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太阳能阴极保护系统

太阳能阴极保护系统
太阳能阴极保护系统

太阳能全数字高频开关恒电位仪一、概述

长期以来,电源因素制约着无电地区埋地管道阴极保护的发展,对于地处西部的输油、输气、输水管道就更加突出。而西部和一些管道所经过地区有着丰富的太阳能资源,那么就应充分利用这些资源。众所周知,利用太阳能光伏发电技术在我国已经成熟。因此,阴极保护采用太阳能光伏电源系统供电,是解决无电地区金属管道阴极保护的最佳方法之一。

二、原理

太阳能阴极保护供电系统是由太阳能电池阵列、充放电控制器、蓄电池组、恒电位仪、阴极保护体系等组成。如图1所示。

系统框图:

图1系统简单框图

原理概述:

白天有阳光时,光电池将吸收的阳光转换成电能,给蓄电池组充电,并给恒电位仪供电。夜晚无阳光时,由蓄电池组给恒电位仪供电。恒电位仪能自动调节管线对地的电流,达到自动恒定电位的目的,可使在一定距离内管线电位达到起保护作用的电位。当金属管道的保护层完好无损即未被腐蚀时,仅从电源取很小的电流,而当管线有腐蚀发生时,为保持电位的恒定,就需要更多的功率。

三、阴极保护

金属防腐有很多措施,最有效的方法是阴极保护法。当金属达到平衡电位后,再施加阴极电流,金属的电极电位从原平衡电位向负偏移,使金属进入免蚀区,实现保护。把被保护金属变成阴极的防止金属腐蚀的方法叫阴极保护。

阴极保护有两种:一种是牺牲阳极法,指在要保护的金属构件上连接上一种电极电位较负(较活泼)的金属或合金作为防腐蚀电极阳极。根据电池原理,电子从阳极流向阴极,发生阴极极化,从而使金属钢铁得到保护。另外一种外加电流的方法,这种方法是利用外加电流电源,将保护的金属管与电源负极连接,使金属管变成阴极而进行阴极极化,以减小或防止金属腐蚀。目前国内外对石油和天然气输送管道均是在外加保护层的前提下实施电化学保护,而最成功的办法是外加直流电流阴极保护法。

阴极保护应用条件如下:

(1)保护金属的介质必须是能导电的,以便能建立起连续的电路。

(2)保护金属材料在所处的介质中要容易进行阴极极化,否则耗电量大,不宜采用阴极保护。

(3)对于复杂的金属设备或构物,要考虑其几何上的“屏蔽作用”,防止保护电流的不均匀性。

(4)“没有电绝缘,就没有阴极保护”。电绝缘是阴极保护必不可少的条件,为了降低保护电流密度要采用覆盖层绝缘。

(5)被保护金属系统间的电连续性是阴极保护的一个条件,即确保电流的畅通。

四、控制器

控制器的主要功能是防止太阳能电池方阵对蓄电池组过充电或防止蓄电池组对负载过放电,同时保证对太阳能电池阵列起到最大功率点控制的作用。对铅酸蓄电池来说充电到单体电池平均电压 2.38~2.42V 时起停止充电或涓流充电,蓄电池组放电时,根据不同的放电率放电到单体电池平均电压U=1.8~2.0V控制停止放电,以保护蓄电池。而太阳能光伏发电系统,必须设置控制调节转换装置,并起到如下的作用:(1)当蓄电池组过充或过放时,可以报警或自动切断电路,保护蓄电池组。(2)接需要设置高精度的恒压或恒流装置。(3)当蓄电池组有故障时,可以自动切换接通备用蓄电池组,以保证负载正常用电。(4)当负载发生短路时,可以自动断开。

(1)最大功率跟踪点设计

本设计采用CVT(恒定电压跟踪法)的最大功率点控制,此方法相对简单有效。

图2太阳能电池的伏安特性及其工作点

在不同的日照强度下它与负载特性L的交点如a、b、c、d、e为系统当前的工作点。可以看出,这些工作点并不正好落在阵列可能提供的最大功率点a’、b’、c’、d’、e’,这就不能充分利用当前条件下阵列所能提供的最大功率,被浪费的阵列能量如图2阴影所示的面积。人们发现当温度保持在某一固定值时,a’、b 、c 、d’、e 这些点几乎落在同一根垂直线的邻近两侧,这就有可能把最大功率点的轨迹线近似地看成电压U=Const的一根垂直线,亦即只要保持阵列的输出电压为常数且等于某一日照强度下相对应的最大功率点的电压,就可以大致保持阵列输出在该温度下的最大功率,把最大功率跟踪器简化为一个稳压器,因此称为恒定电压跟踪法。

(2)充放电控制设计

根据蓄电池充放电的性质,可以将蓄电池的过充点和过放点分别设为2个阈值电压点,充放电过程中不停地检测蓄电池的电压,当蓄电池输出电压低于过放电点时就切断蓄电池与负载的连接停止放电;当蓄电池的电压高于过充点时就切断蓄电池与太阳能电池的连接,停止充电。软件流程图如下:

注:流程图中标示变量FlagL和FlagH分别标示蓄电池的电压过低和过高,初始化包括各寄存器的初始化以及FlagL=0和FlagH=0。Usun>Uxu表示太阳能电池电压高于蓄电池电压。为了稳定充放电保护负载,程序设定由过充或过放时到正常可以工作时持续一分钟后(确保此正常电路并非短暂瞬间的正常)再正常放电或充电。

(3)保护措施

包括短路过载保护、防反冲保护及对蓄电池组的温度补偿。

五、蓄电池组

在独立的太阳能光伏发电系统中,系统产生的电能不可能一直满足用电负载的需求,所以通常需要储

能装置进行能量调节。太阳能电池方阵只有在光照射工作,有功率输出,到晚上或阴雨天由于没有光线而不能输出功率,平时将太阳能电池方阵有光时发的电能储存起来,供晚上或雨天无光照时应用,所以太阳能光伏发电系统要装备储能蓄电池组。太阳能光伏发电系统中的储能蓄电池组,有几个作用:一是储能,为后续负载提供持续的电能;二是钳位,当把太阳电池组件直接连接负载时,由于太阳电池的工作特性受太阳辐照强度、温度等影响很大,使负载常常不能一直工作在最佳工作点附近,系统效率很低,而蓄电池组对太阳电池的工作电压具有钳位作用,能够保证系统工作在最佳工作点附近。国外有专为太阳能光伏发电储蓄所用的蓄电池组,称为“太阳能蓄电池组”。

