CN116413197A - 一种柔性阳极断点位置测试和确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柔性阳极断点位置测试和确定方法及装置，测量柔性阳极周围环境的土壤电阻率ρ和柔性阳极接地电阻R，根据土壤电阻率ρ和柔性阳极接地电阻R计算柔性阳极长度l，测量柔性阳极起始点，根据柔性阳极长度l确定柔性阳极的断电位置。本发明中提供的柔性阳极断电位置测试和确定方法判据全面且方便易行，便于阴极保护工程技术人员操作计算，改善了现有工程中难以确定柔性阳极断点位置的问题。

Description

一种柔性阳极断点位置测试和确定方法及装置

技术领域

本发明涉及外加电流阴极保护技术领域，尤其涉及一种柔性阳极断点位置测试和确定方法及装置。

背景技术

阴极保护技术是油气领域内重要防腐手段之一，其原理是通过向被保护结构物表面供入电子，使其阴极极化，电位负向偏移，以逐渐消除腐蚀电池的阴阳极，从而防止结构物发生电化学腐蚀。在外加电流阴极保护系统中主要包括直流电源、辅助阳极、被保护结构物和附属设备四部分，其中辅助阳极是构成保护回路的最重要部分。

柔性阳极作为一种新式的外加电流阴极保护体系中的辅助阳极，已广泛应用于各类油气站场、城镇燃气管网、长输管线的阴极保护系统当中。柔性阳极呈长线型，可弯曲，外观与电缆相似，使用时与被保护管道同沟并行敷设。与其他辅助阳极相比，柔性阳极具有对外界干扰小、抗屏蔽能力强、不受地理因素影响等优点，与被保护管道同沟敷设受施工区域的限制很小。但长线型的结构导致其具有易断连的缺点，一旦发生断连，电流无法接通，断电之后的部分阳极段就失去了保护效果。对柔性阳极断点的查找是目前阴极保护领域的一个难题，以往发生柔性阳极断连后，须进行大面积现场开挖来确定断电，耗费大量人力物力，效率较低。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的柔性阳极断点位置测试和确定方法及装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的一个方面提供了一种柔性阳极断点位置测试和确定方法，包括：获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置，柔性阳极的直径d和埋深t；利用公式

计算柔性阳极的有效长度l；根据柔性阳极起始位置和柔性阳极的有效长度l确定柔性阳极的断点位置。

其中，获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置包括：通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置。

其中，通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置包括：利用包括恒电位仪、接地电阻测试仪和电缆测试仪的检测装置通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置。

本发明的另一个方面提供了一种柔性阳极断点位置测试和确定装置，包括：获取模块，由于获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置，柔性阳极的直径d和埋深t；计算模块，由于利用公式

计算柔性阳极的有效长度l；确定模块，由于根据柔性阳极起始位置和柔性阳极的有效长度l确定柔性阳极的断点位置。

其中，获取模块通过如下方式获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置：通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置。

其中，获取模块通过如下常识通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置：利用包括恒电位仪、接地电阻测试仪和电缆测试仪的检测装置通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置。

由此可见，通过本发明提供的柔性阳极断点位置测试和确定方法及装置，测量柔性阳极周围环境的土壤电阻率ρ和柔性阳极接地电阻R，根据土壤电阻率ρ和柔性阳极接地电阻R计算柔性阳极长度l，测量柔性阳极起始点，根据柔性阳极长度l确定柔性阳极的断电位置。本发明中提供的柔性阳极断电位置测试和确定方法判据全面且方便易行，便于阴极保护工程技术人员操作计算，改善了现有工程中难以确定柔性阳极断点位置的问题。

因此，本发明通过测试接地电阻确定阳极断点位置，解决完善了现有技术中无法定位柔性阳极断点的技术问题，对阴极保护系统的运行维护和故障排查，确保管道安全性具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例提供的柔性阳极断点位置测试和确定方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的柔性阳极断点位置测试和确定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了本发明实施例提供的柔性阳极断点位置测试和确定方法的流程图，参见图1，本发明实施例提供的柔性阳极断点位置测试和确定方法，包括：

