CN111945170A - 一种基于油气管道的阴极保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于油气管道的阴极保护系统，包括：测试桩、湿度传感器、油气管道、控制器以及埋设在油气管道周围的牺牲阳极，牺牲阳极与油气管道通过电缆连接，油气管道周围设置保湿装置，保湿装置确保土壤保持湿润，保湿装置设置用于连接外部水源的通水管道，通水管道连接储水箱，通水管道用于将水输送到油气管道周围，油气管道周围设置辐射管以及导流体，通水管道，通水管道与导流体连通，辐射管与导流体连通，以导流体为中心设置辐射管，辐射管上设置有若干个用于出水的泄水口。对调整和控制油气管道阴极保护系统提供科学可行的依据，而且对油气管道防腐层缺陷、损伤点的探测和定位具有重要作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道保护系统，尤其涉及一种基于油气管道的阴极保护系统。
背景技术
管道管理系统和在线仿真作为长输管线项目的核心中枢，对开放性、安全性、可靠性和稳定性都有极高的要求，多年来一直是由数家国外自动化巨头垄断，而这类项目却又关系到国家能源战略和能源安全，管道运行及信息安全存在潜在威胁，所以相关软硬件产品亟需在自主可控方面实现全面突破，需要通过智慧管网研发工作实现对于国产化研究的突破。
油气管道事故威胁是当前智慧管道建设中的核心问题之一。油气管道因腐蚀造成的油气漏失，会导致运输中断，不但造成巨大的经济损失，还易引发诸多安全问题，对环境造成破坏。我国根据国内复杂的自然环境多是采用恒电位仪和牺牲阳极相结合的方法为管道提供阴极保护，保护管道防止腐蚀侵害。对于管道阴极保护电位的监测是监测与预测管道防腐蚀状态的重要途径。当前正处于由人工巡检测量向自动化检测过度的阶段，但是市场上现有的采集系统存在着采集功能单一，数据分析依靠人工的缺点，以及缺乏恒电位仪设备联动的问题。因此亟需设计一套采集数据严格同步，数据全面准确，管道防腐设备联动配合，实现管道安全状况自动分析的系统。同时，管道网络分布范围广泛， 途经地形复杂山体滑坡、暴雨冲刷、河流改道等地质灾害也是油气管道，一旦发生对抢险响应速度提出挑战，如何能够依托现有管道测试桩，建立地灾监测预警系统也是亟待解决问题。
对城市埋地油气管道大多采用牺牲阳极的阴极保护系统进行保护，电缆的一端用于连接至油气管道，其另一端连接至牺牲阳极，该牺牲阳极用于向油气管道输出电子流，该输入的电子流用于防止油气管道丢失电子而发生腐蚀，使用时，该系统用于埋在地面以下。然而，牺牲阳极的阴极保护系统使用寿命较短，同时由于接地电阻的限制，因此电流供给能力不足，从而使得针对穿越段管道等特殊区段管道的阴极保护效果不佳。
城市埋地油气管道系统也越来越多地在不同规模城市内建立起来。然而，由于钢质埋地油气管道极易受土壤、地下水、杂散电流等多种环境因素的影响而发生腐蚀，因而其常常处于腐蚀穿孔风险之中。同时由于城市埋地油气管道处于人口和建筑物密集区，并且用于输送易燃易爆的天然气、煤气等，因此一旦发生泄漏事故，必然会带来巨大损。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于油气管道的阴极保护系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于油气管道的阴极保护系统，包括：测试桩、湿度传感器、油气管道、控制器以及埋设在所述油气管道周围的牺牲阳极，所述牺牲阳极与所述油气管道通过电缆连接，所述油气管道周围设置保湿装置，所述保湿装置确保土壤保持湿润，所述保湿装置设置用于连接外部水源的通水管道，所述通水管道连接储水箱，所述通水管道用于将水输送到油气管道周围，所述油气管道周围设置辐射管以及导流体，所述通水管道，所述通水管道与所述导流体连通，所述辐射管与所述导流体连通，以所述导流体为中心设置所述辐射管，所述辐射管上设置有若干个用于出水的泄水口。
本发明一个较佳实施例中，所述通水管道上设置用于控制水流的控制阀。
本发明一个较佳实施例中，所述通水管道连通到储水箱内部，所述控制阀设置在通水管道上。
本发明一个较佳实施例中，所述湿度传感器设置在油气管道以及牺牲阳极附近的土壤内，所述湿度传感器与控制器电连接。
