CN114016037A - 一种管道智能运行的阴极保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道智能运行的阴极保护系统，其涉及油气管道保护领域，旨在解决传统油气管道阴极保护系统存在滞后性的问题，其技术方案要点包括沿油气管线均布的阴极保护站，所述阴极保护站内设置有电性连接油气管道的恒电位仪，沿油气管线的长度方向均匀布置多个用探测管道锈蚀和电位的探测装置，所述探测装置上电性连接有无线传输模块，所述阴极保护站内设置有单片机，所述单片机电性连接恒在电位仪上，所述单片机上电性连接有接收无线传输模块信息的无线接收模块,所述无线接收模块电性连接在单片机上，本发明达到了提高油气管道阴极保护效果的作用。
Description
技术领域
本发明涉及油气管道保护的技术领域，尤其是涉及一种管道智能运行的阴极保护系统。
背景技术
当前阴极保护系统主要由常规恒电位仪、辅助阳极、管道、通电点长效参比组成，系统通过通电点处采集的管道保护电位调整恒电位仪的电流输出大小，以实现恒电位仪自动调节的目的。通常恒电位仪运行在恒位模式，当通电点采集的管道保护电位负于恒电位仪设置的给定电位时，恒电位仪减小输出，使管道保护电位正向偏移与给定电位趋于一致；当通电点采集的管道保护电位正于恒电位仪设置的给定电位时，恒电位仪增大输出，使管道保护电位负向偏移与给定电位趋于一致。
但现有存在通电点电位水平并不能代表管道沿线所有测试点电位水平，无法真实的表征被保护管道全线真实的阴极保护效果，基于通电点电位水平调整恒电位仪输出电流大小，可能导致管道沿线某些管段阴极保护欠保或者过保护，造成管道腐蚀或者氢脆；
还有随着城市轨道交通的大力建设，管道沿线动态直流干扰越来越严重，受动态直流干扰影响，管道沿线电位水平波动剧烈，使得通电点电位更无法代表全线阴极保护水平，且基于通电点剧烈波动的通电电位恒电位仪无法正常恒电位工作，即使恒电流工作模式也无法确定合适的输出电流大小，导致阴极保护系统工作在非可控的状态，管道沿线阴极保护效果也无法得到保证；
最后阴极保护系统中恒电位仪的控制电位和输出电流的设定和调节，均由人工手动或远程调节，且设定好后一般较长时间不会再改动，设定值是否合适受操作人员技术水平高低的影响，且设定值较长时间内都恒定不变，不能根据现场实际情况自动进行调节，无法保证阴极保护的时效性；
一旦出现上述问题，操作人员要实地沿着管道进行检测，然后根据实测数据，到就近的阴极保护站调整恒电位仪的电流输出大小，从而达到更好的保护油气管道的作用。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：油气管道跨度很大，而且油气管道的检测还容易受到地形地貌的干扰，而且操作人员检测的结构也是有时效的，由于阴极保护站离检测点又一定的距离，所以对于恒电位仪调整存在一定的滞后性，从而降低了油气管道阴极保护效果，此问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种管道智能运行的阴极保护系统，其具有提高油气管道阴极保护效果的作用。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种管道智能运行的阴极保护系统，包括沿油气管线均布的阴极保护站，所述阴极保护站内设置有电性连接油气管道的恒电位仪，沿油气管线的长度方向均匀布置多个用探测管道锈蚀和电位的探测装置，所述探测装置上电性连接有无线传输模块，所述阴极保护站内设置有单片机，所述单片机电性连在接恒电位仪上，所述单片机上电性连接有接收无线传输模块信息的无线接收模块,所述无线接收模块电性连接在单片机上
通过采用上述技术方案，通过探测装置代替人工探测提前安装在油气管道上，然后通过检测数据通过无线传输模块和无线接收模块进行信息传输，最后通过单片机进行整体调控，从而起到快速反应和精准调节的作用，解决恒电位仪调整存在滞后性和调控精度不高的问题，进而起到提高油气管道阴极保护效果的作用。
进一步地，所述探测装置包括沿油气管道长度方向均布的智能探测桩和ER腐蚀探头。
通过采用上述技术方案，智能探测桩和ER腐蚀探头可以分别用来测试油气管道上的电位和腐蚀情况，从而精准探测油气管道上具体损坏情况以及所需阴极保护电流的作用。
进一步地，所述探测装置上连接有故障检测装置，所述故障检测装置电性连接在无线传输模块，所述单片机上电性连接有报警装置。
通过采用上述技术方案，一旦管道上任意位置智能探测桩和ER腐蚀探头发生损坏，管道沿线电位不达标时，报警装置就会立刻发生警报，操作人员可以对故障设备去进行检修，从而保证智能探测桩和ER腐蚀探头正常运行，提高管道阴极保护电位水平，进而保证油气管道的安全使用。
进一步地，所述单片机上电性连接有故障点显示装置。
通过采用上述技术方案，故障显示装置可以具体的告诉操作人员具体哪个位置智能探测桩和ER腐蚀探头损坏，哪段管道阴极保护效果不达标，从而提高操作人员智能探测桩和ER腐蚀探头的检修速度，以及阴极保护效果不达标处置进度。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1、采用了探测装置、无线传输模块、无线接收模块、和单片机，从而产生提高恒电位仪调控效率和精度与油气管道阴极保护水平的效果；
2、采用了智能探测桩和ER腐蚀探头，从而产生提高油气管道探测精度的效果；
