[实用新型]现场在线阴极保护电位监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于监测金属管道腐蚀的仪器和设备技术领域，具体涉及到现场在线监测阴极保护电位金属管道的装置。

背景技术

在石油、天然气储运中，所用设备的管道大多数为金属管道，并埋在地面以下，遭受土壤介质的腐蚀，储存石油的储罐罐底也和土壤介质接触，也受土壤介质的腐蚀。钢质的管道和储罐在土壤环境中的腐蚀非常严重，一旦因腐蚀产生穿孔，导致泄漏事故，会产生巨大的经济损失，需要停输对设备进行检修和维修，输送介质的泄露也会对环境造成严重的污染。为了防止输送或储存石油、天然气金属管道的腐蚀所引起的泄漏事故，许多企业采取定期更换设备，不少单位开展了金属设备的腐蚀研究试验，采取了一定的防护措施。

目前，对管道、储罐这些埋地的金属设备采用高分子材料涂覆层和阴极保护的联合防护措施。涂覆层以隔断金属设备与土壤介质的接触，减少裸露金属表面的面积，降低阴极保护的总电流。阴极保护对这些埋地金属设备施加相对地(土壤介质)更负的电位，使金属设备处于不发生腐蚀的电位范围，这种保护可保护涂覆层不可避免存在的针孔、长期使用老化引起的开裂、各种机械损伤产生的裸露金属表面。由于涂覆层与这些埋地设备的建设同时实行，以后的检测和维修困难，所以联合防护措施的关键是保证阴极保护的有效性。

要保证阴极保护的有效性，要求被保护埋地设备的各个部位达到有效地阴极保护范围，通常采用频繁地检测给定点的阴极保护电位。如果保护不足，埋地设备上裸露金属表面得不到保护，会继续产生严重的腐蚀；如果过保护，因阴极析氢会使涂覆层剥离，失去隔离的保护作用，更严重地是阴极反应析出的氢通过扩散进入金属管道材料内，致使材料产生氢脆。

目前阴极保护电位的检测采用人工定期监测，合适地监测周期为1个月，监测周期过长，难以保证阴极保护的有效性，监测时间过短，监测费用剧增，大大提高了管道的维修费用。人工监测的结果评价主要凭经验，其合理性和准确度受一定的限制。

对油气输送管道站、库区的阴极保护被称为区域性阴极保护，它比干线的阴极保护要复杂得多，站内空间区域较小，生产设施如储油罐、压缩机、输油泵、加热炉和相连的工艺管网相对较集中，分支较多，构成复杂，敷设方式的多样化，都给站内阴极保护的监测带来一定的困难。对于天然气站这种高危险的地方，有特殊的安全要求，频繁的人工监测会给天然气站带来一定的不安全因素，不能满足对天然气站特殊的安全要求。因此，人工阴极保护监测存在明显不足，不及时、不安全、难评价。

埋地金属设备的阴极保护电位在线监测是重要的工业应用技术，有关在线阴极保护电位监测技术研究及应用，国内、外都有文献报道。美国专利US 7633302 B2(2009)、名称为《Cathodic protection monitor》，采用导线将中央处理器(CPU)连接到阴极保护整流器的输出端，整流器的输出电流和对地输出电压经过摸数转化，间隔15分钟采集并保存在CPU中，CPU与信号发射机连接，发射机将检测数据通过无线传输到接收机，数据的接收由飞越整流器上方的飞机或临近的汽车来完成，根据接收整流器的输出电流和对地输出电压对阴极保护的状况进行监测。虽然CPU采集并保存数据实时在线，但数据的接收是定期的，分析得到的结果也是定期的。

国内的阴极保护监测仪有型号为CST600，HT600RDU，R3000-YB，虽然型号不同，但基本原理完全相同。这类监测仪器可跟踪监测1-8路管地保护电位或保护电源的输出电流/输出电压值，用于对阴极保护电源的运行状态进行实时监控，也可以安装在现场的阴极保护测试桩上，对阴极保护电位进行监测。监测的阴极保护信号通过高可靠性的工业级芯片(CPU)将数据保存在存储器中，内部的高精度实时日历时钟提供监测数据的日历标志，方便数据回放和查询，可人工定期将仪器内保存的监测数据通过数字量接口下载到个人计算机，应用专用软件进行分析，因此，这类监测仪器对数据的分析和评价并不是实时在线的。另外，这类仪器的远程数据传输通过无线收发器实现，而无线收发器因安全上的要求禁止在油气输送站库使用。

在生产现场中，目前还没有一种即能满足油气输送站库安全方面的要求，又能对阴极保护效果进行实时在线评价的现场实时在线阴极保护电位监测检测装置。在金属设备的阴极保护检测技术领域中，当前迫切需要解决的一个技术问题是提供一种能在生产现场随时进行监测，并可按照设备的阴极保护电位有效范围进行判断，且具备保护电位异常自动报警功能，监测的数据和评价结果可随时随地远程传输给管理人员的监控设备。

发明内容