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埋地钢质管道杂散电流测试分析技术研究北京工业大学硕士论文

摘要:管道是目前输送石油、天然气的主要运输方式,是国家的生命线。大地中由于各种原因而广泛存在的杂散电流会对埋地钢质管道产生腐蚀破坏作用,从而造成其阴极区防腐层的老化和剥落、阳极区的坑蚀。国内外对杂散电流的研究已越
来越重视,然而目前仍缺乏对杂散电流测试分析技术系统深入的研究,尤其在杂散电流对埋地钢制管道造成的腐蚀危害性评估方面尚无准确的、量化的评估方法与技术标准。
论文针对目前国内外直流杂散电流检测与评价存在的一些关键技术问题,开展系统深入的研究,取得了以下研究成果:
(1)论文在现有理论和技术基础之上,通过对目前杂散电流测试技术进行对比分析,探讨了直流杂散电流在不同分类标准下的分类情况,并对其中两种典型的直流杂散电流,即阴极保护装置及直流电气化铁路系统产生的杂散电流建立了相应的物理模型,对其测试参量进行理论研究。
(2)利用小波变换消噪理论并结合Matlab小波变换工具箱,对埋地钢质管道管地电位信号中的噪音信号进行了有效滤除,从而实现了对埋地钢质管道杂散电流信号的有效提取。
(3)通过有限元分析软件对埋地钢制管道杂散电流进行电磁学仿真研究,模拟了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;建立了强制电流阴极保护管线系统的有限元电场分析模型,系统研究了阴极保护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;研究了由于渗漏电流产生的杂散电流同渗漏电流之间的关系。
(4)通过对试验数据进行正交试验,分析了直流杂散电流与土壤湿度、氧化还原电位、自然腐蚀电位、含盐量、电阻率、PH值及电位梯度等7个土壤环境因素之间的交互作用关系,并在此基础上提出了基于神经网络的杂散电流危害性评估方法,开发了基于人工神经网络的直流杂散电流危害性评估软件。
关键词:埋地钢质管道;杂散电流;检测分析技术;神经网络;腐蚀危害

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