雜散電流對埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿狸帢O保護(hù)電位的影響研究
本文關(guān)鍵詞:雜散電流對埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿狸帢O保護(hù)電位的影響研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:地鐵運行時,由走形軌泄漏到道床及其周圍土壤介質(zhì)中的電流稱為雜散電流。而地鐵周邊埋設(shè)有許多鋼質(zhì)燃?xì)夤艿?雜散電流會進(jìn)入管道后會嚴(yán)重腐蝕鋼質(zhì)燃?xì)夤艿?影響人們?nèi)罕姷纳敭a(chǎn)安全。因此研究地鐵雜散電流規(guī)律以及雜散電流對管道陰極保護(hù)電位分布的影響十分重要。在查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,介紹了埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿赖年帢O保護(hù)技術(shù)、雜散電流的特點及腐蝕機(jī)理、陰極保護(hù)電位和雜散電流測量技術(shù)及評價。再對管道的陰極保護(hù)電位分布,走形軌電位、走形軌電流、腐蝕電流及雜散電流分布、地鐵雜散電流影響下管道陰極保護(hù)電位分布分別進(jìn)行數(shù)值計算和有限元模擬計算。主要內(nèi)容如下:1、以廣佛地鐵雜散電流為例,通過運用密間隔電位測量法測量與地鐵并行鋼質(zhì)燃?xì)夤艿赖碾娢恢?研究雜散電流對管道陰極保護(hù)電位的影響。建立雜散電流對陰極保護(hù)電位的評價指標(biāo)。2、運用網(wǎng)孔電流法、解析法、有限元法計算埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿狸帢O保護(hù)電位分布,將三者計算結(jié)果與實際工程測量值相對比,結(jié)果表明:有限元計算結(jié)果與實際工程測量值接近誤差小于5%,驗證了有限元法的準(zhǔn)確性。然后運用有限元法研究不同參數(shù)下管道陰極保護(hù)電位的分布規(guī)律。3、建立地鐵走形軌—土壤的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了走形軌電位、走形軌電流、腐蝕電流及雜散電流分布公式,運用MATLAB研究了不同參數(shù)下雜散電流的分布規(guī)律。結(jié)果表明:當(dāng)軌地過渡電阻大于70??km時,雜散電流及腐蝕電流值非常小;有鋼筋結(jié)構(gòu)網(wǎng)存在下,雜散電流及腐蝕電流的泄漏量比無鋼筋結(jié)構(gòu)網(wǎng)條件下要小很多。4、建立走形軌—土壤—鋼質(zhì)燃?xì)夤艿赖挠邢拊P?運用有限元軟件計算地鐵軌雜散電流存在下管道陰極保護(hù)電位的分布,以及不同參數(shù)下陰極保護(hù)電位的分布規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】:雜散電流 鋼質(zhì)燃?xì)夤艿?/strong> 陰極保護(hù)電位 有限元 地鐵
【學(xué)位授予單位】:華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TE988.2
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第一章 緒論10-23
- 1.1 研究背景及意義10-11
- 1.2 管道陰極保護(hù)系統(tǒng)11-14
- 1.2.1 犧牲陽極法11
- 1.2.2 強(qiáng)制電流法11-12
- 1.2.3 陰極保護(hù)參數(shù)12-14
- 1.3 雜散電流14-17
- 1.3.1 直流雜散電流15
- 1.3.2 交流雜散電流15-16
- 1.3.3 雜散電流電化學(xué)腐蝕機(jī)理16-17
- 1.4 陰極保護(hù)及雜散電流研究現(xiàn)狀17-21
- 1.4.1 陰極保護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀17-19
- 1.4.2 雜散電流研究現(xiàn)狀19-21
- 1.5 研究內(nèi)容及方法21-23
- 1.5.1 研究內(nèi)容21
- 1.5.2 研究方法21-23
- 第二章 陰極保護(hù)電位與雜散電流測量技術(shù)及評價23-36
- 2.1 陰極保護(hù)電位測量技術(shù)23-27
