长输管道区域阴极保护参数的数值模拟研究
在油气输送过程中，由于外界土壤特性及地形沉降等因素的影响，管道外表面发生电化学腐蚀，引起管道穿孔，造成油气泄漏。尽管阴极保护可以有效抑制电化学腐蚀，但是对于长输管道来说，阴极保护电位检测难度大，从而导致阴极保护效果评价困难，比站场、储罐等区域性的阴极保护更具有挑战性。 因此，研究长输管道阴极保护系统的电位分布，对确定合理的阴极保护参数和提高阴极保护效果至关重要。本文综合运用电化学腐蚀、阴极保护、数值模拟技术及优化算法的相关知识，对埋地长输管道阴极保护系统的电位分布进行了如下研究: (1)建立阴极保护电位分布数学模型，并利用数值模拟方法研究了不同因素对埋地管道阴极保护系统电位分布的影响; (2)建立阴极保护阳极配置优化模型，并利用粒子群算法进行寻优，结合模型特点，设计算法参数，经多次迭代计算得到最佳阳极点坐标; (3)基于埋地管道阴极保护设计的案例，对比传统方法和数值模拟两种设计方案下，阴极保护系统的电位分布曲线，验证了粒子群算法在阳极配置优化上的可行性。 结果表明:管道周围土壤介质的变化，阳极数量以及埋深的变化都会对其阴极保护电位分布产生影响，所以阴极保护的设计需要考虑这些变化因素;通过对阳极配置进行优化，有效改善了管道表面电位分布不均匀的情况，对现场阴极保护系统中阳极地床的设计有指导意义。
油气长输管道;阴极保护;电位分布;边界元法;阳极布置;粒子群算法
西安石油大学
硕士
控制理论与控制工程
张奇志
2019
中文
TE988.2
2019-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）