[发明专利]一种定向钻穿越管道阴极保护的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及建造设备防护领域，尤其涉及的是一种定向钻穿越管道阴极保护的检测方法。

背景技术

现有技术中，城镇燃气管道定向钻穿越多采用外防腐层和牺牲阳极阴极保护进行联合保护。由于穿越段距离较长，牺牲阳极保护距离有限，阴极保护效果可能不满足国家标准，尤其在动态直流杂散电流干扰下，阴极保护系统容易失效或保护不足，为管道的安全运行埋下了重大隐患，管道穿越段一旦腐蚀穿孔，处理难度大，后果严重。

因此，现有技术存在缺陷，有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中采用外防腐蚀层和牺牲阳极阴极保护对管道进行联合保护时，不能满足保护要求的缺陷，提供定向钻穿越管道阴极保护的检测方法。

本发明的技术方案如下：

一种定向钻穿越管道阴极保护的检测方法，其中，包括：

A、采用边界元法建立地铁杂散电流干扰数值模型和阴极保护系统数值模型；

B、获取定向钻穿越管线中牺牲阳极的埋深、管道直径、分布走向和土壤电阻率的数据信息；

C、将所述数据信息代入所述模型，模拟出电位和电流密度的电位云图；

D、通过对所述电位云图的结果进行分析，得到定向钻穿越管道阴极保护的检测结果。

所述定向钻穿越管道阴极保护的检测方法，其中，在步骤A还包括：

在建立所述模型时，设置测得的牺牲阳极电位作为牺牲阳极的恒电位边界条件；设置辅助阳极输出电流除以阳极表面积得到的电流密度作为辅助阳极的恒电流边界条件。

所述定向钻穿越管道阴极保护的检测方法，其中，在步骤A中：所述地铁杂散电流干扰数值模型为：

式中，为钢轨的接地表面，为钢轨上的电流密度。

所述定向钻穿越管道阴极保护的检测方法，其中，在步骤A中：所述地铁杂散电流干扰数值模型为：

用矩阵形式写为：HU=GQ；式中：

U 和 Q 中各有 n 个元素；由定解问题的定解条件知，在 2n 个元素中应有 n个已知，n 个未知；将 n 个未知元素组成矢量 X，得到新的代数方程组：

AX=F

解此方程组，求出 X，于是即得到全部边界上的电位和电流密度的分布。

有益效果：本发明所提供的一种定向钻穿越管道阴极保护的检测方法，通过采用边界元法建立地铁杂散电流干扰和阴极保护系统数值模型，使用所述模型模拟镁阳极的电位和电流密度、杂散电流大小及地铁平行长度对穿越段阴极保护系统的影响，从而可以对应提出定向钻穿越段阴极保护系统提升改善的初步方案，使定向钻穿越段管道的阴极保护系统得到提升改善，满足阴极保护准则，使管道安全运行得到有效保障。

附图说明

图1为本发明提供的一种定向钻穿越管道阴极保护的检测方法步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种定向钻穿越管道阴极保护的检测方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

S1、采用边界元法建立地铁杂散电流干扰数值模型和阴极保护系统数值模型；

S2、获取定向钻穿越管线中牺牲阳极的埋深、管道直径、分布走向和土壤电阻率的数据信息；

S3、将所述数据信息代入所述模型，模拟出电位和电流密度的电位云图；

S4、通过对所述电位云图的结果进行分析，得到定向钻穿越管道阴极保护的检测结果。

对于地铁杂散电流和阴极保护来说，它是一个电场问题，可以通过数值模拟技术得到管道、阳极等研究对象上的电位和电流密度分布，以云图方式显示的结果可以很清晰地看到杂散电流所产生的影响。因而，数值模拟技术在研究干扰问题时更为方便和快捷。

利用数值方法来求解所研究问题特性的数学模型就是数值计算的实质所在，建立一个数学模型应该至少包括对问题的描述方程和相应得边界条件。在管道阴极保护系统的电位分布的研究中，比较多应用拉普拉斯(Laplace)方程这一描述方程式作为阴保电位分布计算，Laplace 方程形式为：

（1）

式中：为电位，为电导率（研究区域内介质）。