目前中国使用于太阳能光伏发电系统中的蓄电池组有少量用于高寒户外系统采用镍镉电池,大多数是铅酸蓄电池。在小型的太阳能草坪灯和便携式太阳能供电系统使用镍镉或镍氢蓄电池情况比较多,锂电池由于成本以及对充放电控制要求较高的原因,目前在太阳能光伏系统中应用还很少。

本系统采用铅酸蓄电池组,具有耐低倍率充放电性能好,耐气候性好,价格低,寿命长,可靠性高等优点。

长输管道阴极保护监测和诊断系统

长输管道阴极爱护监测与诊断系统 引言 长输管道阴极爱护是管道日常治理的重要工作内容,要紧包括两个方面的工作,既阴极爱护运行数据的采集和阴极爱护运行数据的分析。 长期以来,由于线路长、监测点分散、交通不便,监测工作实施与治理难度高,工作量大,为此,国外在上世纪70~80年代首先开始进行远程监测方面的研究,要紧采纳的技术方案是飞机遥测和卫星通讯遥测,这些技术的运用,在一定程度上,达到了提高监测效率,降低劳动强度的目标,但高昂的数据采集成本限

制了此类技术的应用。 在数据分析方面,美国环境总署曾经组织了有关的专家,建立一套阴极爱护系统的运行维护软件,该软件包括:腐蚀防护的教育和智能性专家诊断系统,可实现数据记录、智能性专家诊断、设备查询、日常治理确定敏感地区的管道位置,以便发生故障时,及时提供相关的详细资料。同时也可提供管道事故的预警信息。便于治理部门及时准确的了解有关的阴极爱护信息,也便于具体执行人员的自检和系统阴极爱护的信息积存。 阴极爱护技术具有较强的专业性,当前国内管道治理部门的阴极爱护专业工程技术人员不足,而需要治理的管道却在不断增加,因此,通过采纳新技术手段,提高阴极爱护治理的水平成为进展的必定。 1长输管道阴极爱护监测与诊断系统架构 阴极爱护在线监控专家系统是一套面向阴极爱护领域的无线远程智能在线监控和专家决策支持系统。该系统以地理信息系统(GIS)为治理平台,以SQLSERVER数据库作为系统统一的数据库,以公共无线数据通讯方式(GPRS/GSM)和其他有线通讯方式相结合的方式为数据传输手段,以低成本的方式实现遥测和遥

控;该系统实现了对管道等被爱护体爱护状况的在线检测,同时能够通过远程监控方式随时监视并调整恒电位仪的工作状态,配合阴极爱护在线监控专家系统进行辅助分析,能够使得整个阴极爱护系统处于最佳的工作状态,最大限度的起到爱护的作用。 1)系统工作流程 ●用户通过GIS应用程序提供的电子地图、图表和报表,能 够直观的观看到管道沿线爱护情况,同时能够通过专家系 统进行辅助决策,关心用户分析阴极爱护系统中相关部分 故障的缘故和应对措施。 ●恒电位仪数据通过有线通讯方式,利用用户原有通讯网络 传送到异地的中心机房服务器,最后通过服务器中对应的 后台服务程序完成数据处理。关于没有有线通讯条件的恒 电位仪,其数据通过GPRS无线通讯方式进行传输。 ●智能电位采集终端将采集的电位数据通过GPRS无线通 讯方式传送到INTERNET网上,通讯协议采纳TCP/I P,数据通过INTERNET网传送到服务器中,最后通过服 务器中对应的后台服务程序完成数据处理。 ●后台服务程序在数据处理时,同时完成数据的存储、通讯 和与GIS系统的信息交换工作。在GIS系统不工作时,

晶体硅太阳能电池的制造工艺流程

晶体硅太阳能电池的制造 工艺流程 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

提高太阳能电池的转换效率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。 晶体硅太阳能电池的制造工艺流程说明如下: (1)切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。 (2)清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或碱)溶液将硅片表面切割损伤层除去30-50um。 (3)制备绒面:用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。 (4)磷扩散:采用涂布源(或液态源,或固态氮化磷片状源)进行扩散,制成PN+结,结深一般为-。 (5)周边刻蚀:扩散时在硅片周边表面形成的扩散层,会使电池上下电极短路,用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。 (6)去除背面PN+结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结。 (7)制作上下电极:用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极,然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。 (8)制作减反射膜:为了减少入反射损失,要在硅片表面上覆盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2 ,SiO2 ,Al2O3,SiO ,Si3N4 ,TiO2 ,Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法,溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。 (9)烧结:将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。 (10)测试分档:按规定参数规范,测试分类。

由此可见,太阳能电池芯片的制造采用的工艺方法与半导体器件基本相同,生产的工艺设备也基本相同,但工艺加工精度远低于集成电路芯片的制造要求,这为太阳能电池的规模生产提供了有利条件。

39 阴极保护远传监控系统在城镇燃气管线上的应用(付山林)

阴极保护远传监控系统在城镇燃气管线上的应用 付山林 程彤 曹备 张琳 王长征 (北京中腐防蚀工程技术有限公司 100083) 摘要:埋地管道必须采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制系统,并要求加强阴极保护生产运行管理过程的监测检测。本文通过介绍阴极保护远传监控系统在城镇燃气管线应用的优点、主要实现的功能,说明了远传监控系统是一种非常有效且实用的系统,可有效减少了燃气管线的腐蚀事故的发生,具有十分重大的意义。关键词:远传监控 阴极保护 数据 1 前言 阴极保护是埋地管道腐蚀控制的重要技术之一,我国有关标准规定:埋地管道必须采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制系统,并要求加强阴极保护生产运行管理过程的监测检测,定期管理维护阴极保护设备装置,采集评定阴保数据和运行参数,确保其运行连续性和保护有效性,使之充分发挥作用,有效减少腐蚀事故和损失,保障生产安全和公共安全[1,2]。 2 阴极保护远传监控系统的优点 被阴极保护的设备分布的地理情况比较复杂,自然环境也各异,如有的在海里如军舰和采油平台等,有的在江上,如桥梁的立柱,有的在电厂,如大型球罐,有的在地下,如地下燃气管道等,因此防蚀设备上阴极保护会因为各种条件如自然环境气候的变化而变化,监测人员往往需要定期到现场对节点设备做监测,但防蚀工程现场测试点数量较多具体分布情况往往较复杂,各个测试点的状态也不一样,节点很难做到同时监测,在一个固定间隔里监测数据,难免出现个别节点的异常情况不能及时被发现。一旦个别节点出现异常,就可能直接或间接对企业带来损失。 实施阴极保护远程管理系统后,燃气企业的这一状况可以大大得到改善。在企业监测中心的服务器上部署阴极保护远程管理系统,在每个防蚀节点的阴极保护设备上安装电子采集装置,采集装置会根据在线阴极保护远程管理系统(以下简称远程管理系统)的指令以指定的频率、方式实时采集数据。远程管理系统会以用户指定的周期或时间去采集装置提取数据并对数据加工分析。企业监测人员在自己的办公室里就能访问远程管理系统以直观图表的形式监测防蚀节点的数据变化,不在办公现场时能接到异常短信通知,随时根据情况采取措施处理异常情况,避免经济损失的发生。 3 阴极保护远传监控系统的主要功能 阴极保护远传监控系统的主要功能包括阴极保护参数测试评价,阴保设备装置管理维护,阴保故障发现排除,系统和环境干扰测试评价和综合治理等。阴极保护系统运行正常与否往往通过燃气管线的阴极保护参数的状态变化反映出来,通过对阴保参数的检测监测和分析评价可以诊断判定阴保系统的总体运行状况,如检测分析保护参数有效性,干扰状况和影响因素,故障类别和主要原因等。因此检测监测阴保数据和运行状况是阴极保护系统管理的主要手段。图1为数据异常及故障分析的界面,发现问题可以及时发现并通知相关负责人。

