易于操作的电位检测装置和易于实现功能拓展的基于c#的电位数据采集与分析的程序系统。在实验论证的基础上,本文还通过边界元数值模拟技术,充分对比了实验结果和数值模拟结果的合理性和准确性,并在此基础上,以实际海底管道参数进行了数值模拟,得到了实际海底管道周围坏境电场的分布特性,进一步验证了在实际尺度下,以远地参比电极电位差测量为基础的海底管道腐蚀防护状态检测技术的有效性。在实验结果和数值模拟结果的基础上,通过充分分析海管周围环境电位分布曲线的特点以及与海管自身腐蚀防护状态的相关性,提出了以海底管道保护电位有效性、牺牲阳极状态和涂层状态为评估手段的海底管道腐蚀防护状态评估技术。通过评估结果,可及时了解当前海管的外腐蚀防护状态,发现并对有缺陷的海底管道腐蚀防护系统进行相应的完善,以避免管道受到腐蚀破坏。
【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】：TE973.6

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