S1，获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置，柔性阳极的直径d和埋深t。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置包括：通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置。

具体地，通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ；通过现场测试得到柔性阳极接地电阻R；通过现场测试得到柔性阳极起始位置，已知柔性阳极的直径d和埋深t。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置包括：利用包括恒电位仪、接地电阻测试仪和电缆测试仪的检测装置通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置。

具体地，本发明采用一检测装置检测外加电流阴极保护系统中柔性阳极的断点位置，该检测装置包括：恒电位仪、阳极电缆、ZC-8型接地电阻测试仪和电缆测试仪，柔性阳极与恒电位仪处于电性连接状态；利用接地电阻测试仪通过四极法测得柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，利用接地电阻测试仪通过三极法测得柔性阳极的接地电阻R；利用电缆测试仪测定柔性阳极的通电点即阳极起始点。

其中，测量土壤电阻率ρ的方法如下：将辅助探针C1、C2、P1、P2呈一直线按照C1、P1、P2、C2的顺序垂直埋入大地，埋深为h，各探针之间间距均为a(a>20h)，接地电阻测量仪通过接地测试线与辅助探针对应连接，C1C2为电流极，P1P2为电压极，先将表调至最大量程，均匀摇动手柄，再根据被测电阻值调整量程，待指针稳定后读数，测量所得电阻值为r，土壤电阻率ρ＝2πar。

测量柔性阳极接地电阻的方法如下：将辅助电流极C、辅助电压极P、接地测试极G按顺序呈一直线垂直埋入大地，辅助电流极C位于远端，接地电阻测量仪通过接地测试线与各极对应连接，先将表调至最大量程，均匀摇动手柄，再根据被测电阻值调整量程，待指针稳定后读数，测量得到柔性阳极接地电阻值R。

S2，利用公式

计算柔性阳极的有效长度l。

具体地，计算求解柔性阳极长度l过程如下：对于确定直径d和埋深t的柔性阳极，根据土壤电阻率ρ和柔性阳极接地电阻R运用公式

计算可得柔性阳极的有效长度l。

S3，根据柔性阳极起始位置和柔性阳极的有效长度l确定柔性阳极的断点位置。

具体地，由于柔性阳极的起始位置通过现场测试得到，根据计算的有效长度l，就可以由起始位置开始算起，达到有效长度的位置点就是断点的位置。从而可以根据阳极起始点和柔性阳极长度l推断出柔性阳极断点位置。

由此可见，利用本发明实施例提供的柔性阳极断点位置测试和确定方法，测量柔性阳极周围环境的土壤电阻率ρ和柔性阳极接地电阻R，根据土壤电阻率ρ和柔性阳极接地电阻R计算柔性阳极长度l，测量柔性阳极起始点，根据柔性阳极长度l确定柔性阳极的断电位置。本发明中提供的柔性阳极断电位置测试和确定方法判据全面且方便易行，便于阴极保护工程技术人员操作计算，改善了现有工程中难以确定柔性阳极断点位置的问题。

因此，本发明通过测试接地电阻确定阳极断点位置，解决完善了现有技术中无法定位柔性阳极断点的技术问题，对阴极保护系统的运行维护和故障排查，确保管道安全性具有重要意义。

本发明的柔性阳极断电位置确定和检测方法适用于以柔性阳极为辅助阳极的外加电流阴极保护系统中，若想确定柔性阳极断点位置，则须由柔性阳极起始位置沿柔性阳极埋设方向，经柔性阳极有效长度l的距离得到；柔性阳极有效长度l须由柔性阳极周围环境的土壤电阻率ρ、柔性阳极接地电阻R以及柔性阳极的直径d和埋深t，运用公式

