[发明专利]一种评估隧道内管道支撑钢构连接件阴极保护效果的方法

摘要

本发明涉及一种评估隧道内管道支撑钢构连接件阴极保护效果的方法，属于管道防腐技术领域，包括：建立隧道内管道支撑钢构连接件和牺牲阳极的三维几何模型；对所述三维几何模型进行网格划分，确定离散的小单元；利用边界元法进行阴极保护电位数值求解；根据所求解的管道支撑钢构连接件各部位阴极保护电位评估管道支撑钢构连接件的阴极保护效果。本发明实现了隧道内管卡、螺栓等支撑钢构连接件阴极保护电位分布的预测，解决了隧道内复杂金属构筑物阴极保护效果评估问题；通过优化阴极保护用牺牲阳极的布置，使阴极保护电流得到更合理的分配。

主权项

1.一种评估隧道内管道支撑钢构连接件阴极保护效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定保护对象的结构、尺寸及环境工况，初步确定牺牲阳极的类型、尺寸、数量和安装位置；步骤2，通过现场或实验室测试管道支撑钢构连接件及牺牲阳极的电位与电流密度关系，作为边界元计算时的边界条件；步骤3，根据隧道内管道支撑钢构连接件实际结构、尺寸和牺牲阳极的尺寸、数量、布置位置建立三维几何模型，所述三维几何模型包括支撑钢构连接件和牺牲阳极；步骤4，对所述三维几何模型进行网格划分，将三维几何模型离散成若干个小单元；步骤5，根据Laplace方程建立所述三维几何模型的阴极保护电位分布数学模型；采用边界元法，将边界上的积分方程转化为线性方程组，在步骤2所得的边界条件下，对所述阴极保护电位分布数学模型进行求解，获得支撑钢构连接件各单元的阴极保护电位及牺牲阳极的输出电流；步骤6，判断步骤5中所得出的支撑钢构连接件所有部位的阴极保护电位分布是否达标，若达标，则完成阴极保护电位评估，进行步骤8；若未达标，则继续步骤7；步骤7，调整三维几何模型中牺牲阳极的布置，重复步骤3至步骤5，直至支撑钢构连接件所有部位的阴极保护电位分布达标；步骤8，根据步骤5得到的牺牲阳极的输出电流和牺牲阳极消耗率，计算牺牲阳极的工作寿命，若满足阴极保护系统的设计寿命，则完成隧道内管道支撑钢构连接件阴极保护效果评估；若未满足，则继续步骤7，直至牺牲阳极的工作寿命满足阴极保护系统的设计寿命。