地下长输管道外加电流阴极保护电化学过程分析

地下长输管道外加电流阴极保护电化学过程分析

一、地下长输管道外加电流阴极保护的电化学过程分析(论文文献综述)

雷博[1](2021)在《稠油输送管道阴极保护改进措施研究》文中进行了进一步梳理稠油由于具有密度高、粘度大、流动性较差等特点,大多采取加热输送的方式,为了减少热损失,管道外通常包覆有防腐保温层,其复杂的防腐保温结构会对外加阴极保护电流产生明显的屏蔽作用,这对牺牲阳极材料与阴极保护方式提出更高的要求。本研究基于分子动力学和密度泛函理论模拟计算方法,结合高温电化学特性测试,对不同铝合金牺牲阳极材料进行筛选,最终通过牺牲阳极装置设计及现场应用效果评价,分析其在稠油输送管道腐蚀防护中的适用性。研究结果表明:在添加Ti,B,Ce合金元素的Al-Zn-In系五种新型牺牲阳极中,具有面心立方晶胞的5#铝合金牺牲阳极材料(Al Zn In Fe Si Cu Ti BCe)形成能较负(-63.6257 e V/atom),且与H2O、H3O+、OH-、CO32-、HCO3-、Cl-及SO42-的吸附能较高,其分别为0.7792e V、3.9446e V、5.501e V、87.303e V、65.0270e V、4.4195e V及7.9241e V;在模拟高温管输温度条件下(80℃),5#铝合金牺牲阳极的自腐蚀电流密度最小(仅为42.64μA/cm2),电流效率则高达89.41%,且未出现明显局部腐蚀。基于管道材质(TS/52K)的极化曲线与不同阴极保护电位下的挂片腐蚀速率测试,施加-1.05V(SCE)阴保电位,挂片腐蚀速率均低于0.01mm/a,且5#铝合金牺牲阳极在80℃条件下的工作电位负于-1.05V(SCE)的有效阴极保护电位,管道材质腐蚀速率下降了99.6%。设计改进的瓦片式铝合金牺牲阳极,可以安装在保温管道的补口位置,现场测量的阴极保护电位为-1.033V(SCE,72℃),保护效果良好。

唐千惠[2](2021)在《影响油气管道阴极保护有效性关键因素研究》文中研究表明油气管道是油气运输的主要途径之一,随着油气管道行业对我国经济的推动令其在管道运输中备受瞩目。外腐蚀是油气管道现在面临的最常见同时也是影响最大的腐蚀危害,阴极保护作为油气管道外部腐蚀防护的重要手段,其系统有效运行的评估指标主要是根据对土壤腐蚀的分级评价来实现的。土壤组成介质的多样性和结构的复杂性经常导致管道电位变化,这种腐蚀现象是造成油气管道电化学腐蚀的最重要因素之一。本文引入土壤腐蚀分级量化评价方法,当油气管道敷设土壤周围的环境和条件发生变化时,为油气管道阴极保护提供有效且可靠的参考数值,其中土壤腐蚀关键指标因素权重的确定至关重要。针对油气管道土壤腐蚀关键因素权重系数的确定和求解,考虑到土壤在受到外界条件影响而存在的异常单一指标因素的不确定性等因素,将会导致指标因素权重结果出现严重偏差,造成阴极保护系统运行综合评估的结果不准确,本文提出主客观相互结合的求权方法,设计可靠的土壤腐蚀核心影响因素权重分级量化模型。该模型利用粗糙集对冗长且复杂的土壤腐蚀指标因素进行约简,通过熵权计算法计算约简后的土壤腐蚀关键指标因素的权重值并以此得到权重排序,再采用无量纲化同级变换和APH法,调整和修正条件属性集中模糊单一指标因素的权重,最后据此建立合理的土壤腐蚀分级量化评价方法。对同区域环境和条件下实地考察和数据采集,将实际数据和修正熵权法模型计算获得的关键指标因素权重值结果分析对比,同时将该模型数据应用于阴保站内系统设备调试,并进行长期数据跟踪记录。发现在特定区间下对不稳定的单指标因素权重的确定和修正,可以通过本文设计的修正算法模型来实现,在保证权重重要度排序的前提下,调整和提高该指标因素权重值的精确度,据此获得可靠的土壤腐蚀综合评价结果,达到为油气管道阴极保护有效性关键因素研究提供有效的参考数据的目的。

王生平[3](2021)在《腐蚀控制数据管理在城镇燃气管道完整性管理中的应用及实践》文中认为随着城市建设快速发展,城市埋地燃气管道的规模越来越大,但是在管线施工及运行管理等方面存在的诸多不完善,易造成燃气管线泄漏事故。为了对城镇燃气管道进行安全高效管理,行业内提出管道完整性管理理念。目前,城镇燃气行业认可的完整性管理环节包括:数据收集、高后果区识别、风险评价、完整性评价、维修维护和效能评价。其中数据收集是燃气管道完整性管理的基础,如何准确、全面、高效的进行数据管理,对城镇燃气管道完整性管理至关重要。城市埋地金属燃气管道运行管理的主要数据内容为腐蚀控制管理数据,腐蚀控制数据作为管道数据收集工作中的主要内容,是燃气管线风险评估的必要参考依据。本文首先以城镇燃气管道腐蚀控制数据管理为研究内容,对北京市燃气管线进行调研,梳理城市埋地金属燃气管道完整性管理过程中腐蚀控制技术方法、数据管理内容,并对腐蚀控制管理在城镇燃气完整性管理中的应用及实践进行探索,找出目前城市燃气管网腐蚀控制管理的问题并提出相应改进措施,进而实现腐蚀控制数据系统化、信息化管理。其次,结合城镇燃气管道腐蚀控制管理实际需求,提出了腐蚀控制数据管理系统设计思路、系统建设框架以及系统实现的目标,然后对腐蚀控制管理数据采集、应用进行改进,规范了数据采集内容、设计了数据采集模板、明确了数据采集流程、确定了数据应用方式,在此基础上设计了腐蚀控制数据管理系统。再次,本文实现了城镇燃气管网腐蚀控制数据管理系统的建设,将埋地金属管线腐蚀控制数据进行了全生命周期的系统化、信息化管理。实现了埋地金属燃气管道所有腐蚀控制工作100%信息化管理,并探索研究对腐蚀控制数据的充分应用,实现管线腐蚀风险评估,为管理者进一步实现管道完整性管理服务。最后,本文对腐蚀控制管理系统各项功能模块进行了应用与分析,对各项数据管理功能进行了试验验证,并通过一个案例应用,直观分析了腐蚀控制数据管理系统对管道完整性运行管理的指导作用,进一步对腐蚀控制数据管理在城镇燃气管道完整性管理中的应用与实践进行了探索分析验证。通过本文的研究,对城镇燃气管道腐蚀控制数据全生命周期的管理有了初步研究及应用,为后期全面实现管道完整性管理奠定数据管理基础。

