CN109680281B - 一种基于脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于高频脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统及方法，包括管道、柔性阳极、脉冲电源、信号变送器和参比电极；柔性阳极设置在管道内，脉冲电源设置在管道外，管道外壁与脉冲电源的负极连接，脉冲电源的正极连接柔性阳极；参比电极设置在管道上，参比电极连接脉冲电源，且参比电极和脉冲电源之间设置有信号变送器。系统具有实用广泛的特点，可在含有腐蚀介质的管道内壁保护上应用，对阴极保护技术在内防腐上的应用有很大的参考价值，并具有极大的社会效益和经济效益。

Description

一种基于脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统及方法
技术领域
本发明属于管道的腐蚀与防护技术领域，特别涉及一种基于脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统及方法。
背景技术
因腐蚀造成的油田小口径管道穿孔问题在国内外许多油田普遍存在。油田在开发过程中，特别是开发时间较长的油田以及油水井或地理环境复杂的油井，由于含水率不断升高，管道输送介质腐蚀性增强，油田小口径管道内壁穿孔次数不断增多，管道频繁破漏，如不能及时发现或者处置不及时，会引起闪爆、着火、人员油气中毒、原油外流进入环境敏感区等安全环保事故，给油田的安全环保带来了极大的隐患。
内防腐工艺是目前油田解决管道腐蚀问题通常采取的措施。目前油田主要采用投加缓蚀剂的方式进行管道内防腐，内涂和内衬因小口径管道插接点较多、管线平面布局复杂等原因未实施，手段单一，效果较差。而传统直流阴极保护技术主要应用于管道外防腐和大口径管道内防腐，小口径的管道内传统辅助阳极的保护电位覆盖距离短，无法使管道内壁保护电位均匀分布，同时出现欠保护和过保护，达不到内腐蚀防护效果，未能成熟应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统及方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于高频脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统，包括管道、柔性阳极、脉冲电源、信号变送器和参比电极；柔性阳极设置在管道内，脉冲电源设置在管道外，管道外壁与脉冲电源的负极连接，脉冲电源的正极连接柔性阳极；参比电极设置在管道上，参比电极连接脉冲电源，且参比电极和脉冲电源之间设置有信号变送器。
进一步的，脉冲电源包括微处理器、触摸屏和高频脉冲电源；微处理器通过通讯接口与触摸屏相连；微处理器通过A/D转换模块与信号变送器相连；A/D转换模块将信号变送器采集的参比电极模拟量信号转化为计算机可处理的数字量信号；微处理器通过RS485通讯接口与脉冲电源相连。
进一步的，微处理器采用单片机。
进一步的，柔性阳极采用无支架安装方式，平铺于管道内壁。
进一步的，触摸屏采用TPC1061Ti型高性能嵌入式一体化触摸屏；参比电极采用钌铱钛混合金属氧化物电极；柔性阳极选用MMO/Ti阳极。
进一步的，一种基于脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统的操作方法，基于上述的一种基于高频脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统，包括以下步骤：
1)首先设置脉冲电源，提供管道内壁阴极极化所需的极化电流，同时输出电流至柔性阳极，使得管内电子分布更加均匀；
2)将信号变送器分别与参比电极和微处理器相连接；
3)脉冲电源采用PWM控制方式，微处理器能同时控制脉冲电源输出参数和管道内壁的保护电位。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明在专用脉冲电源供电的基础上对小口径管道内壁实施阴极保护，即基于高频脉冲电流的阴极保护技术。在实施高频脉冲电流阴极保护的过程中，脉冲电源提供管道内壁阴极极化所需的极化电流，柔性阳极平铺在管内，一端与脉冲电源连接，目的是更好的供给电流，与管内介质构成回路。当电子流入管道内壁，补充管道内壁因电化学腐蚀自发失去的电子，管壁的金属便不会因失去电子而变成金属离子产生腐蚀。基于高频脉冲电流的阴极保护系统不但解决了小口径管道内防腐问题，填补了高频阴极保护技术在内壁腐蚀与防护应用的空白，同时由于脉冲保护电流密度大且分布均匀，在小口径管道内壁实施保护时可以实现均匀保护。系统不需对原小口径管道在结构上进行大的改动，安装方便，可以很方便的实施技术改造。另外系统具有实用广泛的特点，可在含有腐蚀介质的管道内壁保护上应用，对阴极保护技术在内防腐上的应用有很大的参考价值，并具有极大的社会效益和经济效益。
采用柔性阳极作为辅助阳极，提高了高频脉冲阴极保护系统的保护效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的脉冲电源的原理图。
其中：1、管道；2、脉冲电源；3、柔性阳极；4、参比电极；5、信号变送器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
一种基于高频脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统，包括管道1、柔性阳极3、脉冲电源2、信号变送器5和参比电极4；柔性阳极3设置在管道1内，脉冲电源2设置在管道1外，管道1外壁与脉冲电源2的负极连接，脉冲电源2的正极连接柔性阳极3；参比电极4设置在管道1上，参比电极4 连接脉冲电源2，且参比电极4和脉冲电源2之间设置有信号变送器5。
脉冲电源2包括微处理器、触摸屏和高频脉冲电源；微处理器通过通讯接口与触摸屏相连；微处理器通过A/D转换模块与信号变送器相连；A/D 转换模块将信号变送器采集的参比电极模拟量信号转化为计算机可处理的数字量信号；微处理器通过RS485通讯接口与脉冲电源相连。
微处理器采用单片机。
柔性阳极3采用无支架安装方式，平铺于管道1内壁。
触摸屏采用TPC1061Ti型高性能嵌入式一体化触摸屏；参比电极4采用钌铱钛混合金属氧化物电极；柔性阳极3选用MMO/Ti阳极。
一种基于脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统的操作方法，基于所述的一种基于高频脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统，包括以下步骤：
1)首先设置脉冲电源，提供管道内壁阴极极化所需的极化电流，同时输出电流至柔性阳极，使得管内电子分布更加均匀；
2)将信号变送器分别与参比电极和微处理器相连接；
3)脉冲电源采用PWM控制方式，微处理器能同时控制脉冲电源输出参数和管道内壁的保护电位。
所述的管道的电连接点用专用电缆与脉冲电源的负极相连，柔性阳极通过电缆与脉冲电源正极相连，管道内壁与柔性阳极之间的介质相当于导电电缆，整个系统构成电回路。
所述参比电极信号变送器采用插拔式设计，多通道输出及RS485通讯接口和MODBUS通讯协议。

