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退火粒子群算法优化外加电流阴极保护方案
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作者 刘斌 刘英伟 王艳秋 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2057-2064,共8页
为了解决目前提出的各种外加电流阴极保护设计方法在同时优化电流和阳极位置时,由于被保护构件几何形状复杂往往陷入局部最优而导致效果欠佳的问题,本文提出了一种改进的模拟退火粒子群算法。传统方法在退火环节中,将每个粒子迭代后都... 为了解决目前提出的各种外加电流阴极保护设计方法在同时优化电流和阳极位置时,由于被保护构件几何形状复杂往往陷入局部最优而导致效果欠佳的问题,本文提出了一种改进的模拟退火粒子群算法。传统方法在退火环节中,将每个粒子迭代后都要通过Metropolis规则对全局最优粒子进行替换,本文改进为待所有粒子迭代完毕后,从中选中最优粒子,通过Metropolis规则对全局最优粒子进行替换,这在一定程度的上保护了最优解;将外加电流、电极空间位置合成为一个粒子,运用上述算法进行迭代求解最优方案:阳极的最优位置为[0.3389,3.1551,0.47706,1.1943]、输入电流为[0.09639 A,0.099079 A]。据此计算了船体表面电位分布。结果表明:船体表面电位分布均匀,标准偏差最大为0.0028,最小为0.0014,达到了保护的目的。 展开更多
关键词 腐蚀 阴极保护 外加电流 粒子群算法 退火算法 辅助阳极 优化 船体
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基于COMSOL的导管架平台阴极保护研究
2
作者 张亚 范纤纤 李昌良 《科技创新与应用》 2024年第31期8-11,16,共5页
牺牲阳极阴极保护技术是防止海洋平台腐蚀的一种可靠手段。该文以导管架平台为研究对象,选取DNV设计准则,确定牺牲阳极的数量及相关布置,设计一套可靠的牺牲阳极阴极保护系统方案。借助数值仿真技术,通过研究导管架表面电位分布及腐蚀... 牺牲阳极阴极保护技术是防止海洋平台腐蚀的一种可靠手段。该文以导管架平台为研究对象,选取DNV设计准则,确定牺牲阳极的数量及相关布置,设计一套可靠的牺牲阳极阴极保护系统方案。借助数值仿真技术,通过研究导管架表面电位分布及腐蚀速率的变化来探究服役期间导管架平台阴极保护效果随阳极溶解的变化。 展开更多
关键词 牺牲阳极 阴极保护 COMSOL 保护电位 腐蚀电流密度
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油气田单井集输钢质管道阴极保护技术 被引量:1
3
作者 王超 张侃毅 +1 位作者 李新龙 于海洋 《石化技术》 CAS 2024年第4期75-77,共3页
油气田埋地单井钢质管道的外防腐措施通常仅采用外防腐层。国标中没有强制要求采用阴极保护。但是,对于土壤腐蚀性较强的地区,仅采用外防腐层不足以保护管道,需要采用阴极保护技术对管道进行保护。阴极保护方式的选择一方面需要考虑工... 油气田埋地单井钢质管道的外防腐措施通常仅采用外防腐层。国标中没有强制要求采用阴极保护。但是,对于土壤腐蚀性较强的地区,仅采用外防腐层不足以保护管道,需要采用阴极保护技术对管道进行保护。阴极保护方式的选择一方面需要考虑工程的经济性,另一方面需要考虑油气田复杂的埋地管网,单井布置等因素。通过对单井管道阴极保护技术应用中各方面问题进行分析,确定单井管道阴极保护方式选择原则。 展开更多
关键词 单井管道 阴极保护方式 牺牲阳极 强制电流
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基于SSA算法的管道阴极保护系统参数优化研究
4