本发明一个较佳实施例中，所述测试桩设置在地面上，并与牺牲阳极电连接，所述牺牲阳极采用铜、铁、铝其中一种金属材料制成。
本发明一个较佳实施例中，所述牺牲阳极附近设置装料包，所述装料包设置在牺牲阳极周围，所述装料包接地。
本发明一个较佳实施例中，所述装料包由硫酸钙、膨润土和硫酸钠混合而成。
本发明一个较佳实施例中，所述通水管道和导流体的外表面设置有防腐蚀层，所述辐射管的内外表面均设置有防腐蚀层。
本发明一个较佳实施例中，所述牺牲阳极与所述油气管道之间间隔预设距离。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）本发明所检测的油气管道阴极保护参数真实反映同一时间在一定距离管段工况，克服了长期以来现有技术所检测油气管道阴极保护系统参数只反映某一时某一点管段工况，这不仅对调整和控制油气管道阴极保护系统提供科学可行的依据，而且对油气管道防腐层缺陷、损伤点的探测和定位具有重要作用。
（2）本发明牺牲阳极包括导电聚合物柔性阳极，作为新一代的牺牲阳极具有保护电位分布均匀、排流密度大、寿命长和可靠性高的优点。这些技术特点决定其可有效应用于密集管网阴极保护，克服传统点状阳极系统的电位分布不均、易于产生干扰、屏蔽等问题。应用于油气管道外侧保护，在实现高可靠性的同时，将阳极排流密度大、寿命长的技术特点结合在一起，实现了柔性阳极排流密度大、寿命长、保护电流分布均匀、电流效率高的技术优势。
（3）本发明能够通过预设算法获得规定数量的牺牲阳极保护装置的装设参数向量，并能够获得牺牲阳极保护装置以及强制排流装置在对应不同装设参数向量时的不同管地电位差，使得优化过程更加科学，优化结果更加准确，回避了设计人的主观因素。优化过程中保护采用牺牲阳极装置，使得优化过程具有标准化的操作流程，在达到优化设计条件时使用最少的牺牲阳极保护装置和强制排流装置，最大限度降低后续工程量和材料损耗，而且根据总数量分配出最优的牺牲阳极保护装置的数量和强制排流装置的数量，使油气管道阴极保护法具有更好的保护效果，而且后期能够根据装置的成本来进一步寻求经济型最优解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明优选实施例的模块分布示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，一种基于油气管道的阴极保护系统，包括：测试桩、湿度传感器、油气管道、控制器以及埋设在油气管道周围的牺牲阳极，牺牲阳极与油气管道通过电缆连接，油气管道周围设置保湿装置，保湿装置确保土壤保持湿润，保湿装置设置用于连接外部水源的通水管道，通水管道连接储水箱，通水管道用于将水输送到油气管道周围，油气管道周围设置辐射管以及导流体，通水管道，通水管道与导流体连通，辐射管与导流体连通，以导流体为中心设置辐射管，辐射管上设置有若干个用于出水的泄水口。
本发明一个较佳实施例中，通水管道上设置用于控制水流的控制阀，通水管道连通到储水箱内部，控制阀设置在通水管道上，湿度传感器设置在油气管道以及牺牲阳极附近的土壤内，湿度传感器与控制器电连接，测试桩设置在地面上，并与牺牲阳极电连接，牺牲阳极采用铜、铁、铝其中一种金属材料制成，牺牲阳极附近设置装料包，装料包设置在牺牲阳极周围，装料包接地，通水管道和导流体的外表面设置有防腐蚀层，辐射管的内外表面均设置有防腐蚀层，牺牲阳极与油气管道之间间隔预设距离。
本发明一个较佳实施例中，本系统所检测的油气管道阴极保护参数真实反映同一时间在一定距离管段工况，克服了长期以来现有技术所检测油气管道阴极保护系统参数只反映某一时某一点管段工况，这不仅对调整和控制油气管道阴极保护系统提供科学可行的依据，而且对油气管道防腐层缺陷、损伤点的探测和定位具有重要作用。
本发明一个较佳实施例中，牺牲阳极包括导电聚合物柔性阳极，作为新一代的牺牲阳极具有保护电位分布均匀、排流密度大、寿命长和可靠性高的优点。这些技术特点决定其可有效应用于密集管网阴极保护，克服传统点状阳极系统的电位分布不均、易于产生干扰、屏蔽等问题。应用于油气管道外侧保护，在实现高可靠性的同时，将阳极排流密度大、寿命长的技术特点结合在一起，实现了柔性阳极排流密度大、寿命长、保护电流分布均匀、电流效率高的技术优势。