王一丁[4](2021)在《基于站控系统的油气管道阴极保护装置研发》文中指出油气管道作为天然气、石油能源的主要运输工具,大多埋地铺设,容易与土壤介质发生原电池效应形成电化学腐蚀,使得管道逐渐发生管壁变薄甚至出现穿孔渗漏的情况,所以对于管道的腐蚀抑制工作极其重要。阴极保护法作为抑制管道腐蚀的重要技术,已经在长输油气管道领域得到了广泛的应用。但由于长输油气管道所处地质环境复杂,依赖人工采集并调节管道电位不仅耗费人力物力,且影响阴极保护效率。本文针对长输油气管道SCADA中的站控系统,设计并开发了一种基于站控系统的油气管道阴极保护装置。该阴极保护装置能够实现对管道电位、装置输出电流与电压以及环境参数的采集,将数据传输至站控系统上位机供其进行数据分析得到理想电位值,并接受站控系统上位机的电位调节指令,最终通过对数据的对比与处理实时准确地调节管道电位,使管道持续保持在较优的被保护状态。本文采用了RS-485总线实现阴极保护装置与站控系统上位机监控平台的数据传输。同时采用NBIo T网络通信技术进行远程数据传输,达到对远距离阴极保护过程准确实时的监控效果。利用模拟土壤溶液与模拟辅助阳极搭建实验环境,对装置的电位调节与通信性能进行了测试与结果分析。测试结果表明本文研发的阴极保护装置设计准确,控制及通信性能实时稳定,可以将管道电位有效控制在站控系统的给定电位值,满足了站控系统监控设计要求。大大提高了站控系统对管道阴极保护工程的远程监控能力且有效降低了管道的腐蚀速率。

权勃[5](2021)在《长输管道阴极保护电位分布的数值模拟与优化研究》文中进行了进一步梳理阴极保护技术作为金属防腐的主要手段,被广泛应用于油气运输管道的腐蚀防护。通常管道阴极保护效果由管道阴极保护电位来评价,主要是检测保护电位是否处于国标规定的-850m V~-1250m V保护区间内,判断管道处于有效保护中。实际中由于管材和土壤环境等因素,管道的最佳阴极保护电位在保护区间内是不同的。若管道保护电位在保护区间内偏离最佳阴极保护电位较远,会导致管道不能受到完全保护而发生腐蚀,造成巨额的经济损失,也会使环境遭受严重污染。为了使管道的阴极保护电位围绕最佳阴极保护电位分布,达到理想的腐蚀防护效果,本文做了以下工作:首先,根据管道在土壤中的埋设情况建立管道阴极保护电位分布的数学模型,利用数值方法求解,计算出阴极保护电位。其次,搭建电化学实验平台,以西北某地区为例,测量土壤溶液中管材的极化曲线和电化学阻抗谱。通过分析得出该土壤溶液下的最佳阴极保护电位为-950m V,并将其用于阴极保护电位分布的优化中。然后,模拟管道在三种铺设情形下的阴极保护效果,分别改变土壤电阻率,阳极位置,阳极数量和阳极输出电流,观察并分析保护电位分布图,得出了不同条件下保护电位的变化规律。最后,以阳极参数作为优化目标,建立目标函数,结合模拟退火算法对电位分布进行优化。并与管道阴极保护的常规设计方法比较,验证了优化方法的可行性。通过本文对管道阴极保护的研究得出:管道平直铺设时保护效果最好,爬坡铺设时保护效果最差,可以通过改变阳极参数来优化保护电位的分布。与常规设计方法相比,优化方法对保护电位的分布有明显的改善,进而提升了管道的保护效果,使管道的腐蚀速率降低,避免腐蚀。