作者 张善泽 《油气田地面工程》 2024年第4期7-11,32,共6页
传统阴极保护系统参数设计存在一定的经验性和随机性,在阳极选址、恒电仪选型和阴极保护控制上具有局限性。针对上述问题,在测试电化学阻抗谱的基础上,确定管道的最佳保护电位,利用COMSOL软件中的二次电流分布模型确定阴极保护电位分布... 传统阴极保护系统参数设计存在一定的经验性和随机性,在阳极选址、恒电仪选型和阴极保护控制上具有局限性。针对上述问题,在测试电化学阻抗谱的基础上,确定管道的最佳保护电位,利用COMSOL软件中的二次电流分布模型确定阴极保护电位分布的影响因素,通过均匀性和保护效果定义了电位分布的目标函数,并利用麻雀算法(SSA)实现目标函数的迭代求解。结果表明,最佳阴极保护电位较保护电位区间更具参考性,可参照该值提高阴极保护效果;阳极数量越多、外加电流越小,保护电位的均匀性越强;阳极与管道径向的距离越大,电位正移越严重,电位越均匀。针对实例对不同改造方案进行优化,优化后可减缓或避免管道发生腐蚀,证明了算法的有效性和科学性。 展开更多
关键词 SSA 阴极保护 阳极数量 阳极位置 外加电流
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船舶及海工设施中的阴极保护智能化研究
5
作者 汪盛军 徐雷 陈佳龙 《船舶与海洋工程》 2024年第4期62-65,78,共5页
主要探讨船舶及海工设施领域的阴极保护系统的智能化发展现状。通过对船舶及海工设施的阴极保护系统进行分析和考察,找出阴极保护存在的问题,结果发现阴极保护系统当前的使用环境复杂多变,供应电流不稳定,所需日常检查难以实现,导致其... 主要探讨船舶及海工设施领域的阴极保护系统的智能化发展现状。通过对船舶及海工设施的阴极保护系统进行分析和考察,找出阴极保护存在的问题,结果发现阴极保护系统当前的使用环境复杂多变,供应电流不稳定,所需日常检查难以实现,导致其对海上钢结构腐蚀保护的功效低下,严重时会影响系统的全生命周期长度。对此,从阴极保护在船舶及海工设施中应用存在的问题入手,重点研究外加电流阴极保护在智能化和大数据环境下的应用,以及引入智能化对阴极保护系统的作用,并阐述物联网技术在阴极保护系统中的应用前景,为船舶及海工设施阴极保护系统的智能化发展提供参考。 展开更多
关键词 海上风电 海上平台 阴极保护 外加电流阴极保护 智能化 大数据 物联网
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钢质原油储罐底板外壁的阴极保护 被引量:6
6
作者 李佳润 李言涛 +3 位作者 孙虎元 王传兴 钱洲亥 侯保荣 《石油化工高等学校学报》 CAS 2017年第1期87-91,共5页
以单台100 000m^3原油储罐为对象,从设计过程、施工流程、测试结果分析等多方面系统介绍了原油储罐外壁强制电流近阳极地床阴极保护工程。在合理选择参数的情况下,通过计算提出阴极保护技术方案,并与国标推荐做法进行了对比。投入运行后... 以单台100 000m^3原油储罐为对象,从设计过程、施工流程、测试结果分析等多方面系统介绍了原油储罐外壁强制电流近阳极地床阴极保护工程。在合理选择参数的情况下,通过计算提出阴极保护技术方案,并与国标推荐做法进行了对比。投入运行后,对阴极保护系统进行了通电和瞬断电位测试,发现罐底板电位均处于保护范围内,说明阴极保护系统有效运行。运行1年后,阴极保护系统存在输出电流增大,回路电阻减小的情况,这是由涂层破损,介质腐蚀性提高协同作用引起的。 展开更多
关键词 阴极保护 原油储罐 强制电流 腐蚀 混合金属氧化物阳极
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外加直流阴极保护对牺牲阳极效果的影响研究 被引量:8
7
作者 汪世雷 邱于兵 郭兴蓬 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期53-55,共3页