阴极保护测试桩安装与测量方法技术

阴极保护测试桩安装和测量方法技术 说 明 文 件 河南邦信防腐材料有限公司 技术部 (欢迎下载,请勿转载)

阴极保护测试桩外观: 阴极保护测试桩说明书: 测试桩又称为测试桩检测桩,阴极保护桩,电位测试桩,电流测试桩。 按材质可分为钢制测试桩、水泥测试桩、塑钢测试桩、碳钢测试桩。按使用环境可分为城网测试桩,埋地管道测试桩等。主要用于埋地管道阴极保护参数的检测,是管道管理维护中必不可少的装置,按测试功能沿线布设。测试桩可用于管道电位、电流、绝缘性能的测试,也可用于覆盖层检漏及交直流干扰的测试。 河南邦信公司根据客户要求设计出防盗、防爆测试桩和防御多功能测试桩、防爆型测试桩,采用最新工艺表面喷塑镀锌,有效防止测试桩在使用中本身的腐蚀。河南邦信公司的测试桩采用无缝焊接技术,经久耐用,美观大方,是阴极保护参数测试桩理想选择。钢管测

试桩的说明: 河南邦信公司生产的钢管测试桩主要有普通钢管测试桩、防雨型钢管测试桩。 常用尺寸如下: 测试桩类型直径长度 钢管测试桩Φ 108 1.5 米- 3 米 防雨测试桩Φ 108 1.5 米- 3 米 测试桩的分类: 1、按材质分:钢质测试桩、水泥测试桩、塑料测试桩。钢质测试桩又分为碳钢测试桩和不锈钢测试桩。 2、按功能分: ●电位测试桩:主要用于检测保护电位 ●牺牲阳极测试桩:用于连接牺牲阳极,测量牺牲阳极的性能参数 ●电流测试桩:测量管中电流 ●保护效果测试桩:连接测试片 可根据客户需求生产不同形状、不同规格产品.

阴极保护水泥测试桩生产图片: 阴极保护水泥测试桩内部接线端子图片:

阴极保护钢制电流测试桩(喷塑)图片: 阴极保护钢制电位测试桩内部测试板图片:

阴极保护系统中的重要参数

阴极保护系统中的重要参数 自然电位是参比电极在使用中的一个重要的采集数据,是被保护金属埋进土壤之后,在没有外部电流的影响下对大地的电位。自然电位会根据外部环境的不同而发生改变,其中影响自然电位比较多的因素有被保护金属结构的材质,结构的表面情况,周围土质的情况,土壤中含水量的多少。一般情况下有基本防腐涂层的埋地管道的自然电位在-0.40到0.70V CSE之间。如果管道所处的环境中是雨季土壤非常湿润,这时候的管道的自然电位就会偏负一点,一般取平均值为 -0.55V CSE。在特殊的环境中参比电极也应该根据环境不同而选择不同的类型,比如储罐内壁的专用参比电极,它是用在储罐内壁或者其他水介质中阴极保护电位的测量。这种专用参比电极的构造是将纯锌棒固定在一个多孔的非金属外壳中,保证电极不要和被保护设备有直接接触。储罐内壁专用参比电极的电位在套筒内,用以避免直接与器壁接触,电极电位是-1.10V CSE,电位稳定,漂移或者极化小于5%,结构保护电位应该低于+0.25V。储罐内壁专用参比电极的电极主要成分有:A1小于0.005%,Cd小于0.003%,Fe小于0.0014%,Cu小于0.002%,Pb小于0.003%,Zn为余量。最小保护电位是指在被保护金属能够完全处在可以被保护状态的时候所需要的最低的电位值。普通情况下被保护金属在电解质溶液中,参比电极极化电位达到金属阳极区的开路电位的时候就被认为是到了完全保护状态。最大保护电位,跟之前所描述的一样保护电位并不是越低越好而是有一定限度的,如果管道的保护电位过于低那么就会造成被保护管道的防腐层存在漏

点的地方出现大量的析出氢气,最终导致防腐涂层与管道的脱离,这就是常说的阴极脱离,这种情况不仅会造成管道防腐层的失效,而且还会导致大量的电能不断消耗,碱性环境会加速防腐层的老化。 氢原子的析出还有可能造成被保护管道发生氢鼓包现象最终还会引发氢脆断裂,因此一定要把电位控制在比析氢电位稍正的电位值,这个被调整出来的电位被称之为最大保护电位。如果阴极保护系统超过了最大保护电位时被称之为过保护。这里需要强调的是,判断一段管道是不是处于过保护状态,要根据管道的断电电位来判断。根据阴极保护的施工规范管道的断点电位应该控制在-0.85到-1.20V CSE之间。最小保护电流密度,最小电流密度就是指在阴极保护过程中能够使被保护金属结构的腐蚀情况减缓到最低的时候或者能够使金属结构物的腐蚀情况直接停止的时候所需要的保护电流密度。根据最常用的阴极保护施工经验和规范指出,如果一段没有做过任何保护措施的金属物质被埋在土壤中,像这种情况的最小保护电流密度一般是 10mA/m2到30mA/m2。瞬间断电电位,在检测一个阴极保护系统的瞬间断电点位时,通常情况下是通过断掉被保护金属结构的外加电源或者如果是牺牲阳极阴极保护的时候就应该是断掉与牺牲阳极材料的连接,并且在0.2到0.5秒内所取得的电位数据。因为这个时候的被保护结构没有任何外部的电流从介质中流向金属物质,所以测出来的电位数据是金属结构的实际极化电位并且不保护介质中的电压降。至于为什么要取0.2到0.5秒之间的数据,那是因为在阴极保护系统被切断的时候,被保护结构对地点为会受一些影响形成一个正向脉冲,