赵梦杰[6](2021)在《苏南地区中高压输气管道阴极保护系统检测分析与对策研究》文中提出近些年,随着我国国民经济的快速发展以及能源结构的不断升级,天然气在能源转型中的桥梁作用进一步得到体现,其需求量和消费量激增。苏南地区作为经济发达的代表区域之一,其天然气消费体量在全国位居前列,已建成的西气东输、川气东送管道和在建以及计划建设的天然气输送管道规模可观,呈现出长距离、大口径、跨地区、高压力的发展趋势。与此同时,电力、交通等行业迅猛发展,致使管道沿线的环境日趋复杂,管道、设备等金属构件腐蚀日趋严重,对天然气的安全输送构成巨大的威胁。本文以苏南地区省级天然气输送管道为研究对象,对管道沿线的阴极保护运行情况进行调查研究。通过勘查苏南地区管道沿线周围地形地貌、水文条件、建构筑物布局等,分析和了解该地区输气管线自然条件和人文条件的特殊性。通过选取具有代表性的两段管道进行长期连续性监测,获得管道沿线保护电位的变化情况,得出以下规律:管道沿线直流管地电位基本处于-1.53V~-0.90V之间,部分桩位管地电位过负,存在过保护情况,需进行保护参数调整处理;对与高压交流电气化铁路交叉的管段,当高速铁路经过时,交流管地电位变化明显,峰值可达6.5V,存在一定的腐蚀风险,应进行排流保护处理;对与高压交流电气化铁路并行的管段,因相距较远(大于500m),管道阴极保护电位变化很小,基本不形成干扰。利用杂散电流干扰实验测量装置系统,通过改变干扰的强度和位置,对并行、交叉两种情况的管道管地电位干扰进行测试,验证了目标管段管道的干扰规律,并总结得出如下结论:管道的直流管地电位基本不受周围交流干扰的影响;交流管地电位发生变化,变化的大小与干扰源的强弱,以及干扰源和管道的垂直距离有关,干扰电压越强,距离管道越近,管地电位的变化越大,造成的干扰越严重;恒定持续的干扰对管地电位没有影响,干扰影响只发生在开始的瞬间,几秒后就慢慢平稳并恢复到正常状态。结合苏南地区天然气管道的现状和特点,在现场勘查调研和基础数据检测的基础上,开发设计了一套管道完整性管理平台,为管道的安全运行和管理水平提高起到了积极作用。

雷佳[7](2020)在《基于启发式算法的油气管道阴极保护电位优化研究》文中研究表明随着石油化工行业的飞速发展,油气输送管道的敷设距离越来越长,管道腐蚀防护工作越来越困难。对于长输埋地油气管道,传输距离较长且埋设环境复杂,易造成土壤腐蚀,严重时会导致腐蚀穿孔,造成油气泄露,威胁人类安全造成大量经济损失,所以要加大保护力度。对于长输管道目前常采用防护层与外加电流阴极保护结合的防护方式。对于外加电流阴极保护,需要设置合理的阳极位置,合适的阴极保护阳极位置可以减小管道的腐蚀速率,但是依据实际经验评估所有的阳极位置是一个耗时的过程。同时为了检测阴极保护效果我们需要实时监测管道沿线的电位分布情况,目前常采用人工巡检的方式来获取有效电位,需要花费大量的人力物力,且效果不佳。为了解决这些问题,本文在电化学腐蚀与防护原理的基础上,运用外加电流阴极保护技术,结合数值模拟技术,主要是边界元算法、启发式算法中的改进遗传算法和COMSOL 3D建模技术对本课题进行研究,具体研究内容如下:首先,利用边界元算法结合静电场理论、电化学理论、格林公式、径向积分法等,对油气管道阴极保护系统进行建模,得到管道的边界积分方程,然后根据管道轴向电位变化远小于横截面电位变化,利用线单元对管道进行离散,得到各点电位集合方程组。然后,研究了辅助阳极的阳极数量、埋设位置以及土壤电阻率对阴极保护效果的影响,结果为:管道周围的土壤环境,阳级的埋设位置及方式均会对管道表面的电位分布情况造成影响,所以在设计阴极保护系统时要考虑这些因素。其次,利用改进遗传算法对阳极埋设位置进行优化;根据优化结果结合已有的边界元模型和COMSOL Multiphysics仿真软件对埋地管道阴极保护系统进行三维建模,实现对埋地管道沿线电位分布的可视化,研究了不同的阳极数量,阳极埋设方式,以及杂散电流对管道沿线电位分布的影响,利用现场实测数据对比分析得到相同的结果,得出结论为:该改进遗传算法优化的阳极埋设位置可以对现场工程施工可以提供理论基础。最后,为了实现管道沿线电位的实时监控,发明了一种长输管道阴极保护分布式电位监测系统,实现了信息的长距离传输的实时监测以及主控制中心对各阴极保护站场的分布式控制,以达到更好的阴极保护效果。

刘孟哲[8](2020)在《基于stm32的油气管道阴极保护装置的开发》文中研究表明管道金属在埋地环境中容易与土壤介质形成原电池效应而发生电化学腐蚀,造成了大量的管道腐蚀情况,世界上每年因为电化学腐蚀造成油气管道不能继续服役的情况多不胜数,导致管道服役期限缩短,增大了投资回报周期,因此对于减弱管道发生电化学腐蚀的工作极其重要。本文主要应用的是外加电流的阴极保护法来完成抑制电化学腐蚀的工作,阴极保护装置就是根据外加电流阴极保护法的原理所开发的一种应用于电化学腐蚀的重要设备。因此,结合阴极保护装置的功能,本文开发了一种基于STM32的优化阴极保护装置,该阴极保护装置通过采集参比电位以及开关电源的输出电压和电流,对管道参比电位进行动态跟踪与实时反馈,并通过单片机对数据进行比对与处理,实现对开关电源动态优化的离散区间控制,向管道输出适合的电压、电流,使管道参比电位持续保持在有效保护范围,同时,该装置通过RS485总线与上位机实现通信,上位机能够对参比电位进行设定,通过RS232总线与无线DTU模块通信实现对装置所采集数据的远程无线传输,大大减弱了管道的电化学腐蚀情况。最后在实验室通过对装置的综合调试及模拟实验得到结论:本文开发的阴极保护装置能够对管道参比电位进行实时监测与反馈,同时根据管道所处环境的不同校正管道参比电位的大小,有效的将管道参比电位控制在较优受保护范围内,且装置结构合理,数据信号传输正常,系统达到设计需求。