通过电化学技术研究了外加直流电流与牺牲阳极阴极保护联合使用时,外加直流对牺牲阳极保护效果的影响。结果发现,牺牲阳极的输出电流随着外加直流电流的增大而减小,同时牺牲阳极的工作电位负移。必须通过实测牺牲阳极的输出电流来判断... 通过电化学技术研究了外加直流电流与牺牲阳极阴极保护联合使用时,外加直流对牺牲阳极保护效果的影响。结果发现,牺牲阳极的输出电流随着外加直流电流的增大而减小,同时牺牲阳极的工作电位负移。必须通过实测牺牲阳极的输出电流来判断其效果。牺牲阳极应尽可能远离辅助阳极,处于外加直流难以到达的区域,同时还要注意调整外加直流的大小,以充分发挥二者的保护效果。 展开更多
关键词 阴极保护 外加直流 牺牲阳极
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船舶轴频电场等效源强度计算方法 被引量:13
8
作者 程锐 姜润翔 龚沈光 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期138-143,共6页
为了利用水平时谐电偶极子对实际船舶的轴频电场进行建模,需要确定等效偶极子的源强度和位置。针对安装有外加电流阴极保护系统的船舶,通过分析轴频电场产生的物理机理,明确了等效源是两个方向相反的水平时谐电偶极子叠加的结果。在此... 为了利用水平时谐电偶极子对实际船舶的轴频电场进行建模,需要确定等效偶极子的源强度和位置。针对安装有外加电流阴极保护系统的船舶,通过分析轴频电场产生的物理机理,明确了等效源是两个方向相反的水平时谐电偶极子叠加的结果。在此基础上,提出一种轴频电场等效源强度计算的实用方法,即可通过反演测量静电场得到的静态偶极子源强度、轴频电场信号包络最大值与静电场信号幅值的比例系数综合确定,且等效源位置与静电场偶极子的位置相同。船模试验证实了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 船舶 轴频电场 静电场 电偶极子 外加电流阴极保护
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塔河油田集输管线绝缘法兰附近内腐蚀穿孔因素分析 被引量:10
9
作者 汤晟 蔡奇峰 何小龙 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期156-159,共4页
塔河油田主力油区为奥陶系碳酸盐岩溶缝洞型块状油藏,原油物性特征复杂,部分区块伴生气含有大量的H2S、CO2,地层产出水平均矿化度在20×104mg/L左右,pH值5.5~6.0,呈弱酸性,呈现出较强的腐蚀性。油气集输系统自投产以来多次出现了... 塔河油田主力油区为奥陶系碳酸盐岩溶缝洞型块状油藏,原油物性特征复杂,部分区块伴生气含有大量的H2S、CO2,地层产出水平均矿化度在20×104mg/L左右,pH值5.5~6.0,呈弱酸性,呈现出较强的腐蚀性。油气集输系统自投产以来多次出现了腐蚀穿孔,以内腐蚀为主,且大部分集中在集输管线外加电流阴极保护绝缘法兰附近,较严重地影响了油田的正常生产。为系统地了解、分析腐蚀穿孔原因,开展了集输管线绝缘法兰附近内腐蚀穿孔因素分析与研究,明确了造成腐蚀穿孔的主要原因,提出了改进措施及建议。 展开更多
关键词 腐蚀穿孔 外加电流阴极保护 绝缘法兰 措施建议
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外加电流阴极保护用钛阳极 被引量:6
10
作者 张玉萍 鞠鹤 蔡天晓 《装备环境工程》 CAS 2011年第5期96-99,共4页
