地面相邻原油储罐底板阴极保护电位分布研究

发布时间：2017-08-16 16:17

  本文关键词：地面相邻原油储罐底板阴极保护电位分布研究

  更多相关文章： 相邻储罐 阴极保护 电位分布 数学模型 极化曲线

【摘要】：地面相邻原油储罐底板一旦发生腐蚀泄漏将会对当地的环境产生严重的破坏,并且极易引发次生灾害造成严重的经济损失。及时准确的掌握罐底电位数值的分布情况对于预防储罐底板的腐蚀有着重要意义。与单个储罐不同,相邻储罐在进行阴极保护时一侧储罐状态发生改变将会影响相邻侧储罐底板的电位数值。因此,开展相邻储罐底板阴极保护电位分布规律的研究对于改善相邻储罐底板的电位分布以及提高罐底阴极保护效果具有极为重要的实际意义。基于静电场理论建立了相邻储罐底板阴极保护电位分布的数学模型。根据实际储罐底板外侧所处状态,采用室内实验测试了不同状态下金属罐底的极化曲线。对极化曲线的阴极段进行拟合,确定了电位分布模型的阴极边界。采用有限元软件COMSOL完成了储罐底板电位分布模型的求解。利用实测罐底电位数值验证了模型的最大相对误差为5.24%,确定了模型的有效性。对深井阳极、水平阳极、立式阳极和柔性阳极四种阳极形式保护下的相邻储罐底板进行阴极保护电位分布规律的研究。考虑了六种因素,即储罐的相邻距离,罐底介质的电阻率、储罐直径、罐底表面状态、接触介质以及阳极参数。运用灰色关联度法计算了各因素与罐底电位数值的关联度,确定了各因素对罐底电位数值的影响程度。基于所得规律分析了N-L站内相邻储罐底板的电位分布情况,有针对性的提出改进措施。通过以上内容的研究主要得到如下结论：(1)深井阳极或水平阳极保护的相邻储罐随着相邻距离的增加,其罐底电位负向偏移,两储罐之间存在最佳相邻距离；而立式阳极或柔性阳极保护的储罐其罐底电位数值受相邻距离的影响较小(2)在四种阳极形式中,柔性阳极所保护的相邻储罐底板其电位分布最均匀,其电位数值处在-0.85V--0.88V的范围内；柔性阳极所保护储罐底板的电位数值受相邻侧储罐的影响较小(3)相邻储罐底板电位分布影响因素的大小排序依次为：罐底接触介质、罐底表面状态、沥青砂层的电阻率和相邻侧储罐直径,其它因素对其罐底电位数值的影响较小且程度基本相当；干沥青砂介质和罐底表面涂层均能够提高电位分布的均匀程度,降低相邻侧储罐状态的变化对电位数值的影响。(4)采用提高阳极输出电压或增设深井阳极的方式均能使N-L站A、B储罐底板中心区域达到保护要求；储罐底板进行更换时,通过埋设牺牲阳极可以对储罐底板中心位置进行辅助保护,使其满足保护要求。
【关键词】：相邻储罐 阴极保护 电位分布 数学模型 极化曲线
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE988
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 研究背景和意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-18
• 1.2.1 储罐底板阴极保护技术的应用现状10-13
• 1.2.2 储罐底板电位分布的解析方法研究现状13-16
• 1.2.3 储罐底板电位分布的数值计算方法研究现状16-18
• 1.3 论文主要研究内容和技术路线18-20
• 1.3.1 论文主要研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-20
• 第2章 相邻储罐底板电位分布的数值模型20-32
• 2.1 储罐底板阴极保护的基本原理及主要参数20-23
• 2.1.1 储罐底板的电化学阴极保护理论20-21
• 2.1.2 储罐底板阴极保护的主要参数21-23
• 2.2 储罐底板阴极保护数学模型的建立23-28
• 2.2.1 控制方程的建立23-26
• 2.2.2 边界条件的确立26-28
• 2.3 储罐底板电位求解方法的选择28-30
• 2.4 本章小结30-32
• 第3章 金属罐底极化曲线的实验测试32-44
• 3.1 极化曲线测试的实验设备及材料32-33
• 3.2 极化曲线测试的原理及方法33-35
• 3.2.1 测试原理33
• 3.2.2 测试方法33-35
• 3.3 测试结果及分析35-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 相邻储罐底板电位分布的求解44-56
• 4.1 罐底电位分布的求解软件及流程44-46
• 4.1.1 COMSOL软件44-45
• 4.1.2 求解流程45-46
• 4.2 模型验证所需基本参数的测试46-48
• 4.2.1 土壤电阻率的测试46-47
• 4.2.2 储罐底板阴极保护电位的测试47-48
• 4.3 网格无关性及模型有效性验证48-55
• 4.3.1 网格无关性验证48-52
• 4.3.2 模型的实例验证52-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第5章 相邻储罐底板电位分布影响因素的研究56-101
• 5.1 相邻储罐底板电位分布的影响因素56-58
• 5.1.1 储罐相邻距离56
• 5.1.2 罐底介质电阻率56-57
• 5.1.3 相邻储罐直径57
• 5.1.4 储罐底板表面状态及接触介质57-58
• 5.1.5 辅助阳极参数58
• 5.2 不同阳极形式下罐底电位分布的研究58-92
• 5.2.1 深井阳极59-67
• 5.2.2 水平阳极67-76
• 5.2.3 立式阳极76-84
• 5.2.4 柔性阳极84-92
• 5.3 各因素的灰色关联度分析92-94
• 5.4 N-L集油站储罐底板阴极保护的改进措施94-99
• 5.4.1 N-L集油站阴极保护概况94-95
• 5.4.2 存在的问题及改进措施95-99
• 5.5 本章小结99-101
• 第6章 结论与建议101-103
• 6.1 结论101-102
• 6.2 建议102-103
• 参考文献103-108
• 致谢108-109
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果109

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本文编号：684257