导管架平台外加电流阴极保护系统设计与实现

摘要

海洋平台由于其所处的恶劣海洋环境，在多种物理、化学因素作用下时常发生钢结构的腐蚀与破坏。为确保海洋平台在其服役期间的安全性，应采取相应的防腐保护措施。针对水下部分的结构进行阴极保护防腐措施。阴极保护分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。考虑海洋平台的大型化、服役寿命超长化的特点，外加电流阴极保护在经济上、技术上更具备优势。因此，研究海洋工程领域的外加电流阴极保护技术具有重大的工程意义。本文基于外加电流阴极保护原理，研制适合导管架平台的高可靠度外加电流阴极保护系统;结合阴极保护数值模拟技术，设计精确化的外加电流阴极保护方案;开展导管架平台模型实海试验，验证导管架平台外加电流阴极保护系统的有效性并探究辅助阳极在不同工况下的性能。
　　首先，本文介绍了阴极保护技术的原理、方法。针对导管架平台的外加电流阴极保护系统，对其工作原理、组成部分以及布置形式等方面进行介绍。
　　同时，以导管架平台模型为研究对象，依据防腐规范DNV-RP-B401，结合阴极保护数值模拟软件进行精确化的防腐方案设计，提出两种适合导管架平台的外加电流阴极保护方案。根据设计方案进行实海试验平台搭建，并同时开展进行外加电流阴极保护系统关键技术研究包括:辅助阳极结构设计、参比电极结构设计、电缆保护系统设计等。
　　最后，开展导管架平台模型相关试验。试验内容包括:验证导管架外加电流阴极保护系统的有效性，以及测试辅助阳极的相关性能。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究发展与现状

1．2．1 国外阴极保护技术发展

1．2．2 国内阴极保护技术发展

1．2．3 阴极保护技术现状

1．3 本文结构安排

2 导管架平台外加电流阴极保护技术

2．1 阴极保护基本原理及方法

2．1．1 阴极保护基本原理

2．1．2 两种阴极保护方法对比

2．2 导管架平台外加电流阴极保护系统

2．2．1 导管架平台外加电流阴极保护系统工作原理

2．2．2 导管架平台外加电流阴极保护系统硬件组成

2．2．3 导管架平台外加电流阴极保护系统布置形式

2．3 本章小节

3 导管架平台模型外加电流阴极保护方案设计

3．1 导管架平台模型阴极保护方案规范设计

3．1．1 阴极保护设计规范

3．1．2 主要设计参数确定

3．2 阴极保护数值模拟主要参数确定

3．3 导管架平台模型外加电流阴极保护方案设计

3．3．1 导管架平台模型外加电流阴极保护方案一

3．3．2 导管架平台模型外加电流阴极保护方案二

3．4 本章小结

4 导管架平台模型实海试验准备工作

4．1 固定式辅助阳极结构设计

4．1．1 辅助阳极结构、尺寸设计

4．1．2 固定式辅助阳极结构设计

4．2 参比电极封装结构设计

4．3 电缆保护系统设计

4．3．1 电缆保护系统

4．3．2 电缆保护系统性能测试

4．4 外加电流阴极保护试验系统搭建

4．4．1 试验环境介绍

4．4．2 导管架平台模型

4．4．3 单支阳极支架及近阳极参比电极

4．4．4 辅助阳极支座

4．4．5 辅助阳极护罩

4．4．6 导管架平台模型外加电流阴极保护系统设备和材料清单

4．5 本章小结

5 导管架平台模型外加电流阴极保护系统试验

5．0 试验安排说明

5．1 导管架模型外加电流阴极保护系统保护效果试验

5．1．1 固定式辅助阳极阴极保护系统保护效果试验

5．1．2 单支辅助阳极阴极保护系统保护效果试验

5．2 外加电流阴极保护系统辅助阳极相关试验研究

5．2．1 辅助阳极最大发出电流试验

5．2．2 辅助阳极距离试验

5．2．3 辅助阳极组合试验

5．2．4 辅助阳极护罩试验

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