外加电流阴极方法是一种有效的保护金属不被腐蚀的方法,钛阳极是外加电流阴极保护中的重要部件。主要介绍了钛阳极的制备方法,给出了3种不同环境中钛阳极的强化寿命检测方法,对钛阳极和其他辅助阳极的性能进行了比较,钛阳极由于优异的... 外加电流阴极方法是一种有效的保护金属不被腐蚀的方法,钛阳极是外加电流阴极保护中的重要部件。主要介绍了钛阳极的制备方法,给出了3种不同环境中钛阳极的强化寿命检测方法,对钛阳极和其他辅助阳极的性能进行了比较,钛阳极由于优异的物理、化学及电化学性能,目前已成为最有前途的外加电流阴极保护用辅助阳极材料。 展开更多
关键词 外加电流 阴极保护 钛阳极
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船体双区域外加电流阴极保护缩比模型模拟研究 被引量:4
11
作者 梁成浩 于楠 +1 位作者 吴建华 黄乃宝 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期656-660,共5页
建立某船1∶100缩比模型,研究了船体双区域外加电流阴极保护系统中船体保护电位分布.结果表明,双区域阴极保护的优化设计是在船艏区增加1组辅助阳极,且参比电极布置在两组辅助阳极之间;船艉区参比电极布置在辅助阳极外侧,此时船体保护... 建立某船1∶100缩比模型,研究了船体双区域外加电流阴极保护系统中船体保护电位分布.结果表明,双区域阴极保护的优化设计是在船艏区增加1组辅助阳极,且参比电极布置在两组辅助阳极之间;船艉区参比电极布置在辅助阳极外侧,此时船体保护电位曲线分布均匀,均在-0.80^-0.90 V,船体得到有效的阴极保护.螺旋桨主轴接地后,发现船艉区辅助阳极附近电位降低,且随轴转动速率增加,辅助阳极附近电位进一步降低.船模主轴不同状态下,优化设计的双区域阴极保护系统,均能达到阴极保护要求.实验验证,采用缩比模型对船体外加电流阴极保护系统进行设计是一种方便、有效的方法,为船体阴极保护优化提供了新途径. 展开更多
关键词 缩比模型 外加电流阴极保护 保护电位
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油田区域性阴极保护计算机辅助优化设计研究 被引量:27
12
作者 梁旭巍 吴中元 +1 位作者 孟宪级 庄新国 《天津纺织工学院学报》 北大核心 1998年第5期90-94,共5页
油田区域性外加电流阴极保护系统可视作性定电流场,区域内的电位分布遵守Poisson方程.利用边界元素法求得Poisson方程及其边值条件的数值解,同时利用牛顿法和梯度法相结合的方法求解大型非线性方程组,在系统阳极位置的寻优过程中应... 油田区域性外加电流阴极保护系统可视作性定电流场,区域内的电位分布遵守Poisson方程.利用边界元素法求得Poisson方程及其边值条件的数值解,同时利用牛顿法和梯度法相结合的方法求解大型非线性方程组,在系统阳极位置的寻优过程中应用可变误差多面体算法解决了带约束条件的多元非线性隐含目标函数的寻优问题.本文对油田区域性外加电流阴极保护系统计算机辅助优化设计中的数学模型及其求解进行了探索性研究,并得到了实验验证. 展开更多
关键词 油田 外加电流 阴极保护 优化 区域性 腐蚀防护
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非均质土壤中油井套管外加电流阴极保护的数值仿真 被引量:3
13
作者 黄国胜 邢少华 +2 位作者 王巍 闫永贵 李相波 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期55-58,8,共4页
为了解决深井套管阴极保护的井底保护效果评价问题,针对延长油田西区采油厂正171号丛式井阴极保护系统项目,采用边界元方法,以非均匀电阻率和分段极化曲线的方法模拟实际工况,通过Beasy软件利用数值模拟技术计算不同阳极埋深对阴极保护... 为了解决深井套管阴极保护的井底保护效果评价问题,针对延长油田西区采油厂正171号丛式井阴极保护系统项目,采用边界元方法,以非均匀电阻率和分段极化曲线的方法模拟实际工况,通过Beasy软件利用数值模拟技术计算不同阳极埋深对阴极保护电位分布的影响,评价了外加电流阴极保护对井底的保护效果。结果表明,采用边界元方法可快速准确地模拟油井套管在非均质土壤中的阴极保护电位分布。正171号丛式井阴极保护方案为阳极埋深100 m,水井保护电位范围为-998^-1 023 m V(vs SCE),油井保护电位范围为-961^-1 192m V,井组各油井底部均能得到良好的保护。 展开更多
