强制电流阴极保护管线系统的ANSYS仿真技术研究
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计强制电流阴极保护系统是一种常用于金属结构保护的阴极保护方案。
其基本原理是通过施加外加电流，使金属结构的电位降低，从而减少或阻止金属的腐蚀。
1. 系统的整体设计：首先需要确定需要保护的金属结构的大小、形状、材质等，以及所需施加的保护电流的大小。
根据这些参数，设计出合适的保护系统。
2. 电流供应装置的选择：电力供应装置是强制电流阴极保护系统的核心部件，其主要功能是提供稳定的直流电源。
在选择电流供应装置时，需要考虑给定结构所需的保护电流、工作环境条件、可靠性等因素。
3. 电流分配系统的设计：电流分配系统用于将电流从电源传输到被保护的金属结构上。
在设计电流分配系统时，需考虑金属结构的几何形状、结构复杂度、电阻分布等因素，合理规划电流的传输路径。
4. 电流控制系统的设计：电流控制系统用于实时监测和控制电流的大小和方向，以保证被保护金属结构的电位保持在理想的范围。
电流控制系统的设计需要考虑电流监测、控制逻辑和保护功能等方面。
5. 电位测量系统的设计：电位测量系统用于实时监测所保护金属结构的电位，以便及时发现和解决电位异常的问题。
电位测量系统的设计需要考虑测量精度、抗干扰能力、测量位置等因素。
6. 地下电流分散系统的设计：为了保证电流从金属结构传输到地下的有效分散，需要设计合适的地下电流分散系统。
该系统包括地下电流分发线路和地下电流分散装置。
7. 监控与维护系统的设计：强制电流阴极保护系统的长期稳定运行需要进行监控和维护。
监控与维护系统的设计需要考虑对电流和电位的实时监测、数据存储与处理、故障报警等功能。
强制电流阴极保护系统的设计需要综合考虑结构的特点、保护电流的要求以及工作环境等因素，合理选择和设计各个子系统，以确保金属结构能够得到有效的阴极保护，延长其使用寿命。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计在金属结构的防腐蚀工程中，强制电流阴极保护系统是一种非常重要的防腐蚀措施。
它通过在金属结构表面施加一个适当的电流，使金属结构表面处于一个保护性的电位范围内，从而达到延长金属结构使用寿命、减少维护成本和保护环境的目的。
本文将探讨强制电流阴极保护系统的设计原理、技术要点和应用范围。
一、设计原理强制电流阴极保护系统的设计原理是利用外加的直流电源，在金属结构表面施加一个适当的负电压，使金属表面处于一个保护电位范围内，从而抑制金属结构的腐蚀。
保护电位的选择一般是根据金属材料的特性、环境腐蚀情况和电流密度等因素进行综合考虑的。
在保护电位下，金属结构表面的阳极和阴极反应都会减少或者停止，从而达到保护金属结构的目的。
强制电流阴极保护系统还可以对不同区域的腐蚀情况进行定位、监测和调节，从而保证系统的稳定性和可靠性。
二、技术要点1. 电源选择：强制电流阴极保护系统的电源一般采用直流稳压电源或者直流整流电源。
在选择电源时需要考虑金属结构的规模、电流密度、环境条件和使用要求等因素。
2. 电流传输：电流的传输一般通过导电材料进行，如铜线、铝线、铜带等。
在选择导电材料时需要考虑导电性能、耐腐蚀性能和成本等因素。
3. 电流分布：要保证金属结构表面的电流密度均匀分布，避免出现电流偏弱或者偏强的情况，从而保证金属结构表面腐蚀均匀。
4. 监测系统：要对金属结构表面的电位、电流密度等参数进行实时监测，并可以根据监测结果对电流进行调节，从而保证系统的稳定性和可靠性。
5. 接地系统：接地系统是强制电流阴极保护系统的重要组成部分，在设计时需要考虑接地电阻、接地方式和接地位置等因素，保证接地系统的可靠性和稳定性。
三、应用范围强制电流阴极保护系统广泛应用于钢结构、地下管道、海洋平台、船舶、储罐、桥梁、海水结构等金属结构的防腐蚀工程中。
其应用范围几乎涵盖了所有金属结构的防腐蚀领域，具有非常广泛的市场前景。
随着金属结构的规模和使用寿命的不断增加，强制电流阴极保护系统的需求也将会不断增加。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计强制电流阴极保护系统是一种使用电流进行阴极保护的措施，通常用于金属结构的防腐。
以下是一个强制电流阴极保护系统的设计方案，包括系统组成和原理。
1. 系统组成：(1) 阴极保护源：通常是一个直流电源，用于提供保护电流。
(2) 电流传输装置：由电缆、连接头等组成，用于将阴极保护源的电流传输到受保护金属结构上。
(3) 保护电流分配装置：用于将阴极保护电流分配到受保护金属结构上的各个部位，以确保整个金属结构均受到保护。
(4) 测量监控装置：用于监测和测量阴极保护电流的大小和金属结构的电位，以便及时调整和控制电流的分配。
(5) 接地系统：用于提供电流回路的接地，形成一个完整的电流回路。
2. 工作原理：强制电流阴极保护系统的工作原理基于阴极保护原理，通过将保护电流引入金属结构，形成一个保护电流环路，从而达到防止金属结构腐蚀的目的。
当阴极保护系统开始工作时，阴极保护源提供直流电流，通过电流传输装置将电流输送到受保护金属结构上。
保护电流分配装置将电流按需分配到各个部位，以保证整个金属结构均受到保护。
测量监控装置实时监测金属结构的电位和保护电流的大小，当发现电位过高或保护电流不足时，会发出警报并调整电流的分配，以实现最佳的阴极保护效果。
接地系统起到了提供电流回路的作用，使得电流能够流经金属结构，形成一个完整的闭合回路。
良好的接地系统也能够有效降低结构上的电位，提高阴极保护的效果。
3. 设计要点：(1) 选择合适的阴极保护源：根据金属结构的大小和防腐要求选择合适的阴极保护源。
一般来说，阴极保护源需要能够提供稳定的直流电流。
(2) 合理布置电流传输装置和保护电流分配装置：根据金属结构的形状和大小，合理布置电流传输装置和保护电流分配装置，确保保护电流能够均匀分配到各个部位。
(3) 选择合适的测量监控装置：选择合适的测量监控装置，能够实时监测电位和电流，并具备报警和调整功能，以确保阴极保护系统的稳定工作。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计1. 引言1.1 背景介绍强制电流阴极保护系统是一种常用的金属防腐蚀技术，通过施加外部电流控制金属结构表面的电位，将金属结构的阳极和阴极区域之间形成保护电位差，从而实现对金属结构的防腐蚀保护。
在海洋平台、油气管道、桥梁等工程中，金属结构长期暴露在恶劣的环境中容易受到腐蚀的侵害，因此需要采取阴极保护措施。
强制电流阴极保护系统具有防腐蚀效果好、操作简便、成本低廉等优点，因此受到广泛应用。
本文旨在研究强制电流阴极保护系统的设计原理、设计要素、系统组成部分、操作流程以及参数调整等关键内容，以探讨其在工程实践中的可行性和实际应用价值，同时分析存在的问题，并提出改进方向，展望未来强制电流阴极保护系统在防腐蚀领域的发展前景。
通过对该技术的深入研究和探讨，旨在为相关工程领域的技术人员提供参考和借鉴，推动该技术的进一步应用和发展。
1.2 研究目的本文旨在深入探讨强制电流阴极保护系统设计的相关原理、要素和操作流程，以及系统组成部分和参数调整等内容。
通过对这些内容的详细分析和讨论，旨在为相关领域的研究人员和工程师提供参考和指导，帮助他们更好地理解和应用强制电流阴极保护技术，提高阴极保护系统的设计和运行效率。
具体来说，本文将通过对强制电流阴极保护系统设计原理的介绍，帮助读者了解阴极保护系统工作的基本原理，从而为系统设计提供理论支持。
接着，本文将详细解析设计阴极保护系统所需考虑的要素，包括材料选择、电流密度、涂层方式等因素，帮助读者制定合理的设计方案。
本文还将对系统的组成部分进行详细描述，包括阳极、电源、监测设备等组成部分，帮助读者了解系统的整体结构和功能。
通过对操作流程和参数调整的讨论，本文旨在帮助读者了解如何正确操作和调整阴极保护系统，确保系统运行稳定和有效。
本文的研究目的是为了促进强制电流阴极保护系统设计的进一步发展和应用，提高系统的设计水平和运行效率，从而更好地保护金属结构免受腐蚀的侵害。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计【摘要】强制电流阴极保护系统是一种常用的防腐蚀技术，可以有效延长金属设备的使用寿命。
本文主要介绍了强制电流阴极保护系统的设计原则、设计流程、系统组成、系统维护和系统优化等方面。
设计原则包括合理选择保护电流密度和保护电位、设计耐腐蚀性能良好的阳极材料等。
设计流程则涵盖了系统功能需求分析、设计方案确定、施工安装调试等步骤。
系统组成主要包括阳极、电源、电解液和监控系统。
系统维护是确保系统长期有效运行的关键，包括定期检查、维修和替换部件。
系统优化则是为了提高系统的保护效果和节约能源。
强制电流阴极保护系统设计的重要性在于其可以有效预防金属设备的腐蚀损坏，未来发展方向将更加注重系统的智能化和节能性能。
【关键词】强制电流阴极保护系统设计、概述、设计原则、设计流程、系统组成、系统维护、系统优化、重要性、未来发展方向1. 引言1.1 强制电流阴极保护系统设计概述强制电流阴极保护系统设计是一种用于对金属结构进行保护的技术手段，通过施加外加电流，使金属表面产生负电极，在电化学上形成保护性氧化膜，从而防止金属结构发生腐蚀的过程。
强制电流阴极保护系统设计是一项涉及工程设计、材料科学、电化学等多学科综合应用的工程技术，具有广泛的应用价值和重要的意义。
在强制电流阴极保护系统设计中，设计原则是核心，其决定了系统的稳定性和有效性。
设计流程包括对金属结构进行腐蚀情况的评估、电化学参数的确定以及系统参数的优化等内容。
系统组成主要包括电源装置、电极装置、监测系统等部分，每个组成部分都有其独特的功能和作用。
系统维护是保证系统长期稳定运行的关键，包括对系统各部分的定期检测、维修和替换等工作。
系统优化是持续改进系统性能和降低运行成本的重要手段，需要通过不断地调整参数和改进技术手段来实现。
强制电流阴极保护系统设计的重要性在于能够有效地延长金属结构的使用寿命，降低维护成本和减少环境污染。
未来发展方向包括提高系统的自动化程度、优化系统参数和控制策略，以及开发更加环保和经济的新型材料和技术。
浅谈强制电流阴极保系统运维中存在的问题及解决办法
牺牲阳极法阴极保护和强制电流法阴极保护。
牺牲
图1 电位不符
图2 电缆挖断
3）施工不规范、阴保系统中电缆接错，导致保护对象没有被保护。
防爆接线箱要求防水防潮，以防止锈蚀，防爆箱内电缆应通过接线板汇总。
但是现场发现有些防爆接线箱内部已经锈蚀，电缆直接拧在一起，未安装接线板；特别是有的施工单位把阴保系统中阴极线没与罐底板相连，而是与罐外的铁皮相连。
如某站阴保系统就把阴极线、零位线与罐外的铁皮相连。
导致没有对大罐进行保护，如所示；
图3 电缆接错
（下转第
严格检验，并对整个工程运行过程中的材料采购、验收、现场检查等各个环节不断强化管理。
再具体。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计强制电流阴极保护系统是针对金属结构在海洋、工业和土木工程环境中受到腐蚀的一种保护方法。
本文将详细介绍强制电流阴极保护系统的设计原理及流程，希望能给读者更多的指导。
一、设计原理强制电流阴极保护系统是通过向被保护构件施加一个外加电源，使得保护系统构成电路，从而在被保护构件表面形成一个保护电位，从而防止其腐蚀。
具体原理如下：1. 阴极保护作用原理保护对象的电位可以依靠电化学反应来调节，利用阴极保护可以将被保护金属构件的电位调整到一个较低的水平，从而使其从腐蚀产生阴极反应，发生电子体积效应和电子分布效应等，形成一个保护膜，“阴极保护”涂覆在金属表面后，使其成为阴极电极，从而防止其发生腐蚀。
该方法适用于构件表面的均匀腐蚀。
2.阴极保护的控制阴极保护的电流、电压和能量密度，都影响着阴极保护的效果。
通过控制强制电流，可以调整被保护构件的电位，从而实现防腐的目的。
二、设计流程强制电流阴极保护系统的设计是一个繁琐的过程，需要根据具体需要来进行。
一般来说，其设计流程包括以下几个步骤：1.确定强制电流阴极保护的需要在设计过程中，需要首先确定被保护金属构件的抗腐蚀要求。
如果构件的腐蚀等级达到或超过NC 水平，或者其腐蚀等级随时间推移而逐渐升高，都需要对其实施阴极保护。
2.选择合适的保护电极保护电极的选择需要考虑到其引入电路的方式以及电极的形状、大小、长度等因素。
不同引入方式和电极形状对保护效果有一定的影响，需要根据具体情况进行判断。
3.确定保护电流和电压保护电流和电压是决定阴极保护效果的关键因素，需要通过保护电流和电压的测定和筛选来确定。
强制电流阴极保护需要供电，因此需要选择合适的电源，以满足保护电流和电压的需要。
电源的要求包括输出电压、输出电流、能耗等方面。
基于以上的信息，设计出一个合适的强制电流阴极保护系统。
该系统一般包括电源、保护电极、电缆及其他配件。
在设计过程中，需要考虑到系统的耐用性、安全性和可靠性等方面。
强制电流法阴极保护方案
强制电流法阴极保护方案以下是 6 条关于强制电流法阴极保护方案的内容：1. 强制电流法阴极保护方案啊，那就像是给金属穿上了一层坚固的保护衣！你想想，那些暴露在恶劣环境下的金属管道，如果没有这种保护，会多么容易生锈啊！就像我们的身体没有免疫力一样。
比如在海边的那些设施，海水不断侵蚀着它们，要是没有强制电流法阴极保护，岂不是很快就会损坏。
我们可不能让它们这么轻易就被毁掉呀！2. 嘿，强制电流法阴极保护方案简直是金属的救星！这就好比在金属的世界里来了一群超级英雄拯救它们。
你看那些大桥的钢梁，常年承受着各种压力和风雨，如果没有这个保护方案，能撑多久呢？就像没有了守护天使一样危险。
所以说，这强制电流法阴极保护方案可太重要啦！3. 强制电流法阴极保护方案，哇，这可是个厉害的家伙！它就像是一场及时雨，滋润着那些面临腐蚀威胁的金属。
比如说那些地下的输油管道，要是没有这种保护，说不定哪天就漏了，那可不得了！这可不行啊，我们得好好利用这个方案来保护它们才行呢！4. 哇塞，强制电流法阴极保护方案，这绝对是金属的贴心小棉袄啊！你说那些船只的船体，在海里泡着多容易被腐蚀啊。
但是有了这个方案，就像是给它们打了一针强心剂。
就像人需要关爱一样，金属也需要这种特别的照顾呀，不是吗？5. 强制电流法阴极保护方案呀，真是太神奇了！它就如同给金属打造了一个安全的堡垒。
想想那些化工厂里的金属设备，周围环境那么复杂，没有这个保护可怎么行呢？这可不是开玩笑的事情呀！难道我们不该重视起来吗？6. 强制电流法阴极保护方案，这可是保护金属的不二法门啊！你看看那些海上的钻井平台，没有它的守护，能长久吗？这就好比战士上战场没有坚固的铠甲一样。
我们必须要让这个方案好好发挥作用，保护好我们身边的这些金属呀！我的观点结论：强制电流法阴极保护方案对于金属的保护至关重要，我们要积极采用和推广，让金属设施能够更长久、更安全地为我们服务。
