[发明专利]一种海底管道的保护系统及保护方法

权利要求书

1.一种海底管道的保护系统，其特征在于，该保护系统包括牺牲阳极材料(1)、阳极地床(2)、防腐层(5)；牺牲阳极材料(1)套接海底管道(3)，牺牲阳极材料(1)为两个弧形槽，对称设置在海底管道(3)的管壁上，两弧形槽之间有间隔；弧形槽中顺着海底管道(3)的方向设置孔槽，孔槽中设置阳极地床(2)；海底管道(3)与电源(4)的负极电连接，阳极地床(2)与电源(4)的正极电连接；海底管道(3)的表面设置防腐层(5)。

2.根据权利要求1所述的一种海底管道的保护系统，其特征在于，所述阳极地床(2)至少设置两个，阳极地床(2)之间电连接。

3.根据权利要求1所述的一种海底管道的保护系统，其特征在于，所述弧形槽与阳极地床(2)之间的空隙设置填料颗粒。

4.根据权利要求1所述的一种海底管道的保护系统，其特征在于，所述牺牲阳极材料(1)为Al-Zn-In系合金，所述阳极地床(2)为高硅铸铁材料。

5.根据权利要求1所述的一种海底管道的保护系统，其特征在于，所述防腐层(5)为沥青防腐层(5)或煤焦油瓷漆防腐层(5)。

6.根据权利要求1所述的一种海底管道的保护系统，其特征在于，所述弧形槽与海底管道(3)的连接方式为焊接。

7.根据权利要求6所述的一种海底管道的保护系统，其特征在于，所述弧形槽与海底管道(3)的焊接处的涂层破损处采用热缩带包覆的方式进行修补。

8.一种海底管道的保护方法，其特征在于，利用上述任一权利要求1-7所述海底管道的保护系统保护海底管道。

9.根据权利要求8所述的一种海底管道的保护方法，其特征在于，所述保护系统中阳极地床的数量计算公式：

其中I_cm＝A_c·f_cm·i_cm；

式中，N_neam＝满足平均电流需求量的阳极地床的数量；

M＝总的理论阳极地床的净重(kg)；

W_anode＝阳极地床的净重(kg)；

t_f＝管线的设计寿命(a)；

u＝阳极地床的利用系数；

ε＝阳极地床的电化学容量(Ah/kg)；

A_c＝管线的外表面积(m²)；

i_cm＝平均电流密度(A/m²)；

f_cm＝理论涂层破损率；

I_cm＝总平均电流需求量(A)。

10.根据权利要求9所述的一种海底管道的保护方法，其特征在于，相邻两个保护系统之间的最大距离应为单个保护系统能够保护的管线长度的两倍，单个保护系统能够保护的管线长度可通过下述公式计算获得：

其中，d＝管线壁厚(m)；

D＝管线外径(m)；

ρ_me＝管线材质电阻；

f_cf＝平均涂层破损率；

f′_cf＝涂层当前的破损率；

I_cf＝电流需求量(A)；

L_tot＝管线的长度(m)；

R_af＝牺牲阳极材料的电阻(Ω)

＝管线设计的保护电位(V)；

＝设计的阳极地床闭合电位(V)；

L＝能够保护的管线长度。