关键词 外加电流阴极保护 数值仿真 油井套管 非均质土壤 边界元方法
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外加电流阴极保护技术对海港工程钢筋混凝土结构的防护 被引量:8
14
作者 任敏 周汝毅 +3 位作者 张羿 葛仕彦 陆旭峰 舒方法 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期58-62,93,共5页
为检验外加电流阴极保护技术在海港工程中的保护效果,设计了循环水系统和混凝土试块模型,以模拟钢筋混凝土海洋腐蚀状态,采用外加电流阴极保护技术对模型进行持续阴极保护。结果表明:设计的试验环境与实际工程环境相符;外加电流阴极保... 为检验外加电流阴极保护技术在海港工程中的保护效果,设计了循环水系统和混凝土试块模型,以模拟钢筋混凝土海洋腐蚀状态,采用外加电流阴极保护技术对模型进行持续阴极保护。结果表明:设计的试验环境与实际工程环境相符;外加电流阴极保护技术可有效抑制钢筋腐蚀,且可对被保护结构实现长期、稳定的保护。 展开更多
关键词 外加电流阴极保护 海港工程 钢筋混凝土结构 腐蚀
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核电厂海水管道外加电流阴极保护设计、安装与调试效果 被引量:3
15
作者 林斌 杨辉 +4 位作者 于雷 曾森 林泽泉 刘爽 高玉柱 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期51-52,58,共3页
某核电厂海水管道采用外加电流阴极保护和重防腐蚀涂层联合防护。详细介绍了其阴极保护系统的组成、安装与调试过程;设计出了调试方法,保证其处于保护电位范围内,满足了实际需求。
关键词 阴极保护 海水管道 核电厂 外加电流 安装与调试
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码头钢管桩外加电流阴极保护失效分析 被引量:3
16
作者 李海洪 邓春林 方翔 《材料保护》 CAS CSCD 2021年第10期146-149,共4页
某煤码头钢管桩采用外加电流阴极保护系统保护,施工后发现无论如何调整输出电流系统均处于欠保护电位状态。为此,对外加电流阴极保护系统的电路布置、系统组件、电连接电阻、整流器电气参数等进行了详细检测。结果表明:系统存在辅助阳... 某煤码头钢管桩采用外加电流阴极保护系统保护,施工后发现无论如何调整输出电流系统均处于欠保护电位状态。为此,对外加电流阴极保护系统的电路布置、系统组件、电连接电阻、整流器电气参数等进行了详细检测。结果表明:系统存在辅助阳极部分失效、电连接电阻偏大以及整流器部分显示参数错误等故障,但整个汇流回路采用串联连接是系统失效的主要原因,连接电缆导体截面积过小更进一步加剧了系统的恶化,仿真结果也与此结论吻合。 展开更多
关键词 外加电流阴极保护 钢管桩 失效分析
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基于Comsol Multiphysics的金属储罐阴极保护方案的优化 被引量:6
17
作者 辛艳萍 梁月 《石油化工高等学校学报》 CAS 2016年第4期92-96,共5页