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杂散电流容易受到周围士壤环境中各种因素的影响，且产生杂散电流的原因很复杂，但通常认为是 由于泄漏电流和电位梯度引起的…。电流泄露主要是由于电力输送设备的接触或者绝缘不好等原因造成 的，一旦产生电流泄露，就会导致金属结构物的自由电子发生定向移动，从而造成电子与金属阳离子的 分离，引发金属构件的腐蚀，即杂散电流腐蚀。由电位梯度产生的杂散电流，通常是由于埋设管线附近 埋有施加阴极保护的管线，它会在周嗣空间形成电场，并在受干扰管线中感应出电势差，从而产生杂散 电流。如果受干扰管线的阳极区存在破损点，就会产生阳极电蚀。图ｌ所示为施加阴极保护的管线因电
因此，管线上电荷的线密度为
五：叼：一Ｉ
（６）
Ｖ
管线周围产生的电场强度为
Ｅ：一土
（７）
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式中，矗为介电常数，，．为空间所在位置距离管线轴线的距离。
由电势定义，可得 ｕ：ｆ龟础：ｆ龟一与：』Ｌｌｎ ｒ＋ｃ
（８）
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２死ｅｏｒ
２：ｒｏｅｏ
式中， ％为零电势点的位置，ｃ为与零电势参考点有关的常数。 可见，随着离管线轴线距离的增大以及受保护管线中电流密度的增大，管线周围空间的电势增大，
１０８
Ｅ新华等：强制电流阴极保护管线系统的ＡＮＳＹＳ仿真技术研究
位梯度产生杂散电流的原理示意图口ｌ。
避
蘧
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图ｌ 由施加阴极保护管线的电位梯度产生的杂散电流
２ ＡＮＳＹＳ有限元模型的建立
２．１保护魍流强度的计算 对采用强制电流阴极保护的管线系统，为使仿真结果畿够真实地反映实际状况，在建立ＡＮＳＹＳ有
限元分析模型时，应首先计算阴极保护系统的保护电流大小。选取受阴极保护的管孑型号为ＤＮ６００，即 管子外径Ｄ＝６００ｍｍ，管壁厚８＝１２ｍｍ；土壤电阻率为２５．４７ Ｑ·ｍ，管道材质采用高强钢，外壁采用环 氧煤沥青涂层，。依据埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范１３ｌ，选取相关计算参数：自然电位为 ．０，５５Ｖ，最小保护电位为．０。８５Ｖ，最大保护电位为一ｌ。２５Ｖ，环氧煤沥青涂艨电阻为５０００ Ｑ·难２，保护电 流密度为１００ ｌａ Ａ／ｍ２、管道电阻率为０．１６６ Ｑ·衄船’ｍ。
３．２保护毫流大小对奄蜗分布及未藏加隰极保护管道麓影晌 两条管道交叉成９００放鬣，且未施加阴极保护的受干扰管线位于阴保暂道下３米处，分别对阴保管
道施加１０Ａ、２０Ａ和３０Ａ的保护电流，士壤电阻率取５０Ｑ·ｍ，从而得到施加阴极保护管道周围空间在 不同保护电流Ｆ麓电场分布待真绻票，如圈５所示。选取潞径与未施加瞬极保护麓干扰管线轴线穗重合， 针对每一镰护电流，计算路径上各点鹣电位蕊，得簧鬻镙管道震嗣窒霾在不弱僳护电流下麴逛织分布惑 线，如图６所示。
由图１所示的模型，通过Ｆ述方法可计算出有阴极保护的管线在大地中产生的电势。
对于受阴极保护的管线
１ｒ一：一丝
（、４斗）／
ｄｔ
ｄＱ＝ｎｑｖｄｔ
（５）
２９ ２００８年５月
《腐蚀与防护》
ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ
式中，，为管中电流，Ｑ为电量，ｎ为单位截面中电子个数，ｇ为单个电子电量， ｖ为电子运动速度。
基金项目：国家“ｆＪ一五”科技支撑计划课题（项目编号：２００６ＢＡＫ０２８０１）：国家质量技术监督检验检疫总局公益行业科 研专项项日（项目编吁：１０—５０）。 作者简介：ｌｉ新华（１９６９一），剐教授，主要从事流体传动垮控制技术、机电伺服驱动技术、埋地压力管道榆测技术研究。 ０１０．６７３９６２１４（ｏ）：ｗｘｈｅｍｍａ２００５＠１６３．ｃｏｍ：北京市朝阳区ｉｌ‘乐同１００号，北京丁业大学机电学院，１０００２２。
