[發明專利]一種定向鉆穿越管道陰極保護的檢測方法

有效

• 申請號: 201510052672.1
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104674228B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 周吉祥
• 申請（專利權）人: 深圳市燃氣集團股份有限公司
• 主分類號: C23F13/22
• 分類號: C23F13/22
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙)44268
• 代理人: 王永文,劉文求

技術領域

本發明涉及建造設備防護領域，尤其涉及的是一種定向鉆穿越管道陰極保護的檢測方法。

背景技術

現有技術中，城鎮燃氣管道定向鉆穿越多采用外防腐層和犧牲陽極陰極保護進行聯合保護。由于穿越段距離較長，犧牲陽極保護距離有限，陰極保護效果可能不滿足國家標準，尤其在動態直流雜散電流干擾下，陰極保護系統容易失效或保護不足，為管道的安全運行埋下了重大隱患，管道穿越段一旦腐蝕穿孔，處理難度大，后果嚴重。

因此，現有技術存在缺陷，有待于改進和發展。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中采用外防腐蝕層和犧牲陽極陰極保護對管道進行聯合保護時，不能滿足保護要求的缺陷，提供定向鉆穿越管道陰極保護的檢測方法。

本發明的技術方案如下：

一種定向鉆穿越管道陰極保護的檢測方法，其中，包括：

A、采用邊界元法建立地鐵雜散電流干擾數值模型和陰極保護系統數值模型；

B、獲取定向鉆穿越管線中犧牲陽極的埋深、管道直徑、分布走向和土壤電阻率的數據信息；

C、將所述數據信息代入所述模型，模擬出電位和電流密度的電位云圖；

D、通過對所述電位云圖的結果進行分析，得到定向鉆穿越管道陰極保護的檢測結果。

所述定向鉆穿越管道陰極保護的檢測方法，其中，在步驟A還包括：

在建立所述模型時，設置測得的犧牲陽極電位作為犧牲陽極的恒電位邊界條件；設置輔助陽極輸出電流除以陽極表面積得到的電流密度作為輔助陽極的恒電流邊界條件。

所述定向鉆穿越管道陰極保護的檢測方法，其中，在步驟A中：所述地鐵雜散電流干擾數值模型為：

式中，為鋼軌的接地表面，為鋼軌上的電流密度。

所述定向鉆穿越管道陰極保護的檢測方法，其中，在步驟A中：所述地鐵雜散電流干擾數值模型為：

用矩陣形式寫為：HU=GQ；式中：

U 和 Q 中各有 n 個元素；由定解問題的定解條件知，在 2n 個元素中應有 n個已知，n 個未知；將 n 個未知元素組成矢量 X，得到新的代數方程組：

AX=F

解此方程組，求出 X，于是即得到全部邊界上的電位和電流密度的分布。

有益效果：本發明所提供的一種定向鉆穿越管道陰極保護的檢測方法，通過采用邊界元法建立地鐵雜散電流干擾和陰極保護系統數值模型，使用所述模型模擬鎂陽極的電位和電流密度、雜散電流大小及地鐵平行長度對穿越段陰極保護系統的影響，從而可以對應提出定向鉆穿越段陰極保護系統提升改善的初步方案，使定向鉆穿越段管道的陰極保護系統得到提升改善，滿足陰極保護準則，使管道安全運行得到有效保障。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種定向鉆穿越管道陰極保護的檢測方法步驟流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明提供了一種定向鉆穿越管道陰極保護的檢測方法，如圖1所示，所述方法包括以下步驟：

S1、采用邊界元法建立地鐵雜散電流干擾數值模型和陰極保護系統數值模型；

S2、獲取定向鉆穿越管線中犧牲陽極的埋深、管道直徑、分布走向和土壤電阻率的數據信息；

S3、將所述數據信息代入所述模型，模擬出電位和電流密度的電位云圖；

S4、通過對所述電位云圖的結果進行分析，得到定向鉆穿越管道陰極保護的檢測結果。

對于地鐵雜散電流和陰極保護來說，它是一個電場問題，可以通過數值模擬技術得到管道、陽極等研究對象上的電位和電流密度分布，以云圖方式顯示的結果可以很清晰地看到雜散電流所產生的影響。因而，數值模擬技術在研究干擾問題時更為方便和快捷。

利用數值方法來求解所研究問題特性的數學模型就是數值計算的實質所在，建立一個數學模型應該至少包括對問題的描述方程和相應得邊界條件。在管道陰極保護系統的電位分布的研究中，比較多應用拉普拉斯(Laplace)方程這一描述方程式作為陰保電位分布計算，Laplace 方程形式為：

（1）

式中：為電位，為電導率（研究區域內介質）。