專利名稱：多年凍土地區(qū)埋地管道陰極保護方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多年凍土地區(qū)埋地管道陰極保護方法。
技術(shù)背景
陰極保護技術(shù)通過向被保護體施加一定的外加電流，使被保護體成為陰極，抑制電子遷移，避免或減弱腐蝕的發(fā)生。經(jīng)過近百年的發(fā)展，在非多年凍土地區(qū)，管道陰極保護技術(shù)日趨完善，成為控制管道腐蝕的有效手段之一。多年凍土地區(qū)復(fù)雜的冰土組成及土質(zhì)類型為管道陰極保護技術(shù)的實施帶來眾多的技術(shù)難題。其一，多年凍土地區(qū)土層呈凍結(jié)狀態(tài)，阻礙電流流向被保護體，而陰極保護產(chǎn)生作用的必要條件之一就是有流通的電流；其二，管道穿越多年凍土地區(qū)前后界面發(fā)生變化、造成陰極保護界面電阻以及陰極保護回路電阻發(fā)生比較大的改變，對陰極保護系統(tǒng)的電流產(chǎn)生較大影響；其三，管道穿越多年凍土地區(qū)時土壤成分、含水量及凍結(jié)深度不同，導(dǎo)致保護電流不均勻分布，影響保護效果。中國專利CN1080669、CN101244926、CN1861845等大量介紹了用于地面貯罐底板、大氣環(huán)境及鋼制儲罐群等陰極保護方法，但是這些方法屬于非凍土區(qū)陰極保護技術(shù)范疇。發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種多年凍土地區(qū)埋地管道陰極保護方法，該方法適合多年凍土地區(qū)埋地管道陰極保護，克服了多年凍土對陰極保護界面電阻以及陰極保護回路電阻的影響，保證電流流向被保護體，有效控制管道腐蝕。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是(1)多年凍土地區(qū)管道表面與同土壤接觸的參比電極之間的陰極極化值最小為IOOmV ； 凍融循環(huán)地區(qū)管道陰極保護電位應(yīng)滿足_850mV (CSE)或更負(fù)斷電電位標(biāo)準(zhǔn)；陰極保護狀態(tài)下管道的極限保護電位不能負(fù)于-1200mV (CSE)0 (2)基于低溫、凍土環(huán)境對參比電極的特殊要求，通過測試抗凍性飽和Cu/CuS04等多種參比電極的抗凍性、電位隨溫度變化的穩(wěn)定性以及參比電極的抗極化性能，對比多種參比電極在低溫環(huán)境中的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和可逆性，提出多年凍土條件下管道陰極保護參數(shù)采用抗凍性飽和Cu/CuS04參比電極。通過測試凍土層高電阻率對電位測量數(shù)據(jù)的影響、參比電極的接觸電阻的影響及電位測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，提出凍土條件下管道陰極保護斷電電位測量采用極化探頭測試；(3)基于國內(nèi)外多年凍土地區(qū)管道陰極保護采用的陽極類型、埋設(shè)方式以及土壤電阻率的分布情況，建立了陰極保護電位分布的數(shù)值計算模型，確定了邊界條件，研究管道在強制電流深井陽極保護、淺埋水平陽極保護、帶狀犧牲陽極保護三種保護方式下穿越連續(xù)多年凍土和島狀多年凍土兩種多年凍土的情形下保護電位分布情況，提出管道在穿越不同類型多年凍土?xí)r應(yīng)采用的陰極保護方案。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明針對多年凍土地帶的地質(zhì)特點，提出適用于多年凍土地帶的管道陰極保護方案，該方法適合多年凍土地區(qū)埋地管道陰極保護，克服了多年凍土對陰極保護界面電阻以及陰極保護回路電阻的影響，保證電流流向被保護體，有效控制管道腐蝕。

