Modelarea matematică

Aplicarea metodelor de modelare matematică a protecției pasive și active împotriva coroziunii electrochimice a conductelor

Având în vedere tendința actuală de a îmbunătăți eficiența sistemelor de diagnosticare de protecție a conductelor subterane de coroziune și se bazează pe mulți ani de experiență cu privire la inspecția stării de coroziune și eficacitatea sistemelor catodice de protecție pe urmele navei principale și conducte de gaz specialiștii „TSNPD“ lucrează la îmbunătățirea tehnologiei de lucru de diagnosticare.

Tehnicile clasice, dovedite, permit obținerea rezultatelor diagnostice necesare pentru elaborarea recomandărilor pentru creșterea eficienței ECP. Cu toate acestea, utilizarea tehnicilor clasice în combinație cu tehnici avansate (MM) si folosind calculatoare permit să evalueze starea conductelor de acoperire de izolație mai în detaliu, starea sistemului ECP permit să elaboreze recomandări pentru o utilizare mai eficientă și funcționarea sistemului ECP reducând în același timp costurile forței de muncă pentru inspecție.

Prin OOO „TSNPD“ elaborat - tehnologia de colectare, prelucrare a informațiilor inițiale, programul compilarea unui model matematic al unui sistem de protecție pasivă și activă împotriva coroziunii și de a optimiza modurile RMS utilizând un model matematic bazat pe măsurători ale generatoarelor de curent alternativ.

Promisiunea unei creșteri semnificative a informativității și eficacității tehnologiei intensive utilizate pe scară largă este modernizarea acestei tehnologii pentru a oferi posibilitatea creării unui model matematic. Tehnologia intensivă modernizată este mai puțin laborioasă, dar în același timp oferă informații care vă permit să obțineți date din versiunea clasică și vă permite să creați un model matematic al unui sistem pasiv și activ de protecție împotriva coroziunii.

Baza teoretică

Pentru a proteja împotriva coroziunii conductelor subterane, se folosește o protecție complexă - stratul de izolație (pasiv) și sistemul ECS (activ).

Protecția pasivă - stratul izolator - împiedică contactul cu suprafața conductei, împiedicând astfel procesul de coroziune și distrugere a țevii metalice.

În prezența defectelor din stratul izolator al conductei, metalul intră în contact cu mediul, în cazul nostru cu solul. La interfața metal-pământ, metalul este polarizat. Potențialul oțelului față de sol, în marea majoritate a solurilor, este în domeniul de la minus 0,4 V la minus 0,7 V și se numește potențialul polarizării naturale Uest.

Potențial suprapus

Pentru a asigura o protecție împotriva coroziunii electrochimice de polarizare de CC sursă potențială este realizată din metal cu privire la polarizarea mediului într-o direcție negativă.

Valoarea de deplasare a potențialului ΔU - se numește potențialul suprapus.

Potențialul suprapus constă din componenta de polarizare ΔUpol și componenta ohmică ΔUomich.

Potențialul total Um-3 este descris de următoarea expresie:

Potențialul suprapus ΔU este descris de următoarea expresie:

ΔU reprezintă potențialul total suprapus
ΔUpol este componenta de polarizare a potențialului suprapus
Componentă componentă a potențialului suprapus

Mai multe surse curente

Atunci când se utilizează mai multe surse de curent, în conformitate cu principiul superpoziției, potențiale impuse generate în orice punct al traiectului fiecare dintre sursele sunt adăugate împreună.

Ca procent, ponderea fiecărei surse de curent în componenta totală de polarizare a potențialului suprapus este egală cu fracțiunea din componenta ohmică totală a potențialului suprapus.

ΔUpoli / ΔUpoli + 1 = ΔUomichi / ΔUomichi + 1

Potențialul suprapus ΔU este descris de următoarea expresie:
ΔU (x) = J * Zvx * e-α * x + J * ρ / (2 * π * √ (x2 + y2))

ΔU (x) este potențialul total suprapus la o distanță X
J - curent în conductă
ZIn - rezistență la intrare în punctul de drenaj
α - atenuarea curentului în conductă
ρ - rezistența electrică specifică a solurilor în domeniul curenților de protecție
x este distanța de la punctul de drenaj până la punctul de proiectare
y este distanța de la solul anodic la conducte

Distribuția componentei de polarizare ΔUpol de-a lungul conductei în reprezentarea grafică are următoarea formă:

Și distribuția componentei de polarizare ΔUpol de-a lungul conductei de la 2 VHC-uri în reprezentarea grafică arată astfel:

Principiul suprapunerii

Dacă conducta este protejată de mai multe VHF-uri, diferența de potențial suprapusă în orice punct al conductei, în conformitate cu principiul superpoziției, este definită ca suma diferențelor potențiale impuse de fiecare VHF

Model matematic

Modelul matematic este un tabel al distribuției atenuării curentului de protecție prin elemente finite - partea pasivă și programul de calcul al distribuției potențiale ținând cont de locația VHC.

Măsurătorile pe curent continuu au o serie de dezavantaje. Metrologia folosește metode de măsurare a parametrilor pe curentul direct prin utilizarea curentului alternativ, în special prin utilizarea procesării digitale. Pentru a crește parametrii de precizie ai modelului matematic, curentul alternativ al generatorului este utilizat pentru colectarea informațiilor inițiale. În viitor, când se calculează distribuția potențială de-a lungul conductei analizate, atenuarea curentului alternativ este convertită la valorile de amortizare ale curentului direct.

Calcularea amortizării curentului alternativ al generatorului se face prin formula:

α - atenuarea curentului, mB / m,

J2, J1 - valoarea curentului la punctele de start și de sfârșit ale măsurătorii la secțiunea finală selectată,

model de sistem EXEMPLU de protecție pasivă și activă împotriva coroziunii a secțiunii conductei

Valoarea potențialului suprapus este calculată luând în considerare dependența amortizării de curentul direct pe valoarea de amortizare a curentului alternativ.

Un exemplu de distribuție a potențialelor într-o secțiune a conductei principale de petrol obținută pe baza unui model matematic

Rezolvarea problemelor folosind modelarea matematică

Definiți brațele de protecție pentru fiecare UKK;
calcularea modurilor optime ale RMS - curenți minim necesari pentru a asigura potențialul de polarizare în limitele normalizate (valori minime minime și maxime admise).
prezicând siguranță atunci când schimbați parametrii stratului de izolație în timp și planificați calendarul și zonele de izolare de înlocuire.
calculul modurilor temporare ale VHC-urilor în timpul reparațiilor programate și neplanificate ale UKK, legate de oprirea acestora.
Măsurarea datelor de intrare:
- metode de contact pentru măsurarea curentului direct și alternativ;
- metode de măsurare fără contact.
- Măsurători pe un curent alternativ - creșterea preciziei, corectitudinea modelării.

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare