阴极保护仿真(CP、Catpro、IRIS)产品介绍

HVAC对管道交流干扰
优化缓解措施仿真计算
绝缘接头
输出到GoogleEarth
案例–高压交流干扰与缓解
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管线信息 - 直径48 inch - 长度92 km - 涂层PE - 在91.3Km处有一处临时搭接 电力线信息 - 5根不同的电力线 - 电压范围110 ~220 ~380 kV -2#线和3#线共用相同的电塔
预测可能发生的情况 后评价 分析腐蚀速率 统计数据/概率 标准API RBI 581/ASME B31G
V-PIMS平台的基本功能
建立模型包括:
• • • 管线网络 阴保系统 外部影响
通过特定区域的数据来校正模型:
• • • 涂层状况 附近土壤电阻率 极化行为
分析结果:
• • • 调试阴保系统 辅助监测真实的保护水平 假设故障预测分析
具有后处理环境提供假设分析
选择和现场监测数据同步以及分析 可定制化的用户环境
上海格麟倍信息科技有限公司
Thank You
服务邮箱：service@glb-china.com.cn 销售邮箱： sale@glb-china.com.cn 联系电话：+86-021-56550063 总部地址：上海市闵行区黎安路688号 强劲大厦1001-1002室
IRIS功能介绍
IRIS应用介绍
支持多管道、多输电线 管道技术参数可以分段定义 杆塔技术参数可以分段设置 自动故障模拟 匹配接地电阻自动计算塔脚长度和半径 计算管网上由于避雷线、杆塔、接地极 和单相接地电阻干扰引起的电流/电位 缓解优化缓解技术（管道间搭接或者阻 抗联接、绝缘接头、分散式接地、分布 式阳极接地、梯度控制垫 等） 可以计算在整个管网上的变化电压、 涂层应力电压、远地电位、电流密度 和纵向电流 可以计算地电位分布，接触和跨步电 压，弧距 实现所有计算结果可视化（LEF、感应 电压/电流、电流密度、涂层应力电压、 地电位分布 ），使用二维图和一维随 长度变化图
1）任意复杂形状的全3D模型 2）第三方阴极保护系统的干扰 3）电阻下降影响 4）阳极和阴极的极化行为 5）浮动（非接触）电极 6）多层土壤模型（电阻值变化） 7）金属溶解行为（基于法拉第定律） 8）外部电网的影响 ……
输出
管道等保护体电位分布和电流密 度分布、地电位分布、阳极消耗 速率等
CP Master案例–储罐阴极保护
可以计算出管-地通断电电位，土壤电势分布
CatPro模拟计算结果验证
40.0 30.0 20.0
10.0
Current [A]
CPCM 0.0 As-built Fitted -10.0
-20.0
-30.0
-40.0 0 5000 10000 15000 Developed Length [m] 20000 25000 30000
阴极保护仿真技术
CONTENTS
1.CP Master功能介绍
软件产品销售及技术务 2.CatPro功能介绍 3.IRIS功能介绍
4.V-PIMS功能介绍
ElSyCa — 专注于电化学行业 公司介绍 解决方案
1997年成立 总部在比利时Leuven 美国分公司2008年成立
致力于提供电化学解决方案
使用“pipe elements”技术，大幅缩减计算时间 支持多管网计算
支持多种类的阴极保护系统（强加电流、电压或者牺牲阳极）
软 件 特 点
支持多直流杂散电流干扰求解 提供标准管路数据库 支持分段处理管路 先进的模型可以很好的处理涂层质量问题 支持多涂层计算 可以计算出管路的径向电流和轴向电流密度分布 支持数据库自定义扩充
国外已成熟应用模拟仿真技术，优化管道、储罐等阴保系统设计！
阴极保护仿真的优势
• 针对复杂情况下的阴极保护设计，可以使设计方案更加精确，使阴保电位分 布更均匀，避免电位欠保护和过保护的情况
• 预测高风险区域，进行重点检测维护，保障管道安全
• 模拟计算罐底板、套管内管道、水下和海底管道的阴保电位分布 • 提高设计精确及科学性、降低成本费用、保障安全生产作业 • 大幅缩短设计周期，加快优化设计和方案评价 • 管理手段更加先进科学，有助于完整性管理 对于新投资的项目：仿真可以直接指导设计 ! 对于已经安装完成投入使用的设施：仿真可以辅助摸清地面下设施的状态，对 于管理维护提供最佳的解决方案。
化保护效果，同时也可以进行分析和监测随时间变化情况。 根据客户需求提供专业化定制服务！
V-PIMS平台的基本内容
数据收集
涂 层 评 估 内检ILI数据 阴 保 数 据
前评价