代入相关数据褥：Ｒ＝７．４８９ｘ１０缶Ｑ／ｍ； ２Ｌ＝６２。９８ｍ≈６３ｍ
强篱ｌ电流阴极保护系统黪保护毫流计舞公式为
２Ｉｏ＝２：ｃＤＪ．Ｌ
（３）
式中，，０为单侧保护电流（Ａ）。
代入相关数据缛： 如一１１。８７５Ａ≈１２Ａ
圜蓝，可褥傺护电流大小为２ Ｉｏ＝２４ Ａ
２．２强制电流阴极保护管线产生的电势分布
分布曲线，如圈８所示。
４８
４５
￡４２
嚣３９
３６
３３ —２ ０ ２ ４
６ ８ １０ １２ １４ １６
距葭ｍ）
图８受卡扰管道周闭窄问的Ｉ邑位分布曲线 叮以看出，两条管道间距的变化对未施加阴保的受干扰管线的电场分布影响显著，且随着两条管道
１１２
王新华等：强制电流阴极保护管线系统的ＡＮＳＹＳ仿真技术研究
间距的增大，受干扰管道周围空间的电位值变小。 ３．４土壤电阻率对电场分布的影响
２所示。
／，／１～］
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图２埋地管道的ＡＮＳＹＳ电场分析模型
３ ＡＮＳＹＳ仿真分析
３．１ 施加阴极保护管道周围空间不同方位上的电位分布 依据图２所示的电场分析模型，建立ＡＮＳＹＳ有限元模型：选取Ｓｏｌｉｄ２３１单元ＡＮＳＹＳ电场分析单
元；对管子和十壤设置电阻率和介电常数大小，选取管道材料属性为Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｍｏｄｅｌ Ｎｕｍｂｅｒｌ、介电常 数Ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ为１×１０ ７、电阻率Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ为４×１０１ Ｑ·ｍ，选取土壤材料属性为Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｍｏｄｅｌ Ｎｕｍｂｅｒ２、 介电常数Ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ为８０，电阻率Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ为５０；立方体下表面模拟大地地下无限远处，其电压约 束值为０；在有阴极保护管线的左侧端施加２０Ａ的电流密度。
第２９卷增刊 ２００８年５月
《腐蚀与防护》
ＣＯＲＲＯＳｌ０Ｎ＆ＰＲＯＴＥＣＴｌ０Ｎ
强制电流阴极保护管线系统的ＡＮＳＹＳ 仿真技术研究
王新华１陈文斌１何仁洋２何存富１刘菊银１
（１北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京１００１２４；２中国特种设备检测研究院压力管道部，北京１０００１３） 擅要：施加了阴极保护的地下管线会对附近的未施加阴极保护的管线产生杂散电流干扰，这也是形成杂散电流腐蚀的重 要原因之一。由于杂散电流易受到大地中复杂多变环境的影响，通过实验研究较为困难。借助ＡＮＳＹＳ软件的电磁仿真功 能，建立＿广强制电流阴极保护管线系统的有限元电场分析模型，系统研究了阴保管线及受干扰管线周围空间的电场、电 位分布情况以及管道方位、保护电流强度、管线间距、土壤电阻率等因素对电位分布的影响规律。仿真结果与理论分析 相吻合，能够比较准确地反映实际情况。 关键词：阴极保护；电场；杂散电流；强制电流；埋地管线 中圈法分类号：ＴＶ６９８ 文献标识码：Ｂ
当两根管道平行放置时，得到施加阴极保护电流管道周围空间的电场分布仿真结果，如图３所示。 仿真结果表明，云图及欠越图的分布规律与理论值的变化趋势一致。为得到阴保管道周围空间不同
ｌｌＯ
王新华等：强制电流阴极保护管线系统的ＡＮＳＹＳ仿真技术研究
