油气管道阴极保护系统的动态电位控制研究
Study on Dynamic Potential Control of Cathodic Protection System for Oil and Gas Pipelines
DOI: 10.12677/me.2025.136145, PDF,   
作者: 唐海波:凌云科技集团有限责任公司,湖北 武汉;张智齐*:长江大学电子信息与电气工程学院,湖北 荆州
关键词: 阴极保护埋地管道动态电位单片机Cathodic Protection Buried Pipeline Dynamic Potential MCU
摘要: 针对传统恒电位仪对埋地管道周边土壤参数变化适应性差、易因电位调节僵化导致管道欠保护或过保护的问题,本文提出动态电位调控方案并研发相应的阴极保护装置。该装置通过实时监测土壤温度和电阻率,动态调整管道保护电位,确保其在复杂工况下仍具有较好的阴极保护效果。经实验验证,本文所提方案优于传统方案,也比现有文献中同类装置更能适应土壤参数的波动。研究成果可为油田、化工领域埋地管道防腐提供技术参考,对降低腐蚀泄漏风险、延长管道服役寿命具有工程价值。
Abstract: Aiming at the problems that traditional potentiostats have poor adaptability to changes in soil parameters around buried pipelines and tend to cause under-protection or over-protection of pipelines due to rigid potential adjustment, this paper proposes a dynamic potential regulation scheme and develops a corresponding cathodic protection device. The device dynamically adjusts the pipeline protection potential by real-time monitoring of soil temperature and resistivity, ensuring that it still achieves good cathodic protection effects under complex working conditions. Experimental verification shows that the proposed scheme is superior to the traditional scheme and has better adaptability to soil parameter fluctuations compared with similar devices reported in existing literature. The research results can provide technical reference for the anti-corrosion of buried pipelines in the oilfield and chemical industry fields, and have engineering value in reducing the risk of corrosion leakage and prolonging the service life of pipelines.
文章引用:唐海波, 张智齐. 油气管道阴极保护系统的动态电位控制研究[J]. 矿山工程, 2025, 13(6): 1300-1308. https://doi.org/10.12677/me.2025.136145

参考文献

[1] 侯盟, 安雪微. 长输石油管道联合阴极防腐保护技术研究[J]. 山西化工, 2025, 45(8): 175-176, 191.
[2] 张宪东. 国内外管道腐蚀与防护研究进展[J]. 全面腐蚀控制, 2018, 32(7): 88-89.
[3] 王琰冬. 天然气用钢管的腐蚀及防护措施[J]. 石化技术, 2025, 32(7): 315-317.
[4] 王泽淼. 油气储运中的管道防腐问题分析[J]. 石油和化工设备, 2025, 28(8): 229-232.
[5] 谷银龙. 油田埋地管道阴极保护系统应用效果及节能分析[J]. 石油石化节能与计量, 2025, 15(9): 27-32.
[6] 崔震. 长输管道阴极保护装置的研究[D]: [硕士学位论文]. 西安: 西安石油大学, 2019.
[7] 刘孟哲. 基于stm32的油气管道阴极保护装置的开发[D]: [硕士学位论文]. 西安: 西安石油大学, 2020.
[8] 李勇峰, 蔡丽安, 阚文彬, 等. 氢在低碳钢中的渗透扩散特性[J]. 华东理工大学学报(自然科学版), 2013, 39(2): 222-227.
[9] 孙冰冰. 阴极保护条件下X80钢在新疆农田土壤和模拟溶液中的氢脆敏感性差异研究[J]. 腐蚀与防护, 2015, 36(6): 551-554, 559.
[10] Javidi, M. and Bahalaou Horeh, S. (2014) Investigating the Mechanism of Stress Corrosion Cracking in Near-Neutral and High pH Environments for API 5L X52 Steel. Corrosion Science, 80, 213-220. [Google Scholar] [CrossRef
[11] 王亚楠. X80钢在季节性冻土中的腐蚀行为及最佳阴保电位研究[D]: [硕士学位论文]. 青岛: 中国石油大学(华东), 2018.
[12] 全国石油天然气标准化技术委员会(SAC/TC355). GB/T21448-2017埋地钢质管道阴极保护技术规范[S]. 北京: 中国标准出版社, 2017.