利用Comsol Multiphysics软件建立了金属储罐底板外加电流法阴极保护电位分布的仿真模型。通过数值模拟方法,研究了阴极汇流点数量、汇流点布置情况、辅助阳极埋设深度、土壤电阻率以及电极的极化特性等因素对保护电位分布规律和阴极保... 利用Comsol Multiphysics软件建立了金属储罐底板外加电流法阴极保护电位分布的仿真模型。通过数值模拟方法,研究了阴极汇流点数量、汇流点布置情况、辅助阳极埋设深度、土壤电阻率以及电极的极化特性等因素对保护电位分布规律和阴极保护效果的影响。结果表明,在其他条件不变的情况下,罐底中心设置汇流点和多点汇流的方式,罐底板的阴极保护效果更好,但由于罐底板整体电位降差别不大,考虑到经济可行性因素,建议采用边缘处单点汇流的方式;此外,土壤电阻率越小,阳极埋深越深,罐底板越不容易受到腐蚀,罐底板越易于极化,储罐底板的阴极保护效果越好。 展开更多
关键词 金属储罐 阴极保护 外加电流 数值模拟
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大气区被氯盐污染的钢筋混凝土外加电流阴极保护电流分散的研究 被引量:2
18
作者 陈龙 李海洪 方翔 《水运工程》 北大核心 2012年第8期38-42,共5页
通过室内试验,针对大气区被氯盐污染的钢筋混凝土采用外加电流阴极保护系统其阴极保护电流在被氯盐污染混凝土结构的多层钢筋的分布规律进行了研究,为混凝土外加电流阴极保护工程的设计提供指导。研究结果表明:在大气区被氯盐污染混凝土... 通过室内试验,针对大气区被氯盐污染的钢筋混凝土采用外加电流阴极保护系统其阴极保护电流在被氯盐污染混凝土结构的多层钢筋的分布规律进行了研究,为混凝土外加电流阴极保护工程的设计提供指导。研究结果表明:在大气区被氯盐污染混凝土中,邻近辅助阳极的第1和第2层钢筋共吸收的的电流较多,占总电流的70%以上;第2层钢筋与第1层钢筋的间距对电流在的钢筋中的分散情况影响较大。 展开更多
关键词 外加电流阴极保护 电流分布 辅助阳极
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热海水中热浸镀用锌及锌铝合金的电化学性能 被引量:1
19
作者 李鑫 杜鸿雁 +1 位作者 魏绪钧 李焰 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1099-1102,共4页
为了定量比较不同热浸镀层用金属(或合金)在热海水中对钢铁基体的阴极保护作用,参照国标GB/T 17848-1999的要求对几种典型的热浸镀用锌及锌铝合金测试了50℃条件下的恒电流性能,计算了电流效率,观察了腐蚀产物脱落情况及腐蚀均匀性,并... 为了定量比较不同热浸镀层用金属(或合金)在热海水中对钢铁基体的阴极保护作用,参照国标GB/T 17848-1999的要求对几种典型的热浸镀用锌及锌铝合金测试了50℃条件下的恒电流性能,计算了电流效率,观察了腐蚀产物脱落情况及腐蚀均匀性,并据此评价了它们的电化学保护性能.结果表明:Zn的电化学性能最好,Zn-55Al-1.6Si合金的电化学性能最差,Zn-5Al-0.1RE,Zn-5Al-0.5Mg,Zn-6Al-3Mg,Zn-11Al-0.2Si-3Mg,Zn-25Al-0.2Si-0.2Mg和Zn-25Al-0.2Si-0.2RE合金介于二者之间. 展开更多
关键词 热浸镀 热浸镀层 阴极保护 牺牲阳极 电流效率 电化学性能
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阴极保护方案的合理选择 被引量:14
20
作者 范云 王宗信 《石油化工腐蚀与防护》 CAS 2003年第6期43-45,共3页
阐述了阴极保护的基本原理及功能,分析比较牺牲阳极法与外加电流法两种保护方案的配置方式及其优缺点,结合工程实例对两种配置系统的经济效益进行了定性分析。最后阐明采用阴极保护时,应综合考虑多种因素,选择优化的保护配置。
关键词 阴极保护 比较牺牲阳极法 外加电流法 电化学腐蚀 储油罐
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