本发明一个较佳实施例中，能够通过预设算法获得规定数量的牺牲阳极保护装置的装设参数向量，并能够获得牺牲阳极保护装置以及强制排流装置在对应不同装设参数向量时的不同管地电位差，使得优化过程更加科学，优化结果更加准确，回避了设计人的主观因素。优化过程中保护采用牺牲阳极装置，使得优化过程具有标准化的操作流程，在达到优化设计条件时使用最少的牺牲阳极保护装置和强制排流装置，最大限度降低后续工程量和材料损耗，而且根据总数量分配出最优的牺牲阳极保护装置的数量和强制排流装置的数量，使油气管道阴极保护法具有更好的保护效果，而且后期能够根据装置的成本来进一步寻求经济型最优解。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种基于油气管道的阴极保护系统，包括：测试桩、湿度传感器、油气管道、控制器以及埋设在所述油气管道周围的牺牲阳极，其特征在于，所述牺牲阳极与所述油气管道通过电缆连接，所述油气管道周围设置保湿装置，所述保湿装置确保土壤保持湿润，所述保湿装置设置用于连接外部水源的通水管道，所述通水管道连接储水箱，所述通水管道用于将水输送到油气管道周围，所述油气管道周围设置辐射管以及导流体，所述通水管道，所述通水管道与所述导流体连通，所述辐射管与所述导流体连通，以所述导流体为中心设置所述辐射管，所述辐射管上设置有若干个用于出水的泄水口。
2.根据权利要求1所述的一种基于油气管道的阴极保护系统，其特征在于：所述通水管道上设置用于控制水流的控制阀。
3.根据权利要求1所述的一种基于油气管道的阴极保护系统，其特征在于：所述通水管道连通到储水箱内部，所述控制阀设置在通水管道上。
4.根据权利要求1所述的一种基于油气管道的阴极保护系统，其特征在于：所述湿度传感器设置在油气管道以及牺牲阳极附近的土壤内，所述湿度传感器与控制器电连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于油气管道的阴极保护系统，其特征在于：所述测试桩设置在地面上，并与牺牲阳极电连接，所述牺牲阳极采用铜、铁、铝其中一种金属材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种基于油气管道的阴极保护系统，其特征在于：所述牺牲阳极附近设置装料包，所述装料包设置在牺牲阳极周围，所述装料包接地。
7.根据权利要求1所述的一种基于油气管道的阴极保护系统，其特征在于：所述装料包由硫酸钙、膨润土和硫酸钠混合而成。
8.根据权利要求1所述的一种基于油气管道的阴极保护系统，其特征在于：所述通水管道和导流体的外表面设置有防腐蚀层，所述辐射管的内外表面均设置有防腐蚀层。
9.根据权利要求1所述的一种基于油气管道的阴极保护系统，其特征在于：所述牺牲阳极与所述油气管道之间间隔预设距离。
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| CN (1) | CN111945170A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114351151A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-15 | 浙江钰烯腐蚀控制股份有限公司 | 一种穿越河流段管道的阴极保护系统 |
-
2020
- 2020-08-07 CN CN202010787059.5A patent/CN111945170A/zh not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114351151A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-15 | 浙江钰烯腐蚀控制股份有限公司 | 一种穿越河流段管道的阴极保护系统 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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