Claims (1)

1.一种基于脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统的操作方法，其特征在于，所述基于脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统包括管道(1)、柔性阳极(3)、脉冲电源(2)、信号变送器(5)和参比电极(4)；柔性阳极(3)设置在管道(1)内，脉冲电源(2)设置在管道(1)外，管道(1)外壁与脉冲电源(2)的负极连接，脉冲电源(2)的正极连接柔性阳极(3)；参比电极(4)设置在管道(1)上，参比电极(4)连接脉冲电源(2)，且参比电极(4)和脉冲电源(2)之间设置有信号变送器(5)；
脉冲电源(2)包括微处理器、触摸屏和高频脉冲电源；微处理器通过通讯接口与触摸屏相连；微处理器通过A/D转换模块与信号变送器相连；A/D转换模块将信号变送器采集的参比电极模拟量信号转化为计算机可处理的数字量信号；微处理器通过RS485通讯接口与脉冲电源相连；
微处理器采用单片机；
柔性阳极(3)采用无支架安装方式，平铺于管道(1)内壁；
触摸屏采用TPC1061Ti型高性能嵌入式一体化触摸屏；参比电极(4)采用钌铱钛混合金属氧化物电极；柔性阳极(3)选用MMO/Ti阳极；
包括以下步骤：
1)首先设置脉冲电源，提供管道内壁阴极极化所需的极化电流，同时输出电流至柔性阳极，使得管内电子分布更加均匀；
2)将信号变送器分别与参比电极和微处理器相连接；
3)脉冲电源采用PWM控制方式，微处理器能同时控制脉冲电源输出参数和管道内壁的保护电位。
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JPS55134179A (en) * 1979-04-02 1980-10-18 Monsanto Co Container and method for immobilizing anode
CN201229381Y (zh) * 2008-07-30 2009-04-29 湖南省电力公司试验研究院 接地网接地电阻异频测试系统
CN104498962A (zh) * 2014-11-26 2015-04-08 中国石油天然气集团公司 一种油田污水储罐内壁强制电流阴极保护方法
CN104532263B (zh) * 2015-01-09 2017-11-10 西安石油大学 基于脉冲电流供电的油井套管阴极保护系统及其构建方法
CN206486600U (zh) * 2017-02-27 2017-09-12 中国石油天然气集团公司 一种应用于盾构水封隧道的阴极保护装置
CN207891430U (zh) * 2017-10-20 2018-09-21 河南灿加防腐保温工程有限公司 一种管道阴极保护监测装置

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