3、采用了报警装置和故障点显示装置，从而产生提高操作人员智能探测桩和ER腐蚀探头检修速度与阴极保护不达标管段处置进度的效果。
附图说明
图1为本发明中的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种管道智能运行的阴极保护系统，包括沿油气管线均布的阴极保护站，阴极保护站内设置有电性连接油气管道的恒电位仪，沿油气管线的长度方向均匀布置多个用探测管道锈蚀和电位的探测装置，探测装置上电性连接有无线传输模块，阴极保护站内设置有单片机，单片机电性连在接恒电位仪上，单片机上电性连接有接收无线传输模块信息的无线接收模块,无线接收模块电性连接在单片机上；探测装置包括沿油气管道长度方向均布的智能探测桩和ER腐蚀探头，智能探测桩的设置，首先对管道沿线状况进行分析，根据管道防腐层状况、土壤环境、交直流干扰、阴极保护电流分布情况，将被保护管道分为N个小的管段，每个管段内管道阴极保护效果和腐蚀风险基本处于同一水平，通过该管段某个测试点的电位或腐蚀速率数据基本可评价该管段整体的阴极保护水平；然后在每个管段增设一个智能探测桩，以采集管道阴极保护电位和腐蚀速率，通过设置的多个智能探测桩基本可全面评价被保护管道的阴极保护效果；需要强调的是，智能探测桩的设置位置必须包括油气管道的首末端和中间位置，确保所采集电位和腐蚀速率数据的代表性；基于管道沿线阴极保护水平，选择智能探测桩测试点安装ER腐蚀探头，ER腐蚀探头重点安装在干扰严重管段、阴保不达标管段、阴极保护系统保护的末端管段，以获取和表征管道沿线腐蚀状况的真实数据。
参照图1，目前，2G/3G/4G 通讯网络已经非常成熟，信号覆盖已经达到了大多数地区；通过 2G/3G/4G 无线网络进行数据接入，利用现有的通讯基站实现数据的网络接入，管道沿线所安装的智能探测桩和ER腐蚀探头自动检测管道的自腐蚀电位、通电电位、断电电位、交流电压和腐蚀速率，并自动连接无线网络，进行数据传输。
参照图1，恒电位仪具备远传和远控的功能，智能探测桩和ER腐蚀探头测得数据通过无线传输模块传输给阴极保护站内的单片机，单片机无线接收模块上的数据信息进行分析，然后对恒电位仪发出相应的指令，恒电位仪接单片机指令调整输出电流大小的命令，通过可控硅整流电路或高频开关电路调整输出电流大小，实现智能运行与智能控制的落地；恒电位仪调整输出后，智能探测桩和ER腐蚀探头继续对管道沿线管道电位进行监测，并上传至单片机，单片机对被保护管道阴极保护水平进行评价，验证上次恒电位仪电流调整命令的准确性，并根据验证评价情况进行反复修正，使恒电位仪输出电流时刻处于最佳状态，确保被保护管道沿线电位水平处于最优水平，实现阴极保护全流程智能运行和控制。
参照图1，操作人员在探测装置上连接故障检测装置，故障检测装置分别电性连接在智能探测桩和ER腐蚀探头上，故障检测装置接入到无线传输模块，单片机上电性连接有故障报警装置和故障点显示装置，本发明中的故障点显示装置为供人观看的显示屏，一旦油气管道上的某个智能探测桩、ER腐蚀探头发生故障或者某段管道阴极保护效果不达标，固定检测装置会将采集的信息传输给无线传输模块，无线传输模块会将信号传输给无线接收模块，无线接收模块再将信息交单片机分析处理，单片机下答指令启动报警装置并在故障点显示装置上指出是发生故障的具体位置，然后操作人员根据故障点显示到现场处置即可。
本实施例的实施原理为：本发明通过智能探测桩和ER腐蚀探头实现对被保护管道沿线自然电位、通电电位、断电电位、交流电压和腐蚀速率的监测，单片机通过对断电电位进行分析和评价，确定全线阴极保护水平，并根据阴极保护评价结果、交直流干扰状况、恒电位仪运行状况综合制定恒电位仪电流调整策略，单片机通过网络远程控制恒电位仪进行输出电流调整，调整后单片机再次根据智能探测桩监测数据对恒电位仪电流调整情况进行修正，通过反复的调整、修复、再调整，实现恒电位仪的智能控制和智能运行；通过定期根据ER腐蚀探头监测的腐蚀速率对阴极保护效果评价准确性进行验证，并根据评价结果对阴极保护系统运行策略进行修正，确保阴极保护系统处于最佳工作状态，保证整个管段阴极保护电位达标，从根本上杜绝管道腐蚀穿孔风险。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种管道智能运行的阴极保护系统，包括沿油气管线均布的阴极保护站，所述阴极保护站内设置有电性连接油气管道的恒电位仪，其特征在于：沿油气管线的长度方向均匀布置多个用探测管道锈蚀和电位的探测装置，所述探测装置上电性连接有无线传输模块，所述阴极保护站内设置有单片机，所述单片机电性连接在恒电位仪上，所述单片机上电性连接有接收无线传输模块信息的无线接收模块,所述无线接收模块电性连接在单片机上。
2.根据权利要求1所述的管道智能运行的阴极保护系统，其特征在于：所述探测装置包括沿油气管道长度方向均布的智能探测桩和ER腐蚀探头。
3.根据权利要求2所述的管道智能运行的阴极保护系统，其特征在于：所述探测装置上连接有故障检测装置，所述故障检测装置电性连接在无线传输模块，所述单片机上电性连接有报警装置。
4.根据权利要求3所述的管道智能运行的阴极保护系统，其特征在于：所述单片机上电性连接有故障点显示装置。
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