计算得到；柔性阳极的直径d和埋深t为已知；柔性阳极周围环境的土壤电阻率ρ、柔性阳极接地电阻R为计算得到。

以下，提供一种具体实例：

(1)设一外加电流阴极保护系统，所用辅助阳极为柔性阳极，经测量得到该环境下土壤电阻率ρ为50Ω·m，已知所用柔性阳极的直径为d为0.0038m，已知所用柔性阳极的埋深为2m，经测量得到柔性阳极的接地电阻为5.718Ω；

(2)运用公式

计算得到柔性阳极的长度约为10m；

(3)通过电缆测试仪确定柔性阳极起始点，沿柔性阳极埋设方向向前10m为柔性阳极断点位置。

图2示出了本发明实施例提供的柔性阳极断点位置测试和确定装置的结构示意图，该柔性阳极断点位置测试和确定装置应用上述方法，以下仅对柔性阳极断点位置测试和确定装置的结构进行简单说明，其他未尽事宜，请参照上述柔性阳极断点位置测试和确定方法中的相关描述，参见图2，本发明实施例提供的柔性阳极断点位置测试和确定装置，包括：

获取模块，由于获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置，柔性阳极的直径d和埋深t；

计算模块，由于利用公式

计算柔性阳极的有效长度l；

确定模块，由于根据柔性阳极起始位置和柔性阳极的有效长度l确定柔性阳极的断点位置。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，获取模块通过如下方式获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置：通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，获取模块通过如下常识通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置：利用包括恒电位仪、接地电阻测试仪和电缆测试仪的检测装置通过现场测试得到柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置。

由此可见，利用本发明实施例提供的柔性阳极断点位置测试和确定装置，测量柔性阳极周围环境的土壤电阻率ρ和柔性阳极接地电阻R，根据土壤电阻率ρ和柔性阳极接地电阻R计算柔性阳极长度l，测量柔性阳极起始点，根据柔性阳极长度l确定柔性阳极的断电位置。本发明中提供的柔性阳极断电位置测试和确定方法判据全面且方便易行，便于阴极保护工程技术人员操作计算，改善了现有工程中难以确定柔性阳极断点位置的问题。

因此，本发明通过测试接地电阻确定阳极断点位置，解决完善了现有技术中无法定位柔性阳极断点的技术问题，对阴极保护系统的运行维护和故障排查，确保管道安全性具有重要意义。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种柔性阳极断点位置测试和确定方法，其特征在于，包括：

获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置，柔性阳极的直径d和埋深t；

利用公式

计算柔性阳极的有效长度l；

根据所述柔性阳极起始位置和所述柔性阳极的有效长度l确定所述柔性阳极的断点位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置包括：

通过现场测试得到所述柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，所述柔性阳极接地电阻R，所述柔性阳极起始位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过现场测试得到所述柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，所述柔性阳极接地电阻R，所述柔性阳极起始位置包括：

利用包括恒电位仪、接地电阻测试仪和电缆测试仪的检测装置通过现场测试得到所述柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，所述柔性阳极接地电阻R，所述柔性阳极起始位置。

4.一种柔性阳极断点位置测试和确定装置，其特征在于，包括：

获取模块，由于获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置，柔性阳极的直径d和埋深t；

计算模块，由于利用公式

计算柔性阳极的有效长度l；

确定模块，由于根据所述柔性阳极起始位置和所述柔性阳极的有效长度l确定所述柔性阳极的断点位置。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述获取模块通过如下方式获取柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，柔性阳极接地电阻R，柔性阳极起始位置：

通过现场测试得到所述柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，所述柔性阳极接地电阻R，所述柔性阳极起始位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取模块通过如下常识通过现场测试得到所述柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，所述柔性阳极接地电阻R，所述柔性阳极起始位置：

利用包括恒电位仪、接地电阻测试仪和电缆测试仪的检测装置通过现场测试得到所述柔性阳极周围环境土壤电阻率ρ，所述柔性阳极接地电阻R，所述柔性阳极起始位置。

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