储罐底板阴极保护电流密度分布规律研究

姜 旭

(中国石油西南管道公司兰州输油气分公司，甘肃 兰州 730060)

0 引言

平均保护电流密度是储罐底板阴极保护工程设计中重要的评价参数，目前我国对储罐保护电流密度尚无规定，国外对保护电流密度的规定也不统一，德国选取5mA/m2，日本选取6mA/m2，英国选取10mA/m2。大量资料证明，保护电流密度为10mA/m2是可取的，对于新建储罐，该指标可能偏高，后期比较适中，根据我国实际工程经验，选择5～10mA/m2是比较适宜的[1]。

使用有限元、有限差分、边界元等数值方法是研究阴极保护体系保护电位分布问题的发展方向，本文根据两种典型电流密度分布假设求解保护电位，建立了一个实际深井阳极储罐底板阴极保护体系的数学模型，将数值计算结果和实测数据进行了对比，并评价了两种电流密度假设的优劣性，对于新建阴极保护工程设计具有一定的指导意义。

1 数学模型

稳态分布型阴极保护体系电位分布满足Laplace方程[2,3]：

式中S1:辅助阳极，S2:被保护金属表面，σ:区域内介质电导率，)(φf:被保护金属表面极化电流密度。

2 边界条件

(1)辅助阳极

本文根据文献[4]中提供的方法近似计算辅助阳极电位:①根据选择的平均电流密度和储罐面积试算所需的保护电流I0；②计算罐底板接地电阻；③计算阳极电缆电阻RW；④计算阳极接地电阻R；⑤计算回路总电阻；⑥计算理论恒电位仪输出电压U'；⑦根据恒电位仪的型号和U'的大小选择实际恒电位仪输出电压U，利用欧姆定律得到阳极电位近似值。

(2)计算区域边缘

距离阳……