计算模型 阴保仿真模拟软件 分析方法(边界元/有限元) 分析以下事项
• 核查检测数据值 • 基于真实电位和腐蚀速率 • 确定高风险区域
涉及到各行各业: • 运输 • 石油 & 天然气 •国防 • 海洋 •基础设施 • 汽车 • 医疗 • 核能 •… 各类研究表明： 20-25%腐蚀 损失可以通过 采取适当的措 施进行避免。
行业背ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与挑战
管网现状：建设速度快，服役时间长，防腐层老化、阴极保护失效，外部 环境复杂，近年来管道安全事故频发 储罐：储罐日趋大型化；进口原油日趋增加；储罐检测步骤繁琐，费时费 力，且存在环境安全隐患；罐区设备众多，接地系统复杂； 基于经验的阴保设计方案不理想，无法满足现场实际要求
•
提升管道完整性阴极保护的可靠性
功能介绍
模拟现场管道的实际状态和阴保运行环境 优化阴极保护的性能 对于扩建工程，指导阴极保护基础设施优化设计 研究假设情况下的情景 链接GIS数据库和其他地图系统，从而更容易原始数据输入以及得到结果 计算off-/on-/IR-free- 管地电位，径向电流密度，轴向电流，电压衰减情况 强健快速准确的求解器 管网以及阴极保护系统完好情况的图形可视化
Elsyca阴极保护软件家族介绍
软件
Elsyca V-PIMS
应用
管道完整性管理 （管道、防腐体系、电解质、复杂的外 界环境等） 管道阴极保护优化设计 预测管道高风险区域 优化受干扰管段缓解措施 模拟计算HVAC对管道的交流干扰 提供优化缓解解决方案 管道局部问题 套管穿越处、海上平台、储罐、船舶阴 保设计
稳态满负载和380V 1#输电线M71处单相故障的交流电压模拟（缓解后）
V-PIMS功能介绍
V-PIMS平台与管道完整性管理
V-PIMS是一个基于管网外腐蚀方面的模拟仿真 与完整性管理平台。
根据管道设计信息，仿真模拟整个管网的阴极保护健康
情况。将模拟结果和实际的测试数据结合起来，从而追踪
阴极保护运行中的异常情况，调整阴极保护电流输出来优
有效距离
> 10,000 km
Elsyca CatPro
100 km
Elsyca IRIS
100 km
Elsyca CPMaster
1 km
CP Master功能介绍
CP Master
革命性的3D阴极保护设计和优化软件 适用范围：埋地金属结构体、管道、储罐、 船舶、海上石油平台等 阴极保护方式: ICCP & SACP两种保护模式 可考虑如下因素
在众多行业众多产品中均有广泛的应用
电化学仿真计算技术是Elsyca的核心竞争力!
客户
Oil & Gas
Offshore & Marine
ElSyCa与防腐工程
腐蚀防护与阴保设计 风险评估 - 缓解 -完整性管理
管道
储罐或水下结构体
海洋腐蚀
混凝土构筑物
大气腐蚀
腐蚀的威胁
每年全球范围内由腐蚀造成的直接经济损失高达1.8万亿 （约占GDP的3%-5%）
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案例–交流干扰与缓解
稳态满负载和380KV 1#输电线M71处单相故障的交流电压模拟
案例 ——交流干扰与缓解
• 所有稳定状态下的情况，均不能超过允许最大极限电压值25V • 所有单相故障状态下的情况，均不能超过允许最大极限电压值1500V
案例——交流干扰与缓解
• 感应交流电压降到了可以接受的范围内(满负荷/单相故障)
模拟牺牲阳极消耗速率与形状
随时间阳极形状变化和寿命预测
1年
4年
CP Master案例 –海上钻井平台设计
可以快速预测海上钻井平台阴极保护性能
可求解随时间变化的腐蚀状况
模拟腐蚀和阴极保护
CP Master可以模拟埋地和水下不同结构体的腐蚀和阴极保护情况
CatPro功能介绍
CatPro应用介绍
模拟的轴向电流
模拟的电流密度
模拟的断电电位
深井生产套管阴极保护系统优化设计案例
• 总输出电流：50A
优化套管阴极保护系统设计
套管沿线电位分布 电流密度分布
优化套管阴极保护系统设计
地 电 位 分 布
直流牵引系统对管网的干扰
杂散电流干扰情况下的管道电位计算结果
没有牵引电流 @00:15am
有牵引电流 @07:18am
可以计算阴极保护电位分布、 电流密度、腐蚀速率等 优化阴极保护系统输入参数 和阳极数量及位置分布
许多大型储罐互相靠得很近，储罐底板外表面阴极保护系统 的设计需要最大程度减小阴极保护干扰。
• CP Master可以求解电流与电位分布，并且探讨阳 极间距、电源电压、土壤电阻率和欧姆降的影响。