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化工防腐技术

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输油管道防腐信息监测传输系统原理与组成

  随着我国经济建设的高速发展, 输油气管道数量与日俱增, 腐蚀安全管理面临严峻挑战[1-6]。传统管理方式是通过人工抄读阴保电位读数了解管道的腐蚀防护状况, 缺乏实时性、便利性和准确性, 对管道的保护十分有限。为弥补传统管道维护方式的各种缺陷, 江苏海创电气科技有限公司研发了管道防腐信息监测传输系统, 可以实时监测管道防腐层的状况, 一旦管道出现泄漏或自然腐蚀, 该系统能够在20 s内实现数据分析和险情判断, 并发送报警短信, 极大地提高了管道的安全管理水平。

  阴极保护电源通常设置在输油站, 正常情况下, 阴保电压沿管道分布呈线性递减状态, 当管道防腐层破损时, 破损处阴保电压会因破损处与大地形成漏电而升高, 造成此处及其后管段的防腐能力减弱甚至失效。而此时阴保电源站可能并不知道这些情况, 仍然按照通常设定的阴保电源值运行。管道沿线各电位桩处的实际阴保电压值, 通常依靠巡线员携带仪器和便携式接地装置定期实地测量获得, 现场土壤盐度、湿度、便携式接地装置、便携式测量仪表及巡线人员的状态都会影响测量结果。因而造成各处阴极保护电位测量值不能为调整阴保电源提供及时准确的参考, 以致不能实现阴极保护的目的。而且, 传统的阴保电位桩的地面测试端会受雨水等的影响而发生漏电, 使得该处及其后管段的阴保能力减弱或失效。

  管道防腐信息监测传输系统由主站、多功能阴极电位桩、阴保智能终端机、长效参比电极、电源和公用通讯网络组成。系统通信采用公用网GSM或CDMA方式进行数据传输 (图1) 。阴保智能终端机消除了传统阴保方式的诸多不利影响, 使用高精度智能型超低功耗微处理器、A/D模数转换器、长效接地电极、通讯数据转换和无线信号收发组件、高能长效电源等组件构成现场监测系统, 能够准确测量管道实际阴保电位值, 并发送给主站, 测量分辨率可以达到0.001 V。阴保终端机与管道和参比电极相连, 对管道的阴极保护电位进行采集, 采集后的数据经阴保智能终端机处理转换后, 通过内置高增益发射天线的多功能电位桩, 向主站发送阴保电压的即时数据, 主站接收各阴保智能终端机的数据后进行转换处理。当管道防腐层出现缓慢腐蚀时, 阴保电位会发生相应变化;当管道断裂、泄漏时, 管道的保护电压会发生突变, 对于上述变化, 阴保终端机会按照事先与主站约定的工作状态, 向主站及时发出预警信号。主站对数据处理进行分析后, 在主机上显示相应的桩位号和电位值, 同时主机可以根据值班人员的指令将报警信息通过公用GSM或CDMA网络发送给巡线员和有关人员, 以便迅速采取应对措施。