阴极保护监测系统在油田站场的应用 闫刘斌

阴极保护监测系统在油田站场的应用闫刘斌 发表时间:2019-03-27T11:22:27.680Z 来源:《电力设备》2018年第29期作者:闫刘斌 [导读] 摘要:本文主要探讨的是“阴极保护监测系统”在油田站场的应用。 (天津市滨海新区大港油田采油五厂工艺研究所天津市 300280) 摘要:本文主要探讨的是“阴极保护监测系统”在油田站场的应用。文章首先对“阴极保护监测系统”的构成加以阐述,介绍了“阴极保护监测系统”的保护措施,并就其在油田场站的应用效果作以介绍。总的来说,在我国当前的油田站场中,应用“阴极保护监测系统”不仅解决了以往人工监测时费时费力的缺点,更是客服了其偶然性的缺点,满足了对油田站场阴极保护科学评价的要求,实践效果理想,能够实现当前我国油田站场的自动化、数字化水平,是十分值得推广的一套监测系统。 关键词:油田;阴极保护监测系统;站场;实践应用 引言 早在1823年就由当时的腐蚀学界推出了“阴极保护理论”,并在之后的一百年中不断进行完善,最终于1829年由Robert j. Cohen (Kuhn)在美国打造出来第一套适用于“阴极保护理论”的“牺牲阳极保护装置”,并将之安装于一条实验管道上[1]。自此,正式的为今天的“阴极保护”的装置及系统的开发,奠定了重要的基础。此后,“阴极保护”技术及其装置得以快速的在发达国家发展起来,甚至在二十世纪30年代,在美国更是成成立了“阴极保护协会”,进一步的提升了“阴极保护技术”的发展[2]。 随着近些年不断发展的新兴技术以及全球信息化,虽然我国引入“阴极保护”较晚,但是在有关专家和从业人员的努力下,结合我国本土行业特色,在原有的“阴极保护技术”的基础上,有开发出来新的技术和系统,给予我国石油行业设备以有效的保护[3]。并且,在多方的努力,以及行业技术的发展配合下,其中的监测环节,逐步向着数字化的智能系统发展,其所开发的“阴极保护监测系统”更是在各个油田站场取得了良好的效果。 1 阴极保护监测系统的构成 监测系统主要由主控制系统、腐蚀信号接收装置、监测探头和专用电缆组成[4]。 控制系统:主要包括监控柜、监控主机、通信模块、监控软件、监视器、打印机。作为监控系统的软件开发平台和开发环境,并持有adam24000、rs485、rs232、rs422等通信协议[5]。 腐蚀信号接收装置:每个监测点配备一套潜在的发送器、在线数据采集模块和数据传输终端。数据传输终端与rs-485数据传输通信总线连接。 监测探测:是实施智能监测的必要条件。它能在恶劣的土壤环境下长期工作,并能提供准确可靠的信号。数据传输通过腐蚀信号接收装置传输到监控控制系统。 专用电缆:使用具有强抗干扰性的kwp kay屏蔽电缆,防止在强干扰环境下对测试数据进行干扰和扭曲,确保测试数据的准确性和可靠性。 具体实际构成如下图所示: 图1 阴极保护监测系统平面图 2 阴极保护监测系统的应用 2.1阴极保护监测系统的保护措施 “阴极保护监测系统”是一种利用无线远程管理,在线监控油田站场阴极保护系统的在线监测方式,其目的是通过对油田站场的设备阴极保护的运行现状的分析,联通油田站场的专家决策系统,实现对油田站场所存在的由腐蚀所带来的安全隐患,进行监测、排除以及保护的措施。在“阴极保护监测系统”所提供的保护措施中,主要包括以下四种: 为了提供足够的阴极保护系统运行电能,“阴极保护监测系统”需要就供电方式提供保护。要求系统的“恒电位仪”保持稳定地长期无人工作状态下,为油田站场的阴极保护系统提供最佳供电,而在一些野外区域,要求“阴极保护监测系统”能够提供太阳能电池供电,确保足够的电能供应。 为了实现牺牲阳极的阴极保护效果,“阴极保护监测系统”要提供最佳的阳极材料及安装方式的管理,依据不同的设备和环境条件,提供最恰当的管理保护措施。 为了提高阴极保护的效果,“阴极保护监测系统”管理和监督阴极保护系统的安装,通过三种不同的安装模式,即浅埋卧式、浅埋立式以及深井式的安装模式,设计不同的油田场站区域,分配以不同的阳极的埋藏方式,最终确保牺牲阳极的阴极保护系统的建立。 为了防止阴极保护系统被河水等特殊地形地貌破坏,在一些特殊地段,“阴极保护监测系统”要提供绝缘维护措施,防止阴极保护系统失效,避免引起设备腐蚀,对一些极易发生穿孔泄漏的地段,要给予足够的重视和预警。

