智能电位采集仪于油气管道阴极保护测试桩中的应用方案

摘要：智能电位采集仪是一套面向阴极保护领域的无线远程智能在线监控系统

一、应用背景

       石油、天然气长输管道多采用防腐涂层和阴极保护技术来防止防腐层的老化，通过恒电位仪或牺牲阳极的方式向管道施加负电位，使管道对地构成阴极，形成防护、减缓腐蚀。

       智能电位采集仪是阴极保护系统中*的装置，主要用于阴极保护效果和运行参数的检测，一般沿输送管道1～2km设置1支。

       以往，阴极保护测试桩多依靠万用表及测试仪以人工方式进行检测（如上图所示），效率低、可靠性差、危险性高，难以满足管道阴极保护监测的需求。

二、解决方案

   平升公司针对管道阴极保护监测存在的上述问题，规划、设计了智能电位采集仪和测试桩远程监测管理系统，以实现阴极保护参数自动采集、分析、传输和处理的目标。

   管道阴极保护智能监测管理系统拓扑图

       智能测试桩每天定时自动采集管道保护电位、腐蚀电流、管道自然电位、阳极自然电位以及设备自身电池电压等数据，并通过4G/NB-IoT网络定时上传云服务器。

       云服务器上安装管道阴极保护智能监测管理系统软件，该软件以B/S（浏览器/服务器）结构进行设计，以SQLSERVER 数据库对海量数据进行存储，提供了电子地图、数据展示、越限报警、数据查询和各种统计、分析功能，支持电脑和手机APP远程访问。   

电脑端监测软件界面展示

手机APP界面展示

智能测试桩现场应用示意图

应用说明：

    ① 1#线缆为管道引出线，连接到智能测试桩接线柱上，用于测量管道保护电位、断电电位、腐蚀电流。

    ② 2#、3#线缆为镁或锌阳极线缆，连接到智能测试桩接线柱上，1#和2#、3#线缆平时处于搭接状态。

    ③ 4#线缆为*参比电极自带线缆，连接到智能测试桩接线柱上，作为电位测量的*参考地。

三、产品介绍

智能测试桩示意图

       智能测试桩分为栓体和防护罩两部分，防护罩内安装电池供电型智能监测仪，实现数据自动采集、线路自动切换、数据定时上传、异常及时报警等功能。

（1）产品规格

       ◆ 标准规格：Φ108mm(直径)*3000mm(高)。

       ◆ 其它规格：可定制。

（2）主要功能

       ◆ 数据采集：定时自动采集阴极保护参数和自身电池电压、测点信号质量等数据。

       ◆ 无线通信：采用4G（移动/联通/电信）或NB-IoT无线网络定时上报监测数据。

       ◆ 数据存储：本机循环存储监测数据，掉电不丢失。

       ◆ 异常报警：电位/电流数值超标、电池电压过低时，立即上报告警信息。

       ◆ 设备防护：对阴保电路及各类线缆进行防护，保障设备安全、方便检修。

（3）产品特点

       ◆防护等级高：防水、防潮、防尘。

       ◆工作温度范围宽：耐低温、抗酷暑。

       ◆微功耗运行：定时自动唤醒，采集+上传数据；工作完成后，自动休眠、节省电量。

       ◆电池寿命长：电池寿命3~5年（与数据上报频率有关）。

       ◆存储容量大：可存储不少于1年的历史数据。

       ◆维护方便：可远程设置工作参数、远程升级程序。

（4）技术参数

       ◆ 监测参数：

① 牺牲阳极测试桩：管道保护电位、腐蚀电流、管道自然电位、阳极自然电位。

② 电位测试桩（恒电位仪法）：管道保护电位、管道自然电位。

       ◆ 电压测量范围：-5～5V （可定制）。

       ◆ 电流测量范围：-2～2A（可定制）。

       ◆ 通信方式：4G全网通（移动/联通/电信）或NB-IoT。

       ◆ 防护等级：IP68。

       ◆ 标配电池：20Ah/14.4V。

       ◆ 工作温度：-40～+85℃。

       ◆ 工作湿度：≤95%。