王伟[9](2020)在《浓海水管道腐蚀检测及电化学防腐技术研究》文中提出管道作为比较安全、经济的输送方法,输送应用范围不断扩大。由于受到各种因素的影响,管道内外壁防腐层破损、老化现象较为普遍,缩短了管道使用寿命,增加了管道运营成本,造成严重经济损失,生态环境遭到严重污染。以唐山某纯碱公司输送海水淡化后副产品浓海水的埋地管道为基点,对管道进行了内外壁防腐效果的检测,并对管道内壁电化学防腐研究,将研究成果应用于企业管道内壁的防腐。首先,以输送浓海水的20000米DN800碳钢管道为研究对象,设计了穿越段防腐层的腐蚀性能检测方法,并将该检测方法应用于管道内壁涂层的防腐效果检测,分析表明,检测管道穿越处内外壁防腐层的电阻率分别为45282Ω·m2和1462Ω·m2,说明管道内外壁防腐层不能有效隔离管道附近的腐蚀性介质,防腐层存在薄弱点和损坏点,在防腐层薄弱损坏处易发生电化学腐蚀,造成管道腐蚀穿孔泄漏。然后,以电化学原理为依据,对管道内外壁进行电化学防腐保护研究。选择厂内具有代表性的管段作为试验对象,设计了一套电化学防腐阴极保护装置,经过宏观观测、腐蚀挂片失重测试、超声波测厚及超声导波检测方式,对试验管段和空白管段的防腐效果进行对比。结果表明:未加防腐装置的空白管段相对安装防腐装置的管道管壁减薄0.60mm,实验段挂片平均腐蚀失重1.98%,明显低于空白段6.15%;宏观观察发现,安装外加电流阴极保护装置段管道内壁形成一层质地均匀的保护膜,未做处理的管段管道内壁严重腐蚀,多重测试证明阴极保护技术能够有效减缓介质碳钢管道内壁腐蚀速度。最后,将研究成果应用于1100m循环冷却系统浓海水管道内壁的电化学保护。经现场测试极化电位介于-0.85V~-0.93V之间,极化电位全部满足阴极极化电位要求,说明防腐效果显着,可进行大范围推广。图22幅;表11个;参48篇。

孙树森[10](2020)在《锌基准固态电解质在阴极联合保护装置的应用研究》文中指出针对传统的阴极保护在长输管道方面存在的不足,研发出新型牺牲阳极和外加电流联合阴极保护埋地管道的装置及方法。通过牺牲阳极和外加电流单独的优化实验,找到最佳的牺牲阳极材料及规格和外加电流的电压,制备优良的准固态电解质,给装置提供稳定的运行环境,搭建出联合保护装置,将其应用在埋地管道中实现有效的保护。牺牲阳极实验部分,通过对管道保护效果的对比,选择出最佳条件为5×5cm2的镁材料,其管道的腐蚀速率2.936×1 0-3mg·min-1·cm-3、阳极的消耗速率0.135×1010-3mg·min-1·cm-3,所产生的电流最大可达0.113A,稳定时电流趋于0.07A;外加电流实验部分,通过对管道保护效果的对比,选择出最佳条件为1V的电源电压,其管道的腐蚀速率2.150×10-3mg·min-1·cm-3,并且其电能的消耗是最少的;准固态电解质实验部分,通过对溶剂、溶质、凝胶剂和金属电解质的优化,制备出电导率稳定在5.83mS·cm-1左右,挥发度小于0.2%显碱性的准固态电解质。在最佳条件搭建出联合保护装置,通过与单独的传统阴极保护法对比,阳极材料镁阳极消耗量为1.875g,阳极消耗速率为0.123×10-3mg·min-1·cm-3,消耗速率下降了 1 0%,管道的腐蚀速率为0.082×10-3mg·min-1·cm-3,管道腐蚀速率下降了3倍左右,并且可以有效的减少防护过程中的电能消耗。牺牲阳极和外加电流联合保护法在埋地管线中可以达到了有效的保护,并且对比牺牲阳极和外加电流单独实验的保护指标有明显的提升。

二、地下长输管道外加电流阴极保护的电化学过程分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、地下长输管道外加电流阴极保护的电化学过程分析(论文提纲范文)

(1)稠油输送管道阴极保护改进措施研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 阴极保护原理及特点
        1.2.2 阴极保护参数及准则
        1.2.3 阴极保护设施
        1.2.4 阴极保护方式
    1.3 存在的问题
        1.3.1 阴极保护电流屏蔽
        1.3.2 牺牲阳极材料
        1.3.3 阴极保护改进方式
    1.4 研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 牺牲阳极合金的理论模拟及其成分筛选
    2.1 研究内容
    2.2 研究方法及步骤
    2.3 计算参数
        2.3.1 密度泛函理论计算参数
        2.3.2 分子动力学模拟参数
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 体相模型的计算结果
        2.4.2 建立表面和界面模型
        2.4.3 界面模型的吸附能
    2.5 本章小结
第三章 牺牲阳极合金材料高温电化学特性研究
    3.0 试验材料制备
    3.1 试验条件
    3.2 试验方法
        3.2.1 电化学性能测试
        3.2.2 牺牲阳极电化学性能评价试验
        3.2.3 有效阴极保护电位的测定及评价
    3.3 试验结果
        3.3.1 电化学性能测试结果与分析
        3.3.2 牺牲阳极电化学性能评价结果与分析
        3.3.3 有效阴极保护电位测定试验结果与分析
    3.4 本章小结
第四章 牺牲阳极装置设计及现场应用效果评价
    4.1 瓦片式牺牲阳极装置设计
        4.1.1 阳极体的设计计算
        4.1.2 工装设计
    4.2 现场应用效果评价
    4.3 本章小结
第五章 结论及展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文