宣传资料-阴极保护远程监控系统简介

宣传资料-阴极保护远程监控系统简介.txt遇事潇洒一点,看世糊涂一点。相亲是经销,恋爱叫直销,抛绣球招亲则为围标。没有准备请不要开始,没有能力请不要承诺。爱情这东西,没得到可能是缺憾,不表白就会有遗憾,可是如果自不量力,就只能抱憾了。本文由xiangziscu贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 基于 GIS/GPRS 阴极保护远程在线监控系统简介 青岛雅合科技发展有限公司 20052005-11 一、系统简介 随着我国经济的飞速发展,能源结构得到调整,埋地管道和储罐得到飞速的发展,据资料报道,预计在未来的十年内国内将发展 10 万公里的长输管道,管道事业将成为国内国家经济发展的生命线。储运系统的安全关系到国济民生,有关管道的技术受到各个方面的重视,相关技术也得到飞速的发展。管道投产后,对于埋地管道以及其它辅助设施的运行,其中较为关键的是腐蚀问题。从国内外埋地管线的事故分析来看,管道事故由于腐蚀造成的比例较大。为了避免管道外腐蚀的发生,国内外在 90 年代以后,基本上都采取涂层加阴极保护的技术。经过长时间运行后,管道外防腐层存在老化问题,而且在外防腐层施工和生产过程中不可避免要产生一些缺陷,因此外加电流阴极保护系统对于管道的安全稳定运行比较关键。目前,国内外在外加电流阴极保护技术上没有太大差别,主要体现在一些细节和运行维护上。国外在阴极保护方面发展较早,技术及管理水平具有一定的先进性。美国环境总署曾经组织了有关的专家,建立一套阴极保护系统的运行维护软件,该软件包括:腐蚀防护的教育和智能性专家诊断系统,保证不懂腐蚀防护的工程技术人员也可进行安全操作。目前采用基于 GIS 的实时监视控制和数据采集系统作为管道的运行管理平台,如美国、英国、挪威、丹麦等国家的管道普遍使用。可实现数据记录、设备查询、日常管理确定敏感地区的管道位置,以便发生故障时,及时提供相关的详细资料。同时也可提供管道事故的预警信息。便于管理 第 1 页共 11 页 部门及时准确的了解有关的阴极保护信息,也便于具体执行人员的自检和系统阴极保护的信息积累。国内阴极保护在认识深度、重视程度和技术管理水平等方面,处于一个快速发展时期,因此,学习国外先进管理手段和方法,建立符合国情的阴极保护远程监控系统具有现实意义。阴极保护信息的传输方式可简单分为有线和无线两大类,其中有线通信主要包括电力载波通讯、架设光缆、电缆或租用电信电话线、 X.25、DDN、ADSL 等,而无线则包括超短波通信、微波通信、扩频通信、卫星通信 GPS、GSM 短信/GPRS 通信等。在管道行业,由于各管网监控点分布范围广、数量多、距离远,个别点还地处偏僻,因此架设光缆、铺设电缆难度大、费用高,向电信部门租用专用电话线又要申请很多电话线,而且有些监控点线路难以到达,况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程,速度慢,运营成本较高,以前 20 世纪九十年代,上海金山石化曾采用有线的方法实现数据的集中控制和远程传输。随着信息技术的发展,通过公共无线数据通讯平台对类似问题的解决提供方便,容易实现仪器的定时监控和保护效果的检测。总之,在线监视控制和数据采集系统应该结合用户具体的通讯条件,选择适当的通讯方式,只有这样,才能充分利用现有的通讯条件,降低系统整体投资。青岛雅合科技发展有限公司结合当前公共无线数据通讯技术、数字控制技术,研发成功了基于 GIS/GPRS 阴极保护在线监控系统。该系统是一套面向阴极保护领域的无线远程智能在线监控系统,它以地 第 2 页共 11 页 理信息系统(GIS)为管理平台,以 SQLSERVER 数据库作为系统统一的数据库,通过后

钢制管道阴极保护电位检查片测试方法及应用

管道阴极保护电位检查片 测 试 方 法 及 应 用 河南汇龙合金材料有限公司2018年3月整理 技术部刘珍

摘要 根据相关标准规定,钢制埋地管道阴极保护效果评价应采用断电电位指标,现场测试通常使用同步中断法,但其并不适用于无法同步中断管中阴极保护电流,以及受杂散电流干扰的管段。阴极保护电位检查片可以解决这一难题,通过模拟管道防腐层漏点,利用检查片的瞬间断开电位实现近似管道断电电位的测量。本文详细介绍了管道阴极保护电位检查片的适用范围、设计、安装、测试及分析等内容,通过具体实施案例明确了数据记录的规范性,并验证了测试方法的可行性,为该方法的推广应用奠定实践基础。 引言 钢质埋地管道通常是采用防腐层和阴极保护联合保护的方式,防腐层作为第一层堡垒,利用其良好的绝缘性、抗渗透性及机械性能达到防腐目的;阴极保护系统作为第二道防线,可在防腐层破损或存在微孔处,通过保护电流对管道施加阴极极化,从而减缓或消除管壁腐蚀。根据GB/T 21448-2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》,管道阴极保护效果评价应采用断电电位指标,现场测试通常使用GPS 同步中断法,但其并不适用于无法同步中断管中阴极保护电流,以及受杂散电流干扰的管段。

阴极保护电位检查片可以解决这一难题,通过模拟管道防腐层漏点,利用检查片的瞬间断开电位实现近似管道断电电位的测量。阴极保护电位检查片是用于模拟被调查管道阴极极化后电位的检查片,将其埋设在管道测试点处,检查片部分裸露,其余部分有防腐层,检查片的埋设状态、材质均与管道相同,通过电缆与管道连接起来,这样检查片的裸露部分就模拟了管道的一个防腐层漏点。当管道处于阴极保护状态时,管道被保护电流极化的同时,检查片也会被极化为与管道相同的程度,只需测量检查片的瞬时断开电位,即可代表管道测量点的断电电位。NACE SP0502-2010《管道外腐蚀直接评价方法》认为检查片的断电电位近似于管道防腐层漏点处的阴极保护电位,能够评估管道阴极保护效果。1适用范围 阴极保护电位检查片能够评价埋地钢制管道阴极保护效果,只要能将检查片连接在管道上便可应用,尤其适用于同步中断法受限制的下列情况: (1)不能同步中断保护系统内多台恒电位仪提供的阴极保护电流; (2)存在外部阴极保护系统影响,难以中断该保护系统的恒电位仪;

阴极保护系统的运行与维护范本

操作规程编号:LX-FS-A64990 阴极保护系统的运行与维护范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写:_________________________ 审批:_________________________ 时间:________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

阴极保护系统的运行与维护范本 使用说明:本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束,并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则,使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整,套用时请仔细阅读。 (一) 阴极保护投入前的准备与验收 1. 阴极保护投入前对管道系统的检查 (1) 管道对地绝缘的检查 从阴极保护的原理介绍,已得知没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行,在施加阴极保护电流前,必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。应检查管道的绝缘法兰的绝缘性能是否正常,管道沿线布置的设施如阀门等应与土壤有良好的绝缘,管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施。管道在地下不应与其他金属构筑物有“短接”等故障。