具體實施例方式結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明某管道工程沿線穿越多年凍土、島狀多年凍土及季節(jié)性凍土等多種凍土類型，陰極保護設(shè)計按照本發(fā)明實施。具體實施如下陰極保護電位準(zhǔn)則滿足(1)多年凍土地區(qū)管道表面與同土壤接觸的參比電極之間的陰極極化值最小為IOOmV ； (2)凍融循環(huán)地區(qū)管道陰極保護電位滿足_850mV (CSE)或更負(fù)斷電電位標(biāo)準(zhǔn)；(3)陰極保護狀態(tài)下管道的極限保護電位(消除頂降的極化電位)不能負(fù)于_1200mV (CSE);陰極保護斷電電位測量采用極化探頭測量，參比電極選擇抗凍性Cu/CuS04參比電極；在連續(xù)的多年凍土地區(qū)采用淺埋水平陽極或鎂/鋅帶犧牲陽極保護方式；在島狀多年凍土地區(qū)區(qū)時，非凍土區(qū)采用強制電流深井陽極或淺埋水平陽極保護方式，島狀多年凍土區(qū)采用鎂/鋅帶犧牲陽極保護方式。管道運行1 年后，陰極保護電位測試結(jié)果在-IOOOmV -850 mV之間，測試點電位滿足100 mV極化值要求，測試結(jié)果表明本方法符合國際上對陰極保護技術(shù)的通用評價準(zhǔn)則，證實本方法提供的陰極保護技術(shù)適用于多年凍土地區(qū)的埋地管道，應(yīng)用本方法能夠?qū)Χ嗄陜鐾恋貐^(qū)的管道實施有效的陰極保護。
權(quán)利要求
1.一種多年凍土地區(qū)埋地管道陰極保護方法，多年凍土地區(qū)管道陰極保護電位設(shè)為 (1)多年凍土地區(qū)管道表面與同土壤接觸的參比電極之間的陰極極化值最小為IOOmV ;(2) 凍融循環(huán)地區(qū)管道陰極保護電位應(yīng)滿足_850mV (CSE)或更負(fù)斷電電位標(biāo)準(zhǔn)；(3)陰極保護狀態(tài)下管道的極限保護電位不能負(fù)于-1200mV (CSE)0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多年凍土地區(qū)埋地管道陰極保護方法，其特征在于多年凍土地區(qū)管道陰極保護斷電電位采用極化探頭測量，參比電極為抗凍性Cu/CuS04參比電極、 固態(tài)Ag/AgCl參比電極或MnA參比電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多年凍土地區(qū)埋地管道陰極保護方法，其特征在于當(dāng)管道穿越連續(xù)多年凍土地區(qū)時，采用淺埋水平陽極或鎂/鋅帶犧牲陽極保護方式；當(dāng)管道穿越島狀多年凍土區(qū)時，在非凍土區(qū)采用強制電流深井陽極或淺埋水平陽極保護方式，在島狀多年凍土區(qū)采用鎂/鋅帶犧牲陽極保護方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多年凍土地區(qū)埋地管道陰極保護方法。多年凍土地區(qū)管道陰極保護電位設(shè)為(1)多年凍土地區(qū)管道表面與同土壤接觸的參比電極之間的陰極極化值最小為100mV；(2)凍融循環(huán)地區(qū)管道陰極保護電位應(yīng)滿足-850mV(CSE)或更負(fù)斷電電位標(biāo)準(zhǔn)；(3)陰極保護狀態(tài)下管道的極限保護電位不能負(fù)于-1200mV(CSE)。該方法適合多年凍土地區(qū)埋地管道陰極保護，克服了多年凍土對陰極保護界面電阻以及陰極保護回路電阻的影響，保證電流流向被保護體，有效控制管道腐蝕。
文檔編號C23F13/06GK102517591SQ201110444818
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者于志華, 劉艷雙, 劉芳, 張寶良, 雷松華 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 大慶油田工程有限公司, 大慶油田有限責(zé)任公司