方位上的电位分布情况，在施加阴保管道下方２ｍ处设鹫…条路径，使其所在的直线与阴保管道轴线平 行，并使该路径在其所在的水平蔼肉绕其中点旋转两次，从丽褥裂３条路径，分裂与窝保管道辜垂线呈扩、 ４５０帮９００。计算３条路径上的电位彳壹，得剽上述３个方毹．上的电位分布鞠线，如图４薪示。
图９管道垂直交叉时不同土壤电阻率下的电位云图
在阴保管线正下方２ｍ处选取与受干扰管线轴线相平行的～条路径，计算该路径上的电位值，得到
不同土壤电阻率下阴保管线周围空间的电位分布曲线，如图ｌＯ所示。
９Ｏ ８０ ７Ｏ ６０ ５Ｏ 一色埘越 ４ ０ ３Ｏ
二～ 一 一，ｐ＇ｆ ，７ｉ
一
一 一 一 一｜ｆ
～一
２Ｏ
阴极保护电流，土壤电阻率取５０ Ｑ·１ＴＩ。当两管道轴线间的避直距离分别取２ｍ、３ｍ、４ｍ时，得到施 加阴极保护管道周围空间的电场分布在不同管线间距处的仿真结果，如图７所示。
（ａ）管线间距２ｍ
Ｃｏ）管线间距３ｍ
（ｅ）管线间距４ｍ
图７管道垂成交叉时不同管线间距处的电场云图
在受干扰管道Ｆ方ｌｍ处选取一条与其轴线平行的路径，随着阴保管道与受干扰管道獯直间距的变 化，共得到３条路径。分别计算３条路径上躲电位值，得到不圈管线间距处受干扰管道周曝空闻的电位
０２
４６
８＇Ｏ １２ １４ １６
距离（ｍ）
匿４魄佼值在不同方俄．、业的分布藏线
电匿４可知，在与受干扰管道平行方位上戆毫位处处稠等，随着方位焦度静灌天，距离管遵中点遄 端与远端的电貉差逐渐增大，当方位舞增大捌９００时，电势麓达到最大。这与施加了强制电流阴极保护 的管道对其Ｆ阿的未施加保护的干扰管线所造成的杂散电流腐蚀规律是～敞的，即当两条管线相互平行 敷设时，管线几乎不受杂散电流腐蚀的影响，而当两条管遂交叉成９００穿越时，所受的杂散电流腐蚀最 为严重。
‰：ｍ
一 懈铡似｛｝ １ ０ ；，●１ｄＪ』ｊ●４＋＾ －２
两条管线交叉成９００－敷 ，且两管道轴线间的垂直距离为３ｍ，施加的阴极保护电流为２０Ａ，土壤电 阻率Ｐ。分别取１０Ｑ·ｍ、５０ Ｑ·ｍ、１００ Ｑ·ｍ，得到施加阴极保护管道周围空间在不同土壤电阻率下的电场 分布仿真结果，如图９所示。
（ａ）ｐ ｅ＝１０Ｑ’ｍ
００）ｐｃ＿５０Ｑ‘ｍ
（ｃ）ｐ。＝１００ｔ２一ｍ
由图６叮知，随着保护电流的增人，阴保管道周嗣空间的电位增人，且距离管道最邋的中间区域电
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《腐蚀与防护》
ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ
１１１
位值最人，随着管道距离向两边的延伸，电位值逐渐变小。可见，保护电流的人小对阴保管道周围空间 的电位分布影响较大。
（ａ）保护电流ＩＯＡ
Ｕ莉菁
目前，石油、天然气等资源的输送主要依靠埋地钢质管道来实现，由此而产生的管道腐蚀问题愈来 愈引起人们的普遍关注。由于大地中广泛存在着杂散电流，因杂散电流产生的腐蚀危害是相当严重的， 各国每年因杂散电流腐蚀造成的经济损失都非常巨大，而且腐蚀产物严重污染了环境。因此，如何有效 防止杂散电流腐蚀是管道埋设、管道防护层设计时必须解决的问题。为防止管线腐蚀，目前越来越多的 埋地管线采用了强制电流阴极保护措施，从而使因强制电流阴极保护管线系统产生杂散电流的倾向也越 来越火。由于杂散电流腐蚀的长期性及复杂性，使得通过试验研究杂散电流存在一定的困难。借助 ＡＮＳＹＳ软件的电磁仿真功能，模拟强制电流阴极保护管线系统产生杂散电流的原因，并对影响杂散电 流大小的因素进行仿真分析，便于系统直观地了解强制电流阴极保护管线系统产生杂散电流的情况及对 周围埋设管线的干扰规律，以有利于强制电流阴极保护管线系统的可靠设计与科学维护，并为杂散电流 的腐蚀防护技术提供一定的理论依据。