太阳能热水系统节能效果测试方案

太阳能热水系统节能效果测试方案 一、检测条件 1 )太阳能热水系统的设计和安装,应符合《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》的规定,建设单位应提供一套完整的太阳能热水系统工程的施工竣工文件。 2)系统检测时,气象条件应符合下列规定: ①环境温度 t不低于8℃且不高于39℃; a ②环境空气的平均流速不应大于4 m/s。 3)系统检测期间,太阳能集热器采光面上的总日射辐照度不应小于473 W/m2。 二、检测仪表 1)太阳辐照量的测量,应使用一级总日射表。总日射表应按国家规定进行校准。2)测量环境温度使用的温度仪表的准确度应为±0.5℃,测量水温的温度仪表的准确度应为±0.2℃。 3)测量空气流速的风速仪的准确度应为±0.5 m/s。 4)计时的钟表的准确度应为±0.2 %。 5)测量冷、热水体积的仪表的准确度应为±1.0 %。 6)测量长度的钢卷尺或钢板尺的准确度应为±1.0 %。 三、参数测量 1)集热器轮廓采光面积的测量准确度应为±0.1%。 2)空气流速测量,应分别测量太阳能集热器和贮水箱(集热循环水箱及贮热水箱,下同)周围的空气流速。风速仪应分别放置在与太阳能集热器中心点同一高度和贮水箱中心点同一高度的遮阳通风处,分别距离太阳能集热器和贮水箱1.5 m~10.0 m的范围内。 3)环境温度测量,应分别测量太阳能集热器和贮水箱周围的环境温度。温度测量仪表应分别放置在与太阳能集热器中心点相同高度和贮水箱中心点相同高度的遮阳通风处,分别距离太阳能集热器和贮水箱1.5 m~10.0 m的范围内。4)太阳辐照量的测量应符合下列规定: ①总日射表应安装在太阳能集热器高度的中间位置,并与太阳能集热器采

埋地钢质管道阴极保护测量技术剖析

埋地钢质管道阴极保护测量技术 沈阳龙昌管道检测中心马负 1 前言 埋地钢质管道阴极保护系统一旦投用,就要定期对该系统的性能进行评价,确认阴极保护系统的效果,以判断其是否能够充分控制腐蚀。但是,在实际工作中直接确定管道是否处于腐蚀状态是十分困难和复杂的。且有些技术在工业化的现场条件下是无法实现的,因此必须依赖一些间接的、技术上可行的方法来评估阴极保护系统的有效性。目前我们采用的主要方法是通过测量管道的电位、电流、电阻等相关参数,与选定的判据进行比较以达到评价阴极保护系统有效性的目的。 阴极保护测量技术内涵十分丰富。因为腐蚀是电化学过程,所以是电化学和电学测量技术的结合。为达到测量的规范和统一,最大限度的减少测量误差,国家制定了相关标准。即GB/T 21246—2007 《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》、GB/T 21447—2008《钢质管道外腐蚀控制规范》、GB/T 21448—2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》。这里我们主要结合国家标准对阴极保护测量技术进行讨论。 2 判据 阴极保护理论研究表明,被保护体达到完全阴极保护的真正判据是被保护体上的各阴极均被极化到被保护体上最活性阳极的开路电位。在这一电位点处腐蚀电流已经停止了,再施加更多的保护电流是不必要的,也是不经济的。在这一点上对真正判据的理解是很容易的,但是应用这个判据去解决实际腐蚀问题却是不可能的,因为被保护体上最活性阳极的开路电位是不可能准确计算的也不可能在现场测量获得。因此,必须有替代的判据。一个替代的阴极保护判据,其目的是提供一个基准点,对某个指定物体施加阴极保护的水平可相对于此基准进行比较。一个好的判据有某些期望特征,包括较广泛的结构体适用性、环境的实用性、便于应用、可靠的科学基础、将腐蚀减轻到可接受水平的极大可能性以及过度保护带来的危害性。 目前我们采用的判据为国家标准GB/T 21448—2008《埋地钢质管道阴极保

阴极保护系统的运行与维护.docx

阴极保护系统的运行与维护 (一) 阴极保护投入前的准备与验收 1. 阴极保护投入前对管道系统的检查 (1) 管道对地绝缘的检查 从阴极保护的原理介绍,已得知没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行,在施加阴极保护电流前,必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。应检查管道的绝缘法兰的绝缘性能是否正常,管道沿线布置的设施如阀门等应与土壤有良好的绝缘,管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施。管道在地下不应与其他金属构筑物有“短接”等故障。 管道表面防腐层应无漏敷点,所有施工时期引起的缺陷与损伤,均应在施工验收时使用音频信号检漏仪检测,修补后回填。 (2) 管道导电性检查 对被保护管道应具有连续的导电性能。 2. 对阴极保护施工质量的验收 (1) 对阴极保护间内所有电气设备的安装是否符合《电气设备安装规程》的要求,各种接地设施是否完成并符合要求与图纸设计一致。 (2) 对阴极保护的站外设置的选材、施工是否与设计一致。对通电点、测试桩、阳极地床、阳极引线的施工与连接严格符合规范。 (3) 图纸、设计资料齐全完备。 (二) 阴极保护投入运行 (1) 组织人员测定全线管道自然电位、土壤电阻率、各站阳极地

床接地电阻。同时对管道环境有一个比较详尽的了解,这些资料均需分别记录整理,存档备用。 (2) 阴极保护站投入运行按照直流电源(整流器、恒电位仪、蓄电池等)操作程序给管道送电,使电位保持在-1.30V左右,待管道阴极极化一段时间(4h以上)开始测试直流电源输出电流、电压、通电点电位、管道沿线保护电位、保护距离等。然后根据所测保护电位,调整通电点电位至规定值,继续给管道送电使其完全极化(通常在24h以上)。再重复第一次测试工作,并做好记录。若个别管段保护电位过低,则需再适当调节通电点电位至满足全线阴极保护电位指标为止。 (3) 保护电位的控制各站通电点电位的控制数值,应能保证相邻两站间的管段保护电位达到-O.85V,同时,各站通电点最负电位不允许超过规定数值。调节通电点电位时,管道上相邻阴极保护站间加强联系,保证各站通电点电位均衡。 (4) 当管道全线达到最小阴极保护电位指标后,投运操作完毕。各阴极保护站进入正常连续工作阶段。 (三) 阴极保护站的日常管理 工业发达国家的阴极保护站大多数已无人值守,由控制中心遥测、遥控,几乎所有的站都是先由人工调整好,再自动恒定电位。阴极站每一个月派人去检查维护一次。 长输管道阴极保护系统的人工检测是很费人力的。其难易与管道设施所经过的地区有关。美国HARC0公司发展并完善了管线的航空监视体系,能自动监视和记录阴极保护系统的数据。此系统成功的关