(2)影响油气管道阴极保护有效性关键因素研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的目的及意义
        1.1.1 研究的目的
        1.1.2 研究的意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 油气管道阴极保护研究现状
        1.2.2 影响油气管道阴极保护有效性因素研究现状
        1.2.3 油气管道土壤腐蚀指标因素分级评价研究现状
    1.3 章节安排
第二章 影响油气管道阴极保护有效性关键因素分析
    2.1 油气管道阴极保护
        2.1.1 阴极保护的基本概念
        2.1.2 油气管道阴极保护的基本概念
    2.2 油气管道阴极保护中的影响因素
        2.2.1 阴极保护中影响因素分析
        2.2.2 阴极保护中土壤腐蚀的特点
    2.3 土壤腐蚀指标因素
        2.3.1 影响土壤腐蚀的指标因素
        2.3.2 土壤腐蚀主要指标因素的分析
    2.4 阴极保护有效性关键因素
    2.5 土壤腐蚀分级评价关键指标因素
    2.6 本章小结
第三章 关键指标因素相关算法分析
    3.1 算法基本概念
    3.2 粗糙集理论
    3.3 熵权法
    3.4 AHP法
    3.5 修正熵权法
    3.6 本章小结
第四章 油气管道土壤腐蚀分级量化研究
    4.1 算法模型建立
    4.2 评价模块架构
    4.3 整体方案设计
        4.3.1 基于粗糙集理论的指标因素属性约简
        4.3.2 基于熵权法的指标因素权重确定
        4.3.3 基于AHP法的指标因素权重确定
        4.3.4 修正熵权法的权重最优解
    4.4 本章小结
第五章 模型的实际应用
    5.1 实际案例应用
    5.2 指标约简和粗糙集权重
        5.2.1 数据离散化
        5.2.2 数据约简决策表
    5.3 修正熵权法确定权重值
        5.3.1 熵权法确定关键指标因素权重
        5.3.2 AHP法确定关键指标因素权重
        5.3.3 修正熵权法的权重最优解
    5.4 本章小结
第六章 模型有效性验证
    6.1 案例结论验证
    6.2 实际应用验证
    6.3 结果分析
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(3)腐蚀控制数据管理在城镇燃气管道完整性管理中的应用及实践(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外完整性管理研究现状
        1.2.2 国内完整性管理研究现状
        1.2.3 城镇燃气管网腐蚀控制研究现状及问题
    1.3 研究目标及研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
    1.4 论文组织结构
第2章 完整性管理及腐蚀控制管理理论基础
    2.1 管道完整性管理
    2.2 金属管道腐蚀
    2.3 金属管道腐蚀控制
    2.4 腐蚀控制方法
    2.5 城镇燃气管道腐蚀控制管理数据
    2.6 城镇燃气管网完整性管理
    2.7 腐蚀控制管理对城镇燃气管道完整性管理的作用
    2.8 本章小结
第3章 城镇燃气管道全生命周期腐蚀控制管理现状调研
    3.1 腐蚀控制管理现状
    3.2 腐蚀控制管理存在问题
    3.3 腐蚀控制管理改进措施
    3.4 本章小结
第4章 腐蚀控制数据管理系统的构建
    4.1 腐蚀控制数据管理系统设计思路及实现的目标
        4.1.1 整体设计思路
        4.1.2 系统建设框架
        4.1.3 实现的目标
    4.2 腐蚀控制数据管理系统数据管理的优化
        4.2.1 建立数据采集标准
        4.2.2 规范数据录入方式
        4.2.3 数据迭代调优
        4.2.4 验证数据
        4.2.5 完善现有管理制度
    4.3 腐蚀风险综合评价模型
        4.3.1 基于腐蚀速率的腐蚀风险评价指标
        4.3.2 .埋地金属燃气管道腐蚀风险综合评价体系
    4.4 腐蚀控制数据管理系统平台设计方案
        4.4.1 腐蚀控制数据管理系统平台构架
        4.4.2 腐蚀控制数据管理系统平台建设原则
        4.4.3 腐蚀控制数据管理系统平台技术路线
    4.5 本章小结
第5章 腐蚀控制数据管理系统的实现
    5.1 管线基础信息模块
    5.2 管线阴保设备运行维护模块
    5.3 管线检测数据管理模块
    5.4 管线应急抢修模块
    5.5 管线腐蚀评价模块
    5.6 管线阴极保护系统改造模块
    5.7 管线地图展示模块
    5.8 管线综合查询模块
    5.9 管线统计分析模块
    5.10 移动端数据采集APP
    5.11 本章小结
第6章 管线腐蚀控制数据管理平台应用与分析
    6.1 数据采集工作流程
    6.2 数据应用
    6.3 应用案例分析
        6.3.1 管线基础数据获取
        6.3.2 管线腐蚀控制运行数据应用
        6.3.3 综合风险评价
        6.3.4 专项技术改造
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 本文工作总结
    7.2 下一步工作展望
参考文献
致谢

