Математическое моделирование электрического поля катодно-поляризуемого трубопровода с учетом внешнего и внутреннего изоляционного покрытия

Формирование математических моделей для корректного расчета параметров систем катодной защиты с целью защиты трубопровода от образования коррозии на металле труб является актуальной задачей. Однако далеко не все модели учитывают необходимые факторы, оказывающие влияние на достоверность рассчитываемых показателей, на основании которых проводится анализ и принятие соответствующих решений о дальнейшей эксплуатации трубопровода. Авторами статьи рассмотрена задача расчета электрических параметров системы катодной защиты подземного трубопровода, находящегося в однородном полупространстве, с учетом переходного сопротивления внешнего и внутреннего покрытия изоляции.

Ключевые слова

катодная электрохимическая защита; магистральный трубопровод; математическое моделирование электрического поля; внешнее и внутреннее сопротивление изоляции.

Литература

1. Идрисов, Р.Х. Анализ аварийности магистральных трубопроводов России / Р.Х. Идрисов, К.Р. Идрисова, Д.С. Кормакова // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - 2019. - № 2. - С. 44-46.
2. Bolobov, V.I. Use of Magnetic Anisotropy Method for Assessing Residual Stresses in Metal Structures / V.I. Bolobov, G.G. Popov // Key Engineering Materials. - 2020. - № 10. - P. 10-15.
3. Болобов, В.И. Методика испытаний трубопроводных сталей на стойкость к "ручейковой" коррозии / В.И. Болобов, Г.Г. Попов // Записки Горного института. - 2021. - Т. 252. - С. 854-860.
4. Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии: ГОСТ Р 51164-98. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1998.
5. Методика определения остаточного ресурса изоляционных покрытий подземных трубопроводов. Руководящий документ: РД 39Р-00147105-025-02. - М.: Изд-во научно-технической литературы "Монография", 2002.
6. Бахтизин, Р.Н. Оценка влияния внутреннего давления, вызывающего дополнительный изгиб трубопровода / Р.Н. Бахтизин, Р.М. Зарипов, Г.Е. Коробков и др. // Записки Горного института. - 2020. - Т. 242. - С. 160-168.
7. Dzhala, R. Determination of Components of Transient Resistance of Underground Pipeline / R. Dzhala, V. Dzhala, R. Savula и др. // Procedia Structural Integrity. - 2019. - № 16. - P. 218-222.
8. Ayadi, A. A Framework of Monitoring Water Pipeline Techniques Based on Sensors Technologies / A. Ayadi, O. Ghorbel, M.S. BenSalah и др. // Journal of King Saud University - Computer and Information Sciences. - 2020. - V. 34, № 3. - P. 47-57.
9. Pengyu Zhao. Designing Strategy for Corrosion-Resistant Mg Alloys Based on Film-Free and Film-Covered Models / Pengyu Zhao, Tao Ying, Fuyong Cao // Journal of Magnesium and Alloys. - 2021. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213956721002280?via3Dihub (дата обращения: 08.11.2022 г.)
10. Кремчеев, Э.А. Состояние метрологического обеспечения систем мониторинга на базе беспилотных воздушных судов / Э.А. Кремчеев, А.С. Данилов, Ю.Д. Смирнов // Записки Горного института. - 2019. - Т. 235. - С. 96-105.
11. Григорьев, Б.С. Математическое моделирование дробления грунта и многофазного течения бурового раствора при бурении скважин / Б.С. Григорьев, А.А. Елисеев, Т.А. Погарска и др. // Записки Горного института. - 2019. - Т. 235. - С. 16-22.
12. Shpenst, V.A. Devices for Diagnostics of Electric Power Facilities Using Unmanned Aircraft Systems / V.A. Shpenst, O.Yu. Morozova, A.A. Beloshitsky // Journal of Instrument Engineering. - 2021. - V. 64, № 6. - P. 503-508.
13. Shpenst, V.A. Comparison of Domestic Unmanned Aircraft Systems as Diagnostic Tools for Electric Power Facilities / V.A. Shpenst, O.Yu. Morozova, A.A. Beloshitskiy // Testing. Diagnostics. - 2021. - V. 24, № 2. - P. 58-63.
14. Morozova, O.Y. Analysis of Typical Electric Power Facilities Requiring Remote Monitoring / O.Y. Morozova // Electrical and Electronic Engineering. - 2020. - P. 1255-1257.
15. Matos, L.C. Analysis of an Educational Cathodic Protection System with a Single Drainage Point: Modeling and Experimental Validation in Aqueous Medium / L.C. Matos, J.I. Martins // Materials. - 2018. - № 11. - P. 1-10.
16. Кризский, В.Н. Об адекватности математической модели токораспределения в системе катодной защиты трубопровода / В.Н. Кризский, С.В. Викторов // Материалы IX Международной молодежной научно-практической конференции. - 2019. - C. 229-231.
17. Mustafin, M.G. Adjustment of Planned Surveying and Geodetic Networks Using Second-Order Nonlinear Programming Methods / M.G. Mustafin, D.A. Bykasov // Computation. - 2021. - № 9. - P. 1-18.
18. Hameed, K.W. Mathematical Model for Cathodic Protection in a Steel-Saline Water System / K.W. Hameed, A.S. Yaro, A.A. Khadom // Journal of Taibah Universityfor Science. - 2015. - V. 10, № 1. - P. 64-69.
19. Mansouri, A. Three-Dimensional Modeling of In-Ground Cathodic Protection Systems with Deforming Anodes / A. Mansouri, A.E. Binali, Najeeb Khan и др. // Scientific Reports. - 2021. - № 1. - P. 1-10.
20. Shafeek, H. Corrosion Monitoring in Pipelines with a Computerized System / H. Shafeek, H.A. Soltan, M.H. Abdel-aziz // Alexandria Engineering Journal. - 2021. - № 6 (60). - P. 5771-5778.
21. Imanieh, I. Corrosion Protection of Aluminum by Smart Coatings Containing Layered Double Hydroxide (LDH) Nanocontainers / I. Imanieh, A. Afshar // Journal of Materials Research and Technology. - 2019. - № 3. - P. 3004-3023.
22. Rabbani, M. Electromagnetic Effect of Lightning Return Stroke to Buried Energy Pipelines / M. Rabbani, A.M. Oo // Energy Procedia. - 2019. - № 160. - P. 467-474.
23. Dvoynikov, M. New Concept of Hydrogen Production and Storage in Arctic Region / M. Dvoynikov, G. Buslaev, A. Kunshin и др. // Resources. - 2021. - № 10. - P. 1-18.
24. Mazakov, E.B. Traffic Management at the Enterprises of the Mineral Industry / E.B. Mazakov, K.V. Matrokhina, V.Y. Trofimets. - London: CRC Press, 2021.
25. Кризский, В.Н. Математическое моделирование магнитного поля катодно-поляризуемого трубопровода / В.Н. Кризский, П.Н. Александров, С.В. Викторов // Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей. - Т. 1 (46). - Пермь, 2019. - C. 207-212.