船舶阴极保护系统介绍

船舶阴极保护系统详述 简要:详细介绍船体电化学腐蚀原理,阴极保护方法,并结合实际应用详细阐述外加电流的阴极保护的工作原理与衡量标准。 一、电化学腐蚀原理 铁制成的船体接触海水时会产生电位,发生电腐蚀现象。所以,为了尽量减少船体与海水接触,采用防锈蚀的油漆隔离船体和海水。但是船尾轴系,推进器或者因为船体损伤导致的与海水接触是无法完全避免的。所以接触到海水的一部分船体会发生电化学腐蚀,根据电解情况的不同,腐蚀程度不同。 原电池电解反应: 当两种金属或含杂质的金属被置于电解液中,金属活动性强容易失去电子,被氧化,发生氧化反应,为阳极,从而带正电荷(生成金属氧化物,所谓被腐蚀),使电势升高,可以作为正极(正极是针对外部电解质中游离电荷而言,正极吸引负电荷,而正电荷则流向负极,可以被认为是电流的方向)。 金属活动性弱者得电子,被还原,发生还原反应,为阴极(该电极积累金属),电势降低,成为负极,吸引正电荷聚集。 图1 电化学腐蚀原理图 二、阴极保护 阴极保护则使上述过程逆转,根据提供阴极电流的方式不同,阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种,前者是将一种电位更负的金属(如镁、铝、锌等。注:金属活动性更强,更活跃,更易失电子)与被保护的金属结构物电性连接,通过电负性金属或合金的不断溶解消耗,向被保护物提供保护电流,使金属结构物获得保护。后者是将外部交流电转变成低压直流电,对被保护的金属表面施加一定的直流电流,使其产生阴极极化,当金属的电位负于某一电位值时,腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。 牺牲阳极阴极保护法一般用锌块合金,布置没有具体要求,只要沿着舭龙骨流线平均分布,具体数量则要根据船只钢材数量(面积)进行计算后得出。也可用铝合金的,效果更好,但在机舱及货油舱等区域禁止使用(因电位差过高存在引发火星的可能性)。一般设计使用寿命2-3年,采用焊接或铆接方式固定于船体外壳之上,铆接的话到了使用后期可以方便更换,并且有各种型号可选。其中双层底和双壁舱室内部区域(bottom; double hull inner area)也应当设有牺牲阳极保护装置。 下面将详细介绍外加电流的阴极保护过程原理及方法。

太阳能热水系统节能环保认证实施规则

中国节能环保产品认证规则CQC61‐448261‐2009太阳热水系统节能环保认证规则Energy Conservation and Environmentally-friendly Certification Rules for Solar Water Heating System 2009年9月21日发布 20 09年9月25日实施中国质量认证中心 前言本规则由中国质量认证中心(以下简称CQC)发布,版权归CQC所有,任何组织及个人未经CQC许可,不得以任何形式全部或部分使用。本规则代替CSC/G2235-2006。制定单位:中国质量认证中心主要起草人:袁雅青 CQC61-448261-2009 太阳热水系统 1.适用范围本规则适用于由太阳集热器、贮热水箱、管道及控制器等组成,亦称家用太阳热水器,

在住宅、小型商业建筑或公共建筑中使用的太阳热水系统的节能环保认证。对于太阳能加辅助能源系统,本规则只适用于带有手动控制的辅助加热器系统。本规则不适用于太阳能预热式热水系统。 2. 认证模式太阳热水系统节能环保认证模式为:产品检验+初次工厂检查+获证后监督。认证的基本环节包括: a. 认证的申请 b. 产品检验 c. 初始工厂检查 d. 认证结果评价与批准 e. 获证后的监督 f. 复审 3.认证申请3.1认证单元划分按照自集热部件类型(平板、全玻璃真空管、玻璃-金属真空管、闷晒)、传热类型(直接、间接)、连接类型(水在玻璃管内、水在金属管内、热管)、系统类型(紧凑、分离、闷晒)等参数划分单元,所有参数相同的型号同一单元。制造商不同、生产场地不同,视为不同的认证单元。3.2申请认证提交资料 3.2.1申请资料(CQC提供表格文件) a. 正式申请书(网络填写申请书后打印或下载空白申请书填写) b. 工厂检查调查表(首次申请时) c. 太阳热水系统产品描述(CQC61-448261.01-2009) d. 品牌使用声明 3.2.2证明资料 a. 申请人、制造商、生产厂的注册证明如营业执照、组织机构代码(首次申请时) b. 3C证书(如有)。 c. 申请人为销售者、进口商时,还须提交销售者和生产者、进口商和生产者订立的相关合同副本 d. 代理人的授权委托书(如有) e. 有效的监督检查报告或工厂检查报告(如有)f. 其他需要的文件4.产品检验 4.1样品 4.1.1送样原则 CQC从申请认证单元中选取代表性样品进行产品检验。必要时,增加样品补充差异试验。 4.1.2样品数量申请人按CQC的要求送样,并对样品负责。样品数量1台/单元。4.1.3样品及资料处置第1页共5页

阴极保护系统调试方案

输气管道工程阴极保护系统调试方案 阴极保护系统通电前,应在所有趁热是装置出进行自然腐蚀电位的测量,并做好记录。通电后,应逐步调节通电电流,知道通电点的保护点位大道极限电位(-1.2V),电源设备应保持在此电位值,知道管道被充分极化,达到阴极保护准则的规定值(-0.85——-1.2v),并记录电源设备输出的电压、电流值。 当通电后管道电位发生正向偏移,应立刻检查极性并纠正;当对周围建、构筑物有干扰影响是,应在接近构筑物上进行同步测量;当存在交、直流干扰影响时,应对干扰阴极保护系统的有效性影响进行测量,测量应在阴极保护系统运行及断电情况下进行。在这两种情况下,应至少保持24小时的连续管地电位数据,按照阴极保护准则指标,评价阴极保护的有效性。 阴极保护站恒电位仪控制电位值的调试确定原则是:管线各处管地电位以沿线各点的断电电位处于‐0.85~‐1.2V的合理范围内,即不处于低于‐0.85V的欠保护状态,又不超过‐1.2V的过保护状态(按绝对值)。必须以断电电位来评价,不能以通电电位来判定。 为使控制电位合理,并作为今后管理的基础参数,需及时反馈管线断电电位并多次调试,才能确定合理的控制电位值。 阴极保护测试内容包括: A、阳极地床接地电阻; B、绝缘接头绝缘性能; C、阴极通电点电位(通电电位、断电电位),相对硫酸铜参比电

极; D、设备输出电流、电压。 根据管道检验规范SY/T6553‐2003《管道检验规范在用管道系统检验、修理、改造和再定级》相关规定,设备运行时,应对管道全线进行阴极保护密间隔电位测试(小间测试),测试前应使管道至少极化48小时以上,测试时的阴保站工作于通电12秒,断电3秒的状态。在测试桩处将硫酸铜参比电极安放在管顶正上方的潮湿土壤上。用直流数字式电压表,测量管道与硫酸铜参比电极之间的通、断电两种电位值,其中,持续12秒的为通电电位值,持续时间仅三秒的为断电电位值,断电电位为该测试桩处管道的阴极保护电位,通常,通电电位明显比断电电位负的更多,测试方法执行国家标准GB/T21246‐2007《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》。