- 2.1.1 直接測量法23-24
- 2.1.2 間接測量法24-27
- 2.2 雜散電流測量技術(shù)27-29
- 2.2.1 智能雜散電流(SCM)測量技術(shù)27
- 2.2.2 密間隔電位(CIPS)測量技術(shù)27-29
- 2.3 雜散電流的干擾評價29-33
- 2.3.1 直流雜散電流干擾調(diào)查29-30
- 2.3.2 直流雜散電流評價方法30
- 2.3.3 交流雜散電流干擾調(diào)查30-31
- 2.3.4 交流雜散電流評價方法31-32
- 2.3.5 特殊情況下的測試與評價32-33
- 2.4 廣佛地鐵雜散電流檢測評價33-35
- 2.4.1 檢測概況33-34
- 2.4.2 雜散電流分析與評價34-35
- 2.5 本章小結(jié)35-36
- 第三章 埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿狸帢O保護(hù)電位的計算36-50
- 3.1 網(wǎng)孔電流法36-38
- 3.1.1 網(wǎng)孔電流模型36-37
- 3.1.2 網(wǎng)孔電流法方程37-38
- 3.2 解析法38-40
- 3.2.1 外覆蓋層未破損公式38-39
- 3.2.2 外覆蓋層破損公式39-40
- 3.3 有限元法40-45
- 3.3.1 有限元法數(shù)值模型分類40-41
- 3.3.2 電位控制方程41-43
- 3.3.3 邊界條件43-45
- 3.4 某地埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿离娢环植?/span>45-46
- 3.4.1 鋼質(zhì)燃?xì)夤艿栏攀?/span>45-46
- 3.4.2 計算結(jié)果及對比分析46
- 3.5 不同因素下埋地管道陰極保護(hù)的Ansys模擬46-49
- 3.6 本章小結(jié)49-50
- 第四章 地鐵雜散電流分布數(shù)學(xué)模型及計算分析50-73
- 4.1 地鐵雜散電流50-52
- 4.1.1 地鐵牽引供電系統(tǒng)50-51
- 4.1.2 地鐵雜散電流的產(chǎn)生及危害51-52
- 4.2 地鐵雜散電流分布數(shù)學(xué)模型52-57
- 4.2.1 無結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)情況的雜散電流分布52-55
- 4.2.2 有鋼筋結(jié)構(gòu)網(wǎng)情況的雜散電流分布55-57
- 4.3 地鐵雜散電流分布計算結(jié)果分析57-72
- 4.3.1 無結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)的分析計算57-64
- 4.3.2 有結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)分析計算64-72
- 4.4 本章小結(jié)72-73
- 第五章 地鐵雜散電流對鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)電位的有限元分析73-84
- 5.1 地鐵雜散電流分布模型73-74
- 5.2 走形軌雜散電流對管道陰極保護(hù)電位的有限元分析74-79
- 5.2.1 材料屬性定義及單元類型選擇74-75
- 5.2.2 模型建立75-76
- 5.2.3 網(wǎng)格劃分76
- 5.2.4 邊界條件及載荷加載76-77
- 5.2.5 有限元結(jié)果分析77-79
- 5.3 不同因素下雜散電流對管道陰極保護(hù)電位的影響79-82
- 5.3.1 走形軌回流大小對管道陰極保護(hù)電位分布的影響79-80
- 5.3.2 土壤電阻率對管道陰極保護(hù)電位分布的影響80-81
- 5.3.3 走形軌縱向電阻對管道陰極保護(hù)電位分布的影響81
- 5.3.4 走形軌與管道間距對陰極保護(hù)電位分布的影響81-82
- 5.4 本章小結(jié)82-84
- 結(jié)論與展望84-86
- 參考文獻(xiàn)86-91
- 附錄91-92
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果92-93
- 致謝93-94
- 笞辯委員會對論文的評定意見94
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本文編號:372119
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