智能電位采集儀于油氣管道陰極保護測試樁中的應用方案

摘要：智能電位采集儀是一套面向陰極保護領域的無線遠程智能在線監控系統

一、應用背景

       石油、天然氣長輸管道多采用防腐涂層和陰極保護技術來防止防腐層的老化，通過恒電位儀或犧牲陽極的方式向管道施加負電位，使管道對地構成陰極，形成防護、減緩腐蝕。

       智能電位采集儀是陰極保護系統中*的裝置，主要用于陰極保護效果和運行參數的檢測，一般沿輸送管道1～2km設置1支。

       以往，陰極保護測試樁多依靠萬用表及測試儀以人工方式進行檢測（如上圖所示），效率低、可靠性差、危險性高，難以滿足管道陰極保護監測的需求。

二、解決方案

   平升公司針對管道陰極保護監測存在的上述問題，規劃、設計了智能電位采集儀和測試樁遠程監測管理系統，以實現陰極保護參數自動采集、分析、傳輸和處理的目標。

   管道陰極保護智能監測管理系統拓撲圖

       智能測試樁每天定時自動采集管道保護電位、腐蝕電流、管道自然電位、陽極自然電位以及設備自身電池電壓等數據，并通過4G/NB-IoT網絡定時上傳云服務器。

       云服務器上安裝管道陰極保護智能監測管理系統軟件，該軟件以B/S（瀏覽器/服務器）結構進行設計，以SQLSERVER 數據庫對海量數據進行存儲，提供了電子地圖、數據展示、越限報警、數據查詢和各種統計、分析功能，支持電腦和手機APP遠程訪問。   

電腦端監測軟件界面展示

手機APP界面展示

智能測試樁現場應用示意圖

應用說明：

    ① 1#線纜為管道引出線，連接到智能測試樁接線柱上，用于測量管道保護電位、斷電電位、腐蝕電流。

    ② 2#、3#線纜為鎂或鋅陽極線纜，連接到智能測試樁接線柱上，1#和2#、3#線纜平時處于搭接狀態。

    ③ 4#線纜為*參比電極自帶線纜，連接到智能測試樁接線柱上，作為電位測量的*參考地。

三、產品介紹

智能測試樁示意圖

       智能測試樁分為栓體和防護罩兩部分，防護罩內安裝電池供電型智能監測儀，實現數據自動采集、線路自動切換、數據定時上傳、異常及時報警等功能。

（1）產品規格

       ◆ 標準規格：Φ108mm(直徑)*3000mm(高)。

       ◆ 其它規格：可定制。

（2）主要功能

       ◆ 數據采集：定時自動采集陰極保護參數和自身電池電壓、測點信號質量等數據。

       ◆ 無線通信：采用4G（移動/聯通/電信）或NB-IoT無線網絡定時上報監測數據。

       ◆ 數據存儲：本機循環存儲監測數據，掉電不丟失。

       ◆ 異常報警：電位/電流數值超標、電池電壓過低時，立即上報告警信息。

       ◆ 設備防護：對陰保電路及各類線纜進行防護，保障設備安全、方便檢修。

（3）產品特點

       ◆防護等級高：防水、防潮、防塵。

       ◆工作溫度范圍寬：耐低溫、抗酷暑。

       ◆微功耗運行：定時自動喚醒，采集+上傳數據；工作完成后，自動休眠、節省電量。

       ◆電池壽命長：電池壽命3~5年（與數據上報頻率有關）。

       ◆存儲容量大：可存儲不少于1年的歷史數據。

       ◆維護方便：可遠程設置工作參數、遠程升級程序。

（4）技術參數

       ◆ 監測參數：

① 犧牲陽極測試樁：管道保護電位、腐蝕電流、管道自然電位、陽極自然電位。

② 電位測試樁（恒電位儀法）：管道保護電位、管道自然電位。

       ◆ 電壓測量范圍：-5～5V （可定制）。

       ◆ 電流測量范圍：-2～2A（可定制）。

       ◆ 通信方式：4G全網通（移動/聯通/電信）或NB-IoT。

       ◆ 防護等級：IP68。

       ◆ 標配電池：20Ah/14.4V。

       ◆ 工作溫度：-40～+85℃。

       ◆ 工作濕度：≤95%。