太阳能热水系统说明书

昆山绿材机电热水系统使用说明书 昆山绿材机电工程有限公司 江苏省昆山市淀山湖镇新华路16号

敬告用户 感谢您选购本公司太阳能热水系统,为使您能够正确使用本系统,并得到满意效果,请您务必在使用之前,详细阅读本说明书。

目录 系统设计依据 (3) 系统设计特点和参数 (4) 操作说明 (6) 常见故障分析与处理 (13) 保养与维护 (13) 电路图……………………………………………………...附件注意:安装和维修必须由持有有效证件的专业人员来操作

系统设计依据 1. GB/T6424-2002《太阳能集热技术条件》 2. GBJ15-88《建筑给水排水设计规范》 3. GB/T17581-1998《太阳能集热器》 4. 本方案用户对使用热的一般要求

系统设计特点和参数 1. 设计特点: 1.1 本系统采用巨仲电子开发之高效平板式太阳能集热器作为前级加热装置,在晴好天候条件下充分利用太阳能; 1.2 本系统采用空气源热泵作为中级加热装置,在环境温度为零度以上时充分利用空气中所含的热能; 1.3 本系统采用电加热作为后级加热装置,以确保在任何天候情况下稳定的热水供应; 1.4 系统温控装置可确保在任何天候条件下,产水温度可达摄氏55度甚至以上; 1.5 系统具备抗风能力,且符合环保及消防要求; 1.6 系统安装时不损坏楼面,运行中不超过楼层承载能力。 2. 主要设备参数: 2.1 平板式太阳能集热器: 集热器性能参数 尺寸 mm1350×900×70 板面面积㎡ 1.17 有效采光面积㎡1 日平均效率 %≥55 最高瞬时效率 %≥85 热损系数W/㎡K≤4.0 工作压强 MPa≤1.1 耐压 Mpa≤1.8 工作温度℃-5~100 重量 kg25 主要材料、材质 板芯类型全紫铜板芯 吸热模层高吸收涂层 膜层吸收率≥90%±2% 膜层发射率≤15%±2% 主管材料Al6063-T5 支管材料尺寸T2铜管Φ16×0.5mm 玻璃盖板材料及厚度浮法平板玻璃,4.0mm 盖板板面尺寸1345×895mm 盖板透光率≥80% 保温材料抗老化保利龙板 保温层厚度20/35 背板材料及厚度0.3mm镀锌板 密封结构金属弹性密封+橡胶条 密封圈材料三元乙丙橡胶

强制电流阴极保护及智能监测系统

强制电流阴极保护及智能监测系统 王峰 (胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司) 摘要:强制电流阴极保护系统在油田罐区有广泛应用,正确的施工是阴极保护系统良好运行的关键。智能监测系统可实时监测阴极保护系统运行状态。多个数据采集模块连接在RS -485总线上,监控主机采用轮询的方式与数据总线上的模块进行数据通讯,实现了区域阴极保护系统多个阴极保护电位的实时在线监测。 关键词:阴极保护;监测;自动控制 1 概述 油田罐区阴极保护一般采用强制电流阴极保护。强制电流阴极保护系统由恒电位仪、辅助阳极、长效参比电极、阴/阳极电缆、零线接阴电缆组成。传统的阴极保护电位监测方式采用人工方式测量,不能及时反映区域阴极保护的整体质量和效果。为此,把自动化技术引入阴极保护电位监测中,很好地解决了上述问题。 阴极保护智能监测系统包括监测主机、参比电极、数据采集模块、数据传输电缆、测试桩等部分。系统采用RS -485现场总线方式,在线自动精确测量阴极保护系统内监测点的阴极电位,一对双绞线可挂接多个数据采集模块,系统结构简单,便于用户维护。阴极保护系统及监测系统接线示意图如图1所示 。 图1 阴极保护系统及监测系统接线示意图 2 强制电流阴极保护系统 强制电流阴极保护系统就是利用腐蚀电池的原理,将需要被保护的金属结构(罐体、管道)作为 阴极,通过阳极(高硅铸铁)向阴极不间断地提供电子,首先使结构极化,进而在结构表面富集电子,使其不易产生离子,因而大大地减缓了结构的腐蚀速度。在这里向阳极提供外加电流的是恒电位仪。恒电位仪整体来说是一个负反馈放大—输出系统,与被保护物构成闭环调节,通过参比电极测量通电点电位,并作为取样信号与控制信号进行比较,实现控制并调节极化电流输出,使通电点电位得以保持在设定的控制电位上。其过程是:不管什么原因(供电系统电压波动,环境介质导电性变化,或电路参数漂移)使输出增大,导致通电点电位上升,则取样信号增大,取样信号是加在恒电位仪比较放大的反相输入端,与接在正相输入端控制信号比较后使放大器放大倍数下降,控制极化电源输出减小,使通电点电位下降,回复到原设定的控制电位值上;同样,如果通电点电位下降,参比电极得到的取样信号下降,经过与控制信号比较使放大器放大倍数上升,控制极化电源输出增大,通电点电位上升,回复到原设定的控制电位值上。也就是当外部或内部任何原因造成被保护物对地电位变化时,恒电位仪都能相应地增大或减小输出,把变化的电位拉回来,使通电点电位保持不变。 恒电位仪的接线一般由4条电缆组成,分别是输出阴极、输出阳极、零位接阴、参比电极。输出阴极是恒电位仪输出的负端子,接至被保护物的通电点;输出阳极是恒电位仪的正端子,接至辅助阳极(高硅铸铁阳极);零位接阴是仪器电路的地端,接于被保护物通电点附近;参比电极即取样信号输入端,接埋设在通电点附近的参比电极。其中零位接阴电缆作为整个仪器电路的“地”,必须接在被保护物上,并避开输出阴极通电点5~10cm ,以防电流涌入。为恒电位仪提供取样信号的参比电极质量好坏也是系统稳定运行的关键。 参比电极也称参考电极,其功用是在测量对象的电极电位时提供基准电位(或称参考电位、参比电位,参比电极名称即由此而来),实现准确、定量、可比较的测量,是金属防腐及其他电化学研究和应用领域不可缺少的工具。其种类很多,在这里特指饱和硫酸铜参比电极。长效参比电极以陶或素瓷做电极体,内装硫酸铜晶体,晶体中置入铜电极,埋设后与土壤环境融为一体,进(下转和70页)

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