(4)基于站控系统的油气管道阴极保护装置研发(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 阴极保护技术发展现状
        1.2.2 阴极保护装置发展现状
    1.3 本课题研究的主要内容及论文结构安排
第二章 基于站控系统的阴极保护系统设计方案
    2.1 油气管道站控系统
    2.2 油气管道阴极保护
        2.2.1 阴极保护工作原理
        2.2.2 阴极保护方法类别
        2.2.3 阴极保护标准
    2.3 油气管道阴极保护系统总体方案
        2.3.1 装置的规格计算
        2.3.2 方案设计及功能分析
    2.4 本章小节
第三章 阴极保护装置硬件电路开发
    3.1 装置结构设计
    3.2 主控制器电路
    3.3 阴极保护装置主电路
        3.3.1 开关电源主电路
        3.3.2 PWM驱动电路
    3.4 信号检测电路
        3.4.1 管道电位检测电路
        3.4.2 输出电流检测电路
        3.4.3 输出电压检测电路
    3.5 信号转换电路
    3.6 串口通信电路
    3.7 管道温湿度采集电路
    3.8 辅助电源及其他电路
    3.9 主控制板PCB设计
    3.10 本章小节
第四章 阴极保护装置软件设计
    4.1 主控程序
    4.2 模数转换子程序
    4.3 数模转换子程序
    4.4 PI控制子程序
    4.5 串口通信子程序
    4.6 本章小结
第五章 网络通信模块与站控系统上位机界面开发
    5.1 NBIoT技术概述
    5.2 NBIoT网络通信模块开发
        5.2.1 NBIoT网络通信模块总体设计
        5.2.2 开发环境搭建
        5.2.3 NBIoT网络通信设计
        5.2.4 位置信号获取
    5.3 站控系统服务器分析
    5.4 站控系统上位机界面开发
        5.4.1 LabVIEW前面板
        5.4.2 LabVIEW后面板
    5.5 本章小节
第六章 装置测试与结果分析
    6.1 装置硬件测试
    6.2 搭建实验环境
        6.2.1 模拟土壤环境
        6.2.2 参比电极与阳极模拟
    6.3 阴极保护装置的测试实验
        6.3.1 实验方案
        6.3.2 实验结果与分析
    6.4 本章小节
第七章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(5)长输管道阴极保护电位分布的数值模拟与优化研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 阴极保护技术的发展
        1.2.2 阴极保护电位数值方法的研究
        1.2.3 电化学阻抗谱法在阴极保护应用的研究
        1.2.4 阴极保护电位分布规律与优化的研究
    1.3 研究内容及章节安排
第二章 阴极保护电位分布模型的建立
    2.1 阴极保护
        2.1.1 阴极保护原理
        2.1.2 外加电流阴极保护
    2.2 埋地管道阴极保护的物理模型
    2.3 阴极保护电位的数学模型
        2.3.1 控制方程的推导
        2.3.2 控制方程的边界条件
    2.4 数学模型的求解
        2.4.1 控制方程的边界元法求解
        2.4.2 模型边界离散
        2.4.3 阳极和边界条件的处理
    2.5 本章小结
第三章 最佳阴极保护电位的研究
    3.1 电化学阻抗谱原理
    3.2 实验及测量
        3.2.1 电化学实验
        3.2.2 极化曲线的测量
        3.2.3 电化学阻抗谱的测量
    3.3 等效电路的选取
    3.4 最佳阴极保护电位的确定
        3.4.1 极化曲线分析
        3.4.2 电化学阻抗谱分析
    3.5 本章小结
第四章 阴极保护电位分布的研究
    4.1 数值模拟工具
    4.2 不同地形中管道阴极保护电位的分布
    4.3 管道平直铺设时阴极保护电位的分布
        4.3.1 管道平直铺设时辅助阳极的数量变化
        4.3.2 管道平直铺设时土壤电阻率的大小
        4.3.3 管道平直铺设时辅助阳极位置的变化
        4.3.4 管道平直铺设时辅助阳极输出电流的大小
    4.4 管道拐弯铺设时阴极保护电位的分布
        4.4.1 管道拐弯铺设时辅助阳极的数量变化
        4.4.2 管道拐弯铺设时土壤电阻率的大小
        4.4.3 管道拐弯铺设时辅助阳极位置的变化
        4.4.4 管道拐弯铺设时辅助阳极输出电流的大小
    4.5 管道爬坡铺设时阴极保护电位的分布
        4.5.1 管道爬坡铺设时辅助阳极的数量变化
        4.5.2 管道爬坡铺设时土壤电阻率的大小
        4.5.3 管道爬坡铺设时辅助阳极位置的变化
        4.5.4 管道爬坡铺设时辅助阳极输出电流的大小
    4.6 本章小结
第五章 阴极保护电位分布的优化
    5.1 阴极保护电位分布的优化模型
        5.1.1 目标函数的建立
        5.1.2 模拟退火算法优化阳极参数
    5.2 优化方法在阴极保护设计中的应用
        5.2.1 常规设计方法
        5.2.2 优化设计方法
    5.3 结论分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(6)苏南地区中高压输气管道阴极保护系统检测分析与对策研究(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究意义及背景
    1.2 苏南地区天然气管道阴极保护系统
        1.2.1 阴极保护系统的组成
        1.2.2 苏南地区的自然条件和人文条件
    1.3 国内外阴极保护技术发展
        1.3.1 起源
        1.3.2 近现代技术的发展与应用
        1.3.3 目前存在的问题
    1.4 研究内容
2 自然条件对苏南地区阴极保护系统的影响
    2.1 目标管段的自然条件
        2.1.1 无锡-张家港管段
        2.1.2 郑陆站-戚墅堰电厂管段
    2.2 自然条件影响下的阴极保护系统运行情况
        2.2.1 管道沿线调研勘察
        2.2.2 土壤电阻率测量
    2.3 本章小结
3 人文条件对苏南地区阴极保护系统的影响
    3.1 苏南地区的人文条件
    3.2 锡张线沿线人文条件的影响
        3.2.1 管地电位测量
        3.2.2 管道沿线保护参数测量
        3.2.3 管道沿线总体情况分析与对策
        3.2.4 特殊桩位检测与对策研究
    3.3 郑戚线沿线人文条件的影响
        3.3.1 沿线管道保护参数检测
        3.3.2 管道沿线总体情况分析与对策
        3.3.3 特殊桩位检测与对策研究
    3.4 本章小结
4 实验室模拟实验验证规律
    4.1 实验装置及其主要组成
    4.2 装置的主要功能
    4.3 实验检测
        4.3.1 土壤腐蚀性测量
        4.3.2 管地电位测量
        4.3.3 杂散电流干扰实验
    4.4 本章小结
5 管道完整性管理平台的开发
    5.1 系统的运行环境
    5.2 系统功能实现
        5.2.1 管道信息采集与录入
        5.2.2 信息管理
        5.2.3 数字管道
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢

(7)基于启发式算法的油气管道阴极保护电位优化研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 油气管道阴极保护技术研究现状
        1.2.1 阴极保护技术研究现状
        1.2.2 阴极保护电位数值模拟研究现状
        1.2.3 阴极保护电位分布优化研究现状
        1.2.4 阴极保护阳极位置优化研究现状
    1.3 章节安排
第二章 油气管道腐蚀与防护
    2.1 油气管道的土壤腐蚀
        2.1.1 土壤腐蚀的常见形式
        2.1.2 土壤腐蚀的影响因素
    2.2 油气管道的阴极保护
        2.2.1 阴极保护原理
        2.2.2 阴极保护参数
    2.3 本章小结
第三章 油气管道阴极保护电位分布数值模型的建立
    3.1 阴极保护电位分布数值模型的建立
        3.1.1 物理模型
        3.1.2 控制方程
        3.1.3 边界条件的建立
    3.2 阴极保护边界元法求解
        3.2.1 格林公式
        3.2.2 径向积分法
        3.2.3 边界积分方程
        3.2.4 边界积分方程的离散
    3.3 模型求解
    3.4 本章小结
第四章 改进遗传算法阳极配置优化研究
    4.1 埋地长输管道阴极保护电位分布影响因素研究
    4.2 影响管道油气管道电位分布的因素
        4.2.1 土壤电阻率
        4.2.2 阳极输出保护电流大小
    4.3 改进遗传算法
    4.4 阳极位置的优化
    4.5 管道表面电位COMSOL仿真实验
        4.5.1 阳极数量对管道电位分布的影响
        4.5.2 阳极埋设方式对管道电位分布的影响
        4.5.3 阳极埋设深度对管道电位分布的影响
        4.5.4 杂散电流的影响
    4.6 本章小结
第五章 数值模拟方法在阴极保护工程设计中的应用
    5.1 站场实际油气管道阴极保护工程概况
    5.2 管道敷设现场数据和设计方面
        5.2.1 阴极保护站个数计算
        5.2.2 阴极保护电流密度设计
        5.2.3 阴极保护辅助阳极地床的设计
        5.2.4 阴极保护恒电位仪输出电压设计
    5.3 阳极位置数值模拟计算
    5.4 结论分析
    5.5 本章小结
第六章 长输管道阴极保护电位监测系统设计
    6.1 阴极保护电位监测系统设计背景
    6.2 阴极保护电位监测系统设计结构
    6.3 阴极保护电位监测系统设计方案
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(8)基于stm32的油气管道阴极保护装置的开发(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 课题的国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文研究内容及章节安排
第二章 阴极保护装置的整体方案设计
    2.1 电化学腐蚀的工作原理
        2.1.1 电化学反应
        2.1.2 pH对电化学反应的影响
    2.2 阴极保护的工作原理
    2.3 阴极保护准则
    2.4 装置的规格参数
    2.5 装置的整体方案设计
    2.6 本章小结
第三章 阴极保护装置的硬件电路开发
    3.1 装置的整体架构
    3.2 主控芯片STM32F103C8T6概述
    3.3 主电路部分
        3.3.1 开关电源
        3.3.2 PWM发生器
        3.3.3 光耦隔离电路
    3.4 信号采集电路
        3.4.1 参比电位采集电路
        3.4.2 输出电压采集电路
        3.4.3 输出电流采集电路
    3.5 A/D转换电路
    3.6 D/A转换电路
    3.7 串口通信电路
    3.8 其他电路
        3.8.1 过流保护电路
        3.8.2 JTAG调试电路
        3.8.3 辅助电源电路
    3.9 控制单元部分的PCB电路
    3.10 本章小结
第四章 阴极保护装置的软件部分
    4.1 主程序流程图
    4.2 A/D子程序
    4.3 D/A子程序
    4.4 PID子程序
    4.5 通信电路子程序
    4.6 本章小结
第五章 阴极保护装置的上位机开发与DTU应用
    5.1 LABVIEW上位机
        5.1.1 后面板程序框图
        5.1.2 前面板显示界面
    5.2 DTU无线通信模块的应用
        5.2.1 GPRS无线通信技术
        5.2.2 USR-G780 DTU无线通信模块
    5.3 本章小结
第六章 阴极保护装置的实验与分析
    6.1 相关波形测试
    6.2 构建实验平台
    6.3 实验目的与步骤
    6.4 实验结果与分析
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(9)浓海水管道腐蚀检测及电化学防腐技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 浓海水管道埋设现状
        1.2.2 埋地管道非穿越段的防腐层检测研究
        1.2.3 埋地管道穿越段的防腐层检测研究
        1.2.4 管道电化学防腐技术研究
    1.3 埋地管道非穿越段检测
        1.3.1 概述
        1.3.2 检测方法
    1.4 穿越段电位电流法
        1.4.1 概述
        1.4.2 电位电流法检测
    1.5 管道内壁电位电流法
        1.5.1 概述
        1.5.2 内壁电位电流检测
    1.6 研究思路及主要研究内容
第2章 管道防腐检测技术应用
    2.1 穿越段外防腐层状况检测评估
        2.1.1 防腐状况检测方法
        2.1.2 防腐检测试验
        2.1.3 结果与讨论
    2.2 管道内壁涂层状况检测
        2.2.1 防腐状况测试方法
        2.2.2 防腐检测试验
    2.3 非穿越段管道外腐蚀状况检测
        2.3.1 非穿越段管道外防腐层状况检测评估
        2.3.2 非穿越段管道杂散电流状况检测评估
        2.3.3 非穿越段管道阴极保护状况检测评估
    2.4 本章小结
第3章 管道内壁电化学防腐研究
    3.1 厂内循环冷却水管道内壁电化学保护试验效果评估
        3.1.1 测试试验设施
        3.1.2 试验分析方法
        3.1.3 试验分析
        3.1.4 管道内壁防腐效果评估结果
    3.2 电化学防护效果研究
        3.2.1 腐蚀环境
        3.2.2 防护机理
        3.2.3 电化学防腐原理
        3.2.4 阴极保护电位准则-850mV
        3.2.5 防护膜层的分析
    3.3 本章小结
第4章 管道电化学防腐应用
    4.1 概述
    4.2 内壁保护长度计算
    4.3 内壁保护系统参数确定
    4.4 检测方法
    4.5 结果与讨论
    4.6 经济效益
        4.6.1 实施电化学防腐前一年经济损失
        4.6.2 实施电化学防腐后一年经济损失
        4.6.3 经济效益分析
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢
在学期间研究成果

(10)锌基准固态电解质在阴极联合保护装置的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
        1.1.1 埋地长输管线的土壤腐蚀原理因素
        1.1.2 土壤腐蚀的类型
        1.1.3 土壤腐蚀的影响因素
        1.1.4 阴极保护原理
        1.1.5 新型阴极联合保护系统
    1.2 国内外关于该课题的研究现状及分析
        1.2.1 牺牲阳极研究现状
        1.2.2 外加电流研究现状
        1.2.3 准固态电解质研究现状
        1.2.4 联合保护法的研究现状
    1.3 课题研究的目的及意义
    1.4 本课题研究的主要内容及技术路线
        1.4.1 本课题研究的主要内容
        1.4.2 本课题的研究技术路线
第2章 实验材料和方法
    2.1 实验药品与仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 牺牲阳极优化实验
        2.2.2 外加电流优化实验
        2.2.3 锌基准固态电解质的制备
        2.2.4 新型联合保护装置的搭建及测试
    2.3 腐蚀评价
        2.3.1 腐蚀速率的计算
        2.3.2 阳极材料消耗速率的计算
第3章 牺牲阳极系统和外加电流系统的研究
    3.1 牺牲阳极系统的研究
        3.1.1 相同阳极材料不同规格尺寸对管道保护指标的影响
        3.1.2 相同规格尺寸不同阳极材料对管道保护指标的影响
    3.2 外加电流系统的研究
        3.2.1 不同电压等级对管道腐蚀速率的影响
        3.2.2 不同电压等级对电位变化的影响
    3.3 本章小结
第4章 锌基准固态电解质的研究
    4.1 凝胶剂的质量分数对准固态电解质性能的影响
        4.1.1 溶剂体积配比对电导率的影响
        4.1.2 溶剂体积配比对PH值的影响
        4.1.3 溶剂体积配比对挥发率的影响
    4.2 凝胶剂的质量分数对准固态电解质性能的影响
        4.2.1 凝胶剂的质量分数对电导率的影响
        4.2.2 凝胶剂的质量分数对PH值的影响
        4.2.3 凝胶剂的质量分数对挥发率的影响
    4.3 电解质的质量对准固态电解质性能的影响
        4.3.1 碘单质电解质的质量对电导率的影响
        4.3.2 碘单质电解质的质量对PH值的影响
        4.3.3 碘单质电解质的质量对挥发率的影响
        4.3.4 碘化钾电解质的质量对电导率的影响
        4.3.5 碘化钾电解质的质量对PH值的影响
        4.3.6 碘化钾电解质的质量对挥发度的影响
    4.4 锌基金属电解质配比对准固态电解质性能的影响
        4.4.1 锌基金属电解质配比对电导率的影响
        4.4.2 锌基金属电解质配比对PH值的影响
        4.4.3 锌基金属电解质配比对挥发度的影响
    4.5 锌基准固态电解质性能的测试
    4.6 本章小结
第5章 新型联合保护装置的评测
    5.1 新型联合保护装置的搭建
    5.2 新型联合保护装置的保护效果
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢

四、地下长输管道外加电流阴极保护的电化学过程分析(论文参考文献)

  • [1]稠油输送管道阴极保护改进措施研究[D]. 雷博. 西安石油大学, 2021(09)
  • [2]影响油气管道阴极保护有效性关键因素研究[D]. 唐千惠. 西安石油大学, 2021(09)
  • [3]腐蚀控制数据管理在城镇燃气管道完整性管理中的应用及实践[D]. 王生平. 北京建筑大学, 2021(01)
  • [4]基于站控系统的油气管道阴极保护装置研发[D]. 王一丁. 西安石油大学, 2021(09)
  • [5]长输管道阴极保护电位分布的数值模拟与优化研究[D]. 权勃. 西安石油大学, 2021(09)
  • [6]苏南地区中高压输气管道阴极保护系统检测分析与对策研究[D]. 赵梦杰. 常州大学, 2021(01)
  • [7]基于启发式算法的油气管道阴极保护电位优化研究[D]. 雷佳. 西安石油大学, 2020(10)
  • [8]基于stm32的油气管道阴极保护装置的开发[D]. 刘孟哲. 西安石油大学, 2020(11)
  • [9]浓海水管道腐蚀检测及电化学防腐技术研究[D]. 王伟. 华北理工大学, 2020(02)
  • [10]锌基准固态电解质在阴极联合保护装置的应用研究[D]. 孙树森. 东北电力大学, 2020(01)

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地下长输管道外加电流阴极保护电化学过程分析
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